用于焊接具有不同組分的工件的方法及設備的制造方法
【專利摘要】本發明涉及用于焊接具有不同組分的工件的方法及設備。示例性方法及設備減少和/或消除焊接具有不同組分的工件的負面影響。一種示例性方法包括在第一工件的第一端上沉積第一焊接層。所述第一工件具有第一含量的金屬元素，且所述第一焊接層具有第二含量的所述金屬元素，所述第二含量高于所述第一含量。所述示例性方法包括在所述第一焊接層與第二工件的第二端之間沉積第二焊接層以將所述第一工件耦合到所述第二工件。所述第二焊接層具有第三含量的所述金屬元素，所述第三含量高于所述第二含量，且所述第二工件具有第四含量的所述金屬元素，所述第四含量高于所述第一含量。
【專利說明】
用于焊接具有不同組分的工件的方法及設備
技術領域
[0001] 本公開內容總體上設及焊接，并且具體而言，設及用于焊接具有不同組分的工件 的方法及設備。
【背景技術】
[0002] 焊接是用于將兩種或更多種材料接合在一起的制造工藝。幾乎所有工業中（包括 制造過程及過程控制工廠)都使用焊接。通常，焊接設及將兩個工件烙化在一起并添加填充 材料W形成烙融材料池，該烙融材料冷卻或干燥W形成接頭。工件通常是金屬或金屬合金 的組分，而填充材料通常為金屬或金屬合金。例如，存在許多不同類型的焊接，諸如，例如氣 體保護鶴極電弧焊、氣體金屬電弧焊、藥忍電弧焊、屏蔽金屬電弧焊等。
[0003] 在將兩種不同金屬和/或金屬合金烙化在一起時，可出現冶金學問題。例如，在焊 接兩個鋼合金工件(例如，22級鋼(例如，ASTM A387)及91級鋼)時，針對不同鋼中的銘含量 或濃度，存在睹峭梯度。22級鋼具有約2.25重量百分比（％ )的銘含量，而91級鋼具有約9.00 重量％的銘含量。在焊后熱處理期間和/或在相對高溫區域中使用工件期間，在22級鋼與91 級鋼之間會由于不同銘含量而發生碳擴散。碳擴散會在較低銘金屬（即，22級鋼）中導致強 度和/或蠕變抗力降低。即使在使用具有介于22級鋼及91級鋼的銘含量之間的銘含量的填 充材料，銘含量梯度仍會導致22級鋼與91級鋼之間的碳擴散。
【發明內容】
[0004] 本文中公開了一種示例性方法，包括在第一工件的第一端上沉積第一焊接層。所 述第一工件具有第一含量的金屬元素，且所述第一焊接層具有第二含量的所述金屬元素， 所述第二含量高于所述第一含量。所述示例性方法包括在所述第一焊接層與第二工件的第 二端之間沉積第二焊接層W將所述第一工件禪合到所述第二工件。所述第二焊接層具有第 Ξ含量的所述金屬元素，所述第Ξ含量高于所述第二含量，且所述第二工件具有第四含量 的所述金屬元素，所述第四含量高于所述第一含量。
[0005] 本文中公開了一種示例性設備，包括基底，所述基底將被焊接在具有第一含量的 金屬元素的第一工件與具有第二含量的金屬元素的第二工件之間，W將所述第一工件禪合 到所述第二工件。所述第二含量高于所述第一含量。所述基底具有與所述第一工件實質上 相同的組分。所述基底包括第一端及與所述第一端相對的第二端。所述設備還包括設置或 沉積在所述基底的所述第二端上的第一焊接層。所述第一焊接層具有第Ξ含量的所述金屬 元素，所述第Ξ含量高于所述第一含量且低于所述第二含量。所述基底的所述第一端將被 焊接到所述第一工件，且所述基底的所述第二端將通過在所述第一焊接層與所述第二工件 之間沉積具有第四含量的所述金屬元素的第二焊接層而焊接到所述第二工件。所述第四含 量高于所述第Ξ含量。
[0006] 本文中公開了另一示例性方法，包括經由焊機來烙化第一工件的第一端上的第一 填充材料，W形成第一焊接層。所述第一工件具有第一含量的金屬元素。所述示例性方法還 包括經由所述焊機來烙化所述第一焊接層與第二工件的第二端之間的第二填充材料w形 成第二焊接層來將所述第一工件禪合到所述第二工件。所述第二工件具有第二含量的所述 金屬元素，所述第二含量不同于所述第一含量。所述第一填充材料及所述第二填充材料的 含量在所述第一含量與所述第二含量之間。
【附圖說明】
[0007] 圖1是根據本公開內容的示例性方法的使用兩個示例性焊接層焊接在一起的兩個 工件的透視橫截面視圖。
[0008] 圖2是用于禪合第一工件和第二工件的示例性過渡件的透視橫截面視圖。
[0009] 圖3是禪合在第一工件與第二工件之間的圖2的示例性過渡件的透視橫截面視圖。
[0010] 圖4是將被焊接在一起的被實施為第一管(pipe)的第一工件及實施為第二管的第 二工件的壁的橫截面視圖。W第一斜面形式的多個示例性焊接層設置在第一工件的一端 上。
[0011] 圖5是焊接在一起的圖4的第一工件及第二工件的橫截面視圖。
[0012] 圖6示出可用于形成圖1-5的示例性焊接層中的任一個示例性焊接層的示例性填 充材料。
[0013] 圖7示出可用于形成圖1-5的示例性焊接層中的任一個示例性焊接層的另一種示 例性填充材料。
[0014] 圖8是可用于形成圖1-5的示例性焊接層中的任一個示例性焊接層的具有示例性 送絲焊機的示例性焊接系統的示意圖。
[0015] 圖9是示出將兩個工件焊接在一起的示例性方法的流程圖，該示例性方法可使用 圖6及圖7的示例性填充材料和/或圖8的示例性焊接系統來實施W形成圖1-5的示例性焊接 層中的任一個示例性焊接層。
[0016] 圖10是供與本文中公開的示例一起使用的處理器平臺的圖示。
[0017] 運些圖未必按比例繪制。相反，為使多個層及區域清晰，可在附圖中放大層的厚 度。只要有可能，就將在附圖和伴隨的所撰寫的說明書中使用相同附圖標記來指代相同或 類似部件。
【具體實施方式】
[0018] 在將不同金屬和/或金屬合金焊接在一起時，通常會出現冶金學問題。鋼(通常，由 鐵與碳組分)通常與其它元素（例如，金屬元素)或成分(例如，合金劑(alloyant))(諸如， 儘、儀、銘、鋼、饑、娃及棚)形成合金。運些元素的的含量或重量(或質量)百分比可變化W產 生不同類型的鋼合金。然而，在焊接具有不同組分（例如，不同含量的特定元素）的鋼合金 時，通常會出現冶金學問題。例如，當焊接諸如22級鋼和91級鋼的鋼合金的兩個工件(例如， 將被禪合的兩個端件或部件)時，關于鋼中的銘含量存在睹峭梯度(例如，相對大的改變）。 22級鋼具有約2.25重量％的銘含量，其低于91級鋼(其具有約9.00重量％的銘含量）中的銘 含量。睹峭銘含量梯度是碳擴散的驅動力，且在焊接后熱處理期間和/或在相對高溫/應力 環境中使用期間，由于銘含量梯度而在不同鋼之間發生碳擴散。換句話說，來自較低銘金屬 (例如，22級鋼）的碳擴散到較高銘金屬（例如，91級鋼）中。碳擴散在較低銘金屬（即，22級 鋼)中導致強度和/或蠕變抗力降低。
