RU2686160C1 - Welding electrode - Google Patents
Welding electrode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686160C1 RU2686160C1 RU2017144513A RU2017144513A RU2686160C1 RU 2686160 C1 RU2686160 C1 RU 2686160C1 RU 2017144513 A RU2017144513 A RU 2017144513A RU 2017144513 A RU2017144513 A RU 2017144513A RU 2686160 C1 RU2686160 C1 RU 2686160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- core
- outer coating
- flux
- shell
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0205—Non-consumable electrodes; C-electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
- B23K35/0266—Rods, electrodes, wires flux-cored
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
- B23K35/0272—Rods, electrodes, wires with more than one layer of coating or sheathing material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3603—Halide salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3603—Halide salts
- B23K35/3605—Fluorides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3607—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/361—Alumina or aluminates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
- B23K9/042—Built-up welding on planar surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/18—Submerged-arc welding
- B23K9/182—Submerged-arc welding making use of a non-consumable electrode
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/18—Submerged-arc welding
- B23K9/186—Submerged-arc welding making use of a consumable electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/001—Turbines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
- B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
Abstract
Description
Ссылка на родственную заявкуLink to the related application
Данная заявка является частичным продолжением заявки на патент США № 13/754983, поданной 31 января 2013 (номер патентного поверенного 2012Р28299US), содержание которой включено в данную заявку.This application is a partial continuation of US patent application number 13/754983, filed January 31, 2013 (patent attorney number 2012R28299US), the contents of which are included in this application.
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates.
Изобретение относится в целом к области соединения металлов и, в частности, к сварке и ремонту материалов с использованием расходуемого электрода, содержащего флюс.The invention relates generally to the field of compounding metals and, in particular, to welding and repairing materials using a consumable electrode containing a flux.
Уровень техникиThe level of technology
Сварочные электроды обычно формируются посредством многоступенчатого волочения относительно пластичного материала из стержней. При затвердевании материала вследствие механического упрочнения (образования дислокаций) во время каждой стадии волочения, выполняется промежуточный отжиг для устранения такого механического упрочнения, уменьшения напряжения и улучшения пластичности материала для последующих стадий волочения. Материал суперсплавов, которые используются для изготовления газотурбинных двигателей, имеют экстремально высокую прочность и низкую пластичность, даже при очень высоких температурах. За счет этих характеристик, отжиг имеет ограниченную способность для улучшения пластичности материала суперсплавов. В результате трудно формировать сварочные электроды из материала суперсплавов, в частности, качественных упрочненных гамма-сплавов с высоким содержанием алюминия и титана, таких как сплавы 247, 738, 939 и т.д.Welding electrodes are usually formed by multi-stage drawing relative to plastic material from the rods. When the material hardens due to mechanical hardening (formation of dislocations) during each drawing stage, intermediate annealing is performed to eliminate such mechanical strengthening, reduce stress and improve ductility of the material for subsequent drawing stages. The material of superalloys, which are used for the manufacture of gas turbine engines, have extremely high strength and low ductility, even at very high temperatures. Due to these characteristics, annealing has a limited ability to improve the plasticity of the material of superalloys. As a result, it is difficult to form welding electrodes from the material of superalloys, in particular, high-quality hardened gamma alloys with a high content of aluminum and titanium, such as alloys 247, 738, 939, etc.
Понятие суперсплав используется здесь, как обычно в данной области техники, т.е. для обозначения высоко стойкого к коррозии и окислению сплава, который имеет отличную механическую прочность и стойкость к ползучести при высоких температурах. Суперсплавы обычно имеют высокое содержание никеля или кобальта. Примеры суперсплавов включают сплавы, продаваемые под торговыми марками и названиями брендов Hastelloy, Inconel alloys (т.е. IN 738, IN 792, IN 939), Rene alloys (например, Rene N5, Rene 80, Rene 142), Haynes alloys, Mar M, CM 247, CM 247 LС, C263, 718, ECY 768, 282, X45, PWA 1483 и CMSX (например, CMSX-4) монокристальные сплавы.The concept of superalloy is used here, as is usual in the art, i.e. to indicate a highly resistant to corrosion and oxidation of the alloy, which has excellent mechanical strength and resistance to creep at high temperatures. Superalloys typically have a high nickel or cobalt content. Examples of superalloys include alloys sold under trademarks and brand names Hastelloy, Inconel alloys (i.e. IN 738, IN 792, IN 939), Rene alloys (for example, Rene N5, Rene 80, Rene 142), Haynes alloys, Mar M, CM 247, CM 247 LC, C263, 718, ECY 768, 282, X45, PWA 1483 and CMSX (for example, CMSX-4) single crystal alloys.
