[發明專利]焊絲饋送限制器

有效

• 申請號: 201610991146.6
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN107020438B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 威廉·R·吉斯;埃里克·米勒
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K26/70;B23K10/02
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

一種優選地用于焊接，被覆或者增材制造裝置的焊絲輸送機構，其帶有可與電機連接的滑動離合機構。

技術領域

本發明總地涉及送絲器。更具體地來說，本發明涉及在金屬加工應用(比如焊接，被覆和增材制造應用)中使用的送絲器。

背景技術

送絲器被使用在各種焊接或被覆應用中以將焊絲饋送到焊接或者被覆點。這些焊絲可被稱為填充焊絲、增材焊絲或者自耗焊絲。

熱絲焊接/被覆是金屬填充焊絲通常通過使電流穿過其中而通常電阻性地加熱到軟化狀態或塑性狀態的過程。這減小了被施加所加熱的焊絲的工件的基底金屬所需的來自另一高功率能量源源的額外熱量。有利地，加熱焊絲使其去除水分，所以當它進入焊接/被覆熔池時沒有氣孔，是干凈的，并且其質量要遠好于冷絲。焊絲通常是在比如激光或者等離子體等高功率能量源的前面或者后面饋送，其中高功率能量源進一步使焊絲材料或者使焊絲材料和工件的金屬基底一起熔化以產生焊縫或被覆。在TIG焊中，焊絲被饋送給TIG電弧。

在電弧焊工藝中，比如氣體保護金屬極電弧焊或者藥芯焊絲電弧焊中，焊絲被用來產生焊接。在焊絲與工件基底金屬之間所產生的電弧被用來熔融工件的一部分，來形成熔池，熔池在固化后產生焊接。

在這兩種情況下，焊絲都被饋送到或者接近熔池。以此方式，當工件相對焊接裝置被移動(或者通過移動工件，或者通過移動焊接設備)時，熔池能夠被維持來產生連續的焊接或者被覆層。

在熱絲焊接中，送絲的啟動被非常精確地定序以在所述過程可穩定和處于穩態之前防止起弧或焊絲的過度饋送。通常地，首先，焊絲啟動送絲。第二，焊絲接觸工件。第三，加熱能量(比如，被施加通過具有電阻的焊絲的電流)被應用于焊絲。第四，焊絲在焊接/被覆點(即焊接/被覆熔池)處加熱至塑性/半液相。第五，在穩定狀態下進行焊絲的饋送和持續的高功率能量加熱。

熱絲焊接的使用，比如惰性氣體鎢極焊，變得更加局部化和行業相關化。例如，熱絲TIG被廣泛地使用在交通和發電行業中。它在造船業以及大型發電廠渦輪軸的改造中大量應用。熱絲TIG還用于被覆極大閥體焊縫(例如，石油行業的閥體焊縫)，其中焊機以高性能合金來被覆閥體焊縫的內側。

此外，送絲器能夠被施用在增材制造(有時被稱為3D打印)中。在增材制造中，焊絲被熔融來制成三維物體。為此，被熔融的焊絲的接連的層在電腦的控制下被鋪設。這些物體幾乎能夠是任何形狀或者幾何結構，并且能夠從3D模型或者其他電子數據源中被制造。

發明內容

焊絲的過度饋送在許多應用中會成為問題，特別是在焊接和被覆應用中。在一些應用中，如果焊絲饋送被限制在焊接區域附近的話，焊絲能夠彎曲和盤繞或者聚成一團并且形成所謂的鳥巢。在電弧焊中，焊絲能夠接觸焊接點，并且粘住接觸焊接接觸尖端。這被稱為″燒接″。進一步地，焊絲能夠融合工件，且焊絲的連續饋送也將致使焊絲聚成一團并形成鳥巢。

圖1中，立體圖中示出了焊絲已經被過度饋送的送絲器。焊絲100，被由上部輪102和下部輪104組成的一對輪摩擦地接合，以相對于輪被輸送。在此圖中，焊絲100被從左邊輸送到右邊。焊絲100被饋送至噴嘴或者焊槍106，碰噴或焊槍106只被部分展現。在圖1中，焊絲100遇到障礙，在到達槍106之前彎曲，并且形成線圈或鳥巢108。

本發明描述了一個或多個涉及送絲器的扭矩限制器或滑動離合機構的發明。這樣的機構用于減少或終止焊絲饋送，以響應于送絲器輸送的焊絲遇到超過閾值的阻力。在熱絲焊接中，這使得焊絲饋送暫時停止或者變慢，直到焊絲再次變軟至不再超過設定的扭矩水平。在熱絲焊或者電弧焊中，它能夠避免焊絲的卷繞或聚成一團以及形成鳥巢。