[0019] 通常，焊接設及將填充材料與兩個工件的多種金屬/ 一種金屬(metals/metal)合 金烙化W形成烙融材料池，該材料冷卻W形成將所述工件鍵合在一起的焊接點（例如，焊 珠、焊接層等）。填充材料可W是例如包覆焊條（covered electrode)、裸焊絲（bare electrode wire)和/或管狀焊絲。填充材料可具有與被焊接工件不同的組分。例如，填充材 料可W是具有在第一工件與第二工件的銘含量之間的銘含量(例如，約5重量％的銘）的金 屬合金。然而，即使在使用運種填充材料時，仍會在較低銘金屬與較高銘金屬之間存在銘梯 度，并且因此，發生碳擴散。
[0020] 本文中公開的示例性方法及設備降低和/或實質上消除焊接具有不同組分或元素 含量(例如，金屬元素、合金劑）的兩個工件（例如，將被禪合在一起的兩個組件）的不利影 響。例如，示例性方法及設備可用于降低和/或實質上消除具有不同銘含量的兩個工件之間 的碳擴散。通常，本文中公開的示例性方法包括在兩個工件之間沉積焊接層，其中焊接層具 有多種組分(例如，化學成分），其中一種或多種元素(例如，金屬元素）的含量(例如，質量或 重量百分比）落在兩個工件中組分或元素含量的范圍之間。所得到的焊接層產生較不突然 地從工件中的一個過渡到另一個工件的組分。例如，對于具有不同銘含量(例如，銘的重量 百分比是不同的）的工件，焊接層可具有跨焊接層更漸進過渡的銘含量。換句話說，在一端 處焊接層的組分實質上更類似于將被焊接的工件中的一個的組分，而在另一端處焊接層的 組分實質上類似于另一個將被焊接的工件的組分。因此，兩個工件之間的焊接層的銘含量 的梯度(例如，銘含量的改變)更具漸進性。此漸進過渡形成可低于通常導致碳擴散的闊值 的銘含量梯度。因此，會降低和/或實質上消除工件與相鄰焊接層之間和/或跨焊接層的碳 擴散的可能性。
[0021] 本文中公開的示例性設備是將焊接在兩個工件之間的過渡件。過渡件包括基底， 該基底可W是與工件中的第一個工件相同的材料(例如，具有相同銘含量）。一個或多個焊 接層設置在基底的將被禪合到工件中具有不同組分的第二個工件(例如，該工件具有不同 銘含量)的端。一個或多個焊接層可具有多種組分，其中一種或多種元素(例如，金屬元素） 的含量在含量上增加或降低(例如，元素的重量百分比），W提供到第二工件的過渡。例如， 焊接層可具有增加或降低的銘含量，此導致跨焊接層的相對較不睹峭（例如，更漸進或適 度）的銘含量梯度。示例性過渡件可通過將基底的第一端焊接到第一工件且將一個或多個 焊接層(例如，在基底的第二處)焊接到第二工件而焊接在兩個工件之間。一個或多個焊接 層產生跨焊接層更漸進過渡的銘含量。所得到的銘梯度是相對漸進的，并且因此降低和/或 實質上消除碳擴散的可能性。
[0022] 本文中公開的示例性方法及設備可使用利用填充材料的任一類型的焊接工藝(例 如，氣體保護鶴極電弧焊(GTAW)、氣體金屬電弧焊(GMAW)、電渣焊巧SW)、埋弧焊(SAW)、屏蔽 金屬電弧焊(SMAW)(即，粘附焊）、藥忍電弧焊(FCAW)等)來實施。也可實施使用填充材料的 其它類型焊接(例如，利用填充材料的氣焊或氧乙烘焊接）。
[0023] 在使用本文中公開的示例性方法沉積焊接層和/或產生本文中公開的示例性過渡 件時，可采用具有不同含量的元素(例如，金屬元素）的不同填充材料。在本文中公開的一些 示例中，該填充材料實施為兩個或更多個焊棒或焊絲(例如，絲狀焊條(wire electrode)或 焊絲(electrode wire))，其絞合或編織在一起W形成其組分具有金屬元素的所期望含量 的填充材料。使用具有不同含量的兩個或更多個焊絲或焊棒的組合使得焊機能夠形成具有 多個不同可能含量的多個不同焊接層，同時采用較少類型的市售焊絲牌號(grade)。在一些 示例中，使用具有兩個絲狀焊條的送絲焊機來產生示例性焊接層。例如，絲狀焊條可具有不 同含量的元素，且焊絲的速度或饋送速率可調節W產生所得到的焊接層的不同元素含量。 雖然本文中公開的示例中的許多示例是關于降低兩種金屬合金之間的金屬元素(諸如，銘） 的含量的梯度來描述的，但本文中公開的示例性方法及設備可實施W提供當焊接在一起時 可具有不利影響的任何不同材料之間的過渡。換句話說，本文中公開的示例可用來接合具 有不同含量(例如，質量或重量百分比）的任何元素(例如，金屬、非金屬、類金屬)的材料，此 原本可在焊接在一起的情況下產生負面影響或非期望影響(例如，強度降低）。
[0024] 現轉到附圖，圖1示出根據本文中公開的示例性焊接方法實施的示例性焊接點 100, W降低和/或消除在焊接具有不同組分或含量的合金劑或金屬元素(例如，過渡金屬， 諸如饑、鶴、鐵、妮等）的兩個工件時產生的不利影響或負面影響。例如，焊接點100可用于降 低和/或實質上消除具有不同銘含量的兩個工件之間的碳擴散。在所示出的示例中，第一工 件102經由示例性焊接點100禪合(例如，接合巧Ij第二工件104。第一工件102可W是具有第 一銘含量的金屬合金，且第二工件104可W是具有第二銘含量的另一金屬合金，第二銘含量 高于第一工件102的第一銘含量。例如，第一工件102可W是具有約2.25重量％的銘含量(例 如，標稱銘含量）的22級鋼合金，且第二工件104可W是具有約9.00重量％的銘含量的91級 鋼合金。因此，如果使用已知技術將第一工件102與第二工件104焊接在一起，那么跨在第一 工件102與第二工件104之間的焊接點將存在銘含量梯度。因此，第一工件102(例如，較低銘 工件）中的碳將朝向第二工件1〇4(例如，較高銘工件)擴散或遷移，并且因此，將降低第一工 件102的強度和/或蠕變抗力。
[0025] 為降低第一工件102與第二工件104之間的碳擴散，示例性焊接點100包括第一焊 接層106及第二焊接層108。第一焊接層106沉積(例如，"涂抹(butter)"、圖案化、鋪設)在第 一工件102的第一端110上且具有高于第一工件102的第一銘含量并且低于第二工件104的 第二銘含量的銘含量。第二焊接層108(其沉積在第一焊接層106與第二工件104的第二端 112之間）具有高于第一焊接層106(和/或第一工件102)的銘含量且低于第二工件104的第 二銘含量的銘含量。例如，第一焊接層106可具有約4.00重量％的銘含量，且第二焊接層108 可具有約6.00重量％的銘含量。換句話說，銘含量在第一工件102的第一端110與第二工件 104的第二端112之間漸進增加。因此，形成在第一工件102的第一端110與第二工件104的第 二端112之間的銘含量的梯度與利用已知技術所產生的銘含量的梯度相比較為不睹峭或更 具漸進性，并且因此，降低或實質上消除碳擴散的可能性。