Дуговая сварка металлов с защитой зоны сварки (SMAW) является процессом ручной дуговой сварки, в котором используется расходуемый прутковый электрод, покрытый флюсом. Электрический ток используется для образования электрической дуги между электродом и деталью, за счет чего плавится электрод и часть детали с образованием сварного соединения. За счет простоты и универсальности процесса SMAW, он является одним из наиболее популярных процессов сварки. Недостатком процесса SMAW является использование жесткого пруткового электрода, который обычно исключает его применение в непрерывных или автоматических процессах сварки, в которых обычно подается с катушки сгибаемый электрод.Arc welding of metals with a welding zone protection (SMAW) is a process of manual arc welding using a flux-coated consumable rod electrode. Electric current is used to form an electric arc between the electrode and the part, thereby melting the electrode and part of the part to form a welded joint. Due to the simplicity and versatility of the SMAW process, it is one of the most popular welding processes. The disadvantage of the SMAW process is the use of a rigid rod electrode, which usually excludes its use in continuous or automatic welding processes, in which a bendable electrode is usually supplied from a coil.
В дуговой сварке с использованием порошковой электродной проволоки (FCAW) используется трубчатый электрод из сплава, содержащий флюс. Поскольку флюс может быть в виде порошка и заключен внутри трубчатой оболочки из сплава, электрод может сгибаться и его можно хранить в виде рулона, за счет чего обеспечивается возможность непрерывной и автоматической сварки.In arc welding using flux cored electrode wire (FCAW), a tubular alloy electrode containing flux is used. Since the flux can be in the form of a powder and is enclosed inside a tubular sheath made of an alloy, the electrode can be bent and it can be stored in the form of a roll, due to which continuous and automatic welding is possible.
Обычные электроды для сварки выполняются из пластичного материала, такого как нержавеющая сталь. Например, в опубликованной заявке на патент США US 2004/0173592 А1 раскрыт электрод, включающий оболочку из нержавеющей стали, окружающую сердечник, содержащий материал сплава и флюс. Обычные электроды разработаны также для сварки некоторых материалов суперсплавов с низкой прочностью. Например, в опубликованной заявке на патент США US 2012/0223057 А1 раскрыт электрод с покрытием, используемый для сварки вольфрамовым электродом в инертном газе определенных суперсплавов. Электрод включает сплошной сердечник, образованный из материала суперсплава, и наружное покрытие из материала флюса.Conventional welding electrodes are made of plastic material such as stainless steel. For example, in published US patent application US 2004/0173592 A1, an electrode is disclosed that includes a stainless steel shell surrounding a core containing an alloy material and a flux. Conventional electrodes are also designed for welding some materials of low strength superalloys. For example, in published US patent application US 2012/0223057 A1, a coated electrode is disclosed, which is used for welding tungsten electrode in an inert gas of certain superalloys. The electrode includes a solid core formed from a superalloy material and an outer coating of a flux material.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение поясняется в приведенном ниже описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The invention is explained in the following description with reference to the accompanying drawings, which depict:
фиг. 1 - радиальный разрез электрода;FIG. 1 - radial section of the electrode;
фиг. 2 - осевой разрез электрода;FIG. 2 - axial section of the electrode;
фиг. 3 - радиальный разрез электрода по линии 3-3 на фиг. 2;FIG. 3 is a radial section of the electrode along line 3-3 of FIG. 2;
фиг. 4 - радиальный разрез электрода;FIG. 4 - radial section of the electrode;
фиг. 5 - процесс плакирования с использованием электрода из фиг. 4 и дуговой горелки с использованием холодного металла; иFIG. 5 shows a cladding process using the electrode of FIG. 4 and arc torch using cold metal; and
фиг. 6 - процесс плакирования с использованием электрода из фиг. 4 и энергетического луча.FIG. 6 shows a cladding process using the electrode of FIG. 4 and the energy beam.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
Данное изобретение предназначено для разработки улучшенных технологий для нанесения и ремонта качественных упрочненных гамма-суперсплавов, которые обычно используются для компонентов газовой турбины в пути прохождения горячего газа. Разработана технология лазерного нанесения порошка, которую можно использовать для надежного нанесения даже суперсплавов наивысшей прочности. Смотри, например, опубликованную заявку на патент США US 2013/0140279 А1, полное содержание которой включается в данное описание, в которой указаны (см. фиг. 6 этой заявки) трудно подвергающиеся сварке суперсплавы в зависимости от содержания в них алюминия и титана, называемые здесь качественными упрочненными гамма-суперсплавами. Заявители также признают, что обычные сварочные электроды не пригодны для непрерывной автоматической сварки этих качественных упрочненных гамма-суперсплавов.This invention is intended to develop improved technologies for applying and repairing high-quality hardened gamma superalloys, which are commonly used for gas turbine components along the hot gas path. The technology of laser powder deposition has been developed, which can be used for reliable deposition of even the highest strength superalloys. See, for example, the published application for US patent US 2013/0140279 A1, the full content of which is included in this description, in which are indicated (see Fig. 6 of this application) superalloys which are difficult to weld depending on the aluminum and titanium content, called here are high-quality hardened gamma superalloys. Applicants also recognize that conventional welding electrodes are not suitable for continuous automatic welding of these high-quality hardened gamma superalloys.
