一種用于在焊條上使用的送進(jìn)潤滑劑，所述送進(jìn)潤滑劑包括約10至40wt.%的至少一種皂基潤滑劑，約40至90wt.%的至少一種固體顆粒潤滑劑，所述固體顆粒潤滑劑選自MoS2、WS2、ZnO、石墨和PTFE，以及最高20wt.%的至少一種可選的附加顆粒潤滑劑成分。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于帶芯焊條的送進(jìn)潤滑劑、帶芯焊條以及GMAW工藝本專利技術(shù)涉及用于帶芯焊條的送進(jìn)潤滑劑、帶芯焊條以及GMAW工藝。
技術(shù)介紹
熔化極氣體保護(hù)電弧焊(GMAW)，有時以其子類型被稱為熔化極惰性氣體保護(hù)(MIG)焊或者活性氣體保護(hù)(MAG)焊，是一種半自動或者自動極弧焊接工藝，其中連續(xù)的并且可消耗的焊絲焊材(“焊絲”)和保護(hù)氣體經(jīng)焊槍被送進(jìn)。圖I和圖2圖示說明了常規(guī)工業(yè)GMAW系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)。如在這些圖中所示，GMAW系統(tǒng)10包括電源12、焊絲驅(qū)動組件14、保護(hù)氣體供應(yīng)系統(tǒng)16以及用于承載電能、焊絲和保護(hù)氣體到要被焊接的工件20的纜線組件18。焊絲驅(qū)動組件14典型地包括用于承載連續(xù)的可消耗的焊絲焊材的滾筒24的卷軸架22，以及包括一個或更多個驅(qū)動輪(未示出)的驅(qū)動 機(jī)構(gòu)26，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動焊絲從滾筒24經(jīng)纜線組件18至工件20。同時，保護(hù)氣體供應(yīng)系統(tǒng)16通常包括保護(hù)氣體源28和與纜線組件18流體連通的氣體供應(yīng)導(dǎo)管30。尤其如在圖2中圖示說明的，纜線組件18典型地表現(xiàn)為一端附接到電源12、焊絲驅(qū)動組件14和氣體供應(yīng)系統(tǒng)16并且另一端附接到焊槍34的延長的柔性纜線32的形式。如在圖3 (圖3為柔性纜線32的徑向橫截面)中圖示說明的，此柔性纜線通常包括用于提供焊接電能到焊槍40的導(dǎo)電嘴的電纜34，用于運(yùn)輸保護(hù)氣體的氣體導(dǎo)管36，以及用于置放所述焊絲的柔性護(hù)套48。實(shí)際上，柔性纜線32通常為至少10英尺Γ3πι)長，更典型地至少15英尺Γ4. 6m),至少20英尺Γ6. lm)，至少25英尺Γ7. 6m)，或者甚至至少30英尺Γ9. Im)長，以致在焊槍34被手移動到各種不同的位置時，電源12、焊絲驅(qū)動組件14和保護(hù)氣體供應(yīng)系統(tǒng)16可以基本上保持靜止。另外，柔性纜線32通常被制作得盡可能的柔韌，因?yàn)檫@為在任意期望的位置移動和定位的焊槍34方面提供了最大程度的靈活性。所以，例如，柔性纜線32通常被制作得足夠柔韌以致所述柔性纜線32可以做相對急轉(zhuǎn)的彎曲，比如被盤繞成好幾圈(如在圖2中圖示說明的)。為了防止焊絲在柔性纜線32內(nèi)部纏結(jié)，焊絲被穿入柔性護(hù)套48的內(nèi)部。通常，此柔性護(hù)套由緊卷成螺旋的金屬絲制成，所述柔性護(hù)套的內(nèi)直徑僅稍微大于所述焊絲的外直徑，因?yàn)樵谌嵝岳|線32中的此結(jié)構(gòu)提供了高度的靈活性，而同時防止了在所述焊絲和在所述柔性纜線內(nèi)部的其他構(gòu)件之間的接觸。由于延長的柔性纜線32的長度和靈活性，經(jīng)常要用相當(dāng)大的力以驅(qū)動焊絲從滾筒24經(jīng)纜線組件18到工件20上。因此，用焊絲送進(jìn)潤滑劑包覆焊絲以降低在所述焊絲外表面和所述焊絲通過的柔性護(hù)套的內(nèi)表面之間的摩擦系數(shù)是在工業(yè)中的慣例做法。