[發明專利]支持模擬有保護的金屬電弧焊的彈簧加載尖端組件

有效

• 申請號: 201810549441.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108971715B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 達倫·帕特里克·卡波尼;安德魯·史蒂文·科夏爾;B·J·錢特里;W·T·馬修斯;布萊恩·梅斯;馬修·艾肯·唐尼;加里·邁克爾·托德;詹森·A·斯凱爾斯;莎拉·埃文斯;約翰·托馬斯·布龍斯特魯普
• 申請（專利權）人: 林肯環球股份有限公司
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 艾娟;楊明釗

披露了支持對有保護的金屬電弧焊(SMAW)操作的模擬的系統、裝置、和方法的實施例。一個實施例是尖端組件，所述尖端組件包括細長仿真焊條尖端，所述細長仿真焊條尖端具有近端、遠端、和靠近所述近端的鎖定套管。壓縮彈簧被配置成與所述焊條尖端的所述近端對接。鎖定杯形件被配置成包圍所述壓縮彈簧和所述鎖定套管。具有孔口的殼體被配置成通過接納所述焊條尖端的所述遠端穿過所述孔口直到所述鎖定套管而將所述焊條尖端、所述壓縮彈簧、和所述鎖定杯形件容納到所述殼體的內部。所述鎖定套管和所述鎖定杯形件被配置成相對于彼此旋轉以允許在鎖定位置和解鎖位置之間改變。

相關申請的交叉引用/援引并入

此美國專利申請要求于2017年6月1日提交的美國臨時專利申請序列號62/513,584的優先權和權益，該申請以其全部內容通過援引并入本文。于2009年7月10日提交且于2014年12月23日公布的名稱為“Virtual Reality Pipe Welding Simulator(虛擬現實管道焊接模擬器)”的美國專利號8,915,740的全部內容通過援引并入本文。

技術領域

本發明的實施例涉及與模擬焊接相關的系統、裝置和方法。更具體地講，本發明的實施例涉及經由彈簧加載尖端組件支持對有保護的金屬電弧焊(SMAW)操作的模擬的系統、裝置、和方法。

發明背景

在某些焊接接頭(例如，SMAW管道焊接)中，焊接過程要求使用者經由正在使用的焊條感覺到工件的焊接接頭。對焊接接頭施加理想的壓力，以找到適當的電弧距離。當前的專業焊工在第一次接觸之后將焊條進給到接頭中以獲得適當的電弧長度和焊接沉積速率。模擬SMAW管道焊接過程以用于培訓焊接學員可能是困難的。在當今的模擬/虛擬焊接培訓系統中，作為仿真SMAW工具的一部分提供的人造焊條尖端往往是剛性的。這導致對SMAW操作的模擬不符合實際。例如，在焊接試樣上可能發生焊條打滑，沒有基于壓力的焊接技術，并且缺乏適當的沉積。希望更真實地模擬SMAW管道焊接過程。

發明內容

本發明的實施例包括彈簧加載尖端組件，以支持對有保護的金屬電弧焊(SMAW)操作的模擬以用于培訓學員焊工。彈簧加載尖端組件包括細長的仿真焊條尖端，該細長的仿真焊條尖端減輕了焊接試樣處的打滑并且向學員焊工提供了基于壓力的觸覺反饋。

一個實施例包括尖端組件以支持對有保護的金屬電弧焊(SMAW)操作的模擬。該尖端組件包括細長仿真焊條尖端，該細長仿真焊條尖端具有近端、遠端、和靠近近端的鎖定套管。該尖端組件還包括具有第一端和第二端的壓縮彈簧。該第一端被配置成與焊條尖端的近端對接。該尖端組件進一步包括鎖定杯形件，該鎖定杯形件被配置成包圍壓縮彈簧和焊條尖端的鎖定套管。該尖端組件還包括具有孔口的殼體。該殼體被配置成通過接納焊條尖端的遠端穿過殼體的孔口直到鎖定套管而將焊條尖端、壓縮彈簧和鎖定杯形件容納到殼體中。因此，壓縮彈簧、鎖定杯形件、和鎖定套管位于殼體的內部，其中，焊條尖端的大部分突出到殼體之外。鎖定套管和鎖定杯形件被配置成相對于彼此旋轉以允許在鎖定位置和解鎖位置之間改變。在一個實施例中，鎖定位置保持壓縮彈簧在鎖定杯形件內處于完全壓縮狀態，同時相對于鎖定杯形件和殼體保持焊條尖端處于不可移動狀態，用于平板焊接試樣的模擬有保護的金屬電弧焊。解鎖位置使壓縮彈簧處于自由狀態。該自由狀態允許壓縮彈簧在焊條尖端的遠端被推向殼體時壓縮。該自由狀態還允許壓縮彈簧減壓(decompress)以將焊條尖端的遠端推離殼體。因此，在模擬有保護的金屬電弧焊操作期間，當焊條尖端接合管道焊接試樣時，向學員焊工提供觸覺反饋以模擬在管道上執行實際有保護的金屬電弧焊操作的感覺。在一個實施例中，殼體被配置成可移除地附接到用于SMAW操作的仿真焊接工具。在一個實施例中，焊條尖端的遠端由被配置成在模擬SMAW操作期間減輕焊條尖端與焊接試樣之間的打滑的材料制成。例如，焊條尖端的至少一部分可以由聚甲醛制成。在一個實施例中，至少壓縮彈簧的一部分由聚醚酰亞胺制成。