На фиг. 1 показан радиальный разрез электрода 10, включающего оболочку 14, окружающую сердечник 12. Дополнительно к этому, как показано на фиг. 1, оболочка 14 имеет наружное покрытие 16. В различных вариантах выполнения электрода 10, сердечник 12 и наружное покрытие 16 включают различные материалы, как будет пояснено ниже. В каждом варианте выполнения электрода 10, оболочка 14 образована из пластичного материала, такого как поддающийся экструзии набор элементов с составом элементов, задающим желаемый материал суперсплава. В одном примере выполнения пластичный материал является, например, чистым никелем или сплавом никеля и хрома или сплавом никеля, хрома и кобальта. Пластичные материалы являются в данном случае материалами, имеющими минимальное удлинение 10%, и которые пригодны для волочения в тонкую проволоку посредством холодной экструзии с подходящим промежуточным отжигом, обычно из нержавеющей стали и деформируемых сплавов на основе никеля (в противоположность литым суперсплавам). В одном примере выполнения сердечник 12 включает порошковый легирующий материал, который включает элементы, которые дополняют элементы в пластичном материале для укомплектования композиции элементов, которые задают желаемый материал суперсплава. В одном примере выполнения легирующий материал включает один или более элементов Cr, Co, Mo, W, Al, Ti, Ta, C, B, Zr и Hf. Флюс может быть включен в наружное покрытие 16 и/или в сердечник 12. Флюс в сердечнике 12 может быть в виде порошка, и наружное покрытие 16 может быть нанесено в виде сплошного покрытия, или же порошок может удерживаться в связующем материале. Как понятно специалистам в данной области техники, материал флюса обеспечивает функции шлака, и может создавать покрывающий газ при плавлении электрода 10. В одном примере выполнения материал флюса является не металлическим порошком, таким как, например, оксид алюминия, фториды и силикаты.FIG. 1 shows a radial section of an
В одном варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из легирующего материала, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из материала флюса.In one embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из легирующего материала, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из легирующего материала и материала флюса.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из легирующего материала и материала флюса, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из материала флюса.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из материала флюса, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из легирующего материала и материала флюса.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из легирующего материала и материала флюса, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из легирующего материала и материала флюса.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из материала флюса, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из легирующего материала. В одном примере выполнения легирующий материал образован в наружном покрытии 16 с использованием нанесения покрытия методом электроосаждения.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 образован из материала флюса и легирующего материала, оболочка 14 выполнена из пластичного материала, а наружное покрытие 16 образовано из легирующего материала.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, наружное покрытие 16 образовано из материала флюса, заключенного в гибкий связующий материал, такой как целлюлоза, так что электрод 10 можно наматывать на барабан. В одном примере выполнения тонкое покрытие из целлюлозного материала, такого как волоконная и плетеная целлюлоза, используется для обеспечения гибкости для намотки электрода 10 на барабан. Частицы материала флюса и/или легирующего материала могут удерживаться в наружном покрытии целлюлозным материалом, или волоконный целлюлозный материал может быть покрыт материалом флюса и/или легирующим материалом в наружном покрытии 16. Дополнительно к повышению гибкости электрода 10, целлюлозный материал может способствовать экранированию посредством генерирования одного или более газов, таких как, например, угарный газ, углекислый газ и водород.In another embodiment of the
В другом варианте выполнения электрода 10, сердечник 12 содержит любой гигроскопический материал, используемый в электроде, и наружное покрытие не содержит гигроскопического материала. Гигроскопический материал, такой как мелко истертые в порошок металлические сплавы, агломерированные флюсы и связующие вещества, такие как жидкое стекло (Na2(SiO3)) и силикаты натрия (Na2(SiO2)nO), известны в качестве поглотителей влаги в окружающем воздухе, что является проблемой для сварочного электрода за счет разложения воды с образованием водорода и кислорода при температурах сварки. Покрытые флюсов электроды, согласно уровню техники, удерживаются сухими посредством хранения при повышенной температуре перед использованием. Данное изобретение может устранять эту проблему посредством удерживания всех гигроскопических материалов с защитой от атмосферы посредством нахождения внутри сердечника 12. В одном примере выполнения, лишь не гигроскопические материалы предусмотрены в наружном покрытии 16. Не гигроскопические материалы включают такие материалы как плавленые составляющие флюса или специально разработанные продукты реакции, как указано в патенте US 4 662 952.In another embodiment of the
