[发明专利]用于埋弧焊的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及焊接，并且更具体地讲，涉及埋弧焊(SAW)。

背景技术

焊接是已变为各个行业中用于多种应用的普遍存在的工艺。例如，焊接通常用于以下应用，例如，造船、海上平台、建筑、钢管厂等。某些焊接技术(例如，气体保护金属极弧焊(GMAW)、气体保护药芯焊丝弧焊(FCAW-G)和气体保护钨极弧焊(GTAW))通常采用保护气体(例如，氩气、二氧化碳或氧气)以在焊接过程期间在焊弧和熔池中以及周围提供特定的局部环境。相比之下，其他焊接技术(例如，埋弧焊(SAW))通常在电弧条件下使用分解或除气的粒状焊药以在焊弧和熔池附近提供局部气氛。另外，SAW提供其他优点，例如，与其他焊接技术相比增大的熔敷率。

一般来讲，对于涉及钢的焊接应用，一个顾虑是在焊接期间以及在焊接过程完成之后在焊缝中存在的扩散氢的量。氢可以从多种来源引入到焊缝中，包括来自大气、金属表面、焊接电极或焊药的水分。在焊接操作期间，还可以从油类、润滑剂或者金属或焊丝表面上的其他涂层引入氢。在焊接过程中氢易溶于暴露于高温的钢中，然而，随着焊缝冷却，氢在钢中会变得越来越难溶，并且从溶液中析出。这会使氢集中在焊缝金属中的不连续处和晶界处。这些高压和高应力区域会使焊缝变得易碎且开裂，最终会导致焊缝失效。

限制焊缝中的扩散氢的一种方法是，例如，预热金属以限制在焊接操作期间在金属表面上存在的水分含量，并且/或者通过调整金属冷却的速率来更好地控制金属微观结构。这种预热方法对于涉及较厚钢板或高强度钢焊接的情况是通用的。然而，在某些情况下，例如水下焊接应用，难以或无法控制焊接期间存在的水分含量。另外，制造者会承担与预热钢以减少加氢裂化的几率有关的很高成本(例如，能量、设备、时间等)。在其他情况下，可能不正确地应用预热，并且只是达到表面预热，而不是浸泡预热。

发明内容

在一个实施例中，一种焊接系统包括被配置成提供气流的供气系统。所述系统还包括被配置成提供焊丝的供丝系统以及被配置成在埋弧焊(SAW)期间在焊弧附近提供焊药的焊药供应系统。所述系统进一步包括焊炬组件，该焊炬组件被配置成接收所述气流和所述焊丝并且在所述SAW期间在所述焊弧附近传送所述气流和所述焊丝。

在另一个实施例中，一种系统包括焊炬组件，该焊炬组件具有焊炬主体，所述焊炬主体包括被配置成使一种或多种气体流过所述焊炬主体的气体导管。所述焊炬组件进一步包括接触末端，该接触末端具有被配置成使一种或多种气体在焊弧附近流动的一个或多个气体导管。此外，所述接触末端被配置成连接至所述焊炬主体使得所述焊炬主体的气体导管与所述接触末端的一个或多个气体导管流体连通。所述焊炬组件进一步包括焊药传送部件，所述焊药传送部件被配置成在所述焊弧附近传送粒状焊药，其中所述焊药传送部件连接至所述接触末端附近的所述焊炬主体并且被配置成使所述粒状焊药与所述一种或多种气体混合。

在另一个实施例中，一种方法包括在进行的埋弧焊(SAW)熔池附近传送气流和粒状焊药流。所述方法进一步包括在所述进行的埋弧焊熔池上沉积所述粒状焊药流以形成焊药垫。

附图说明

当参考附图阅读以下详细说明时，本披露的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的附图标记代表在整个附图中表示相似的零件，其中：

图1是根据本披露的实施例的混合埋弧焊(HSAW)焊接系统的方框图；

图2是根据本披露的实施例的HSAW焊接系统的内部电路的方框图；

图3是根据本披露的实施例的HSAW焊炬的透视图；

图4是根据本披露的实施例的沿着线4-4截取的图3所示的焊炬的剖视图；

图5是根据本披露的实施例的图4所示的接触末端的放大剖视图；

图6是根据本披露的实施例的接触末端的远端的透视图；以及

图7是根据本披露的实施例的认为在SAW期间使用含氟气体从焊缝金属去除扩散氢所涉及的步骤的流程图。

具体实施方式