[發(fā)明專利]用于自動化根部焊道焊接的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611050526.6
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106925869B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 布魯斯·帕特里克·阿爾布雷克特;史蒂文·愛德華·巴霍斯特
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/28
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎;施嘉薇

一種自動化根部焊道焊接系統(tǒng)包括焊接機械手和控制電路。焊接小車機械手包括焊炬。所述焊接小車機械手被配置以在被設置在第一管子的圓周周圍的軌道上移動，并且在第一管子和第二管子之間的接合處執(zhí)行根部焊道焊接操作。所述控制電路被配置以控制所述焊接小車機械手在第一管子的圓周周圍的移動，經(jīng)由焊炬施加高能焊接相位以使第一根部條件成立，并且經(jīng)由焊炬施加低能焊接相位以使第二根部條件成立。

技術領域

本公開總體涉及焊接系統(tǒng)領域，并且更具體地，涉及用于執(zhí)行根部焊道焊接操作的自動化系統(tǒng)。

背景技術

焊接是對于各種應用而言在各種行業(yè)均已變得普遍存在的工藝。例如，焊接經(jīng)常被使用在如造船、海上平臺、建設、軋管機等的應用中。弧焊接系統(tǒng)一般向電極施加電流以在電極和工件之間形成電弧，由此在工件上形成焊縫沉積物。一般，電極可以是由焊接系統(tǒng)推進來到達工件的連續(xù)的焊絲。而且，基于焊炬和電極相對于工件的焊接位置，焊縫沉積物上的力(例如，重力)可以不同地影響焊縫沉積物的形狀和結構。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，一種自動化根部焊道焊接系統(tǒng)包括焊接機械手和控制電路。焊接小車機械手包括焊炬。所述焊接小車機械手被配置以在第一工件的表面周圍移動，并且在第一工件和第二工件之間的接合處執(zhí)行根部焊道焊接操作。所述控制電路被配置以控制所述焊接機械手和所述第一焊接工件相對于彼此的移動，經(jīng)由焊炬施加高能焊接相位以使第一根部條件成立，并且經(jīng)由焊炬施加低能焊接相位以使第二根部條件成立。

在另一個實施例中，一種系統(tǒng)包括焊接機械手、傳感器和控制電路。所述焊接機械手包括焊炬。焊接小車機械手被配置以在第一管子的圓周周圍移動，并且在第一管子和第二管子之間的接合處執(zhí)行根部焊道焊接操作。所述傳感器被配置以檢測指示第一和第二根部條件的一個或更多個參數(shù)，并且輸出根部條件信號。所述控制電路被配置以：從所述傳感器接收所述根部條件信號；至少部分地基于所接收的根部條件信號，控制所述焊接小車機械手和所述第一管子相對于彼此的移動；至少部分地基于所接收的根部條件信號，控制送絲器向所述焊接機械手供應焊絲的速率；至少部分地基于所接收的根部條件信號，控制電源供應裝置向所述焊接機械手供應的焊接電源的量；施加所述焊接電源的高能焊接相位，直到所述根部條件信號指示所述第一根部條件成立；并且施加所述焊接電源的低能焊接相位，直到所述根部條件信號指示所述第二根部條件成立。

在第三實施例中，一種焊接方法包括：使用被附接到焊接機械手的焊炬，向在第一管段和第二管段之間形成的接合處施加焊接電源的高能焊接相位，直到第一根部條件成立；向所述接合處施加所述焊接電源的低能焊接相位，直到第二根部條件成立；以及使所述焊接機械手和所述第一管段相對于彼此移動。

附圖說明

當參考附圖閱讀以下具體實施方式時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在所述附圖中同樣的字符在所有附圖中表示同樣的部件，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的方面的自動化根部焊道焊接系統(tǒng)的實施例；

圖2是根據(jù)本公開的方面的圖1中示出的執(zhí)行根部焊道焊接操作的焊接小車的實施例的示意圖；

圖3示出根據(jù)本公開的方面的要由圖1中示出的自動化根部焊道焊接系統(tǒng)連接的兩個管段；

圖4A示出根據(jù)本公開的方面的焊接開始之前的接合處；

圖4B示出根據(jù)本公開的方面的具有孔眼(keyhole)的接合處；

圖4C示出根據(jù)本公開的方面的接合處中根部焊道焊縫(weld)的形成；

圖4D示出根據(jù)本公開的方面的填充有焊接材料的孔眼；

圖5是根據(jù)本公開的方面的第一管段的橫截面視圖；

圖6是根據(jù)本公開的方面的在執(zhí)行焊接操作時的焊接電流的標繪圖；以及