鈉基皂和鈣基皂，例如硬脂酸鈉和硬脂酸鈣，最常見地被用于本目的。可替換地，某些固體顆粒材料，比如MoS2、WS2、ZnO (通常與WS2—起)、石墨和/或PTFE (特氟隆)，也已經(jīng)被用于本目的。皂基送進(jìn)潤滑劑真正的優(yōu)勢是潤滑能力和送進(jìn)能力，也即，所述潤滑劑的能力使能用最小的力并且盡可能平穩(wěn)地使焊絲從焊絲的供應(yīng)滾筒運(yùn)輸?shù)胶笜尳M件，尤其是當(dāng)送進(jìn)被許多個起停打斷時。這是因?yàn)樘幱谠谒瓦M(jìn)期間遇到的溫度、剪應(yīng)力和其他局部條件之下，皂基潤滑劑有變軟或者塑化為滑的、柔順的半固體材料的傾向，在這種意義上，皂基潤滑劑大體上是柔軟的并且是柔順的。一般而言，固體顆粒送進(jìn)潤滑劑不提供相同優(yōu)越水平的送進(jìn)能力，因?yàn)樗鼈冊谒瓦M(jìn)操作期間保持硬的、固體顆粒的形式。皂基送進(jìn)潤滑劑的另一個優(yōu)勢是電弧穩(wěn)定能力，S卩，促進(jìn)在導(dǎo)電嘴和要被焊接的工件之間一致的不間斷的電弧的潤滑劑的能力。穩(wěn)定的電弧促進(jìn)均勻焊道的形成，因?yàn)檎请娀∪刍撕笚l。一般而言，顆粒送進(jìn)潤滑劑不提供與皂基潤滑劑相同優(yōu)越的電弧穩(wěn)定能力，再次地，因?yàn)樗鼈冊谒瓦M(jìn)操作期間保持硬的、固體顆粒的形式。盡管皂基送進(jìn)潤滑劑在送進(jìn)能力和電弧穩(wěn)定能力方面優(yōu)越于固體顆粒送進(jìn)潤滑齊U，但是在形成的焊縫金屬的氫污染方面，尤其當(dāng)帶芯焊條被使用時，它們是較差的。過度的氫污染能夠?qū)е略黾拥拈_裂，因此在軍事和其他需要高強(qiáng)度焊縫接合的應(yīng)用中經(jīng)常避免使用帶芯焊條。例如，參見D. D. Harwig等，焊接參數(shù)和焊條大氣曝露對氣體保護(hù)藥芯電弧焊縫的擴(kuò)散氫含量的影響(Effects of Welding Parameters and Electrode Atmospheric Exposure on the Diffusible Hydrogen Content of Gas Shielded Flux Cored ArcWelds),焊接研究副干丨J (Welding Research Supplement), 1999 年 9 月，第 314-321 頁。因此，將被理解的是，常規(guī)焊絲送進(jìn)潤滑劑具有的固有的問題——提供供在GMAW設(shè)備中使用的期望程度的送進(jìn)能力(潤滑能力)的那些焊絲送進(jìn)潤滑劑生成不可接受的量的氫污染，而產(chǎn)生可接受的低水平氫污染的那些焊絲送進(jìn)潤滑劑不能提供足夠的送進(jìn)能力(潤滑能力)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過將送進(jìn)潤滑劑配制為固體顆粒潤滑劑(solidparticulate lubricant)和阜基潤滑劑(soap-based lubricant)的混合物,但只在此混合物中皂基潤滑劑的量為約40wt. %或更少時，提供達(dá)成兩個目標(biāo)的改進(jìn)的焊絲送進(jìn)潤滑劑是可能的，即，提供供在GMAW設(shè)備中使用的期望程度的送進(jìn)能力(潤滑能力)且不生成不可接受的量的氫污染。因此，本專利技術(shù)提供改進(jìn)的焊絲送進(jìn)潤滑劑，所述焊絲送進(jìn)潤滑劑包括約10至40wt. %的至少一種阜基潤滑劑,約40至90wt. %的至少一種固體顆粒潤滑劑,所述固體顆粒潤滑劑選自MoS2、WS2、Zn0、石墨和PTFE，以及最高20wt. %的至少一種可選的附加潤滑劑成分。另外，本專利技術(shù)還提供供GMAW和其他電弧焊接工藝使用的改進(jìn)的焊條，所述改進(jìn)的焊條包括用上述焊絲送進(jìn)潤滑劑包覆的帶芯焊條。