用于减小焊缝根部凹度的系统和方法技术方案

一种控制后焊缝根部表面的方法包含：沿着工件的后焊缝根部表面布置密封部分以邻近于接头的节段而形成吹扫区域；以第一流率在吹扫区域内供应保护气体；以及跨越接头的节段的前表面而施加焊接沉积物。保护气体置换吹扫区域内的周围环境，并且焊接沉积物的后焊缝根部表面至少部分基于吹扫区域内的保护气体而相对于后焊缝根部表面包含正根部焊透部。

Systems and methods used to reduce the concavity of the root of the weld

A method of controlling the surface of the root of the rear weld consists of the arrangement of the sealing part along the surface of the rear weld of the workpiece to form a sweeping area adjacent to the segment of the joint; supply of the protective gas in the first flow rate in the purge area; and add the welded sediment to the front surface of the segment across the joint. The protective gas is used to replace the surrounding environment in the area, and the root surface of the rear weld of the weld deposit is at least partly based on the protective gas in the purge area, and has a positive root welding section relative to the root surface of the rear weld.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减小焊缝根部凹度的系统和方法
技术介绍
本专利技术总的来说涉及焊接系统，并且明确地说涉及用于焊接根部焊道的焊接系统。焊接是一种已经在各种工业的多种应用中变得日益普遍存在的工艺。例如，焊接常用于例如造船业、海上平台、建筑、钢管厂等应用中。电弧焊系统通常将电流施加到电极以在电极与工件之间形成电弧，因此在工件上形成焊接沉积物。焊接沉积物的结构(例如，形状)可影响焊缝的质量。例如，焊接接头的规格可指定根部深度、厚度或根部形状。此外，焊接沉积物上的力(例如，重力)可基于焊炬和电极相对于工件的焊接位置而不同地影响焊接沉积物的形状和结构。
技术实现思路
在下文概述范围与初始主张的专利技术相称的某些实施例。这些实施例不希望限制本专利技术的范围，而实际上，这些实施例仅希望提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可涵盖可类似于或不同于下文所阐述的实施例的各种形式。在一个实施例中，一种控制后焊缝根部表面的方法包含：沿着工件的后焊缝根部表面布置密封部分以邻近于接头的节段而形成吹扫区域；以第一流率在吹扫区域内供应保护气体；以及跨越接头的节段的前表面而施加焊接沉积物。保护气体置换吹扫区域内的周围环境，并且焊接沉积物的后焊缝根部表面至少部分基于吹扫区域内的保护气体而包含相对于后焊缝根部表面具有正根部焊透部的凸出根部表面。在另一实施例中，一种焊接系统包含反吹系统，其中所述反吹系统具有密封部分和气体控制阀门。密封部分被配置成邻近于接头的节段在密封部分与工件的后焊缝根部表面之间形成吹扫区域。气体控制阀门耦接到密封部分，并且气体控制阀门被配置成将保护气体供应到密封部分。设置在吹扫区域内的保护气体置换吹扫区域内的周围环境。保护气体被配置成控制沿着接头的节段形成的焊接沉积物的后焊缝根部表面以具有相对于后焊缝根部表面具有正根部焊透部的凸出根部表面。在另一实施例中，一种焊接系统包含反吹系统和机器人系统。反吹系统包含密封部分以及耦接到密封部分的气体控制阀门。密封部分被配置成邻近于接头的节段在密封部分与工件的后焊缝根部表面之间形成吹扫区域。接头的节段被配置成从设置在非常规位置焊接位置中的焊炬接收焊接沉积物。气体控制阀门被配置成将保护气体供应到密封部分以置换吹扫区域内的周围环境。保护气体包括氩气、氮气、小于约5％的二氧化碳或其任何组合。保护气体被配置成控制沿着接头的节段形成的焊接沉积物的后焊缝根部表面以具有相对于后焊缝根部表面具有正根部焊透部的凸出根部表面。机器人系统被配置成沿着接头移动焊炬以在工件的前表面上施加焊接沉积物。附图简单说明当参照附图阅读具体实施方式时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中，相同附图标记表示相同部分，其中：图1是用于通过反吹系统而执行焊接操作的焊接系统的实施例的图形表示；图2是用于对接头进行焊接的反吹系统的实施例的前视图；图3是用于管状工件的反吹系统和夹持系统的实施例的端视图；以及图4是图示利用反吹系统的方法的实施例的逻辑的流程图。具体实施方式下文将描述本公开的一个或更多个具体实施例。这些所描述的实施例仅是本公开的实例。此外，为了提供对这些实施例的简明描述，在本说明书中可能没有描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计计划中，必须做出众多实施方案特定决策来实现开发者的特定目标，例如，符合系统相关和商业相关的约束条件，所述约束条件可在实施方案间有所不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂和费时的，但是仍然将是可受益于本公开的一般技术人员进行设计、构造和制造的例行工作。当介绍本公开的各种实施例的元件时，用词“一”和“该”希望表示可存在一或更多个所述元件。术语“包括”、“包含”和“具有”希望是包含性的并且表示可存在除所列出的元件以外的额外元件。图1图示焊接系统8的实施例，其中焊接系统8具有经由导体或导管14而相互耦接的电力供应器10和送丝机12。