CN106077991A - 改进的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

在此描述的本发明总体上涉及在焊接领域中的改进方法，该方法使用了比推荐的更长的接触端到工件距离、结合有效减少的保护气体流量，是通过将在0.25‑10份之间的至少一种孔隙度降低剂添加到包含石灰‑氟化物基熔渣的电极组合物中进行的，该电极组合物，该孔隙度降低剂选自：(a)至少一种金属氮化物形成物，其选自由以下各项组成的组：Ti、Zr、Ca、Ba以及Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金，并且进一步地，其中当该至少一种金属氮化物形成物中不存在Al时，用Li化合物代替；或(b)至少一种稀土金属，其选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y，包括(a)与(b)的组合。

Description

改进的焊接方法
技术领域
在此描述的本发明总体上涉及一种改进的焊接方法，该方法使用比推荐的更长的接触端到工件距离结合降低的保护气体流量和焊接组合物以实现该方法。
发明背景
当使用与推荐距离相比过大的接触端到工件距离(“CTWD”)(例如，当推荐距离可以例如是13/8”时高达2.5”)并且使用过大的电压(例如，高达36伏)和比推荐的更高的保护气体流量(由于湍流而产生有效降低的保护气体流量)焊接并且接合大型材板时，以上所有这些在使用T5焊接电极时产生内部焊道孔隙度。
没有被束缚于任何一种理论或操作方式，据信此孔隙度的原因中的至少一个是在熔融焊池中过量的氮。
发明概述
根据本发明，提供了一种使用带焊剂芯的受保护的电极降低焊道孔隙度的方法，该焊道是在推荐的接触端到工件距离之外制成的，该方法包括将至少一种选自下组的孔隙度降低剂添加到电极组合物的步骤，该组由以下各项组成：(a)至少一种金属氮化物形成物或(b)至少一种稀土化合物，前述“或”以析取性意义使用，以及对于(a)和(b)的组合，前述“和”以合取性意义使用。
在本发明的一个方面，该至少一种金属氮化物形成物选自由以下各项组成的组：Ti、Zr、Ca、Ba以及Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金。
在本发明的另一个方面，该至少一种氮化物形成物的金属合金包含Al/Zr粉末合金(50/50)和Ca/Si/Ba粉末合金(4-19％的Ca/45-65％的Si/8-18％的Ba/最多9％的Fe/最多1％的Al)。
应进一步注意的是在本发明的又另一个方面中，稀土金属的添加改善了渗氮特征。如在本申请中所使用的，稀土金属(经常以硅化物或氧化物的形式)包括：元素周期表中的一组十七种化学元素，具体地是十五种镧系元素：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu；以及Sc和Y。钪和钇被认为是稀土元素，因为它们趋向于在与镧系元素相同矿床中出现并且展现出相似的化学特性。虽然其名称如此，稀土元素(除放射性钷外)在地壳中是相对丰富的。它们趋向于在自然界中一起出现并且难以相互分离。然而，由于其地球化学特性，稀土元素是典型分散的并且不经常发现作为稀土矿物集中在经济可采性矿床中。
在本发明的再一个方面，提供了一种用于T5带焊剂芯的受保护的电极，该电极满足如表I中所描述的H4扩散氢水平。如在本申请中所使用的，具有T5标志的电极组合物将与CO2保护气一起使用，尽管这些电极可以与CO2和Ar的共混物一起使用以降低飞溅。应进一步注意到，如在本申请中所使用的，这些电极具有石灰-氟化物基熔渣(CaF2)。
表I
此处所描述的是一种使用带焊剂芯的受保护的T5电极降低焊道孔隙度的方法，该焊道是在推荐的接触端到工件距离之外制成的，由该T5电极制成的焊缝具有如按mL/100g焊缝熔敷测量的小于或等于4.0的扩散氢，该方法包括如下步骤：将在0.25-10份之间的至少一种孔隙度降低剂添加到包含石灰-氟化物基熔渣的电极组合物中，该孔隙度降低剂选自以下各项组成的组：(a)至少一种金属氮化物形成物，该金属氮化物形成物选自由以下各项组成的组：Ti、Zr、Ca、Ba以及Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金，并且进一步地，其中当该至少一种金属氮化物形成物中不存在Al时，用Li化合物代替；或(b)至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y，包括(a)与(b)的组合。
