MXPA06001367A - Electrodo de soldadura de protegido por gas y nucleo con fundente - Google Patents

Abstract

Un electrodo de soldadura protegido por gas y núcleo con fundente para depositar un metal de aporte con bajo hidrógeno difusible y que tiene una resistencia a la tensión mayor de 63.297 Kg/mm2 (90 Kpsi) y un límite de elasticidad mayor de 56.264 Kg/mm2 (80 Kpsi). El electrodo incluye una envolvente de acero libre de níquel con un contenido de carbono de menos de 0.05%de la envolvente y un núcleo en la gama de 13-17%del electrodo, en donde el núcleo incluye partículas de aleación primaria de hierro, manganeso, magnesio y níquel con una cantidad menor de partículas de aleación secundaria de una aleación de silicio y una aleación de boro en un sistema escorificante basado en rutilo. El níquel tiene una cantidad controlada en la gama general de 1.0-2.0%en peso del electrodo y el rutilo es 40-60%en peso del núcleo.

Description

ELECTRODO DE SOLDADURA PROTEGIDO POR GAS Y NÚCLEO CON FUNDENTE DESCRIPCIÓN Antecedentes y campo de la invención La actual invención se relaciona con el campo de la soldadura de arco eléctrico y más particularmente con un nuevo y mejorado electrodo de soldadura de arco protegido por gas y núcleo con fundente que produce un metal de aporte con una muy alta resistencia a la tensión. La actual invención se relaciona con un electrodo de soldadura protegido por gas y con núcleo con fundente para depositar un metal de aporte con un bajo hidrógeno difusible y alta resistencia a la tensión. Una combinación única de componentes en el núcleo del electrodo facilita estas características ventajosas sin un incremento substancial del costo. Como información de respaldo, Crockett 4,833,296 describe un electrodo con núcleo con fundente que es autoprotector e incluye un bajo porcentaje de manganeso y sin magnesio en el núcleo. Estas limitaciones impiden que el electrodo resulte en un metal de aporte de bajo hidrógeno difusible o de muy alta resistencia a la tensión según lo anticipado por medio de la actual invención. Sin embargo, se menciona - este tipo autoprotector de electrodo como tecnología anterior aunque es un tipo diferente de electrodo. En Chai 5,118,919, un electrodo con núcleo con fundente para alto límite de elasticidad emplea una cantidad relativamente baja de níquel junto con una gran cantidad de carbono sin magnesio. Así, se obtiene la mayor resistencia especialmente por el alto contenido de carbono. Como en el electrodo de la patente de Crockett, Chai no utiliza una aleación de boro como aleación secundaria para reducir la fragilidad del resultante metal de aporte de alta resistencia producido por el electrodo. Esta patente también se describe a manera de antecedente. El uso de un agente de aleación de boro es descrito por Crockett 5,365,036; sin embargo, este electrodo protegido por gas y con núcleo con fundente tiene un bajo contenido de níquel, un alto contenido de carbono y sin magnesio como en la actual invención. Así, el límite de elasticidad obtenido en el metal de aporte no tiene la dureza ni pérdida de fragilidad como en el electrodo de la actual invención. Esta segunda patente de Crockett también se describe a manera de antecedente. La patente reciente en un electrodo de núcleo con fundente es Nikodym 6,855,913, que se incorpora como referencia. Esta patente describe específicamente un bajo contenido de níquel y requiere una combinación de grafito y de un compuesto de potasio para producir un metal de aporte bajo en límite de elasticidad. La resistencia se controla por medio del grafito para producir un electrodo usado en un proceso de soldadura con corriente alterna. Este electrodo no tiene los componentes de la actual invención y no emplea bajo níquel en el núcleo, con carbono relativamente alto como en las otras patentes anteriores. La alta resistencia se obtiene por el mayor carbono con una baja cantidad de níquel, mientras que la presente invención invierte esta relación para obtener alto límite de elasticidad y muy alta resistencia a la tensión.