在所图示的实施例中，电力供应器10与送丝机12分开，以使得送丝机12可靠近焊接位置而定位在与电力供应器10相距某一距离处。然而，应理解，在一些实施方案中，送丝机12可与电力供应器10成整体。在这些状况下，导管14将与系统成整体。在送丝机12与电力供应器10分开的实施例中，端子通常设置在电力供应器10上以及送丝机12上以允许导体或导管14耦接到系统，以便允许电力和气体从电力供应器10提供到送丝机12，并且允许在两个装置之间交换数据。焊接系统8被设计成将电力和保护气体提供到焊炬16。在一些实施例中，送丝机12将焊丝(例如，电极)提供到焊炬16。应了解，虽然本论述可具体着重于熔化极气体保护电弧焊(GMAW)系统8，但当前公开的方法可用于使用具有气体管线的任何电弧焊工艺(例如，FCAW、FCAW-G、GTAW(即，TIG)或类似电弧焊工艺)的系统中。如本领域的技术人员将了解，焊炬16可以是许多不同类型，并且通常允许焊丝42和气体送给到邻近于工件18的位置，其中将在所述位置处形成焊缝以接合两个或更多个工件18。第二导体(例如，线夹58)通常延伸到焊接工件18以便经由焊炬16而在电力供应器10与工件18之间完成电路。焊接系统8的操作员可选择将由操作员经由电力供应器10上所设置的操作员接口20而选择的数据设定(例如，焊接参数、气体流动参数、弧长)。操作员接口20将数据设定传达到电力供应器10内的控制电路22。控制电路22可至少部分基于焊接参数来控制电力转换电路24，并且控制电路22可至少部分基于气体流动参数来控制电力供应器10或送丝机12的气体控制阀门36。在一些实施例中，操作员接口20并入到电力供应器10的前面板中。明确地说，焊接系统8被配置成允许用各种钢(例如，高合金钢、低合金钢)、铝或被引导穿过焊炬16的其它焊丝进行MIG焊接。气体控制阀门36可经由焊炬16将保护气体38引导到工件18的前表面25和/或引导到工件18的后表面27。控制电路22操作以控制从电力转换电路24产生焊接电力输出，其中所述焊接电力输出施加到焊丝42以执行期望焊接操作。此电力转换电路24适用于产生输出电力，例如，将最终在焊炬16处施加到焊丝的脉冲式波形。各种电力转换部件可用于电力转换电路24内，包含(但不限于)斩波器、升压电路、降压电路、逆变器、转换器、变压器等。此电力转换电路24的配置可以是本领域自身中通常所知的类型。电力转换电路24耦接到电源，如箭头26所指示。施加到电力转换电路24的电力可源于电网，但也可使用其它电源，例如，发动机驱动的发电机、电池、燃料电池或其它替代电源所产生的电力。最终，图1所图示的电力供应器10包含接口电路28(例如，通信电路)，其中接口电路28被设计成允许控制电路22经由有线或无线信号而与送丝机12交换信号。送丝机12包含经由有线或无线连接而耦接到接口电路28的互补接口电路30(例如，通信电路)。在一些实施例中，多引脚接口可设置在两个接口电路部件28、30上，并且在相应接口电路部件之间延伸的多导线电缆使例如送丝速度、工艺、所选择的电流、电压、弧长、功率电平或气体流动水平等信息能够在电力供应器10、送丝机12或两者上设定。送丝机12还包含耦接到接口电路30的控制电路32。控制电路32允许根据操作员的选择来控制送丝速度，并允本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制后焊缝根部表面的方法，包括：沿着工件的所述后焊缝根部表面布置密封部分以邻近于接头的节段而形成吹扫区域；以第一流率在所述吹扫区域内供应保护气体，其中所述保护气体置换所述吹扫区域内的周围环境；以及跨越所述接头的所述节段的前表面而施加焊接沉积物，其中所述焊接沉积物的所述后焊缝根部表面至少部分基于所述吹扫区域内的所述保护气体而包括相对于所述后焊缝根部表面具有正根部焊透部的凸出根部表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.21 US 14/718,8781.一种控制后焊缝根部表面的方法，包括：沿着工件的所述后焊缝根部表面布置密封部分以邻近于接头的节段而形成吹扫区域；以第一流率在所述吹扫区域内供应保护气体，其中所述保护气体置换所述吹扫区域内的周围环境；以及跨越所述接头的所述节段的前表面而施加焊接沉积物，其中所述焊接沉积物的所述后焊缝根部表面至少部分基于所述吹扫区域内的所述保护气体而包括相对于所述后焊缝根部表面具有正根部焊透部的凸出根部表面。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述保护气体基本上由氩气或氮气组成。3.根据权利要求1所述的方法，其中被接收到所述吹扫区域中的所述第一流率大于朝向所述工件的所述前表面发射的第二保护气体流率。4.根据权利要求1所述的方法，其中跨越所述接头的所述节段而施加所述焊接沉积物包括从设置在仰焊位置、立焊位置或其任何组合中的焊炬施加所述焊接沉积物。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件包括管材。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述管材包括软钢管材。7.根据权利要求5所述的方法，其中包括利用沿着所述管材的轴线延伸的夹持系统将所述管材定位在期望位置中，其中所述夹持系统包括所述密封部分。8.根据权利要求1所述的方法，包括经由机器人系统沿着所述接头而移动所述焊炬，其中移动所述焊炬包括跨越所述接头的所述节段而施加所述焊接沉积物。9.一种焊接系统，包括：反吹系统，包括：密封部分，被配置成邻近于接头的节段在所述密封部分与工件的后焊缝根部表面之间形成吹扫区域；以及气体控制阀门，耦接到所述密封部分，其中所述气体控制阀门被配置成将保护气体供应到所述密封部分以置换所述吹扫区域内的周围环境，并且所述保护气体被配置成控制沿着所述接头的所述节段形成的焊接沉积物的所述后焊缝根部表面以包括相对于所述后焊缝根部表面具有正根部焊透部的凸出根部表面。10.根据权利要求9所述的焊接系统，其中所述保护气体包括氩气、氮气、小于约5％的二氧化碳或其任何组合。11.根据权利要求9所述的焊接系统，其中工件包括管材。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：达斯汀·卡特·瓦格纳，理查德·马丁·哈奇森，
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