[0026] 在圖1的所示出的示例中，兩個焊接層形成示例性焊接點100。然而，在其它示例 中，可使用多于兩個焊接層來形成示例性焊接點100。在運種示例中，焊接層最接近第一 工件102的焊接層開始）中的每一個焊接層具有逐漸增加的銘含量。因此，第一工件102與第 二工件104之間的銘含量梯度會降低或減少。另外，雖然將此方法描述為W最低銘含量焊接 層開始，但可相反地執行此過程。換句話說，可將第二焊接層108沉積在第二工件104的第二 端112上，且然后可將第一焊接層106沉積在第二焊接層112與第一工件102的第一端110之 間，W將第一工件102與第二工件104禪合在一起。
[0027] 圖2示出示例性過渡件200,示例性過渡件200可用于禪合具有不同組分或含量的 合金劑或金屬元素(例如，過渡金屬）的兩個工件且降低將運種工件焊接在一起的負面影響 或不利影響。例如，過渡件200可用于降低具有不同銘含量的工件之間的碳擴散。在所示出 的示例中，第一工件202將被禪合到第二工件204。類似于圖1中描述的工件，第一工件202可 W是具有第一銘含量的金屬合金(例如，22級鋼），且第二工件204可W是具有第二銘含量的 另一金屬合金(例如，91級鋼），第二銘含量高于第一工件202的第一銘含量。
[00巧]為禪合或接合第一工件202與第二工件204,可將過渡件200焊接在第一工件202與 第二工件204之間。在所示出的示例中，過渡件200包括具有第一端208及第二端210的基底 206。在所示出的示例中，基底206實施為與第一工件202實質上相同的材料和/或具有實質 上與第一工件202的第一銘含量類似的銘含量的材料。可使用具有與第一工件202和/或基 底206實質上相同的銘含量的填充材料(例如，焊絲)將基底206的第一端208焊接到第一工 件202的端212。因此，不產生實質性的銘梯度，并且因此，在第一工件202與過渡件200的基 底206之間將不發生碳擴散。為降低基底206與第二工件204(例如，其具有相對較高的銘含 量)之間的碳擴散的可能性，過渡件200包括第一焊接層216。在所示出的示例中，第一焊接 層216的銘含量高于基底206的銘含量且低于第二工件204的第二銘含量。為將過渡件200禪 合到第二工件204,可在第一焊接層216與第二工件204的端214之間沉積具有高于第一焊接 層204的銘含量且低于第二工件204的銘含量的銘含量的焊接層。因此，銘含量梯度相對較 不睹峭或更具漸進性，并且因此，降低和/或實質上消除碳擴散的可能性。
[0029] 圖3示出焊接在第一工件202與第二工件204之間的示例性過渡件200。在所示出的 示例中，第二焊接層300沉積在第一焊接層216與第二工件204的端214之間。如上所述，第二 焊接層300的銘含量可高于第一焊接層216且低于第二工件204的第二銘含量。因此，基底 206的第二端210與第二工件204之間的銘含量梯度相對較不睹峭，并且因此，降低和/或實 質上消除碳擴散的可能性。另外，為將第一工件202禪合到過渡件200,在過渡件200的基底 206的第一端208與第一工件202的端212之間沉積第Ξ焊接層302。如上所述，第Ξ焊接層 302為實質上類似于第一工件202和/或基底206的材料和/或具有實質上與第一工件202和/ 或基底206類似的銘含量的材料。因此，在第一工件202與基底206之間將不發生碳擴散(例 如，因為第一工件202、第Ξ焊接層302及基底206的材料和/或銘含量實質上均為相同的）。
[0030] 在一些示例中，可制造許多不同類型的示例性過渡件，使得替代在兩個不同工件 之間沉積焊接層中的每一個焊接層，可經由過渡件的每一端處的一個焊接點而將過渡件禪 合在兩個工件之間。例如，可針對工件的不同組合來制造具有帶有不同金屬元素含量（例 如，不同銘含量）的不同基本材料和/或焊接層的過渡件。可選擇適合的過渡件并將其焊接 在兩個工件之間W將兩個工件禪合在一起。
[0031] 在圖2及圖3的所示出的示例中，過渡件200的基底206實施為實質上類似于第一工 件202的材料和/或具有實質上與第一工件202類似的銘含量的材料。然而，在其它示例中， 過渡件200的基底206可替代地實施為實質上類似于第二工件204的材料和/或具有實質上 與第二工件204類似的銘含量的材料。在運種示例中，一個或多個焊接層可替代地沉積在基 底206的第一端208上W降低和/或實質上消除基底206與第一工件202之間的碳擴散。在一 些示例中，基底206可W是具有不同于第一工件202的銘含量的材料。例如，基底206可具有 高于第一工件202的第一銘含量的銘含量。在運種示例中，第Ξ焊接層302的銘含量可在第 一工件202的第一銘含量與基底206的銘含量之間。因此，第一工件202與第二工件204之間 的銘含量梯度相對較不睹峭，并且因此，降低和/或實質上消除碳擴散的可能性。
[0032] 另外，雖然圖3中在過渡件200的基底206與第二工件204之間僅采用了兩個焊接層 (例如，第一焊接層216及第二焊接層300)，但在其它示例中，可在基底206與第二工件204之 間沉積多于兩個的焊接層。雖然圖1-3中示出的示例性工件102、104、202、204是實質上平面 的(例如，金屬片），但公開的方法和/或過渡件可與具有任何所期望形狀或幾何結構的任何 類型的工件一起使用。
