用于预热焊丝的系统、方法和设备技术方案

一种具有预热尖端的接触尖端组件包括焊接型电源(302a,302b)，其被配置为向焊接型电路提供焊接型电流，该焊接型电路包括焊接型电极和焊枪的第一接触尖端(318)。该组件还包括电极预热电路和电压感测电路(1702,1704,1706)，该电极预热电路被配置为经由焊枪的第二接触尖端(308)提供预热电流通过焊接型电极的一部分，该电压感测电路(1702,1704,1706)用于监测跨两个接触尖端(308,318)的电压降，并且该电极预热电路基于电压降来调整第一电流或预热电流中的至少一个。

System, method and equipment for preheating welding wire

A contact tip assembly with a preheating tip includes a welding power source (302a, 302b) configured to provide a welding current to a welding circuit including a welding electrode and a first contact tip (318) of a welding torch. The module also includes an electrode preheating circuit and a voltage sensing circuit (1702,1704,1706) configured to provide preheating flow through the welded electrode via the second contact tip (308) of the welding torch. The voltage sensing circuit (1702,1704,1706) is used to monitor the voltage drop across the two contact tips (308,318), and And the electrode preheating circuit adjusts at least one of the first current or preheating current based on the voltage drop.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于预热焊丝的系统、方法和设备相关申请案本专利要求2016年11月4日提交的标题为“用于预热焊丝的系统、方法和设备(Systems，Methods，andApparatustoPreheatWeldingWire)”的第15/343,992号美国专利申请、2015年12月10日提交的标题为“用于电阻式预热焊丝的焊枪(WeldingTorchforResistivelyPreheatingWeldingWire)”的第62/265,712号美国专利申请以及2016年4月29日提交的标题为“用于电阻式预热焊丝的焊枪(WeldingTorchforResistivelyPreheatingWeldingWire)”的第62/329,378号美国专利申请的优先权。第15/343,992号美国专利申请、第62/265,712号美国临时专利申请以及第62/329,378号美国临时专利申请的全部内容通过引用方式并入本文。
技术介绍
焊接是在所有行业中越来越普遍的工艺。焊接的核心仅仅是结合两块金属的一种方式。各种各样的焊接系统和焊接控制方案已经被实施用于各种目的。在连续焊接操作中，金属惰性气体(MIG)焊接和埋弧焊接(SAW)技术允许通过进给受焊枪中的惰性气体保护的焊丝来形成连续焊珠。这种送丝系统可用于其它焊接系统，诸如钨惰性气体(TIG)焊接。将功率施加到焊丝并且通过工件完成电路以维持熔化电极丝和工件以形成期望焊接的焊弧。虽然在许多应用中非常有效，但是这些焊接技术可基于焊接是否以电极“冷”或“热”开始而经历不同的初始焊接性能。通常，冷电极开始可被认为是电极尖端和相邻金属处于或相对接近环境温度的开始。相比之下，热电极启动通常是其中电极尖端和相邻金属大幅升温但低于电极丝熔点的那些电极启动。在一些应用中，认为当电极很热时，促进焊弧和焊接的发起。然而，现有技术并未提供被设计用于确保电极在发起焊接操作之前被加热的方案。电极预热工艺已经取得了某些进展。例如，授予Peters的第2014/0021183A1号美国专利公开案描述了一种具有接触尖端的焊枪，该接触尖端具有电隔离的上部和下部，每个部分提供聚集的焊接电流波形的一部分。类似地，第4,447,703、4,547,654和4,667,083号美国专利以及第WO/2005/030422号PCT公开案描述了使用双接触尖端的各种预热技术。尽管存在前述情况，仍然需要改进焊接策略，其允许以加热后电极丝来进行焊接发起以改进焊接性能。