在以上方法中，该Li化合物选自由Li2CO3和LiF组成的组，优选LiF。在该方法中，该至少一种氮化物形成物的金属合金包括Al/Zr粉末合金和Ca/Si/Ba粉末合金。在本发明的一个方面，所要求保护的方法将包括添加至少一种稀土金属，该稀土金属选自由铈和镧组成的组。
在成分上，带焊剂芯的受保护的电极具有在源自该电极的焊缝中小于或等于4.0mL/100g焊缝熔敷的扩散氢，该电极包含至少一种孔隙度降低剂，该电极形成石灰-氟化物基熔渣，该至少一种孔隙度降低剂选自由以下各项组成的组：(a)至少一种金属氮化物形成物，该金属氮化物形成物选自由以下各项组成的组：Ti、Zr、Ca、Ba以及Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金，并且进一步地，其中当该至少一种金属氮化物形成物中不存在Al时，用Li化合物代替；或(b)至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y，包括(a)与(b)的组合。
该Li化合物选自由Li2CO3和LiF组成的组，优选LiF。该至少一种氮化物形成物的金属合金包括Al/Zr粉末合金和Ca/Si/Ba粉末合金。该至少一种稀土金属优选地选自由以下各项组成的组：镧和铈。
在本发明的另一个方面，描述了一种使用带焊剂芯的受保护的T5电极降低焊道孔隙度的方法，该焊道是在推荐的接触端到工件距离之外制成的，所述由该T5电极制成的焊缝具有如按mL/100g焊缝熔敷测量的小于或等于4.0的扩散氢，该方法包括如下步骤：将在0.25-10份之间的至少一种孔隙度降低剂添加到包含石灰-氟化物基熔渣的电极组合物中，该至少一种孔隙度降低剂包含至少一种选自下组的稀土金属，该组由以下各项组成：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y。
在该方法中，该带焊剂芯的受保护的电极进一步包含Li化合物，该Li化合物选自由Li2CO3和LiF组成的组，优选LiF。该至少一种稀土金属优选地选自由以下各项组成的组：铈和镧。
在本发明的又再一个方面，描述了带焊剂芯的受保护的电极具有在源自该电极的焊缝中小于或等于4.0mL/100g焊缝熔敷的扩散氢，该电极包含至少一种孔隙度降低剂，该电极形成石灰-氟化物基熔渣，并且其中该至少一种孔隙度降低剂包括至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y。
该Li化合物典型地选自由Li2CO3和LiF组成的组，优选LiF，而该至少一种稀土金属选自由镧和铈组成的组。
当根据附图、详细说明和所附权利要求考虑时，本发明的这些和其他目的将是明显的。
附图简要说明
图1是在使用不同电极的单道焊中氮的图表，其中从端焊道的末端将该焊道钻两英寸，并且其中所使用的焊接条件是CTWD＝2.5”；送丝速度(“WFS”)＝300ipm；电压＝36V；行进速度＝11.9ipm；安培数＝约450安；CO2气体流量为35CFH；并且焊丝直径为3/32”。
发明详细说明
现在将出于图示说明在递交本专利申请时申请人已知的最佳模式的目的，描述实施本发明的最佳模式。实例和附图仅仅是说明性的而不意味着要限制本发明，本发明通过权利要求书的范围和精神来衡量。
除非上下文中清楚地指出，否则词语“和”指示为合取性的；词语“或”指示为析取性的；当物品以析取性表达时，接着是词语“或二者都”或“其组合”时，旨在是合取性和析取性两者。
熔融焊池中的孔隙度可能是由很多因素造成的，其中的至少一个包括过量氮的存在。一个降低氮水平的途径是在熔融态中结合氮。这是通过添加至少一种金属氮化物形成物(例如，添加金属Ti、Zr、Ca、Ba和Al，及其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金)或通过添加至少一种稀土矿物，或二者都添加而完成的。这些氮化物形成物与溶体中可用氮结合并且浮出进入熔渣中。在该焊接完成后，该固溶体中可以存在一些氮化物。通过使用本发明的组合物，与标准的林肯电气公司(LincolnElectric Company)75C带焊剂芯电极产品相比，焊缝金属氮的量能够降低25-55％。在该电极中没有Al的存在下，可能用碳酸锂(Li2CO3)和氟化锂(LiF)替代，尽管注意到Li2CO3吸收水并且趋向于增加焊缝金属氢含量，因此它不是优选的。
LiF的添加似乎影响在焊接电弧中熔球过渡尺寸，在一些实例中，使该熔球更具球形并且为该电弧等离子体提供额外的保护，该电弧可进一步导致降低孔隙度。