В тех вариантах выполнения, в которых наружное покрытие 16 образовано из материала флюса, электрод 10 можно использовать в дуговой сварке металлов с защитой зоны сварки (SMAW) качественных упрочненных гамма-суперсплавов. Однако использование указанных выше вариантов выполнения электрода 10 не ограничивается SMAW, а может распространяться на любой тип обычной дуговой сварки, такой как, например, дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (GTWA), дуговая сварка металлов в защитном газе (GMAW), дуговая сварка под флюсом (SAW) и дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW).In those embodiments in which the
На фиг. 2 показан в осевом разрезе электрод 10'. На фиг. 3 показан поперечный разрез электрода 10' по линии 3-3 на фиг. 2. Электрод 10' включает проволоку 14' из пластичного материала, которая является сплошным сердечником из пластичного материала. Проволока 14' электрода 10' покрыта наружным покрытием 16', которое сегментировано на множество сегментов 18, 20 из материала флюса. На фиг. 2 показана часть длины электрода 10' с двумя сегментами 18, 20 сегментированного наружного покрытия 16', так что для специалистов в данной области техники понятно, что сегментированное наружное покрытие 16' может включать два или больше сегментов.FIG. 2 shows in axial section an electrode 10 '. FIG. 3 shows a cross section of the
Сегменты 18, 20 наружного покрытия 16' могут, не обязательно, иметь взаимодействующие дуговые поверхности на противоположных концах, так что выпуклая поверхность 22 примыкает и может соприкасаться с вогнутой поверхностью 24 на соседнем сегменте. Дуговые соседние поверхности предпочтительно упрощают намотку электрода 10' на барабан, поскольку дуговые соседние поверхности позволяют сегментам 18, 20 поворачиваться относительно друг друга с одновременной минимизацией зазора между сегментами 18, 20. Проволока 14' образована из пластичного материала, который может сгибаться без растрескивания, и сегментированное наружное покрытие 16' обеспечивает возможность сгибания без растрескивания относительно хрупкого покрытия, такого как покрытие из материала флюса. Хотя на фиг. 2 показано, что сегменты 18, 20 имеют соседние выпуклую и вогнутую поверхности, сегментированное наружное покрытие не ограничивается таким расположением. Например, сегменты могут быть соседними сферическими сегментами (например, шариками), при этом обе соседние дуговые поверхности являются выпуклыми. В другом примере выполнения соседние сегменты включают одну дуговую поверхность, которая является вогнутой, и соседнюю дуговую поверхность, которая является выпуклой и прижимается к вогнутой поверхности. В другом примере выполнения сегменты могут быть, например, соседними цилиндрическими сегментами с соседними поверхностями, которые параллельны друг другу или которые включают соседние вогнутую и выпуклую поверхности, которые прижимаются друг к другу. Сегменты позволяют сгибать сердечник из проволоки из пластичного материала без повреждения относительно хрупкого материала покрытия, однако сегменты не ограничиваются какой-либо конкретной формой.The
Когда электрод 10' наматывается на барабан, то один конец электрода 10' может не иметь сегментов 18, 20, так что источник электроснабжения можно соединять с этим концом проволоки 14'. Источник электроснабжения можно соединять с проволокой 14' с использованием контактного кольца, так что источник электроснабжения не должен вращаться вместе с электродом 10' на барабане.When the electrode 10 'is wound on the drum, one end of the electrode 10' may not have
Как дополнительно показано на фиг. 2-3, электрод 10' может включать волокна 26 внутри сегментированного наружного покрытия 16', которые могут проходить, не обязательно, между сегментами 18, 20. Волокна 26 могут служить для усиления наружного покрытия 16', и поскольку волокна 26 проходят от сегмента 18 к сегменту 20, то они соединяют сегменты 18, 20 друг с другом, при одновременном обеспечении гибкости для сгибания электрода 10' на барабане. В одном примере выполнения пластичный материал проволоки 14' является экструдируемым набором элементов, задающих состав желаемого материала суперсплава, и волокна 26 включают металлические элементы, которые дополняют пластичный материал с образованием желаемого материала суперсплава, когда электрод плавится. Волокна 26 могут образовывать металлический экран, окружающий центральную проволоку 14' сегментами 18, 20 из материала флюса, расположенными вдоль длины металлического экрана, так что сегменты 18, 20 имеют возможность смещения относительно друг друга при сгибании электрода за счет гибкости экрана между сегментами 18, 20. В других вариантах выполнения, волокна 26 могут быть керамическими волокнами, и материал керамических волокон может обеспечивать функцию флюса. В одном примере выполнения, как показано на фиг. 3, волокна 26 могут проходить радиально внутри наружного покрытия 16 для вхождения в контакт с проволочным сердечником 14' для обеспечения электрической неразрывной цепи между волокнами 26 и проволокой 14'. Это расположение способствует электрической неразрывной цепи между источником электроснабжения (не изображен) и проволокой 14' через волокна 26, 26'. Например, источник электроснабжения может иметь электрический контакт с волокнами 26' через колеса привода электрода (не изображены), которые находятся в контакте с наружной поверхностью электрода 10', и за счет этого могут быть в электрическом соединении с проволокой 14'. Электрическая неразрывная цепь исключает необходимость в соединении с голым проводом 14' источника электроснабжения на конце барабана. Хотя на фиг. 3 показаны четыре металлических волокна 26', расположенные в различных радиальных положениях между волокнами 26 и проволокой 14', вариант выполнения не ограничивается этим расположением и может включать больше или меньше, чем четыре металлических волокна 26', которые могут быть расположены в других радиальных положениях, вместо показанных на фиг. 3.As further shown in FIG. 2-3, the
