Electrodo de soldadura autoprotegido que comprende aluminuro de tierras raras.

Electrodo de soldadura, que comprende:

una parte de electrodo metálico,

y

una parte de fundente adyacente a la parte de electrodo metálico,

en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y/o parte de fundente contiene un aluminuro de tierras raras, comprendiendo dicho electrodo entre el 0,5% y el 15% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro de tierras raras.

Electrodo de soldadura autoprotegido que comprende aluminuro de tierras raras.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención Dispositivos, sistemas y métodos acordes con la invención se refieren a un método y aparato de mejora del rendimiento de soldadura de electrodos autoprotegidos.

2. Descripción de la técnica relacionada Desde su introducción en la soldadura, el uso de electrodos autoprotegidos ha crecido rápidamente. Los electrodos autoprotegidos se usan en muchos tipos de operaciones de soldadura diferentes, tales como soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido (“SMAW”, shielded metal arc welding) y soldadura por arco con núcleo de fundente (“FCAW”, flux-cored arc welding) . Las muchas ventajas de estas metodologías de soldadura se conocen bien y no se repetirán en el presente documento. En cada una de estas metodologías de soldadura, el electrodo genera su propio gas de protección, mediante el fundente, para eliminar oxígeno y nitrógeno de la zona del baño de soldadura fundido y para “neutralizar” el baño de soldadura. El gas de protección se genera por compuestos contenidos en el fundente de soldadura que se descomponen durante la soldadura. El gas liberado reduce la presión parcial de nitrógeno y oxígeno en el entorno de arco de soldadura de modo que se reduce la absorción de nitrógeno y oxígeno desde el baño de soldadura.

También se conocen bien la necesidad de eliminar oxígeno y nitrógeno del baño de soldadura fundido y “neutralizar” el baño de soldadura, y los motivos para ello.

Para lograr la eliminación de oxígeno y nitrógeno del metal soldado, los electrodos autoprotegidos típicos contienen una determinada cantidad de aluminio o bien en el fundente o bien en el electrodo de metal, o en ambos. La presencia de aluminio ayuda a bloquear el nitrógeno y el oxígeno del metal de soldadura, así como a “neutralizar” el baño de soldadura. Específicamente, el aluminio añadido ayuda a sacar nitrógeno del baño de soldadura reaccionando con el mismo para crear nitruro de aluminio. Entonces, parte del nitruro de aluminio flota fuera del baño de soldadura mientras que parte permanece dentro del metal de soldadura. Sin embargo, el uso de aluminio tiene sus inconvenientes.

Específicamente, la presencia de aluminio en el metal de soldadura tiene la tendencia de cerrar el lazo gamma en el diagrama de fases de hierro-carbono, véase la figura 1. Debido a esto, la presencia de aluminio tiende a restringir la transformación de fase de la fase delta a la gamma y a la alfa. Un resultado de esta restricción es la creación de granos no refinados grandes en la estructura del metal de soldadura. La presencia de una estructura de granos no refinados grandes en el metal de soldadura da como resultado una soldadura que tiene escasa ductilidad, es decir la soldadura es frágil. En muchas aplicaciones, no es deseable una soldadura frágil.

Por consiguiente, es necesaria una composición de electrodo que bloquee la entrada de nitrógeno y oxígeno en el metal de soldadura y no cierre ni interfiera significativamente con las transformaciones de fase en el metal de soldadura. El documento JP 52031938, a partir del que parte la invención, se considera que es la técnica anterior más próxima al contenido de la reivindicación 1 y difiere de la invención en que el compuesto de la invención comprende una determinada cantidad de aluminuros de tierras raras en peso del fundente. El documento JP 58055196 da a conocer un fundente que contiene al menos un 10 por ciento en peso de metales de tierras raras con componentes de fundente granulares tales como óxido de aluminio. El documento US 1.057.188 da a conocer un método para recubrir un alambre con una aleación de aluminio y el uso del producto recubierto como electrodo de soldadura por arco automático sin gas de protección o un fundente para arco sumergido. Además, este documento da a conocer un ejemplo de un baño de recubrimiento adecuado, pero no da a conocer un aluminuro de tierras raras como aleación para el recubrimiento. El documento JP58110192 da a conocer un fundente para impedir la generación de microfisuración relacionada del metal de soldadura así como de la composición que contiene aluminio o aleaciones de aluminio y del 0, 2 al 2 por ciento en peso de elementos de tierras raras tales como La, Ce, Pr o similar. Por tanto, el experto en la técnica no tiene ninguna indicación en el documento D4 de usar directamente un aluminuro de tierras raras como una parte de electrodo metálico y/o parte de fundente de un electrodo de soldadura tal como se reivindica en la reivindicación 1. Además, el documento D4 no da a conocer la formación de este aluminuro ni de ninguna cantidad de este aluminuro de tierras raras. Además, el solicitante señala respetuosamente el hecho de que el fundente dado a conocer en el documento D4 contiene un gran número de sales, aleaciones o elementos y nadie sabe cómo reaccionarán durante la soldadura.

Breve sumario de la invención Sorprendentemente, pudo resolverse el problema proporcionando a un electrodo de soldadura las características de las reivindicaciones 1 y 7. Se definen diversas realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención en las reivindicaciones dependientes y se tratarán a continuación en detalle. Un electrodo de soldadura, según una realización de la presente invención, contiene una parte de electrodo metálico y una parte de fundente que es adyacente a la parte de electrodo metálico. Al menos una de la parte de electrodo metálico y la parte de fundente contiene un aluminuro de tierras raras y dicho electrodo comprende entre el 0, 5% y el 15% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro térreo y dicho electrodo comprende entre el 0, 5% y el 15% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro de tierras raras.