林肯电气的75C是设计用于在平焊位置和横焊位置上高熔敷来实现H4扩散氢水平的T5焊接电极。它典型地被用于以100％CO2作为保护气体进行焊接来达到高质的电弧性能和焊道外观。推荐流量在40-55CFH之间。
如在本申请中所使用的，T5焊接电极将包括T5带焊剂芯的受保护的电极，该电极满足如表II中所描述的H4扩散氢水平。如在本申请中所使用的具有T5标志的电极组合物将与CO2保护气一起使用，尽管这些电极可以与CO2和Ar的共混物一起使用以降低飞溅。应进一步注意到，如在本申请中所使用的，这些电极具有石灰-氟化物基熔渣(CaF2)。
另外，如在本申请中所使用的，其中形成的石灰基熔渣或CaF2将优选地包含大约80％的该熔渣体系。
如在本申请中所使用的，除非另外指明，术语“大约”在所述数值的10％内。
林肯电气75C焊接电极典型地按以下以英寸和括号内按mm二者列出的焊丝直径销售：1/16”(1.6)、5/64”(2.0)以及3/32”(2.4)。如按照AWS A5.20/A5.20M(2005)所要求的机械特性描述在下表II中。
表II
如按AWS A5.20/A5.20M(2005)所要求的熔敷组成描述在下表III中。
表III
典型的用于平焊位置和横焊位置的操作工艺在如下表IV中。
表IV
进行一组对比实例(见表V)并且对子组进行测试来描述如图1所描述的降低的孔隙度。
表V
在上表中，(S)表示如林肯电气公司所销售的标准T5焊接电极并且至少实例(1)至(4)展现出降低的孔隙度。预期实例(7)至(13)也展现出降低的孔隙度。实例(5)和(6)表现得不比标准T5带焊剂芯的受保护焊接电极好。如图1所描述的，当焊接超出表IV中所描述的推荐规格时，孔隙度是不可接受的。
在图1中，实例1-4表现得好于该标准T5电极(S)而且还好于对比测试组合物5和6，这些组合物的成分在表IV中找到，到目前为止最好的组合物显示出与该标准T5电极(S)相比在焊缝金属中降低52％的氮。预期实例7-13表现得好于该标准电极(S)。
将金属氮化物形成物(例如，添加至少一种金属Ti、Zr、Ca、Ba和Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金)包含在该标准组合物75C带焊剂芯的电极中产生降低的孔隙度，这可至少部分地归因于与该标准75C带焊剂芯的电极产品相比降低了在大约25-55％之间的氮。应注意，75C带焊剂芯的电极没有通过表VI中所说明的孔隙度测试。在该电极中没有Al的存在下，有可能用碳酸锂(Li2CO3)和氟化锂(LiF)替代。再一组实验结果被描述在表VI中。
表VI
表VI(标称填充百分比为25.5％)
*WPS(ipm)＝300；CTWD(in)＝21/2；电压＝36V；行进速度(ipm)＝11.9；电流＝450(大约)；气体流量(cfh)＝35
再一组实验的特征在表VII中，描述了包含稀土金属，包括稀土硅化物和氧化物。
表VII
表VII(标称填充百分比为25.5％)
*WPS(ipm)＝300；CTWD(in)＝21/2；电压＝36V；行进速度(ipm)＝11.9；电流＝450(大约)；气体流量(cfh)＝35
(1)如在本申请中所使用的，稀土硅化物将具有如表VIII所描述的近似成分。
表VIII
在一项稀土硅化物的具体分析中，如表IX中所描述的在实验上确定以下成分。
表IX
据信，包含至少一种稀土硅化物和/或至少一种稀土氧化物(优选其组合)改善了如表VII中所描述的最终焊缝产品的特征。
出于图示说明在当时申请人已知的实施本发明的最佳模式的目的，所述最佳模式已经被描述。如通过权利要求的范围和精神所衡量的，实例仅仅是说明性的而不意味着要限制本发明。已经参照优选和替代的实施例描述了本发明。显然，在阅读和理解本说明书的基础上，其他人将会想到修改和变通方式。旨在包括所有此类修改和改变，只要这些修改和改变落入所附权利要求书或其等效物的范围内。

Claims (19)

1.一种使用带焊剂芯的受保护的T5电极降低焊道孔隙度的方法，所述由该T5电极制成的焊缝具有如按mL/100g焊缝熔敷测量的小于或等于4.0的扩散氢，该方法包括如下步骤：
将在0.25-10份之间的至少一种孔隙度降低剂添加到包含石灰-氟化物基熔渣的该电极组合物中，该孔隙度降低剂选自以下各项组成的组：
(a)至少一种金属氮化物形成物，该金属氮化物形成物选自由以下各项组成的组：Ti、Zr、Ca、Ba以及Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金，并且进一步地，其中
当该至少一种金属氮化物形成物中不存在Al时，用Li化合物代替；或
(b)至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y；