Хотя на фиг. 2 и 3 показаны волокна 26 внутри сегментированного наружного покрытия 16', в других вариантах выполнения сегментированное наружное покрытие 16' не имеет усилительных волокон, а имеет множество сегментов 18, 20 из материала флюса без усилительных волокон. Кроме того, усилительные волокна могут быть, не обязательно, включены в наружное покрытие 16 на фиг. 1. В другом примере выполнения пластичный материал проволоки 14' является экструдируемым набором элементов, задающим состав материала желаемого суперсплава, и наружное покрытие 16' содержит легирующий материал, включающий элементы, которые дополняют пластичный материал с образованием материала желаемого суперсплава, когда электрод плавится.Although FIG. 2 and 3,
Хотя на фиг. 2 и 3 показано, что проволока 14' включает сплошной сердечник из пластичного материала, электрод 10' может, не обязательно, иметь оболочку из пластичного материала с полым сердечником, как показано на фиг. 1, при этом легирующий материал содержится внутри сердечника 12.Although FIG. 2 and 3, it is shown that the wire 14 'comprises a solid core of plastic material, the electrode 10' may optionally have a sheath of plastic material with a hollow core, as shown in FIG. 1, while the alloying material is contained within the
На фиг. 4 показан в поперечном разрезе электрод 10ʺ, имеющий оболочку 14, образованную из пластичного материала, такого как экструдируемый набор элементов с составом, задающим материал желаемого суперсплава. В этом варианте выполнения электрода 10ʺ сердечник 12 образован из материала флюса и легирующего материала. В одном примере выполнения легирующий материал является порошковым металлическим материалом, который включает элементы, которые дополняют элементы в пластичном материале для комплектации композиции элементов, задающих материал желаемого суперсплава.FIG. 4 shows a cross section of a 10 электрод electrode having a
На фиг. 5 показан вариант выполнения, в котором слой качественного осажденного упрочненного материала 50 суперсплава нанесен на подложку 52 из суперсплава с использованием дуговой горелки 54 с использованием холодного металла. Горелка 54 используется для подачи и плавления электрода 10ʺ из фиг. 4, включающего наполнительный материал 56 в виде проволочного сердечника или полосового материала, включающего полую металлическую оболочку 57, заполненную порошковым материалом 59 сердечника. Порошковый материал 59 сердечника может включать легирующий материал, такой как порошковый металл, и/или материалы флюса. Предпочтительно, металлическая оболочка 57 образована из материала, которому можно придавать полую форму, такого как никель или сплав никеля и хрома или сплав никеля, хрома и кобальта, и порошковый материал 59 выбран так, что образуется желаемый состав суперсплава, когда плавится наполнительный материал 56. Оболочка содержит достаточно никеля (или хрома или кобальта) для достижения желаемого состава суперсплава, так что может сохраняться, например, соотношение твердых фаз оболочки по сравнению с порошковым материалом сердечника, равное 3:2. Тепло дуги плавит наполнительный материал 56 и образует слой желаемого материала 50 суперсплава, покрытый слоем шлака 58. Порошковый материал флюса может быть предусмотрен в наполнительном материале 56 (например, 25% от объема сердечника), или электрод может быть покрыт материалом флюса, или возможна любая комбинация из этих альтернатив. Дополнительный порошковый металлический материал может быть добавлен также в расплав посредством предварительного расположения на поверхности подложки 52 или посредством прямой подачи в расплав во время стадии плавления. В различных вариантах выполнения флюс может быть электрически проводящим (электрошлак) или не проводящим (дуга под флюсом), или он может быть химически нейтральным или аддитивным. Наполнительный материал можно предварительно нагревать для уменьшения требуемой для процесса энергии, в данном случае от дуговой головки с использованием холодного металла. Использование флюса обеспечивает экранизацию, за счет чего уменьшается или исключается необходимость в инертном или частично инертном газе, обычно требующемся в дуговом процессе с использованием холодного металла. Другие процессы, которые могут применяться с использованием указанных выше расходных материалов и технологий, включают газоэлектрическую сварку металлов, сварку порошковой проволокой, дуговую сварку под флюсом (включая использование полосы или проволоки), электрошлаковую сварку (включая использование полосы или проволоки), плазменную дуговую сварку и сварку вольфрамовым электродом в инертном газе с использованием проволоки.FIG. 5 shows an embodiment in which a layer of high-quality deposited reinforced