技术实现思路
本专利技术涉及一种与焊枪一起使用的焊丝预热系统、方法和设备，更具体地，本专利技术涉及一种使得能够连续供给电极丝被预热以用于各种形式的电焊的焊枪。根据第一方面，一种焊接系统包括：接触尖端组件，其具有第一接触尖端部分和第二接触尖端部分，其中所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分彼此电隔离(除了通过在第一和第二接触尖端部分之间延伸的电极丝)，并且在焊接操作期间，所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分中的每一个与同一电极丝电接触；第一电源，其可操作地联接到所述第一接触尖端部分，所述第一电源在所述焊接操作期间向所述第一接触尖端部分提供焊接电流；以及可操作地联接到所述第二接触尖端部分的第二电源，所述第二电源在所述焊接操作期间提供预热电流，其中所述预热电流在所述第二接触尖端部分处进入所述电极丝并且在所述第一接触尖端部分处离开，并且其中所述焊接电流在所述第一接触尖端部分处进入所述电极丝并且在所述焊接操作期间经由焊件处的焊弧离开。根据第二方面，一种接触尖端组件包括：第一接触尖端部分，其中所述第一接触尖端部分在焊接操作期间传导由第一电源提供的焊接电流；和第二接触尖端部分，其中所述第二接触尖端部分在所述焊接操作期间传导由第二电源提供的预热电流，其中所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分彼此电隔离(除了通过在所述第一和第二接触尖端部分之间延伸的电极丝)，并且所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分中的每一个在所述焊接操作期间与同一电极丝电接触，其中所述预热电流在所述第二接触尖端部分处进入所述电极丝并且在所述第一接触尖端部分处退出，并且其中所述焊接电流在所述第一接触尖端部分处进入所述电极丝并且在所述焊接操作期间经由焊件处的焊弧离开。根据第三方面，一种焊接方法包括：在焊接操作期间经由第一接触尖端部分传导由第一电源提供的焊接电流；在所述焊接操作期间经由第二接触尖端部分传导由第二电源提供的预热电流；将所述第一接触尖端部分与所述第二接触尖端部分电隔离；以及在所述焊接操作期间使所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分与同一电极丝建立电接触，其中所述预热电流在所述第二接触尖端部分处进入所述电极丝并且在所述第一接触尖端部分处退出，并且其中所述焊接电流在所述第一接触尖端部分处进入所述电极丝并且在所述焊接操作期间经由焊件处的焊弧离开。在某些方面中，该方法可进一步包括：确定位于所述第一接触尖端部分与所述第二接触尖端部分之间的电极丝的一部分的预热温度，限定确定的预热温度；将确定的预热温度与目标预定预热温度进行比较；以及当确定的预热温度超过与目标预定预热温度的预定偏差时，禁止所述第一电源向所述第一接触尖端部分提供所述焊接电流。在某些方面中，该方法可进一步包括：计算跨所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分的电压降。在某些方面中，焊枪是鹅颈焊枪。在某些方面中，焊枪是水冷式的。在某些方面中，预热电流和焊接电流由公共电源提供。在某些方面中，焊接系统计算跨所述第一接触尖端部分和所述第二接触尖端部分的电压降。在某些方面中，介质波导管位于所述第一接触尖端部分与所述第二接触尖端部分之间。在某些方面中，温度确定装置确定位于所述第一接触尖端部分与所述第二接触尖端部分之间的电极丝的一部分的预热温度，从而限定确定的预热温度。在某些方面中，温度确定装置是温度计。在某些方面中，温度确定装置是非接触式红外温度传感器。在某些方面中，焊接系统将确定的预热温度与目标预定预热温度进行比较，并且当确定的预热温度超过与目标预定预热温度的预定偏差时，禁止所述第一电源向第一接触尖端部分提供焊接电流。在某些方面中，焊接系统将指示焊丝温度的预热电压与指示目标温度的目标预定预热电压进行比较，并且防止第一电源向第一接触端提供超过预定电流的焊接电流部分。在某些方面中，焊接系统具有基于指定电压的上限电流，并且可具有对应于不同指定电压的多个上限电流。当对于特定选定电压达到上限电流时，焊接系统关闭焊接或将电流限制为上限电流。在某些方面中，送丝器被配置为向前驱动电极丝以进给电极丝并且反向缩回电极丝。在某些方面中，送丝器反向驱动电极丝以缩回电极丝，使得电极丝的远端大致上在所述第一接触尖端部分处作为起弧算法的一部分。在某些方面中，在作为脱弧例程的一部分而熄灭焊弧之后，送丝器向前进给电极丝持续预定时间段。附图说明本专利技术的特征将根据本专利技术的详细描述以及其优选实施例来最佳地理解，该优选实施例为了说明目的而选择并且在附图中示出，在附图中：图1说明了示例机器人焊接系统。图2a说明了具有空冷式预热器部分的示例机器人鹅颈焊枪的侧视图。