用于双工艺焊接的电力供应器和方法技术

公开了用于提供在至少较热工艺与较冷工艺之间交替的焊接型电力的方法和设备。

Power supplier and method for dual process welding

A method and apparatus for providing welding-type power alternating at least between a hotter process and a cooler process are disclosed.

【技术实现步骤摘要】
用于双工艺焊接的电力供应器和方法
本专利技术大体上涉及焊接和焊接型电力供应器的领域。更具体来说，本专利技术涉及提供异型脉冲输出的异型脉冲焊接和脉冲焊接电力供应器。
技术介绍
存在用于许多不同焊接工艺的许多已知类型的焊接型系统。如本文所使用，焊接型系统或用于提供焊接型电力的系统包含电源、控制器、送丝机和气源中的一个或更多个，也可包含例如机器人等外围设备，它们合作以提供焊接型电力。如本文所使用，焊接型电力供应器包含能够供应焊接、等离子体切割、感应加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包含激光焊接和激光熔覆)电力的任何装置，包含电力电路、控制电路以及与其相关联的其它辅助电路。如本文所使用，焊接型输出电力是适用于焊接、等离子体切割、感应加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包含激光焊接和激光熔覆)的电力。一种已知焊接工艺是脉冲MIG工艺。脉冲MIG工艺通常具有循环输出，所述循环输出至少具有电流相对高的峰部分以及电流相对低的本底部分。典型现有技术的脉冲MIG焊接循环示出在图1中，并且包含平坦峰101(其在一些现有技术中是圆形的)、本底102以及它们之间的陡峭过渡部103和104。从峰部分和本底部分的开始和结束位置经常存在急剧的斜坡变化。一些脉冲工艺包含膝部(knee)，在那里，输出电流被维持在峰值与本底之间的某个电平。如本文所使用，脉冲焊接包含使用通常在可控频率下在较高的峰与较低的本底之间脉冲变化的输出电力进行的焊接，并且脉冲焊接是在电弧状态下执行。如本文所使用，脉冲工艺是这样的焊接工艺：其具有处于电弧状态下的输出并使用通常在可控频率下在至少较高的峰与较低的本底之间脉冲变化的输出电力，并且可具有一个或更多个膝部阶段或其它阶段。可能发生偶然的、无意中的短路，但所述工艺通常处于电弧状态中。如本文所使用，焊接循环(或脉冲循环)至少包括：峰、接着的向下过渡、接着的本底、接着的向上过渡。焊接循环通常是约数毫秒或数十毫秒。焊接循环可也包含其它部分，并且控制器可使用基于状态的控制方案，在某情形下并不遵循典型的次序(峰、向下过渡、本底、向上过渡)。另一已知焊接工艺是喷射工艺，其中提供相对恒定的输出，并且通过将焊丝熔融并(通常作为极细的雾)“喷射”到工件来转移金属。如本文所使用，喷射工艺是这样的焊接工艺，其中焊丝喷射或具有转移到工件的极细的雾的焊接工艺，并且通常是在较高电压下执行。另一焊接工艺是短路MIG(或短弧)焊接。短路MIG焊接通常在短路条件下进行转移(短路焊接)。熔融球在所述工艺期间在任何时间转移，并且在熔融球触碰焊接熔池时转移。如本文所使用，短路工艺是这样的焊接工艺：其输出在电弧状态与短路状态之间交替。短路MIG焊接通常具有单个电压目标，而不是所定义的波形，通过控制回路维持平均电压。这不同于通常在处于电弧条件下时开始(并且有时结束熔融球转移)的脉冲焊接。熔融球通常在峰期间或在峰之后不久转移(转移的时间受波形控制)。这也不同于喷射Mig，其中喷射Mig使用高电流和电压来维持电弧并允许熔融球跨越电弧转移(通常在不使焊丝触碰焊接熔池的情况下进行)。焊接工艺可被描述为较热工艺或较冷工艺。较热工艺将较多能量传送到电弧，并具有相对呈流体的熔池。较热工艺适用于需要使较多金属熔融的焊接，而较冷工艺适用于需要使较少金属(例如，较薄工件)熔融的焊接。倾向于是较热工艺的工艺包含喷射MIG工艺、脉冲工艺倾向于是较冷工艺的工艺包含短路Mig工艺、工艺和Rmd脉冲工艺一些工艺取决于所使用的输出参数而倾向于较热或较冷。如本文所使用，较热工艺是相比与其作比较的焊接工艺较热地运行的焊接工艺。较冷工艺将较少能量传送到电弧，而具有较不呈流体性并使较少金属熔融的熔池。因为较冷工艺使较少金属熔融，所以它们良好适用于焊接薄工件。较冷工艺的实例包含versaCMT焊接，并且在一些情形下，包含和如本文所使用，较冷工艺是相比与其作比较的焊接工艺较冷地运行的焊接工艺。一种类型的脉冲焊接是异型脉冲焊接。异型脉冲焊接具有在一个焊接操作内(即，在不终止输出电流的情况下)在两组不同焊接参数(例如，送丝速度和电压或电弧调整)之间切换的输出。针对较多能量用于焊接以及较少能量用于焊接而选择一组参数。因此，输出在较暖焊接状态与较不暖焊接状态之间交替。较暖状态对焊接熔池进行加热，并且熔池流动到部件中。较不暖状态允许焊接熔池冷却并凝固。在这两种状态之间的交替为焊缝提供波纹外形(通常被称为层叠硬币外貌，看上去像一叠硬币水平地层叠并具有一定程度的重叠)。改变较暖状态与较不暖状态之间的时间的平衡允许熔池热受到控制。改变振荡的频率允许外形中的波纹的数量受到控制。然而，异型脉冲焊接可能难以用于较薄工件，这是因为异型脉冲焊接是脉冲工艺并且通常是较热工艺。因此，期望一种焊接输出，它提供层叠硬币外貌并且例如在较冷工艺中提供薄材料焊接但仍然例如在较热工艺中提供较多的熔融。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，一种焊接型电力供应器包含电力电路和控制器。所述电力电路接收输入电力并提供焊接型输出电力，并且包含至少一个开关，所述至少一个开关具有开关的控制输入。控制器具有连接到开关控制输入的控制输出，并且所述控制器包含较热工艺模块和较冷工艺模块。所述控制器中的交替工艺模块连接到所述较热工艺模块和所述较冷工艺模块。根据本公开的第二方面，一种提供焊接型电力的方法包含：提供较冷工艺焊接电力；结束较冷焊接工艺电力的提供；提供较热工艺焊接电力；以及结束较热焊接工艺电力的提供。所述过程在较热工艺与较冷工艺之间交替地重复。在一个替代方案中，系统包含连接到焊接型输出的反馈电路，并且所述交替工艺模块对所述反馈电路作出响应。在另一替代方案中，所述反馈电路提供对焊接的热输入以及焊接的渗透性中的一个作出响应的信号。在各种实施例中，所述较热工艺模块是脉冲工艺和喷射工艺中的一个，并且所述较冷工艺模块是短路工艺。在一个替代方案中，所述交替工艺模块包含一个或两个定时器，并且所述交替工艺模块在定时器期满时使工艺交替。在另一替代方案中，所述交替工艺模块包含波形循环计数器，并且在循环波形的期望数量被计数之后使工艺模块交替。在一个实施例中，从焊接型系统的外部接收信号的工艺改变输入使得所述交替工艺模块将工艺交替。在各种实施例中，控制器包含连接到所述控制输出的至少第三工艺模块，并且交替工艺模块连接到第三工艺模块。其它主要特征和优点对于本领域的技术人员来说将在细阅附图、具体实施方式和权利要求书之后变得明显。附图说明图1是现有技术MIG脉冲焊接循环；图2是根据本公开的工艺的波形图；图3是焊接型系统的图示的框图；图4是控制器的框图；图5是实施控制器的一部分的流程图；以及图6是实施控制器的一部分的流程图。在详细解释至少一个实施例之前，应理解，本专利技术的应用不限于以下说明书中所阐述或附图中所图示的部件的构造和布置的细节。本专利技术能够具有其它实施例，或以各种方式实践或施行。并且，应理解，本文所使用的用语和术语是出于描述的目的且不应视为限制性的。相同附图标记用于指示相同部件。具体实施方式虽然参照用于提供焊接型电力的特定系统(具有特定部件并用于特定工艺)来阐述本专利技术，但一开始就应理解，本专利技术也可通过其它焊接型系统、工艺、部件、控制器等来实施。一般来说，本公开提供双工艺输出，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接型系统，包括：电力电路，所述电力电路被设置成接收输入电力并提供焊接型输出电力，其中所述电力电路包含至少一个开关以及连接以控制所述至少一个开关的控制输入；控制器，所述控制器具有连接到所述控制输入的控制输出，其中所述控制器包含连接到所述控制输出的较热工艺模块、连接到所述控制输出的较冷工艺模块以及连接到所述较热工艺模块与所述较冷工艺模块的交替工艺模块。

