[發明專利]用于預熱焊絲的系統、方法和設備

有效

• 申請號: 201880074865.9
• 申請日: 2018-09-24
• 公開（公告）號: CN111683778B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 杰克·茨魏爾;詹姆斯·李·于克爾;奎恩·威廉·沙爾特納
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09;B23K9/10;B23K9/173
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

一種示例性焊接型系統包括：焊接型電源，其被配置為向焊接型電路提供焊接型電流，該焊接型電路包括焊接型電極和焊槍的第一接觸末端；電極預熱電路，其被配置為經由焊槍的第二接觸末端提供流過焊接型電極的第一部分的預熱電流；開關電路，其被配置為控制焊接型電源和第一接觸末端之間的電流流動；以及預熱控制電路，其被配置為控制開關電路以：選擇性地將電流從焊接型電源引導到第二接觸末端；以及選擇性地將電流從電極預熱電路轉移到第一接觸末端。

相關申請案

本國際專利申請要求2017年9月29日提交的標題為“用于預熱焊絲的系統、方法和設備(Systems，Methods，and Apparatus to Preheat Welding Wire)”的美國專利申請序列號15/720,121的優先權。美國專利申請序列號15/720,121的全部內容通過引用方式并入本文中。

背景技術

焊接是在所有行業中越來越普遍的工藝。焊接就其本質來說僅僅是結合兩件金屬的一種方式。各種各樣的焊接系統和焊接控制方案已經被實施用于各種目的。在連續焊接操作中，金屬惰性氣體(MIG)焊接和埋弧焊接(SAW)技術允許通過從焊槍饋送受惰性氣體保護的焊絲來形成連續焊縫。這種送絲系統可用于其它焊接系統，諸如鎢惰性氣體(TIG)焊接。將電功率施加到焊絲并且通過工件補全電路以維持熔化電極絲和工件以形成期望焊接的焊弧。

雖然在許多應用中非常有效，但是這些焊接技術可基于焊接開始時電極是“冷”的還是“熱”的而經歷不同的初始焊接性能。通常，冷電極開始可被認為是電極末端和相鄰金屬處于環境溫度或相對接近環境溫度的開始。相比之下，熱電極開始通常是其中電極末端和相鄰金屬的溫度大幅度升高但低于電極絲熔點的那些電極開始。在一些應用中，相信當電極很熱時有利于焊弧和焊接的發起。然而，現有技術并未提供被設計用于確保電極在發起焊接操作之前被加熱的方案。

電極預熱工藝已經取得了某些進展。例如，授予Peters的第2014/0021183 A1號美國專利公開案描述了一種具有接觸末端的焊槍，該接觸末端具有電隔離的上部和下部，每個部分提供聚集的焊接電流波形的一部分。類似地，第4,447,703、4,547,654和4,667,083號美國專利以及第WO/2005/030422號PCT公開案描述了使用雙接觸末端的各種預熱技術。盡管存在前述情況，仍然需要改進的焊接策略，其允許以加熱的電極絲來進行焊接發起以改進焊接性能。

發明內容

本發明涉及一種與焊槍一起使用的焊絲預熱系統、方法和設備，更具體地，涉及一種使得能夠使得連續供給的電極絲被預熱以用于各種形式的電焊的焊槍。

根據第一方面，一種焊接系統包括：接觸末端組件，其具有第一接觸末端部分和第二接觸末端部分，其中所述第一接觸末端部分和所述第二接觸末端部分彼此電隔離(除了通過在第一和第二接觸末端部分之間延伸的電極絲)，并且在焊接操作期間，所述第一接觸末端部分和所述第二接觸末端部分中的每一個與同一電極絲電接觸；第一電力供應器，其可操作地耦接到所述第一接觸末端部分，所述第一電力供應器在所述焊接操作期間向所述第一接觸末端部分提供焊接電流；以及可操作地耦接到所述第二接觸末端部分的第二電力供應器，所述第二電力供應器在所述焊接操作期間提供預熱電流，其中所述預熱電流在所述第二接觸末端部分處進入所述電極絲并且在所述第一接觸末端部分處離開，并且其中所述焊接電流在所述焊接操作期間在所述第一接觸末端部分處進入所述電極絲并且經由焊件處的焊弧離開。