[0033] 例如，圖4示出將被接合的兩個管的壁的橫截面。示例性的多個焊接層400實施為 將第一工件或管402禪合到第二工件或管404。第一工件402具有第一銘含量且第二工件404 具有第二銘含量，第二銘含量高于第一工件402的第一銘含量。對接焊通常用于將兩個管接 合在一起且設及使兩個管端的外部形成斜面W在其中可沉積焊接層的鄰接管端處形成凹 槽。在所示出的示例中，第一工件402的端406將被禪合到第二工件404的端408。焊接層400 沉積到第一工件402的端406上。在所示出的示例中，焊接層400包括第一焊接層410、第二焊 接層412、第Ξ焊接層414、第四焊接層416、第五焊接層418、第六焊接層420及第屯焊接層 422。為產生相對低的銘含量梯度，連續層410-422中的每一層（圖4中從左到右)相對于先前 或相鄰焊接層具有增加的銘含量。例如，第一焊接層410的銘含量高于第一工件402的第一 銘含量，第二焊接層412的銘含量具有高于第一焊接層410的銘含量，第Ξ焊接層414的銘含 量高于第二焊接層412的銘含量，第四焊接層416的銘含量高于第Ξ焊接層414的銘含量，第 五焊接層418的銘含量高于第四焊接層416的銘含量，第六焊接層420的銘含量高于第五焊 接層418的銘含量，W及第屯焊接層422的銘含量高于第六焊接層420的銘含量。在所示出的 示例中，第屯焊接層422是通過多次過程(pass)形成的。在其它示例中，可執行更多或更少 次過程。
[0034] 在所示出的示例中，示例性焊接層400是斜面的（例如，成角度的、錐形的），W在焊 接層400與第二工件404的端408之間形成凹槽，該凹槽也是斜面的。在一些示例中，焊接層 400沉積在第一工件402的端406上且然后經研磨或切削W形成斜面。另外或替代地，焊接層 400可W W降低的寬度沉積在第一工件402的端406上，W形成斜面。例如，當W多次過程沉 積第屯焊接層422時，所述過程中的每一次過程(圖4中從左到右)可沉積比先前過程更窄的 焊接層，W形成斜面。
[0035] 在圖5的所示出的示例中，最終焊接層500沉積在多個焊接點400與第二工件404的 端408之間，W將第一工件402禪合到第二工件404。最終焊接層500的銘含量可實質上類似 于第屯焊接層422的銘含量和/或第二工件404的第二銘含量。在一些示例中，最終焊接層 500的銘含量高于第屯焊接層422的銘含量且低于第二工件404的第二銘含量。因此，第一工 件402的端406與第二工件404的端408之間的銘含量梯度較不睹峭，并且因此，降低和/或實 質上消除碳擴散的可能性。
[0036] 在一些示例中，第一工件402及多個焊接層400形成可焊接在兩個管之間W將兩個 管禪合在一起的過渡件。例如，第一工件402的相對端可焊接到另一管(例如，上游管），并且 具有多個焊接層400的端406可焊接到第二工件404(例如，下游管），W將所述管禪合在一 起。
[0037] 在圖1-5的所示出的示例中，示例性焊接層106、108、216、300、302、410-422、500是 通過將填充材料烙化在相鄰材料上或烙化在相鄰材料之間而形成。在一些示例中，填充材 料可具有不同含量的合金劑或金屬元素(例如，銘）。在一些示例中，多個填充材料可經組合 W針對相對應的焊接層產生包含具有所期望金屬元素含量的組分的所得到的填充材料。例 如，圖6示出可用于形成圖1-5的示例性焊接層106、108、216、300、302、410-422、500中的一 個或多個的第一示例性填充材料600及第二示例性填充材料602。在所示出的示例中，第一 填充材料600包括絞合或編織在一起的第一焊絲或焊棒604及第二焊絲或焊棒606。第一填 充材料600可使用例如GTAW來沉積。在所示出的示例中，第一焊絲604及第二焊絲606具有不 同銘含量。然而，當經由GTAW工藝烙化在一起時，所得到的銘含量基于第一焊絲604及第二 焊絲606的銘含量。在所示出的示例中，第二填充材料602也由具有不同銘含量且絞合或編 織在一起的第一焊絲或焊棒608及第二焊絲或焊棒610形成。第一填充材料600及第二填充 材料602可用于形成圖1的示例性焊接點100的相應的第一焊接層106及第二焊接層108。
[0038] 例如，圖1的第一工件102可W是22級鋼，其具有約2.25重量％的銘含量，且第二工 件404可W是91級鋼，其具有約9.00重量％的銘含量。第一填充材料600的第一焊絲604和/ 或第二焊絲606可的銘含量高于第一工件102的第一銘含量。因此，第一焊接層106的銘含量 將高于第一工件102的第一銘含量。例如，第一焊絲604可具有約4.00重量％的銘含量，且第 二焊絲606可具有約6.00重量％的銘含量。當第一填充材料600經烙化W產生第一焊接層 106時，所得到的第一焊接層106具有例如約500重量％的銘含量。因此，第一焊接層106的銘 含量將高于第一工件102的第一銘含量(例如，約2.25重量％ )。此外，第二填充材料602的第 一焊絲608和/或第二焊絲610的銘含量可高于第一填充材料600的第一焊絲604及第二焊絲 606中的任一個或兩者的銘含量和/或低于第二工件104的第二銘含量。因此，第二焊接層 108的銘含量將高于第一焊接層106的銘含量且低于工件104的第二銘含量。例如，第一焊絲 608可具有約6.00 %的銘含量，且第二焊絲610可具有約8.00重量％的銘含量。當第二填充 材料602經烙化W產生第二焊接層10別寸，所得到的第二焊接層108將具有例如約7.00重 量％的銘含量。因此，第二焊接層108的銘含量將高于第一焊接層106的銘含量且低于第二 工件104的第二銘含量(例如，約9.00重量％)。取決于將被使用的焊接層的數目，可將運種 示例性方法重復多次。因此，通過W不同組合來組合焊絲W針對相對應的焊接層而形成具 有所期望合金劑或金屬元素含量的填充材料，可利用幾個焊絲或焊棒形成多個焊接層，每 一個焊絲或焊棒具有不同含量的合金劑或金屬元素(例如，銘）。
[0039] 圖7示出可用于產生圖1-5的示例性焊接層106、108、216、300、302、410-422、500中 的一個或多個示例性焊接層的另一種示例性填充材料700。示例性填充材料700包括絞合或 編織在一起的第一焊絲或焊棒702、第二焊絲或焊棒704及第Ξ焊絲或焊棒706。類似于圖6 的示例性第一填充材料600及第二填充材料602,可使用不同焊絲組合來形成填充材料700。
[0040] 例如，圖4及圖5的第一工件402可W是22級鋼，其具有約2.25重量％的銘含量(例 如，標稱銘含量），且第二工件404可W是91級鋼，其具有具有約9.00重量％的銘含量。W下 的表1示出可用于形成圖4及圖5的示例性焊接層410-422中的每一個示例性焊接層的填充 材料700的Ξ種類型焊絲(例如，絲狀焊條、填充材料)的示例性組合。
[0043] 表 1