包括(a)与(b)的组合。
2.如权利要求1所述的方法，其中
该Li化合物选自由Li2CO3和LiF组成的组。
3.如权利要求2所述的方法，其中
该Li化合物是LiF。
4.如权利要求1所述的方法，其中
该至少一种氮化物形成物的金属合金包含Al/Zr粉末合金和Ca/Si/Ba粉末合金。
5.如权利要求1所述的方法，其中
该至少一种稀土金属选自由以下各项组成的组：铈和镧。
6.如权利要求1所述的方法，其中该带焊剂芯的受保护的T5电极包含：
成分 份 铸铁粉末 3.5-5 Fe 50-60 TiO2 0.4-1.0 Mn 3.2-4.2 硅铁(47-52％的Si) 0.15-0.35 锰铁硅(59-63％的Mn/29-32％的Si) 8.6-12.6 CaF2 18-22 K2TiO3 3.0-7.0 至少一种孔隙度降低剂 0.25-10.0 总计 100。
7.一种带焊剂芯的受保护的电极，具有在源自该电极的焊缝中小于或等于4.0mL/100g焊缝熔敷的扩散氢，该电极包含至少一种孔隙度降低剂，该电极形成石灰-氟化物基熔渣，该至少一种孔隙度降低剂选自由以下各项组成的组：
(a)至少一种金属氮化物形成物，该金属氮化物形成物选自由以下各项组成的组：Ti、Zr、Ca、Ba以及Al，包括其金属合金或与所指定的金属中的至少一种结合的合金，并且进一步地，其中
当该至少一种金属氮化物形成物中不存在Al时，用Li化合物代替；或
(b)至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y，
包括(a)与(b)的组合。
8.如权利要求7所述的带焊剂芯的受保护的电极，其中
该Li化合物选自由Li2CO3和LiF组成的组。
9.如权利要求8所述的带焊剂芯的受保护的电极，其中
该Li化合物是LiF。
10.如权利要求7所述的带焊剂芯的受保护的电极，其中
该至少一种氮化物形成物的金属合金包含Al/Zr粉末合金和Ca/Si/Ba粉末合金。
11.如权利要求7所述的带焊剂芯的受保护的电极，其中
该至少一种稀土金属选自由以下各项组成的组：镧和铈。
12.一种使用带焊剂芯的受保护的T5电极降低焊道孔隙度的方法，所述由该T5电极制成的焊缝具有如按mL/100g焊缝熔敷测量的小于或等于4.0的扩散氢，该方法包括如下步骤：
将在0.25-10份之间的至少一种孔隙度降低剂添加到该电极组合物中，该电极组合物包含石灰-氟化物基熔渣，该至少一种孔隙度降低剂包含至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y。
13.如权利要求11所述的方法，其中该带焊剂芯的受保护的电极进一步包含：
选自由Li2CO3和LiF组成的组的Li化合物。
14.如权利要求13所述的方法，其中
该Li化合物是LiF。
15.如权利要求13所述的方法，其中
该至少一种稀土金属选自由以下各项组成的组：铈和镧。
16.带焊剂芯的受保护的电极，具有在源自该电极的焊缝中小于或等于4.0mL/100g焊缝熔敷的扩散氢，该电极包含至少一种孔隙度降低剂，该电极形成石灰-氟化物基熔渣，并且其中该至少一种孔隙度降低剂包含：
至少一种稀土金属，该稀土金属选自由以下各项组成的组：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc以及Y。
17.如权利要求16所述的带焊剂芯的受保护的电极，其进一步包括
Li化合物是选自由Li2CO3和LiF组成的组。
18.如权利要求17所述的带焊剂芯的受保护的电极，其中
该Li化合物是LiF。
19.如权利要求17所述的带焊剂芯的受保护的电极，其中
该至少一种稀土金属选自由以下各项组成的组：镧和铈。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110014245A (zh) * 2019-05-07 2019-07-16 哈焊所华通（常州）焊业股份有限公司 一种轨道交通用铝合金气保焊丝及制杆工艺
CN110480207A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 上海工程技术大学 一种适用于1000MPa级超高强钢焊接的含复合稀土元素药芯焊丝

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6895303B2 (ja) * 2017-04-20 2021-06-30 トヨタホーム株式会社 情報提供システム
CN109719419A (zh) * 2018-12-31 2019-05-07 苏州新普新材料科技有限公司 一种碱性药皮铬钼合金钢焊条及其制作方法
