用被耦合到感应加热和控制系统(24)的一个或多个感应加热线圈(16)加热工件(12)。加热是与金属加工操作(例如焊接)结合地完成。在焊接之前可进行加热以去除涂层及其类似物，以在焊接之后施用包覆层及其类似物，以允许改善的焊珠孔隙率等。感应加热头(16)被置于焊枪(14)的前方或后方，并且与焊枪一起或独立于焊枪被移动。一个或多个感应加热头(16)被放置于将被焊接的管道内，比如，在焊接过程中保持管道的内部管道夹具之上，之内或附近。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
本专利技术总体上涉及金属加工系统，例如焊接系统，并涉及在这种系统中加热，以例如去除涂层，施加包覆层和其它涂层，以允许孔隙度的改善等。许多焊接和其它金属加工系统是已知的并且目前正在使用中。在一些应用中，在已经被上了油漆，涂层，包覆层，或在如不做一些预处理则表面不适合的工件上进行焊接。这可能需要在金属处理(例如，焊接)前去除表层材料。在其它应用中，在焊接或金属加工后施加包覆层或其它表面层可能是有益的。而在其它应用中，在加工前或加工后对金属工作表面加热可能是有益的，尤其是与焊接操作结合的加工。本领域内需要可与这些应用中的一个或多个应用相适应的改进技术。简要说明本专利技术既提供了系统又提供了系统，它们被设计成应对这种需求。它们可以包括各种类型的焊接系统以及通过流过感应头的交流电流加热工件的感应加热系统。在一个实施方式中，金属加工和加热系统包括:在操作中在工件上进行焊接操作的焊枪，和被设置成与焊枪相邻并操作中感应工件的加热以控制工件的加热和/或冷却的感应加热头。调节对焊接操作的功率输入的焊接功率控制系统，和调节对感应头的功率输入的感应功率控制系统。在一个具体的实施例中，金属加工和加热系统包括在操作中在工件上进行焊接操作的焊枪，和被设置成与焊枪相邻并在操作中感应工件加热以控制工件的加热和/或冷却的感应加热头。焊接功率控制系统调节对焊接操作的功率输入，感应功率控制系统调节对感应头的功率输入，并且协调控制系统协调焊接功率控制系统和感应功率控制系统的操作，协调控制系统和/或焊接功率控制系统通过控制对焊接操作的功率输入来实施所期望的焊接工艺。根据本公开的另一个方面，金属加工和加热方法包括通过对焊枪施加功率在工件上进行焊接操作，通过对设置成与焊枪相邻的感应加热头施加功率进行来加热和/或冷却工件，并通过调节对焊枪和感应加热头的功率输入来协调焊接功率控制系统和感应功率控制系统的操作。【附图说明】当阅读参考以下详细描述的说明书和附随的附图时，本专利技术的这些和其他特征，方面和优点将变得更好理解，在贯穿整个附图中，相同的附图标记代表相似的部分，其中:图1是其中焊接系统与感应加热系统被结合使用以在焊接之前去除表面材料的示例性系统的示意图；图2是其中感应头的移动至少部分地独立于焊枪移动的类似示例性系统的示意图；图3是金属加工操作之前去除表面材料的示例性感应系统的示意图；图4是利用在焊枪之后的感应加热头的不例性系统的不意图；图5是利用焊枪内的感应头或线圈的不例性系统的不意图；图6是利用感应加热与脉冲焊接工艺的协调控制的示例性系统的示意图；图7是其中感应头在内管夹具附近是可移动的示例性管道焊接系统的示意图；图8是其中多个感应头被设置成与内管夹具相邻的示例性管道焊接系统的示意图；图9a和9b是焊接后可施加包覆层或其它材料和/或在焊接后可允许加热以提高焊接质量的示例性系统的示意图；图1Oa和1b是用于施加感应加热到金属加工应用侧以控制工件的变形和其它方面的示例性系统的示意图；图11是通过感应加热辅助以紧固件固定或插入工件的形式的金属加工应用的示意图；和图12是其中采用一个或多个感测技术以确定感应加热装置的地点、位置或感应加热装置与一个对象(例如工件)的距离，以允许在操作过程中调节到设备的功率的实施例的示意图。说明书详细说明图1显示了用于进行金属加工操作(比如在工件12上的焊接操作)的示例性加热和金属加工系统10。工件通常包含一种或多种金属，并且在许多情况下，特别是对于焊接应用，将包括要被结合以形成焊接接头的两个或更多个部件。所述操作通过在焊接操作中将典型性地包括焊枪14的组件进行。通过感应加热头16在焊接操作附近执行加热，所述感应加热头16在图示的实施例中通过固定或柔性自动化被设置在焊枪的前端，例如通过使感应加热头和焊枪处于相同的支架和/或运动装置上。