[0044] "-B滬可W是例如邸90S-B3，其具有在約2.30-2.70重量％范圍中的銘含量，"-B護 可W是例如ER80S-B6,其具有在約4.50-6.00重量％范圍中的銘含量，且"-88"可^是例如 ER80S-B8，其具有在約8.00-10.50重量％范圍內的銘含量。如表1中所示出，為形成第一焊 接層410的填充材料700,將所有Ξ個焊絲702-706實施為-B3。所得到的第一焊接層410具有 約2.36重量％的銘含量。因此，第一焊接層410可具有比第一工件402的銘含量更高的銘含 量，其可具有例如約1.90-2.60%的范圍。為形成第二焊接層412的填充材料700,如表1中所 示出，焊絲702-706中的兩個焊絲實施為-B，且焊絲702-706中的一個焊絲實施為-B6。所得 到的第二焊接層412具有約3.48重量％的銘含量。因此，第二焊接層412的銘含量(例如，約 3.48重量％)高于第一焊接層410的銘含量(例如，約2.36重量％)。如示例性的表1中所示出 的，此過程可針對焊接層410-422中的每一個焊接層而繼續。所述層中的每一層隨著遠離第 一工件402而具有增加的銘含量(例如，2.36%、3.48%、4.51 %等）。為形成第屯焊接層422 的填充材料700,如表1中所示出，所有Ξ個焊絲702-706均實施為-B8,此導致具有約8.81重 量％的銘含量的焊接層。因此，第屯焊接層422的銘含量低于第二工件402的銘含量，其可具 有例如約8.00-9.50%的范圍。通過產生其中連續焊接層具有漸進增加的銘含量的多個焊 接層，跨焊接層410-422的銘含量梯度小于導致碳擴散的闊值。因此，降低和/或實質上消除 碳擴散。
[0045] 在運種示例中，使用Ξ個焊絲或焊棒來形成填充材料700。然而，在其它示例中，可 采用更多或更少類型的焊絲或焊棒來形成不同焊接層410-422的填充材料。另外，焊絲702- 706可W是具有不同組分的其它類型的焊絲或焊棒。
[0046] 圖8示出用于降低和/或實質上消除經由焊接禪合具有不同組分或含量的合金劑 或金屬元素(例如，過渡金屬）的兩個工件的負面影響或不利影響的示例性系統800。示例性 系統800可用于產生圖1-5的示例性焊接層中的任一個示例性焊接層。示例性系統800可用 于例如降低通過焊接接合的兩個工件之間的碳擴散。
[0047] 在所示出的示例中，使用送絲焊機802在工件806上沉積多個示例性焊接層804。第 一工件806可具有第一含量的諸如銘之類的金屬元素。送絲焊機802可W是例如GMAW焊機、 藥忍焊機等。送絲焊機802包括手柄或焊槍808。在所示出的示例中，送絲焊機802包括饋送 通過焊槍808的尖端814的填充材料(例如，絲狀焊條）的兩個卷軸(spool )810、812。第一卷 軸810饋送第一焊絲816且第二卷軸812饋送第二焊絲818。第一焊絲816及第二焊絲818可具 有不同含量的金屬元素(例如，不同含量的銘）。
[004引所示出的示例的送絲焊機802用于沉積由第一焊絲816和/或第二焊絲818形成的 焊接層。為提供具有不同含量的金屬元素的焊接層，示例性系統800的第一焊絲816及第二 焊絲818的饋送速率是可獨立調節的。例如，在形成第一焊接層820的第一次過程期間，第一 焊絲816的第一饋送速率可相對高，且第二焊絲818的第二饋送速率可相對低。因此，更多的 第一焊絲816經烙化而形成第一焊接層820。例如，如果第一焊絲816比第二焊絲818具有更 低含量的金屬元素，那么第一焊接層820也具有相對較低含量的金屬元素。例如，如果金屬 元素為銘，那么所得到的第一焊接層820具有相對較低銘含量。取決于第一焊絲816及第二 焊絲818中的銘的含量，第一焊接層820的所得到的銘含量可高于或低于工件806的銘含量。 在形成第二焊接層822的第二次過程期間，可改變第一焊絲816及第二焊絲818的饋送速率。 例如，第一焊絲816的第一饋送速率可低于在第一焊接層820的第一次過程期間的第一焊絲 816的饋送速率。另外或替代地，第二焊絲818的第二饋送速率可高于在第一焊接層820的第 一次過程期間的第二焊絲818的饋送速率。例如，如果第二焊絲81化k第一焊絲816具有相對 更高含量的金屬元素，那么第二焊接層822也具有相對較高含量的金屬元素(例如，高于第 一焊接層820)。例如，如果金屬元素為銘，所得到的第二焊接層822具有相對較高銘含量。此 方法可用于沉積具有金屬元素的所期望含量的多個焊接層。
[0049] 示例性系統800可采用控制系統824來操作第一焊絲816及第二焊絲818的饋送速 率。所示出的示例的控制系統824包括微處理器826、輸入/輸出模塊828、比較器830及焊絲 速度控制器832。例如，焊接技術員可輸入第一焊絲816及第二焊絲818的所期望銘含量或速 率W產生具有特定銘含量的焊接層。銘含量可基于多種因素，包括例如第一焊絲816及第二 焊絲818的材料的類型、第一焊絲816及第二焊絲818的速度、所使用的屏蔽氣體的類型、向 第一焊絲816及第二焊絲818施加的電壓、將被焊接的材料的類型等。當饋送第一焊絲816及 第二焊絲81別寸，經由輸入/輸出模塊828將與目標速度或所期望速度相對應的信號提供到 微處理器826。控制系統824可確定第一焊絲816及第二焊絲818的速率是否在某個范圍或闊 值內W產生所期望的焊接層。例如，比較器830可將第一焊絲816及第二焊絲818的速率與通 過例如參考數據提供的闊值進行比較。參考數據可包括例如基于若干因素的針對不同類型 焊絲的闊值速率的表，該若干因素包括進行焊接的材料的類型、屏蔽氣體的類型等。如果第 一焊絲816及第二焊絲818的饋送速率過快和/或過慢，那么焊絲速度控制器832可調節卷軸 810、812的速度，其改變第一焊絲816及第二焊絲818的饋送速率。可針對焊接技術員期望沉 積的每一個焊接層來執行此操作。在一些示例中，可通過焊接機器人來執行焊接。在運種示 例中，可將第一焊絲816及第二焊絲818的饋送速率存儲在經執行W自動地控制機器人來產 生所期望的焊接層的軟件或程序代碼中。