Descripción detallada de la invención La actual invención es una mejora de la tecnología dispuesta en las diversas patentes de antecedente incorporadas • a manera de referencia. De acuerdo con la actual invención, se provee un electrodo de soldadura de arco protegido por gas y con núcleo con fundente para depositar un metal de aporte con un bajo hidrógeno difusible, con una resistencia a la tensión mayor de 63.297 Kg/mm2 (90 Kpsi) y un límite de elasticidad mayor de 56.264 Kg/mm2' (80 Kpsi). Este novedoso electrodo incluye una envolvente libre de níquel con un contenido de carbono de menos de 0.05% de la envolvente y un núcleo que comprende 13-17% del peso del electrodo. Por lo tanto, la cantidad total de carbono es substancialmente menor que aproximadamente 0.02% en el metal de aporte resultante. El núcleo incluye un conjunto de partículas de aleación primaria y un conjunto de partículas de aleación secundaria. Las partículas de aleación primaria incluyen hierro, manganeso, magnesio y níquel. Las partículas de aleación secundaria incluyen una aleación de silicio y una aleación de boro. Las partículas en el núcleo tienen un tamaño menor que aproximadamente un tamaño de tamiz malla 40 e incluyen un sistema escorificante basado en rutilo. El níquel tiene un tamaño parcial menor que un tamaño de tamiz malla 50 y una cantidad controlada. Esta cantidad controlada está en la gama general de 1.0-2.0 en peso del electrodo mismo. El poco contenido de níquel es mayor que el estado de la técnica y se controla debajo del nivel para el acero inoxidable. Por lo tanto, el metal de aporte incluye más de 1.0% de níquel y se alea con manganeso. El magnesio se incluye. Por lo tanto, el novedoso electrodo produce un nivel de hidrógeno difusible en el metal de aporte de menos de aproximadamente 7.0 m/100 gramos. La resistencia a la tensión es mayor de 63.297 Kg/mm2 (90 Kpsi), y preferiblemente mayor de 70.33 Kg/mm2 (100 Kpsi). El novedoso electrodo utiliza una cantidad controlada y elevada de níquel con otros componentes para obtener un metal de aporte deseado de alta resistencia a la tensión.

La cantidad controlada de níquel es bastante menor que el níquel usado en la soldadura de acero inoxidable según lo mostrado en Kim 6,620,261, también incorporada a manera de antecedente . El objeto primario de la actual invención es proveer un novedoso electrodo de soldadura por arco protegido por gas y con núcleo con fundente, el cual produce un bajo hidrógeno difusible y una alta resistencia a la tensión superior a 63.297 Kg/mm2 (90 Kpsi) . Otro objeto de la actual invención es proveer un electrodo, según lo definido arriba, el electrodo tiene un nivel controlado; más alto de níquel en la gama general de 1.0-2.0 del peso del electrodo total junto con un sistema escorificante basado en rutilo donde el rutilo está cercano al 50% del núcleo. Otro objeto de la actual invención es proveer un electrodo, según lo definido arriba, en donde el electrodo tenga una baja cantidad de carbono y un nivel controlado más alto de níquel para crear un metal de aporte de alta resistencia junto con una aleación de boro para controlar el tamaño de grano del metal de aporte resultante de modo que no sea frágil por el aumento substancial en la resistencia a la tensión. Éstos y otros objetos y ventajas llegarán a ser evidentes de la siguiente descripción de la modalidad preferida de la actual invención. De acuerdo con la invención, la envolvente alrededor del núcleo tiene un contenido de carbono de menos de 0.05% para proveer un porcentaje substancíalmente menor de carbono en el metal de aporte resultante. El níquel en el metal de aporte se controla para estar en la gama general de 1.0-2.0%. El metal de aporte no implica una amplia gama del níquel como en algunos electrodos de fines generales . El níquel se obtiene enteramente del agente de aleación en el núcleo del electrodo. El núcleo del electrodo tiene los componentes según lo dispuesto en Tabla I.

Tabla I Componente Gama Preferido Rutilo 40-60% 47.5% Polvo de manganeso 10-15% 13.5% Ferrotitanio 2-4% 3.5% Ferrosilicio 4-8% 6.0% Fluoruro 3-8% 6.0% Ferroboro -0.2-0.6% 0.4% Polvo de hierro 2-4% 3.3% Polvo de magnesio 2-6% 4.3% Polvo de níquel 5-10% 5.5%-9.6% Este electrodo se ha fabricado y produce un metal de aporte que tiene una resistencia al a tensión mayor de 70.33 Kg/mm2 (100 Kpsi) y un límite de elasticidad mayor de 56.264 Kg/mm2 (80 Kpsi) . Además, el hidrógeno difusible en el metal de aporte resultó ser substancialmente menor que el producido por un electrodo de clase H8. Estas ventajas no son obtenidas en el estado de la técnica a la cual se dirige la actual invención.