На фиг. 6 показан вариант выполнения, в котором слой качественного упрочненного материала 60 гамма-суперсплава нанесен на подложку 62 суперсплава с использованием энергии луча, такого как лазерный луч 64, для плавления электрода 10ʺ из фиг. 4, включающего наполнительный материал 66. Как указывалось выше относительно фиг. 5, наполнительный материал 66 включает металлическую оболочку 68, которая выполнена из материала, которому можно просто придавать полую форму, такой как хром или сплав никеля и хрома или никеля, хрома и кобальта, и порошковый материал 70, выбранный так, что образуется желаемый состав суперсплава, когда наполнительный материал 66 плавится с помощью лазерного луча 64. Порошковый материал 70 может включать порошковый флюс, а также материал суперсплава. Тепло лазерного луча 64 плавит наполнительный материал 66 и образует слой материала 60 желаемого суперсплава, покрытый слоем шлака 72. Как указывалось выше, наполнительный материал можно предварительно нагревать, например, с помощью электрического тока, для уменьшения требуемой для процесса энергии, в данном случае из лазерного луча. Дополнительно к этому, возможно также использование гибридного процесса, включающего, например, комбинацию лазерной и дуговой сварки.FIG. 6 shows an embodiment in which a layer of high-quality hardened
Один вариант выполнения указанного выше электрода предназначен для нанесения материала сплава 247 следующим образом:One embodiment of the above electrode is designed for applying alloy material 247 as follows:
- объем твердой фазы оболочки составляет около 60% всего объема металлической твердой фазы и является чистым Ni;- the volume of the solid phase of the shell is about 60% of the total volume of the metal solid phase and is pure Ni;
- объем порошкового металла сердечника составляет около 40% всего объема металлической твердой фазы, включая достаточное количество Cr, Co, Mo, W, Al, Ti, Ta, C, В, Zr и Hf, которые плавятся и смешиваются с чистым никелем из оболочки, с образованием состава сплава 247 с номинальным процентным содержанием по весу 8,3 Cr, 10 Co, 0,7 Mo, 10 W, 5,5 Al, 1 Ti, 3 Ta, 0,14 C, 0,015 В, 0,05 Zr и 1,5 Hf; и- the volume of the core metal powder is about 40% of the total volume of the metallic solid phase, including a sufficient amount of Cr, Co, Mo, W, Al, Ti, Ta, C, B, Zr, and Hf, which melt and mix with pure nickel from the shell, with the formation of alloy 247 with a nominal percentage by weight of 8.3 Cr, 10 Co, 0.7 Mo, 10 W, 5.5 Al, 1 Ti, 3 Ta, 0.14 C, 0.015 V, 0.05 Zr and 1.5 Hf; and
- объем порошкового флюса сердечника представляет дополнительный, в основном не металлический объем проволоки, примерно равный по величине объему металлического порошка, и включает различные оксиды, такие как оксид алюминия, фториды и силикаты в соотношении 35:30:35. Диапазон размера ячеек флюса обеспечивает равномерное распределение внутри металлического порошка сердечника.- the volume of the powder flux of the core represents an additional, mostly non-metallic wire volume, approximately equal in magnitude to the volume of the metal powder, and includes various oxides, such as aluminum oxide, fluorides and silicates in a ratio of 35:30:35. The range of cell size of the flux ensures an even distribution inside the metal powder of the core.
Хотя на фиг. 5 и 6 показана технология сварки с использованием электрода 10ʺ из фиг. 4, эта технология сварки может применяться для любого указанного выше варианта выполнения электрода, показанного на фиг. 1-4. Дополнительно к этому, можно применять любой обычный тип дуговой сварки, известный специалистам в данной области техники, с использованием электродов из фиг. 1-4, включая, например, дуговую сварку металлов с защитой зоны сварки (SMAW).Although FIG. 5 and 6 shows the welding technology using the 10 элект electrode of FIG. 4, this welding technology can be applied to any of the above mentioned embodiments of the electrode shown in FIG. 1-4. In addition, any conventional type of arc welding known to those skilled in the art can be applied using the electrodes of FIG. 1-4, including, for example, arc welding of metals with welding zone protection (SMAW).
Для вариантов выполнения, в которых плавление обеспечивается с помощью дуги, общим является предусмотрение кислорода или диоксида углерода во флюсе или защитном газе, с целью сохранения стабильности дуги. Однако кислород или диоксид углерода вступают в реакцию с титаном, и некоторое количество титана теряется в виде пара или оксидов в процессе плавления. Согласно данному изобретению, количество титана, включенного в наполнительный материал, превышает количество титана, желаемого в составе наносимого суперсплава, для компенсации потерь. Для приведенного выше в качестве примера сплава 247, количество титана, включенного в порошковый металл сердечника, может быть увеличено с примерно 1% до примерно 3%.For embodiments in which melting is provided by an arc, it is common to provide oxygen or carbon dioxide in a flux or protective gas in order to maintain the stability of the arc. However, oxygen or carbon dioxide reacts with titanium, and some titanium is lost in the form of steam or oxides during the melting process. According to this invention, the amount of titanium included in the filler material exceeds the amount of titanium desired in the composition of the applied superalloy to compensate for losses. For the alloy 247 given above as an example, the amount of titanium included in the core metal powder can be increased from about 1% to about 3%.