[0050] 圖9中示出了表示用于禪合具有不同組分或含量的合金劑或金屬元素的兩個工件 并且用于降低和/或實質上消除通過焊接點禪合工件的負面影響或不利影響的示例性方法 的流程圖。圖9中示出的示例性方法可用于產生圖1-5及圖8的示例性焊接點中的任一個示 例性焊接點和/或實施圖8的示例性系統800。在運種示例中，方法的至少一部分可使用機器 可讀指令來實施，所述機器可讀指令包括用于由處理器(諸如W下結合圖10論述的示例性 處理器平臺1000中示出的處理器1012)執行的程序。該程序可實施為存儲于有形計算機可 讀存儲介質上的軟件，該有形計算機可讀存儲介質諸如是CD-ROM、軟磁盤、硬驅動器、數字 通用光盤(DVD)、藍光光盤或與處理器1012相關聯的存儲器，但可選地，整個程序和/或其部 分可由除處理器1012之外的裝置來執行和/或實施為固件或專用硬件。此外，雖然參考圖9 中示出的流程圖描述了示例性程序，但替代地可使用產生圖1-5及圖8的示例性焊接點和/ 或實施圖8的示例性系統800的許多其它方法。例如，可改變框的執行次序，和/或可改變，消 除或組合所描述的框中的一些框。
[0051] 如上所述，可使用存儲在有形計算機可讀存儲介質上的編碼指令（例如，計算機 和/或機器可讀指令)來實施圖9的示例性方法的至少一部分，有形計算機可讀存儲介質諸 如是硬盤驅動器、快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、光盤(CD)、數字通用光盤(DVD)、高速緩 存、隨機存取存儲器(RAM)和/或其中將信息存儲任何持續時間（例如，擴展的時間周期，永 久地、短暫時刻、臨時緩沖和/或信息的高速緩存)的任何其它存儲裝置或存儲盤。如本文中 所使用，術語有形計算機可讀存儲介質明確地定義為包括任何類型的計算機可讀存儲裝置 和/或存儲盤并且排除傳播信號并排除傳輸介質。如本文中所使用，"有形計算機可讀存儲 介質"與"有形機器可讀存儲介質"可互換使用。另外或替代地，圖9的示例性方法可使用存 儲在非暫時性計算機和/或機器可讀介質上的編碼指令(例如，計算機和/或機器可讀指令） 來實施，該非暫時性計算機和/或機器可讀介質諸如是硬盤驅動器、快閃存儲器、只讀存儲 器、光盤、數字通用光盤、高速緩存、隨機存取存儲器和/或其中將信息存儲任何持續時間 (例如，擴展的時間周期，永久地、短暫時刻、臨時緩沖和/或信息的高速緩存)的任何其它存 儲裝置或存儲盤。如本文中所使用，術語非暫時性計算機可讀介質明確地定義為包括任何 類型的計算機可讀存儲裝置和/或存儲盤并且排除傳播信號并排除傳輸介質。如本文中所 使用，當短語"至少"在權利要求書的導言(preamble)中用作過渡詞時，其為開放式的，其方 式與為開放式的術語"包括"相同。
[0052] 圖9示出表示用于禪合具有不同組分或含量的合金劑或金屬元素（例如，過渡金 屬）的兩個工件并且用于降低和/或實質上消除通過焊接點禪合工件的負面影響或不利影 響的示例性方法900的示例性流程圖。示例性方法900可用于產生圖1-5中的示例性焊接點 中的一個或多個示例性焊接點和/或實施圖8的示例性系統800。示例性方法900可實施為在 具有不同組分的兩個工件之間沉積一個或多個焊接層，諸如例如，第一工件的銘含量低于 第二工件的銘含量。示例性方法900包括在第一工件的第一端上沉積第一焊接層(框902)。 在所示出的示例中，第一焊接層的金屬元素的含量高于第一工件中金屬元素的含量。例如， 在圖1的所示出的示例中，第一焊接層106的銘含量高于第一工件102的第一銘含量。在示例 性方法900中，可使用任何類型的焊接工藝(例如，包括GTAW、GMAW藥忍等)來沉積第一焊接 層。可使用具有金屬元素(例如，銘）的所期望含量的填充材料來沉積示例性的第一焊接層。 在一些示例中，例如，可通過絞合或編織在一起的兩個或更多個焊絲或焊棒來形成填充材 料，諸如例如，圖6及圖7的填充材料600、602、700。焊絲或焊棒可具有不同含量的金屬元素， 并且在一起烙化時，形成所得到的含量的金屬元素。例如，如圖6及圖7中所示出，填充材料 600、602、700可用于產生具有不同含量的銘的焊接層。另外或替代地，可利用送絲焊機來產 生第一焊接層。例如，在示例性系統800中，送絲焊機802W不同速率饋送第一焊絲816及第 二焊絲818, W產生具有不同含量的金屬元素的焊接層。在運種示例中，方法900可包括將第 一焊絲及第二焊絲送絲焊接(wire feed weld)到第一工件的第一端。
[0053] 示例性方法900包括確定是否在第一焊接層上沉積另一個焊接層(框904)。如果不 沉積另一個焊接層，示例性方法900包括在第一焊接層與第二工件的第二端之間沉積第二 焊接層(框906)。第二工件比第一工件具有更高含量的金屬元素，并且第二焊接層可比第一 焊接層具有更高含量的金屬元素。因此，第一工件的第一端與第二工件的第二端之間的金 屬元素含量的梯度為相對漸進的，并且因此，降低和/或實質上消除不利影響的可能性。例 如，在圖1中，第一焊接層106及第二焊接層108提供第一工件102與第二工件104之間的銘含 量的漸進過渡。因此，第一工件102與第二工件104之間的銘含量的梯度相對更具漸進性，并 且因此，降低和/或實質上消除碳的可能性。可與第一焊接層類似地沉積第二焊接層。例如， 可使用任何類型的焊接工藝(例如，包括GTAW、GMA、藥忍等)來沉積第二焊接層。可使用具有 所期望含量的金屬元素的填充材料來沉積示例性的第二焊接層。在一些示例中，例如，通過 絞合或編織在一起的兩個或更多個焊絲或焊棒來形成第二焊接層的填充材料，例如，圖6及 圖7的填充材料600、602、700。第二焊接層的填充材料的焊絲中的一個或多個焊絲可類似于 第一焊接層的填充材料的焊絲中的一個或多個焊絲(框902)。在其中使用送絲焊機的示例 中，可調節第一焊絲及第二焊絲的速度或饋送速率W針對第二焊接層產生所期望含量的金 屬元素。例如，在示例性系統800中，送絲焊機802可第一速率饋送第一焊絲816(例如， 其具有相對較低銘含量)且W第二速率饋送第二焊絲818(例如，其具有相對較高銘含量）， W產生第一焊接層820。在產生第二焊接層822時，送絲焊機802可低于第一速率的第Ξ 速率饋送第一焊絲816和/或可高于第二速率的第四速率饋送第二焊絲818。所得到的 第二焊接層82化k第一焊接層820具有更高含量的金屬元素(例如，銘）。