【技术特征摘要】
2017.01.06 US 15/400,2381.一种焊接型系统，包括：电力电路，所述电力电路被设置成接收输入电力并提供焊接型输出电力，其中所述电力电路包含至少一个开关以及连接以控制所述至少一个开关的控制输入；控制器，所述控制器具有连接到所述控制输入的控制输出，其中所述控制器包含连接到所述控制输出的较热工艺模块、连接到所述控制输出的较冷工艺模块以及连接到所述较热工艺模块与所述较冷工艺模块的交替工艺模块。2.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述焊接型输出并且还连接到所述交替工艺模块的反馈电路，其中所述交替工艺模块对所述反馈电路作出响应。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述反馈电路包含对焊接的热输入以及焊接的渗透性中的至少一个作出响应的信号。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述较热工艺模块是脉冲工艺和喷射工艺中的一个。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述较冷工艺模块是短路工艺。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述交替工艺模块包含第一定时器，并且其中所述交替工艺模块在所述第一定时器期满之后激活所述较冷工艺模块并解除激活所述较热工艺模块。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述交替工艺模块包含第二定时器，并且其中所述交替工艺模块在所述第二定时器期满之后解除激活所述较冷工艺模块并激活所述较热工艺模块。8.根据权利要求3所述的系统，其中所述交替工艺模块包含波形循环计数器，并且其中所述交替工艺模块在循环波形的第一数量被计数之后解除激活所述较冷工艺模块并激活所述较热工艺模块，并且其中所述交替工艺模块在循环波形的第二数量被计数之后激活所述较冷工艺模块并解除激活所述较热工艺模块。9.根据权利要求3所述的系统，还包含从所述焊接型系统的外部接收信号并且连接到所述交替工艺模块的工艺改变输入，其中所述交替工艺模块对所述工艺改变输入作出响应。10.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器包含连接到所述控制输出的至少第三工艺模块，并且所述交替工艺模块连接到所述第三工艺模块。11.一种提供焊接型电力的方法，包括：(a)提供较冷工艺焊接电力；(b)继而结束所述较冷工艺焊接电力的所述提供并提供较热工艺焊接电力；(c)继而结束所述较热工艺焊接电力的所述提供；以及(d)多次重复(a)到(c)。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·J·舒，罗伯特·R·戴维森，
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