CN110587116A (zh) * 2019-10-21 2019-12-20 合肥工业大学 一种添加Al-Er中间合金改善6063铝合金性能的搅拌摩擦加工方法
CN111647717B (zh) * 2020-05-23 2022-01-18 河北龙凤山铸业有限公司 一种提高铸造用超高纯生铁外观质量的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH067994A (ja) * 1992-04-28 1994-01-18 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 溶接用フラックス入りワイヤの製造方法
CN101069937A (zh) * 2006-05-08 2007-11-14 林肯环球公司 高强度应用中的环缝焊接用的无气方法与系统
CN101687270A (zh) * 2007-05-23 2010-03-31 林肯环球股份有限公司 在包括液化天然气储存罐的高强度应用中用于环缝焊接的无气工艺和系统
CN102909492A (zh) * 2012-10-17 2013-02-06 西安理工大学 X100管线钢埋弧焊用高焊速烧结焊剂及其制备方法
US20140027426A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-30 Illinois Tool Works Inc. Root pass welding solution
CN104439760A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 宁波隆兴焊割科技股份有限公司 一种用于焊接低温钢的药芯焊丝及其制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS516096B1 (zh) * 1967-01-23 1976-02-25
BE757977A (fr) * 1969-11-24 1971-04-01 Stoody Co Procede et electrode de soudage a l'arc pour acier inoxydable
US3818178A (en) * 1972-03-30 1974-06-18 Union Carbide Corp Gas shielded core wire electrode
JPS544330B2 (zh) * 1973-03-22 1979-03-06
US4203188A (en) * 1974-05-22 1980-05-20 Acieries Reunies De Burbach-Eich-Dudelange S.A. Arbed Method of producing welding wire constituted by a core of welding powder enclosed by a mantle of metal
US4343984A (en) * 1978-04-19 1982-08-10 Union Carbide Corporation Gas-shielded flux-cored wire electrodes for high impact weldments
JPS59104291A (ja) * 1982-12-06 1984-06-16 Kobe Steel Ltd ガスシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ
JP2528311B2 (ja) * 1987-04-23 1996-08-28 新日本製鐵株式会社 ガスシ−ルド溶接用フラツクス入りワイヤ
JPH02207996A (ja) * 1989-02-08 1990-08-17 Nippon Steel Corp ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2687006B2 (ja) * 1989-02-18 1997-12-08 新日本製鐵株式会社 耐火鋼用ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
EP0652071A1 (en) * 1993-08-12 1995-05-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Flux-cored wire for gas shield arc welding with low fume