[0054] 在一些示例中，可沉積多個焊接層W漸進地改變第一工件與第二工件的端之間的 金屬元素含量。在示例性方法900中，如果將在第一焊接層上沉積另一焊接層(框904)，那么 方法900包括在先前焊接層(例如，第一焊接層)上沉積另一焊接層(例如，第二焊接層）（框 908)類似于第一焊接層的方式沉積附加焊接層(框902)。附加焊接層比先前焊接層(例 如，第一焊接層)具有更高含量的金屬元素。例如，在圖4及圖5中，第二焊接層412(例如，附 加焊接層)沉積在第一焊接層410上并且比第一焊接層410具有更高的銘含量。在一些示例 中，附加焊接層是使用具有與第一焊接層的不同的組分的填充材料而形成。例如，填充材料 可通過編織或絞合焊絲或焊棒的組合(例如，如表1中所示出的）來形成，W產生所期望的金 屬元素含量。在一些示例中，例如，在圖8的示例性系統中，通過調節第一焊絲816及第二焊 絲818的饋送速率來形成焊接層。示例性方法900可包括調節第一焊絲816及第二焊絲818的 饋送速率W產生相對應的焊接層的所期望的金屬元素含量。
[0055] 示例性方法900包括確定是否將沉積另一焊接層(框910)。如果要沉積另一焊接 層，那么方法900包括在先前焊接層(例如，第二焊接層)上沉積另一焊接層(例如，第Ξ焊接 層）（框908)。附加焊接層比先前焊接層(例如，第二焊接層)具有更高含量的金屬元素。可將 沉積附加焊接層(框908、910)的過程執行任何次數W產生多個焊接層。每當沉積另一焊接 層時，附加焊接層比先前層具有更高含量的金屬元素。因此，當焊接層堆疊在彼此的頂部 時，跨焊接層的金屬元素含量的梯度變得更具漸進性。
[0056] 如果不將另一焊接層沉積到先前焊接層上(框910)，那么示例性方法900包括在先 前焊接層與第二工件的第二端之間沉積最終焊接層(框912)。第二工件比第一工件具有更 高含量的金屬元素。最終焊接層比第一工件和/或先前焊接層具有更高的銘含量。在一些示 例中，最終焊接層與先前焊接層具有相同的金屬元素含量。例如，最終焊接層500沉積在第 屯焊接層422與第二工件404的端408之間。最終焊接層500的銘含量比第一工件402的第一 銘含量和/或第屯焊接層422的銘含量更高。在一些示例中，最終焊接層500可與第屯焊接層 422具有相同的銘含量。W此方式，將焊接層沉積在第一工件與第二工件之間W將第一工件 與第二工件禪合在一起。焊接層中的每一個焊接層的金屬元素含量在第一工件的金屬元素 與第二工件的金屬元素含量之間。因此，第一工件與第二工件之間的金屬元素含量的梯度 或改變更具漸進性，并且因此，降低和/或消除不利焊接影響的可能性。在一些示例中，可對 焊接點執行焊后處理(例如，熱處理）。
[0057] 也可相反地執行示例性方法900。換句話說，可比第二工件具有更低含量的金 屬元素的焊接層開始，將焊接層沉積到第二工件的第二端上。在一些示例中，可在第一工件 及第二工件中的每一個工件上沉積一個或多個焊接層，并且可W在焊接層之間沉積最終焊 接層W將第一工件與第二工件禪合在一起。
[0化引圖10是示例性處理器平臺1000的框圖，示例性處理器平臺1000能夠執行指令，W 實施圖9的方法的至少一部分并且產生圖1-5及圖8的示例性焊接點中的一個或多個焊接點 和/或實施圖8的控制系統824。例如，處理器平臺1000可W是服務器、個人計算機、移動裝置 (例如，蜂窩式電話，智能電話，諸如iPad?之類的平板電腦）、個人數字助理(PDA)、英特網器 具或任何其它類型的計算裝置。
[0化9] 所示出的示例的處理器平臺1000包括處理器1012。所示出的示例的處理器1012為 硬件。例如，處理器1012可由來自任何所期望系列或制造商的一個或多個集成電路、邏輯電 路、微處理器或控制器來實施。
[0060] 所示出的示例的處理器1012包括本地存儲器1013(例如，高速緩存）。所示出的示 例的處理器1012經由總線1018與包括易失性存儲器1014及非易失性存儲器1016的主存儲 器進行通信。易失性存儲器1014可由同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、動態隨機存取存儲 器化RAM)、RAMBUS動態隨機存取存儲器(RDRAM)和/或任何其它類型的隨機存取存儲器裝置 來實施。非易失性存儲器1016可由快閃存儲器和/或任何其它所期望類型的存儲器裝置來 實施。對主存儲器1014、1016的訪問由存儲器控制器來控制。
[0061] 所示出的示例的處理器平臺1000還包括接口電路1020。接口電路1020可通過任何 類型的接口標準(諸如，W太網接口、通用串行總線化SB)和/或PCIexpress接口）來實施。
[0062] 在所示出的示例中，一個或多個輸入裝置1022連接到接口電路1020。輸入裝置 1022允許用戶將數據及命令輸入到處理器1012中。輸入裝置可由例如音頻傳感器、麥克風、 相機(靜態或視頻）、鍵盤、按鍵、鼠標、觸摸屏、軌跡球、isopoint和/或語音識別系統來實 施。
[0063] 一個或多個輸出裝置1024也連接到所示出的示例的接口電路1020。輸出裝置1024 可例如由顯示裝置(例如，發光二極管化抓）、有機發光二極管(0LED)、液晶顯示器、陰極射 線管顯示器(CRT)、觸摸屏、觸覺輸出裝置，打印機和/或揚聲器)來實施。因此，所示出的示 例的接口電路1020通常包括圖形驅動器卡、圖形驅動器忍片或圖形驅動器處理器。
[0064] 所示出的示例的接口電路1020還包括通信裝置，諸如發射器、接收器、收發器、調 制解調器和/或網絡接口卡W促進經由網絡1026(例如，W太網連接、數字用戶線(D化）、電 話線、同軸電纜、蜂窩式電話系統等等）與外部機器(例如，任何種類的計算裝置）的數據交 換。
[0065] 所示出的示例的處理器平臺1000還包括用于存儲軟件和/或數據的一個或多個大 容量存儲裝置1028。此類大容量存儲裝置1028的示例包括軟磁盤驅動器、硬驅動器磁盤、光 盤驅動器、藍光光盤驅動器、RAID系統及數字通用光盤(DVD)驅動器。
[0066] 用W實施圖9中的方法中的至少一部分的編碼指令1032可存儲在大容量存儲裝置 1028、易失性存儲器1014、非易失性存儲器816中和/或可移動有形計算機可讀存儲介質(諸 如，CD或DVD)上。
[0067] 根據上文，將意識到的是，上述公開的方法及設備降低和/或實質上消除將兩個不 同工件(例如，由不同金屬合金形成的部件)焊接在一起的不利影響。示例性方法及設備利 用具有從工件中的一個工件向另一個工件漸進過渡的組分或含量(例如，銘)的一個或多個 焊接層。例如，本文中公開的方法及設備可被實施為在具有不同銘含量的兩個工件之間沉 積多個焊接層。焊接層具有在兩個工件的銘含量之間的銘含量(例如，在一范圍內）。因此， 降低和/或實質上消除了通常會在較低銘工件與較高銘工件之間發生的碳擴散的量。碳擴 散導致強度和/或蠕變抗力的降低。因此，降低和/或實質上消除碳擴散會保持工件和/或工 件之間的焊接點的強度。
