[发明专利]不锈钢应用的焊接波形

说明书

本申请涉及不锈钢应用的焊接波形。利用特定的AC焊接波形将奥氏体不锈钢的韧性水平增加至使用相同的焊接耗材利用标准DC焊接波形所实现的韧性水平之上。

本申请是申请日为2017年6月28日，申请号为201710506791.9，发明名称为“不锈钢应用的焊接波形”的申请的分案申请。

优先权声明

本申请要求2016年6月28日提交的美国临时专利申请号62/355,367的优先权，其全部公开内容通过引用全部结合在此。

技术领域

在此所描述的本发明总体涉及一种用于焊接不锈钢的方法。

背景技术

与任何其他技术进步相比，现代世界可能更欠缺对钢的研发。从事实显而易见的是，我们按照冶金能力来称呼整个时代(即，青铜器时代、铁器时代等)。在过去的一个世纪，钢研究和生产已经创造出了在高发电型温度下能够强且硬的钢，同时其仍为较贫钢(1.25重量-％铬，0.5重量-％钼)以及铁素体钢。另一方面，低温作用是普通碳钢和低合金钢的弱点。能够以足够的抗裂性(韧性)承受住低温温度的适当低合金钢还没有研发出来。这类合金可能甚至是不可行的，因为铁素体结晶相在低温下经历了取决于合金系统的延性到脆性的过渡。因此，主要具有奥氏体结晶相的不锈钢和镍基钢用于低温应用。经常，焊接和制造规范要求专门的奥氏体不锈钢，所述规范通过严格控制焊接金属成分确保了焊接熔敷中的低铁素体百分比。

目前，埋弧焊接是用于对不锈钢进行电弧焊接的最具生产性的方法之一，但是在标称上匹配埋弧焊接金属的韧性通常比基础材料的韧性低得多(尤其是在这些低温下)。这要求部件和容器设计者在设计上做出让步以适应这些更低韧性的焊接。这还要求制造商按照非常严格的化学成分来购买昂贵的耗材。进一步地，制造商必须严格控制其焊接程序以获得足够的韧性水平。

存在如在ASME BPVC.VIII.1-2015UHA-51(a)(3)(-a)(-1)中列出的对奥氏体不锈钢填充金属的铁素体数要求，因为在使用常规焊接工艺时，低温温度下的奥氏体不锈钢的韧性对铁素体含量敏感。然而，利用本发明的不锈钢波形对316L填充金属进行的埋弧焊接证明了相比于用更昂贵的受控铁素体数电极(比如使用常规DC焊接的316LCF)进行焊接，在使用经修改的波形用常规316L电极进行焊接时可以拥有等效至上等韧性。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，描述了一种埋弧焊接系统，所述埋弧焊接系统包括：焊接电源，所述焊接电源生成焊接输出以用于对不锈钢执行焊接工艺，所述焊接输出根据AC焊接波形具有焊接输出电流或焊接输出电压中的至少一个；控制器，所述控制器根据所述焊接波形控制所述焊接电源生成具有期望的负效应(参见等式1)的所述焊接输出。在示例性实施例中，所述期望的焊接影响小于100。然而，在其他示例性实施例中，所述负效应可以是负数(例如，其可以在-100至100的范围内)。在另外的示例性实施例中，所述负效应可以在-100至0的范围内。另外，本发明的实施例可以用在高电流焊接操作(比如1,000安培)中，并且在这样的实施例中，所述负效应可以在-700至100的范围内，并且在另外的实施例中可以在-700至0的范围内。在另外的示例性实施例中，所述负效应在-80至80的范围内，并且在其他实施例中，所述焊接影响在-80至0的范围内。在SAW型焊接应用中当在300至400安培的范围内进行焊接时，此范围可以提供明显改善的机械性能。