Понятно, что можно наносить другие сплавы, такие как, например, нержавеющая сталь, с помощью аналогичного процесса, в котором подаваемый материал сердечника заполнен порошковым материалом сердечника, включающим порошковый флюс и порошковый металл. Порошковый металл может использоваться для увеличения состава материала оболочки, с целью получения облицовочного материала желаемого химического состава. Для вариантов выполнения, в которых имеется потеря материала за счет испарения во время стадии плавления, порошковый материал может включать избыток теряемого материала для компенсации потерь. Например, когда материал оболочки из нержавеющей стали в виде сплава 321 наносится под защитным газом, содержащим кислород или диоксид углерода, или когда не обеспечивается полное экранирование с помощью инертного защитного газа, то некоторое количество титана теряется за счет реакции с кислородом или диоксидом углерода или с не полностью экранированной атмосферой. В таком варианте выполнения порошковый материал сердечника может включать порошковый флюс или порошковый титан или титановый сплав для компенсации потери, что обеспечивает желаемый облицовочный состав сплава 321.It is clear that other alloys can be applied, such as, for example, stainless steel, using a similar process in which the supplied core material is filled with a powdered core material, including powder flux and powdered metal. The powder metal can be used to increase the composition of the shell material, in order to obtain a facing material of the desired chemical composition. For embodiments in which there is a loss of material due to evaporation during the melting stage, the powder material may include an excess of the lost material to compensate for the loss. For example, when a stainless steel shell material in the form of an alloy 321 is applied under a protective gas containing oxygen or carbon dioxide, or when complete shielding is not provided with an inert protective gas, some titanium is lost due to reaction with oxygen or carbon dioxide or not completely shielded atmosphere. In such an embodiment, the core powder material may include powdered flux or powdered titanium or titanium alloy to compensate for the loss, which provides the desired facing composition of alloy 321.
Материалы флюса, которые могут использоваться, включают коммерчески доступные флюсы, такие как продаваемые под названиями Lincolnweld P2007, Bohler Soudokay NiCrW-412, ESAB OK 10.16 или 10.90, Special Metals NT 100, Oerlikon OP76, Sandvik 50SW или SAS1, или флюсы, описание которых приведено в опубликованной заявке заявителя на патент США US 2015/0027993 А1, полное содержание которого включается в данное описание. Частицы флюса могут быть размолоты до желаемого диапазона размера ячеек перед использованием. Материалы флюса, известные из уровня техники, обычно включают различные оксиды, такие как оксид алюминия, фториды и силикаты. В вариантах выполнения раскрытых здесь процессов могут использоваться предпочтительно металлические составляющие желаемого облицовочного материала, например, оксиды хрома, оксиды никеля или оксиды титана. Любые доступные в настоящее время суперсплавы на основе железа, никеля или кобальта, которые обычно используются для высокотемпературных применений, таких как газотурбинные двигатели, можно соединять, ремонтировать или покрывать с помощью процесса, согласно изобретению, включая указанные выше сплавы.Flux materials that can be used include commercially available fluxes, such as those sold under the names Lincolnweld P2007, Bohler Soudokay NiCrW-412, ESAB OK 10.16 or 10.90, Special Metals NT 100, Oerlikon OP76, Sandvik 50SW or SAS1, or fluxes which description shown in US Patent Application Publication No. US 2015/0027993 A1, the full content of which is included in this description. Flux particles can be ground to the desired cell size range before use. Flux materials known in the art typically include various oxides, such as alumina, fluorides, and silicates. In embodiments of the processes disclosed herein, preferably the metallic components of the desired facing material can be used, for example, chromium oxides, nickel oxides or titanium oxides. Any currently available iron, nickel or cobalt-based superalloys that are commonly used for high-temperature applications, such as gas turbine engines, can be connected, repaired or coated using the process according to the invention, including the above alloys.
Хотя выше были представлены и пояснены различные варианты выполнения данного изобретения, понятно, что эти варианты выполнения приведены лишь в качестве примера. Возможны различные вариации, изменения и замены без выхода за объем данного изобретения. В соответствии с этим данное изобретение ограничивается лишь идеей и объемом прилагаемой формулы изобретения.Although various embodiments of the present invention have been presented and explained above, it is understood that these embodiments are given only as an example. Various variations, changes and substitutions are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, this invention is limited only by the idea and scope of the appended claims.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/732,976 | 2015-06-08 | ||
US14/732,976 US9821414B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-06-08 | Welding electrode |
PCT/US2016/032629 WO2016200560A1 (en) | 2015-06-08 | 2016-05-16 | Welding electrode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686160C1 true RU2686160C1 (en) | 2019-04-24 |
Family
ID=57504009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144513A RU2686160C1 (en) | 2015-06-08 | 2016-05-16 | Welding electrode |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3302871A4 (en) |
CN (1) | CN107735211B (en) |
RU (1) | RU2686160C1 (en) |
SA (1) | SA517390277B1 (en) |