[0068] 雖然本文中已經公開了示例性方法、設備及制品，但本專利的涵蓋范圍并不限于 此。相反，本專利涵蓋在相當程度上落在本專利的權利要求書范圍內的所有方法、設備及制 品。
【主權項】
1. 一種方法，包括： 在第一工件的第一端上沉積第一焊接層，所述第一工件具有第一含量的金屬元素，所 述第一焊接層具有第二含量的所述金屬元素，所述第二含量高于所述第一含量;以及 在所述第一焊接層與第二工件的第二端之間沉積第二焊接層以將所述第一工件耦合 到所述第二工件，所述第二焊接層具有第三含量的所述金屬元素，所述第三含量高于所述 第二含量，且所述第二工件具有第四含量的所述金屬元素，所述第四含量高于所述第一含 量。2. 根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述第一焊接層包括將第一填充材料焊接到 所述第一工件的所述第一端，所述第一填充材料具有所述第二含量的所述金屬元素。3. 根據權利要求2所述的方法，其中，沉積所述第二焊接層包括在所述第一焊接層與所 述第二焊接層的第二端之間焊接第二填充材料，所述第二填充材料具有所述第三含量的所 述金屬元素。4. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一填充材料包括編織在一起的第一焊絲及 第二焊絲，所述第一焊絲具有第五含量的所述金屬元素，且所述第二焊絲具有第六含量的 所述金屬元素，以在所述第一焊接層中實現所述第二含量的所述金屬元素，所述第六含量 不同于所述第五含量。5. 根據權利要求4所述的方法，其中，所述第二填充材料包括編織在一起的第三焊絲及 第四焊絲，所述第三焊絲具有第七含量的所述金屬元素，且所述第四焊絲具有第八含量的 所述金屬元素，以在所述第二焊接層中實現所述第三含量的所述金屬元素，所述第八含量 不同于所述第七含量。6. 根據權利要求5所述的方法，其中，所述第二焊絲的所述第六含量與所述第三焊絲的 所述第七含量是實質上相同的。7. 根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述第一焊接層包括將第一絲狀焊條及第二 絲狀焊條送絲焊接到所述第一工件的所述第一端。8. 根據權利要求7所述的方法，還包括以第一速率饋送所述第一絲狀焊條且以第二速 率饋送所述第二絲狀焊條以形成所述第一焊接層，所述第一絲狀焊條具有第五含量的所述 金屬元素，所述第五含量高于所述第一含量，且所述第二絲狀焊條具有第六含量的所述金 屬元素，所述第六含量高于所述第五含量。9. 根據權利要求8所述的方法，其中，沉積所述第二焊接層包括送絲焊接所述第一絲狀 焊條及所述第二絲狀焊條以形成所述第二焊接層。10. 根據權利要求9所述的方法，還包括:為了形成所述第二焊接層，進行以下操作中的 至少一個：（1)以低于第一速率的第三速率饋送所述第一絲狀焊條;或（2)以高于所述第二 速率的第四速率饋送所述第二絲狀焊條。11. 根據權利要求1所述的方法，還包括在所述第一焊接層上沉積第三層，所述第二焊 接層將被沉積在所述第三焊接層與所述第二工件的所述第二端之間以將所述第一工件耦 合到所述第二工件，所述第三焊接層具有第五含量的所述金屬元素，所述第五含量高于所 述第二含量且低于所述第三含量。12. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第四含量高于所述第三含量。13. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬元素為鉻。14. 一種設備，包括： 基底，所述基底將被焊接在具有第一含量的金屬元素的第一工件與具有第二含量的金 屬元素的第二工件之間，以將所述第一工件耦合到所述第二工件，所述第二含量高于所述 第一含量，所述基底具有與所述第一工件實質上相同的組分，所述基底包括第一端及與所 述第一端相對的第二端；以及 第一焊接層，所述第一焊接層沉積在所述基底的所述第二端上，所述第一焊接層具有 第三含量的所述金屬元素，所述第三含量高于所述第一含量且低于所述第二含量，所述基 底的所述第一端將被焊接到所述第一工件，且所述基底的所述第二端將通過在所述第一焊 接層與所述第二工件之間沉積具有第四含量的所述金屬元素的第二焊接層而焊接到所述 第二工件，所述第四含量高于所述第三含量。15. 根據權利要求14所述的設備，其中，所述基底包括管。16. 根據權利要求14所述的設備，其中，所述第一焊接層形成所述基底的所述第二端上 的第一斜面。17. 根據權利要求16所述的設備，其中，所述第二焊接層將被沉積在所述第一焊接層的 所述第一斜面與所述第二工件上的第二斜面之間。18. 根據權利要求14所述的設備，還包括設置在所述基底的所述第二端與所述第一焊 接層之間的焊接層，所述焊接層中的每一個焊接層的所述金屬元素的含量都高于相鄰焊接 層的所述金屬元素的含量。19. 根據權利要求14所述的設備，其中，所述金屬元素為鉻。20. -種方法，包括： 經由焊機來熔化第一工件的第一端上的第一填充材料，以形成第一焊接層，所述第一 工件具有第一含量的金屬元素；以及 經由所述焊機來熔化所述第一焊接層與第二工件的第二端之間的第二填充材料以形 成第二焊接層來將所述第一工件耦合到所述第二工件，所述第二工件具有第二含量的所述 金屬元素，所述第二含量不同于所述第一含量，所述第一填充材料及所述第二填充材料的 含量在所述第一含量與所述第二含量之間。21. 根據權利要求20所述的方法，其中，所述第一含量高于所述第二含量。22. 根據權利要求20所述的方法，其中，所述第一填充材料包括編織在一起的第一組焊 絲，且所述第二填充材料包括編織在一起的第二組焊絲，所述第一組焊絲及所述第二組焊 絲中的所述焊絲中的每一個包括三種類型焊絲中的一種。23. 根據權利要求20所述的方法，還包括執行所述第一填充材料的多次過程，以在所述 第一工件的所述第一端上形成所述第一焊接層。24. 根據權利要求20所述的方法，其中，所述金屬元素為鉻。
【文檔編號】B23K103/18GK105834604SQ201610076331
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月3日
【發明人】D·R·布什, N·羅爾丹茨
【申請人】費希爾控制產品國際有限公司