[发明专利]用于焊接不锈钢的多涂层焊条

说明书

本发明涉及一种涂层焊条，该涂层焊条包含至少部分由含有金红石和至少一种基于锂的化合物并且不含有钠长石和钾长石的外涂层围绕的中心金属芯。根据本发明，该焊条包含布置在该外涂层与该中心金属芯之间的至少一个内涂层，所述内涂层含有至少一种基于钠的化合物和/或至少一种基于钾的化合物。用于焊接不锈钢的相关方法。

技术领域

本发明涉及金红石型环境友好型涂层焊条的领域，这些焊条具有平稳熔化、低烟气排放和低六价铬(Cr^VI)排放并且具有良好的操作和涂层电阻性能，这些焊条特别旨在用于焊接不锈钢。

背景技术

在焊接操作过程中排放的、由复杂过程(即汽化/冷凝/氧化或汽化/氧化/冷凝)产生的烟雾在与弧焊相关的减损中计数。因此，焊烟的性质和量构成制造厂中逐渐增加的问题，焊烟需要使用保护系统诸如排烟装置，以便保护操作者和在附近工作人员的成员的健康。

从全面观点来看，不锈钢被定义为额定铬含量是至少按重量计11％的铁合金。当需要良好的抗氧化能力和抗腐蚀性时，其使用是合理的。在不锈钢中存在若干子类的钢，即：

-奥氏体钢，可能最广泛使用并且通常由于其根据美国标准分类而以名称“300系列”提及，该奥氏体钢的组成是基于铁/铬/镍体系并且该合金中元素Cr、Ni、Mn和Si的总含量超过按重量计16％；

-马氏体钢；

-铁素体钢；

-双炼钢；

-沉淀硬化不锈钢；以及

-钢超级合金。

因此，不锈钢中高含量的元素铬意指当它们正在焊接时，焊烟的组成颗粒含有高含量的含元素铬的化合物，该元素铬即三价铬(Cr^III)，即最小毒性形式的元素铬，和/或六价铬(Cr^VI)，一种由于被视为致癌物而认为对于人类高度有毒的形式。

在焊接不锈钢的情况下，由焊烟产生并存在于呼吸的空气中的六价铬元素(Cr^VI)因此由于其潜在毒性而受到特别调节。

因此，已知在大部分国家的有效调节指示耐受的平均暴露值(AEV)为5mg/m³空气的“无害”烟雾颗粒并且烟雾中含有的元素Cr^VI等于0.05mg/m³，如P.J.Cunat在“Le chromedans les fumées de soudage des aciers inoxydables”,[Chromium in stainlesssteel welding fume(不锈钢焊烟中的铬)],Matériaux et Techniques,No.1-2 2002中所报道的，为了使这不会要求减小所呼吸空气中的最大烟雾含量的需求，Cr^VI的最大耐受浓度必须为至多1％，即(0.05/5)×100。低于1％，Cr^VI因此不是限制所呼吸的空气中可允许的烟雾的量的因素。

相比之下，由于三价铬(Cr^III)的AEV是0.5mg/m³，为了不要求减小所呼吸的空气中可允许的烟雾的需要，其在烟雾中最大可允许的浓度是10％。

超过此数值，在焊接车间，为了将由操作者呼吸的空气中的烟雾的量和Cr^VI的比例限制为低于最大允许值，使用不锈钢的常规焊接产品，焊接车间的通风必须远好于在使用常规钢的产品时所需要的通风。

通过调节常规涂层焊条的配方，可以减小源头处的焊烟。这些配方修改因此构成限制焊工环境中造成的有害影响的最有效方式，甚至在安装通常昂贵的设备诸如排烟装置之前也如此。

只要用涂层焊条焊接的方法由于其便于实施而广泛用于在有时难以安装实际有效的排烟装置的某些焊接车间或工地的有限空间内进行焊接，更加如此。