Breve descripción de los dibujos Resultarán más evidentes los aspectos anteriores y/u otros de la invención describiendo en detalle realizaciones a modo de ejemplo de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 ilustra una representación esquemática de un diagrama de fases de hierro-carbono; y

las figuras 2A y 2B ilustran representaciones esquemáticas de secciones transversales de electrodos según las realizaciones de la presente invención.

Descripción detallada de realizaciones a modo de ejemplo Ahora se describirán a continuación realizaciones a modo de ejemplo de la invención con referencia a las figuras adjuntas. Las realizaciones a modo de ejemplo descritas pretenden ayudar al entendimiento de la invención y no pretenden limitar el alcance de la invención en modo alguno. Los números de referencia similares se refieren a elementos similares en su totalidad.

La figura 1 representa un diagrama de fases de hierro-carbono que muestra cada una de las fases de equilibrio de las fases gamma, delta y alfa del acero termodinámicamente distintas. Puesto que los expertos habituales en la técnica entienden la información expuesta en el diagrama de hierro-carbono, se omitirá un comentario detallado en el presente documento. La figura 1 se proporciona meramente como referencia para ayudar a entender adicionalmente el siguiente comentario de la presente invención.

Volviendo ahora a las figuras 2A y 2B, se representan secciones transversales de electrodos 100/200 de soldadura de autoprotección. En la figura 2A, el electrodo 100 es un electrodo con núcleo de fundente en el que un núcleo 101 de fundente está rodeado por una parte 103 de electrodo de metal. La figura 2B representa un electrodo 200 de autoprotección denominado a menudo “electrodo de varilla” en el que una parte 203 de electrodo de núcleo de metal está rodeada por un recubrimiento de fundente 201. En cada configuración, el fundente 101/201 se emplea para crear un gas de protección durante la operación de soldadura para, entre otros, eliminar oxígeno y nitrógeno del metal de soldadura. Esto se logra mediante la protección frente al aire del baño de soldadura. Debe indicarse que las dimensiones físicas globales de los electrodos, tales como diámetro, etc., son similares a las de electrodos conocidos y la presente invención no está limitada a este respecto.

En la presente invención, al menos uno del fundente 101/201 y parte 103/203 de electrodo contiene un aluminuro de tierras raras. En la presente invención, la presencia de un aluminuro de tierras raras en el fundente 101/201 y/o parte 103/203 de electrodo permite la reducción global del aluminio presente en el electrodo 100/200. Se ha descubierto que en aplicaciones, tales como soldadura, los aluminuros de tierras raras actúan como agentes de desnitruración... [Seguir leyendo]

1. Electrodo de soldadura, que comprende: una parte de electrodo metálico, y una parte de fundente adyacente a la parte de electrodo metálico, en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y/o parte de fundente contiene un aluminuro

de tierras raras, comprendiendo dicho electrodo entre el 0, 5% y el 15% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro de tierras raras.

2. Electrodo de soldadura según la reivindicación 1, en el que dicho aluminuro de tierras raras se selecciona del grupo que comprende aluminuro de cerio, aluminuro de lantano, aluminuro de neodimio y aluminuros de cerio y hierro, incluyendo combinaciones de los mismos.

3. Electrodo de soldadura según la reivindicación 1, en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y parte de fundente comprende además una aleación de tierras raras.

4. Electrodo de soldadura según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y parte de fundente comprende además un siliciuro de tierras raras.

5. Electrodo de soldadura según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho aluminuro de tierras raras está contenido en dicha parte de fundente.

6. Electrodo de soldadura según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo dicho electrodo entre el 0, 5% y el 10% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro de tierras raras.

7. Electrodo de soldadura, que comprende: una parte de electrodo metálico, y una parte de fundente adyacente a la parte de electrodo metálico, en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y/o parte de fundente contiene entre el 0, 5% y

el 15% en peso de dicha parte de fundente de un aluminuro de tierras raras, y en el que dicho aluminuro de tierras raras se selecciona del grupo que comprende aluminuro de cerio, aluminuro de lantano, aluminuro de neodimio y aluminuro de cerio y hierro, incluyendo combinaciones de los mismos.

8. Electrodo de soldadura según la reivindicación 7, en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y parte de fundente comprende además una aleación de tierras raras.

9. Electrodo de soldadura según las reivindicaciones 7 a 8, en el que al menos una de dicha parte de electrodo metálico y parte de fundente comprende además un siliciuro de tierras raras.

10. Electrodo de soldadura según la reivindicación 9, en el que dicho aluminuro de tierras raras está contenido en dicha parte de fundente.

11. Electrodo de soldadura según la reivindicación 10, en el que dicho electrodo comprende entre el 0, 5% y el 10% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro de tierras raras.

12. Electrodo de soldadura según la reivindicación 7, en el que dicha parte de fundente contiene entre el 0, 5% y el 10% en peso de dicha parte de fundente de un aluminuro de tierras raras.

13. Electrodo de soldadura según la reivindicación 12, en el que dicha parte de fundente comprende entre el 0, 5% y el 5% en peso de la parte de fundente de dicho aluminuro de tierras raras.