在焊接操作中通过焊丝沉积和/或焊丝和/或工件的熔化而形成焊珠18。在大多数的焊接操作中，焊珠包括来自重新凝固过程中熔合的焊丝和工件两者的金属。在图1的实施例中，焊枪和感应加热头沿着由箭头20所示的行进方向一起移动。可替代地，工件可被移动，或者焊枪、加热头和工件全都可被移动。系统10还包括调节对焊枪的焊接功率施加的焊接系统和控制22，以及调节对感应加热头的功率施加的感应加热系统和控制24 ο如将被本领域技术人员可理解的是，焊接系统通常将包括接收某些输入形式的电功率并把输入的功率转换为焊接功率(例如交流电源，直流电源，脉冲电源等)的电源。焊接系统还可包括送丝机，各种机器人和自动化部件等。焊接控制可以实现一种或多种所期望的焊接工艺，比如恒电流工艺，恒电压工艺，脉冲化工艺等。类似的，可包括任何合适的伺服和组件，例如天然气供应，工作夹具，焊接电缆等。感应加热系统可与焊接系统一起设置或独立于焊接系统设置。它通常包括功率电路，功率电路用于将进入功率转换为适合感应电场的受控功率并得到在所期望的频率，功率水平等下的工件加热。在某些实施例中，可通过与焊接和感应加热系统分离的、或与这些焊接和感应加热系统中的一个或多个整合的适当电路来提供共同/协调控制26 ο协调控制可允许调节对焊接操作和对感应加热头的功率输入，使得可以提供具体所需加热分布，加热时间，加热位置等以优化焊接操作，焊接操作之前或之后的工件加热等。焊接系统和/或协调控制除了协调其实际焊接操作外还可以协调操作的这些方面。它也可以在操作期间控制所述焊枪，感应加热头，工件，或任何这些组合的共同或单独的移动。应当注意的是，本公开总体上针对金属加工应用和操作予以描述，但也针对特定的应用和操作，例如焊接。在本公开的背景下，金属加工应用和操作可以有很大变化，并且可以包括任何所需的焊接操作(例如，金属惰性气体或MIG焊接，钨极惰性气体或TIG焊接，埋弧焊接，激光焊接等)。这样的工艺有时被其它名称表示，诸如气体金属弧焊(GMAW)，气体保护钨极弧焊(GTAW)等。此外，金属加工应用可包括包覆，钎焊，表面处理，紧固件插入等。类似地，图2显示了一种系统，其中的独立的运动装置被用于至少部分地独立于焊枪移动所述感应头。在本实施例中，焊枪机器人控制30可被设置用于移动焊枪(或具有焊枪的焊接系统)，同时感应头机器人控制32控制感应加热头的移动。这些组件可以以相同的速度并以同样的方式(例如，方向，路径)移动，或独立地移动，如箭头34和36分别所示。这种独立的运动控制可以允许选择性的，位置和/或时间依赖的焊枪和/或加热头的行进速率控制。在这两种系统中，在焊枪前端的感应头可被驱动以充分地加热工件来烧灼油漆，油，锌涂层，污垢氧化物，引物，以及应该被去除或处理掉的其它表面材料。用以去除这样的材料的温度可以随着材料而变化，并且可调节的温度和/或速度可以通过基于要被处理(例如，去除)的涂层控制加热和焊接系统来获得。这样的材料常常产生焊接问题，所以被阐示的加热/焊接系统提出了一种有效的去除机制。在一些应用中，感应头的速度可以比焊接头更慢，并具有独立的运动能力呈现优势。即，当第一部分正被焊接时，感应头可以被定位和/或沿着将要被焊接的下一部分移动。在其他情况下，在焊接和加热之间的行进更兼容并且一个运动装置是有效的。在被设想作为表面材料目标的地方，用于感应加热的频率可以被调节或设定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属加工和加热系统，包括：在操作中在工件上进行焊接或包覆操作的焊枪；在操作中对工件感应加热以控制工件的加热和/或冷却的感应加热头；在焊接或包覆操作中调节对焊枪的功率输入的焊接或包覆功率系统；调节对感应加热头的功率输入的感应功率系统；和协调通过焊接或包覆功率系统的功率输出和通过感应功率系统的功率输出的共同控制系统。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·帕特里克·阿尔布雷克特，克里斯托弗·徐，
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
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