[發明專利]在焊接操作中控制熱量輸入的方法和系統

在審

• 申請號: 201380058334.8
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN104768692A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: J·A·丹尼爾;S·R·彼得斯;D·弗萊明;J·B·亨利;T·薩夫林
• 申請（專利權）人: 林肯環球股份有限公司
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09;B23K9/10;B23K9/173;B23K9/095
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 嚴慎

優先權：本申請要求美國臨時專利申請No.61/723,522和美國專利申請13/797,108的優先權，所述美國臨時專利申請No.61/723,522和美國專利申請13/797,108的全部內容通過引用被并入本文。

技術領域

本發明涉及用于焊接的系統和方法。更具體地，本主題的發明涉及控制焊接時的熱量輸入的系統和方法。再更具體地，本發明涉及焊接電源供應器、電弧焊接系統以及控制電弧焊接系統的方法。

背景技術

當進行電弧焊接時，控制焊接期間的熱量輸入是合乎期望的。焊接電弧產生非常高的量的熱量，該熱量可以顯著地增加焊接區周圍的工件的溫度。在焊接區之外，這種溫度上的增加可能是不利的，因為它可以不利地影響工件的材料性能以及引起扭曲等等。對于控制工件的溫度的努力包括將外部冷卻施加到工件或者改變焊接工藝。然而，這些方法可能是復雜的并且提供有限的結果。

通過將常規的、傳統的以及已提出的手段與如在本申請的其余部分中參照附圖所闡述的本發明的實施方案相比，對本領域技術人員來說這樣的手段的進一步的局限性和缺點將會變得明顯。

發明內容

本發明的實施方案包括用于電弧焊接的系統和方法，其中期望的熱量輸入通過調整焊接波形的電極負部分的各種參數以及焊接工藝的其他方面被保持。在一些示例性實施方案中，只有焊接波形的電極負部分被調整來得到波形平衡，所述波形平衡保持期望的電弧長度和/或電壓，而同時最小化到焊縫中的熱量輸入并且保持電弧穩定。

在示例性實施方案中，系統包括電弧焊接電源供應器，所述電弧焊接電源供應器被配置來將焊接波形輸出到焊炬。所述焊接電源供應器包括產生輸出焊接波形的波形發生器。所述電源供應器還包括控制器，所述控制器基于期望的RMS電壓設定點和期望的RMS電壓范圍中的一個來最優化所述輸出焊接波形。所述最優化通過調整功率比和持續時間比中的至少一個被執行。所述功率比是所述焊接波形的負部分的功率與所述焊接波形的正部分的功率的比，并且所述持續時間比是所述焊接波形的負部分的持續時間與所述焊接波形的正部分的持續時間的比。

在另一個示例性實施方案中，控制電弧焊接系統的方法包括提供焊炬、產生焊接波形以及將所述焊接波形傳輸到所述焊炬。所述方法進一步包括基于期望的RMS電壓設定點和期望的RMS電壓范圍中的一個來最優化所述焊接波形。所述最優化通過調整功率比和持續時間比中的至少一個被執行。所述功率比是所述焊接波形的負部分的功率與所述焊接波形的正部分的功率的比，并且所述持續時間比是所述焊接波形的負部分的持續時間與所述焊接波形的正部分的持續時間的比。

從如下的說明書、權利要求書和附圖，所要求保護的本發明的這些和其他特點以及圖示說明的本發明的實施方案的細節被描述并且將會被更加完整地理解。

附圖簡要說明

通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施方案，本發明的上述和/或其他方面將會更加明顯，在所述附圖中：

圖1是根據本發明的示例性實施方案的焊接系統的圖示表征；

圖2是用于本發明的實施方案的焊接波形的圖示表征；

圖3是用于本發明的實施方案的另一個焊接波形的圖示表征；

圖4是用于本發明的實施方案的進一步的焊接波形的圖示表征；以及

圖5A和圖5B是可以用于本發明的實施方案的控制方法的繪圖表征。

詳細描述

現在將在下面通過參照所附的附圖描述本發明的示例性實施方案。所描述的示例性實施方案意圖幫助理解本發明，而不意圖以任何方式限制本發明的范圍。相似的參考編號在通篇中涉及相似的要素。

圖1是根據本發明的示例性實施方案的焊接系統100的圖示說明性實施方案。焊接系統包括焊接電源供應器110，所述焊接電源供應器110通過焊條(electrode)E將焊接波形遞送到焊炬130和工件W以產生焊接電弧A。焊條E經由焊絲送進器150遞送以進行焊接操作。焊絲送進器150可以是這樣的任何已知的構造，即它能夠將焊條E遞送到焊縫，并且，在一些實施方案中，焊絲送進器150可以基于來自電源供應器110的信號來調整焊條E的焊絲送進速度——這將在下面被更詳細地討論。