[發明專利]用于利用AC波形焊接的設備和方法

有效

• 申請號: 201810067804.1
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108356391B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: S·R·彼得斯
• 申請（專利權）人: 林肯環球股份有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10;B23K9/09
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 楊明釗;張瑞

提供了利用短接電弧焊接方法的焊機電源供應器和焊接方法，其中波形具有極性正部分和負部分以便優化熱量輸入并提供熱量和電流控制。

背景技術

技術領域

符合本發明的裝置、系統和方法涉及焊接，并且更確切地涉及用于焊接并清除短路的裝置、系統和方法。

援引并入

本發明總體上涉及在美國專利號6,215,100和7,304,269中的每一個中描述的通用型的焊接系統中的飛濺和熱量輸入方面的改進，這些專利的全部披露內容通過引用以其全文結合在此。

背景技術

在電弧焊接中，總體上已知在電極負狀態下進行的焊接可能導致焊接操作過程中的總熱量輸入較低。例如，總體上已知GMAW類型的焊接可以在電極負狀態下利用短弧過渡波形完成。然而，已經注意到，當在電極負狀態下發生短路并使用負極性來清除短路時，可能發生電弧不穩定性或飛濺事件。也就是說，例如，在某些脈沖周期過程中、尤其在焊接電極非常接近工件進行操作的應用中，熔融金屬在從推進的絲電極完全釋放之前接觸工件。這在推進的絲電極與工件之間形成短路(亦稱短接)。所希望的是快速地消除或清除短接以便獲得與適當的脈沖焊接相關聯的一致性。然而，清除短接可能導致產生所不希望的飛濺。這種飛濺致使焊接過程低效并且可能導致熔融金屬飛濺在工件之上，所述熔融金屬可能必須在稍后使用例如磨削工具來移除。

通過將常規的、傳統的和所提出的方法與本申請的其余部分中參考附圖闡述的本發明的實施例相比較，這些方法的進一步的局限性和缺點對本領域內的技術人員而言將變得明顯。

發明內容

本發明的示例性實施例是具有或使用輸出任何類型的焊接電流的焊接功率轉換器的焊接設備和方法，在所述焊接電流中存在電極觸碰板或熔池的風險并且在負極性下將發生電弧再起。所述焊接功率轉換器向電極和至少一個工件提供焊接波形以便焊接所述至少一個工件。還包括：短路檢測電路，所述短路檢測電路檢測所述電極與所述工件之間的短路事件；以及AC焊接模塊，所述AC焊接模塊在檢測到所述短路事件之后將DC電極負波形的電流的極性從負的改變成正的。在所述電流改變成正的之后，所述焊接功率轉換器輸出短接清除電流以便清除所述短路事件，并且在所述短路事件被清除之后，所述AC焊接模塊將所述電流的極性從正的改變成負的，并且在未檢測到所述短路事件的情況下，將所述電流維持為DC電極負焊接波形。

附圖說明

通過參考附圖來詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述和/或其他方面將會更加明顯，在附圖中：

圖1示出了將切換模塊合并在焊接電流返回路徑中的電弧焊接系統的示例性實施例的框圖；

圖2示出了圖1的系統的一部分的示例性實施例的圖，所述部分包括焊接電流返回路徑中的切換模塊；

圖3示出了圖1和圖2的切換模塊的示例性實施例的示意圖；

圖4示出了用于使用圖1的系統來在電弧焊接過程中防止飛濺的方法的第一示例性實施例的流程圖；

圖5示出了由并不根據圖4的方法使用圖1-3的切換模塊的常規電弧焊機產生的常規脈沖輸出電流波形的實例；

圖6示出了使用高速攝像技術在具有拴系連接的自由飛行過渡過程中發現的爆裂飛濺過程；

圖7示出了由根據圖4的方法使用圖1-3的切換模塊的圖1的電弧焊機產生的輸出電流波形的實例；

圖8示出了用于使用圖1的系統來在電弧焊接過程中防止飛濺的方法的另一個示例性實施例的流程圖；

圖9示出了由根據圖8的方法使用圖1-3的切換模塊的圖1的電弧焊機產生的輸出電流波形的實例；

圖10示出了根據本發明的另外示例性實施例的另外焊接系統的實例，根據本發明的一個實施例，所述另外焊接系統能夠執行AC焊接并且能夠將電流從負的切換到正的；