另外，本專利技術(shù)進(jìn)一步提供改進(jìn)的GMAW方法，在所述GMAW方法中，被潤滑的焊絲借助于驅(qū)動組件經(jīng)延長的柔性護(hù)套和與所述延長的柔性護(hù)套連通的焊槍被送進(jìn)到工件，其中所述被潤滑的焊絲包括用上述送進(jìn)潤滑劑包覆的帶芯焊條。進(jìn)一步的技術(shù)方案被公開在下面說明示例的實(shí)施方案的描述、附圖和權(quán)利要求中。附圖說明通過參考下面的附圖，本專利技術(shù)可以被更容易地理解，其中圖I和圖2是圖不說明常規(guī)GMAW焊接系統(tǒng)的不意圖和透視圖；圖3是在圖I和圖2的GMAW系統(tǒng)的纜線組件中使用的典型的延長的柔性纜線的示意性徑向橫截面；圖4是示出根據(jù)送進(jìn)潤滑劑的組成，在下文描述的擴(kuò)散氫控制實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的擴(kuò)散氫的量以及所使用的充分潤滑的焊條的表面鈉計(jì)數(shù)(surface sodium count)的曲線圖；以及圖5是示出在下文描述的送進(jìn)能力控制實(shí)驗(yàn)中根據(jù)送進(jìn)潤滑劑組成所需要的平均和最大送進(jìn)力的圖表。具體實(shí)施例方式根據(jù)本專利技術(shù)，在用于GMAW和其他電弧焊工藝的焊條上的送進(jìn)潤滑劑由固體顆粒 潤滑劑和皂基潤滑劑的混合物構(gòu)成，其中皂基潤滑劑的量為約40wt.%或更少。采用這種方法時，相較于其中送進(jìn)潤滑劑全部由常規(guī)皂基潤滑劑構(gòu)成的常規(guī)慣例，被引入焊縫的不想要的擴(kuò)散氫的量被實(shí)質(zhì)性地降低了。盡管如此，由這些皂基類潤滑劑而變?yōu)榭赡艿膬?yōu)越的送進(jìn)能力和電弧穩(wěn)定能力被保留。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.04.02 US 12/753,1351.一種用于在焊條上使用的送進(jìn)潤滑劑，所述送進(jìn)潤滑劑包括約10至40wt. %的至少一種皂基潤滑劑，約40至90wt. %的至少一種固體顆粒潤滑劑，所述固體顆粒潤滑劑選自MoS2, WS2、ZnO、石墨和PTFE，以及最高20wt. %的至少一種可選的附加顆粒潤滑劑成分。2.如權(quán)利要求I所述的送進(jìn)潤滑劑，其中所述送進(jìn)潤滑劑基本上不含有機(jī)粘結(jié)劑。3.如權(quán)利要求I或2所述的送進(jìn)潤滑劑，其中所述送進(jìn)潤滑劑基本上由約10至40wt.%的至少一種含Na或含Ca皂基潤滑劑以及約60至90wt. %的至少一種固體顆粒潤滑劑組成。4.如權(quán)利要求I至3之一所述的送進(jìn)潤滑劑，其中所述皂基潤滑劑的濃度以及所述固體顆粒潤滑劑的濃度被選擇，以致所述送進(jìn)潤滑劑在具有1/16英寸(I. 59mm)的直徑的焊條上呈現(xiàn)不大于約22磅(約98牛頓)的送進(jìn)能力并且當(dāng)根據(jù)ANSI/AWS A4. 3測試時，每100克熔敷焊縫金屬產(chǎn)生少于4毫升H2。5.如權(quán)利要求I至4之一所述的送進(jìn)潤滑劑，其中所述固體顆粒潤滑劑是MoS2和WS2中的至少一種。6.如權(quán)利要求I至5之一所述的送...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·潘戴，V·B·拉簡，J·V·里德，C·I·西德斯，
申請(專利權(quán))人：林肯環(huán)球股份有限公司，
類型：
國別省市：
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