Claims (36)

REIVINDICACIONES

1. Un electrodo de soldadura por arco protegido por gas y núcleo con fundente para depositar un metal de aporte con bajo hidrógeno difusible y que tiene una •resistencia a la tensión mayor de 63.297 Kg/mm2 (90 Kpsi) y un límite de elasticidad mayor de 56.264 Kg/mm2 (80 Kpsi), el electrodo incluye una envolvente de acero libre de níquel con un contenido de carbono de menos de 0.05% de la envolvente y un núcleo en la gama de 13-17% del electrodo, el núcleo incluye partículas de aleación primaria de hierro, manganeso, magnesio y níquel con una cantidad menor de partículas de aleación secundaria de una aleación de silicio y de una aleación de boro en un sistema escorificante basado en rutilo en donde el níquel tiene una cantidad controlada en la gama general de 1.0-2.0% en peso del electrodo.

2. El electrodo de conformidad con . la reivindicación 1, caracterizado porque el carbono en la envolvente se encuentra en la gama de 0.03 a 0.05% en peso de la envolvente.

3. El electrodo' de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el rutilo es 40-60% en peso del núcleo.

4. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rutilo es 40-60% en peso "del núcleo.

5. El electrodo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el núcleo contiene, por peso del núcleo: (a) 40-60% de rutilo (b) 10-15% de polvo de manganeso (c) 2-5% de polvo de hierro (d) 2-5% polvo de magnesio (e) 4-10% de polvo de níquel.

6. El electrodo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

7. El electrodo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el núcleo contiene, por peso del núcleo: (a) 40-60% de rutilo (b) 10-15% de polvo de manganeso (c) 2-5% de polvo de hierro (d) 2-5% de polvo de magnesio (e) 4-10% de polvo de níquel.

8. El electrodo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

9. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el núcleo contiene, por peso del núcleo: (a) 40-60% de rutilo (b) 10-15% de polvo de manganeso (c) 2-5% de polvo de hierro (d) 2-5% de polvo de magnesio (e) 4-10% de polvo de níquel.

10. El electrodo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

11. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo contiene, por peso del núcleo: (a) 40-60% de rutilo (b) 10-15% de polvo de manganeso (c) 2-5% de polvo de hierro (d) 2-5% de polvo de magnesio (e) 4-10% de polvo de níquel.

12. El electrodo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

13. El electrodo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque las _ partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

14. El electrodo de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

15. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro.

16. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de aleación secundaria incluyen, por peso del núcleo: (a) 4-8% de aleación de silicio (b) 0.2-0.5% de aleación de boro. .

17. El electrodo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque incluye como partículas de aleación primaria una aleación de titanio.

18. El electrodo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque incluye como partículas de aleación primaria una aleación de titanio.

19. El electrodo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque incluye como partículas de aleación primaria una aleación de titanio.

20. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque incluye como partículas de aleación primaria una aleación de titanio.

21. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye como partículas de aleación primaria una aleación de titanio.

22. El electrodo de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el tamaño de partícula de las partículas de aleación primaria es menor a un tamiz malla 50.

23. El electrodo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el tamaño de partícula de las partículas de aleación primaria es menor a un tamiz malla 50.

24. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el tamaño de partícula de las partículas de aleación primaria es menor a un tamiz malla 50.

25. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tamaño de partícula de las partículas de aleación primaria es menor a un tamiz malla 50.

26. El electrodo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

27. El electrodo de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

28. El electrodo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

29. Un electrodo de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo • (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

30. El electrodo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

31. El electrodo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

32. El electrodo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo comprende, por peso del núcleo: (a) 47.5% de rutilo (b) 13.5% de polvo de manganeso (c) 3.5% de ferrotitanio (d) 6.0% de ferrosilicio (e) 2.2% de polvo de hierro fundido (f) 6.0% de fluoruro (g) 1.5% de titanato (h) 0.4% de ferroboro (i) 3.3% de polvo de hierro (j) 4.3% de polvo de magnesio (k) 5.5-9.6% de polvo de níquel.

33. Un electrodo de soldadura protegido por gas y núcleo con fundente para depositar un metal de aporte con resistencia a la tensión mayor de 63.297 Kg/mm2 (90 Kpsi) y un límite de elasticidad mayor de 56.264 Kg/mm2 (80 Kpsi), el electrodo incluye una envolvente de acero libre de níquel con un contenido de carbono de menos de 0.05% de la envolvente y un núcleo en la gama de 13-17% del electrodo, el núcleo incluye partículas primarias de aleación de níquel con una cantidad menor de partículas de aleación secundaria de una aleación de boro en un sistema escorificante basado en rutilo, en donde el níquel tiene una cantidad controlada en la gama general de 1.0-2.0% en peso del electrodo.

34. El electrodo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el carbono en la envolvente está en la gama de 0.03 a 0.05% en peso de la envolvente .

35. El electrodo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el rutilo es 40-60% por peso del núcleo.

36. El electrodo de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el rutilo es 40-60% por peso del núcleo.