WO (1) | WO2016200560A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713767C1 (en) * | 2019-07-04 | 2020-02-07 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Flux-cored wire for mechanized and laser-arc welding of low-alloy high-strength steels |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU456696A1 (en) * | 1972-08-25 | 1975-01-15 | Краснодарский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по монтажным и специальным строительным работам | Welding electrode |
JPS6397395A (en) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Nippon Steel Corp | Cr-ni stainless steel covered electrode |
US5272305A (en) * | 1991-08-30 | 1993-12-21 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Girth-welding process for a pipe and a high cellulose type coated electrode |
RU2355543C2 (en) * | 2007-07-09 | 2009-05-20 | Сергей Георгиевич Паршин | Composite electrode wire |
WO2014063222A1 (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Liburdi Engineering Limited | A composite welding wire and method of manufacturing |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2613304A (en) * | 1949-09-06 | 1952-10-07 | Soudure Electr Autogene Sa | Welding rod or wire |
GB722236A (en) * | 1952-10-10 | 1955-01-19 | William King Bates Marshall | Improvements in or relating to arc welding electrodes |
FR2056072A5 (en) * | 1969-08-28 | 1971-05-14 | Commissariat Energie Atomique | |
US4662952A (en) | 1984-06-29 | 1987-05-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Non-hygroscopic welding flux binders |
WO1995025615A1 (en) * | 1994-03-18 | 1995-09-28 | Jian Ming Ni | Elongated flexible welding electrodes |
US6608286B2 (en) * | 2001-10-01 | 2003-08-19 | Qi Fen Jiang | Versatile continuous welding electrode for short circuit welding |
US6750430B2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-06-15 | General Electric Company | Nickel-base powder-cored article, and methods for its preparation and use |
US6835913B2 (en) | 2003-03-03 | 2004-12-28 | Hobart Brothers Company | Hardsurfacing welding wire and process |
MX2008006132A (en) * | 2005-11-10 | 2008-10-23 | Wolverine Tube Inc | Brazing material with continuous length layer of elastomer containing a flux. |
US9352419B2 (en) | 2011-01-13 | 2016-05-31 | Siemens Energy, Inc. | Laser re-melt repair of superalloys using flux |
US20120223057A1 (en) | 2011-03-02 | 2012-09-06 | Lucian Iordache | Gas tungsten arc welding using flux coated electrodes |
US9393644B2 (en) * | 2013-01-31 | 2016-07-19 | Siemens Energy, Inc. | Cladding of alloys using flux and metal powder cored feed material |
US20150027993A1 (en) | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Siemens Energy, Inc. | Flux for laser welding |
US20140263259A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Lincoln Global, Inc. | Consumable for specially coated metals |
EP3055101A2 (en) * | 2013-10-09 | 2016-08-17 | Hobart Brothers Company | Systems and methods for corrosion-resistant welding electrodes |
-
2016
- 2016-05-16 CN CN201680033428.3A patent/CN107735211B/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-16 EP EP16807999.4A patent/EP3302871A4/en not_active Withdrawn
- 2016-05-16 WO PCT/US2016/032629 patent/WO2016200560A1/en active Application Filing
- 2016-05-16 RU RU2017144513A patent/RU2686160C1/en active
-
2017
- 2017-11-02 SA SA517390277A patent/SA517390277B1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU456696A1 (en) * | 1972-08-25 | 1975-01-15 | Краснодарский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по монтажным и специальным строительным работам | Welding electrode |
JPS6397395A (en) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Nippon Steel Corp | Cr-ni stainless steel covered electrode |
US5272305A (en) * | 1991-08-30 | 1993-12-21 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Girth-welding process for a pipe and a high cellulose type coated electrode |
RU2355543C2 (en) * | 2007-07-09 | 2009-05-20 | Сергей Георгиевич Паршин | Composite electrode wire |
WO2014063222A1 (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Liburdi Engineering Limited | A composite welding wire and method of manufacturing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107735211A (en) | 2018-02-23 |
SA517390277B1 (en) | 2020-12-24 |
EP3302871A4 (en) | 2018-10-17 |
EP3302871A1 (en) | 2018-04-11 |
WO2016200560A1 (en) | 2016-12-15 |
CN107735211B (en) | 2020-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2950959B1 (en) | Cladding of alloys using cored feed material comprising powdered flux and metal | |
US9352413B2 (en) | Deposition of superalloys using powdered flux and metal | |
RU2627824C2 (en) | Application of superflowing with application of powder flux and metal | |
US9315903B2 (en) | Laser microcladding using powdered flux and metal | |
JP5173410B2 (en) | Weld filler for welding dissimilar alloy steel and method using the same | |
US9272363B2 (en) | Hybrid laser plus submerged arc or electroslag cladding of superalloys | |
CN105263667A (en) | Selective laser melting / sintering using powdered flux | |
CN104955612A (en) | Method of laser re-melt repair of superalloys using flux | |
US9821414B2 (en) | Welding electrode | |
CN105408056A (en) | Repair of a substrate with component supported filler | |
US20160144441A1 (en) | Low heat flux mediated cladding of superalloys using cored feed material | |
JP5980779B2 (en) | Method of arc welding metal parts coated with aluminum using an inert gas containing nitrogen | |
RU2686160C1 (en) | Welding electrode | |
KR20150111352A (en) | Laser microcladding using powdered flux and metal | |
JP4806299B2 (en) | Flux cored wire | |
JP2019013980A (en) | Multi-electrode gas shield arc single-sided welding method | |
RU2744885C1 (en) | Methods and apparatus for welding using electrodes with coaxial power supply | |
JP6092429B6 (en) | Superalloy Welding Method Using Powdered Flux and Powdered Metal | |
JP2011230127A (en) | Method for welding metal part and welding metal part for atomic power plant |