JP3559806B2 (ja) * 1995-08-18 2004-09-02 日鐵住金溶接工業株式会社 低温用鋼用塩基性フラックス入りワイヤ
JP3730440B2 (ja) * 1999-04-23 2006-01-05 日鐵住金溶接工業株式会社 ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
US20060096966A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Lincoln Global, Inc. Self-shielded flux cored electrode for fracture critical applications
US9211613B2 (en) * 2009-12-16 2015-12-15 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Flux-cored wire for gas shield arc welding use enabling all-position welding
US9707643B2 (en) * 2012-04-17 2017-07-18 Hobart Brothers Company Systems and methods for welding electrodes
EP2848355B1 (en) * 2012-05-08 2018-01-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Flux-containing wire for welding ultrahigh-tensile steel
JP5644984B1 (ja) * 2013-01-31 2014-12-24 新日鐵住金株式会社 フラックス入りワイヤ、フラックス入りワイヤを用いた溶接方法、フラックス入りワイヤを用いた溶接継手の製造方法、および溶接継手
JP6265051B2 (ja) * 2013-05-31 2018-01-24 新日鐵住金株式会社 溶接継手部の疲労強度と耐低温割れ性に優れるフラックス入りワイヤ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH067994A (ja) * 1992-04-28 1994-01-18 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 溶接用フラックス入りワイヤの製造方法
CN101069937A (zh) * 2006-05-08 2007-11-14 林肯环球公司 高强度应用中的环缝焊接用的无气方法与系统
CN101687270A (zh) * 2007-05-23 2010-03-31 林肯环球股份有限公司 在包括液化天然气储存罐的高强度应用中用于环缝焊接的无气工艺和系统
US20140027426A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-30 Illinois Tool Works Inc. Root pass welding solution
CN102909492A (zh) * 2012-10-17 2013-02-06 西安理工大学 X100管线钢埋弧焊用高焊速烧结焊剂及其制备方法
CN104439760A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 宁波隆兴焊割科技股份有限公司 一种用于焊接低温钢的药芯焊丝及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110014245A (zh) * 2019-05-07 2019-07-16 哈焊所华通（常州）焊业股份有限公司 一种轨道交通用铝合金气保焊丝及制杆工艺
CN110480207A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 上海工程技术大学 一种适用于1000MPa级超高强钢焊接的含复合稀土元素药芯焊丝
CN110480207B (zh) * 2019-08-21 2021-03-16 上海工程技术大学 一种适用于1000MPa级超高强钢焊接的含复合稀土元素药芯焊丝

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