图2b说明了具有空冷式预热器部分的示例机器人鹅颈焊枪的横截面侧视图。图2c说明了具有液体冷却焊接电缆的示例机器人鹅颈焊枪的透视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自熔电极进给焊接型系统，包括：焊接型电源，其被配置为向焊接型电路提供焊接型电流，所述焊接型电路包括焊接型电极和焊枪的第一接触尖端；电极预热电路，其被配置为经由所述焊枪的第二接触尖端提供预热电流通过所述焊接型电极的第一部分；以及电极预热控制电路，其用于监测跨所述焊接型电极的第二部分的电压降，并且基于所述电压降来调整所述焊接型电流或所述预热电流中的至少一个，所述焊接型电极的所述第二部分包括所述焊接型电极的所述第一部分的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 US 62/265,712;2016.04.29 US 62/329,378;1.一种自熔电极进给焊接型系统，包括：焊接型电源，其被配置为向焊接型电路提供焊接型电流，所述焊接型电路包括焊接型电极和焊枪的第一接触尖端；电极预热电路，其被配置为经由所述焊枪的第二接触尖端提供预热电流通过所述焊接型电极的第一部分；以及电极预热控制电路，其用于监测跨所述焊接型电极的第二部分的电压降，并且基于所述电压降来调整所述焊接型电流或所述预热电流中的至少一个，所述焊接型电极的所述第二部分包括所述焊接型电极的所述第一部分的至少一部分。2.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述第一接触尖端被配置为传导所述预热电流，所述焊接型电极的所述第一部分位于所述焊枪的所述第一接触尖端和所述第二接触尖端之间。3.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述第一接触尖端被定位成比所述第二接触尖端更靠近所述焊接型电极的弧形端部。4.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述第二接触尖端被定位成比所述第一接触尖端更靠近所述焊接型电极的弧形端部。5.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述电极预热电路被配置为经由所述焊枪的第三接触尖端传导所述预热电流。6.根据权利要求5所述的焊接型系统，其中所述第三接触尖端接触所述焊接型电极，使得所述焊接型电流和所述预热电流叠加在所述焊接型电极的所述第一部分上。7.根据权利要求5所述的焊接型系统，其中所述第三接触尖端接触所述焊接型电极，使得所述焊接型电流不会流过传导所述预热电流的所述焊接型电极的所述第一部分。8.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述电极预热控制电路被配置为控制所述电极预热电路以增加所述焊接型电极的所述第一部分的所述预热电流并且控制所述焊接型电源以基于所述预热电流的增加而降低所述焊接电流。9.根据权利要求1所述的焊接型系统，进一步包括伸出感测电路用于确定所述焊接型电极的电极伸出距离，所述电极预热电路用于基于所述电极伸出距离来控制通过所述焊接型电极的所述第一部分的所述预热电流。10.根据权利要求9所述的焊接型系统，其中所述伸出感测电路包括焊接型电流传感器用于测量所述焊接型电流，所述伸出感测电路基于所述焊接型电流的测量值来确定所述电极伸出距离。11.根据权利要求9所述的焊接型系统，其中所述电极预热电路被配置为基于所述焊接型电流的平均值或所述焊接型电流的均方根值中的至少一个来控制通过所述焊接型电极的所述第一部分的所述预热电流。12.根据权利要求1所述的焊接型系统，进一步包括焓测量电路用于基于测量的电弧电压、测量的焊接型电流或测量的预热电流或跨所述焊接型电极的所述第二部分的所述电压降中的至少一个来确定施加于电极的焓，所述电极预热电路基于所述确定的焓和待施加于所述电极的目标焓来控制所述预热电流。13.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述焊接型电流根据超前波形来控制。14.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述电极预热电路被配置为加热所述电极丝并且在没有电弧的一次或多次堆积道次中将加热后填充材料堆积在工件上，所述焊接型电源被配置为用所述电弧对所述工件执行一个或多个道次。15.根据权利要求1所述的焊接型系统，其中所述电极预热电路包括被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·徐，丹尼斯·西格尔，杰克·茨魏尔，詹姆斯·于克尔，乔恩·迈克尔·帕特森，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US