用于金属可靠性鉴别和智能耗材鉴别的系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及预测使用至少一个电极的给定焊接操作的焊缝性质的系统和方法。实施例确定预测的焊缝熔敷物性质，并将所述预测的性质与所希望性质进行比较，以便确定用于给定焊接操作的选定电极是否可以实现所希望的焊缝熔敷物。

System and method for metal reliability identification and intelligent consumable identification

The embodiment of the present invention relates to a system and method for predicting the weld properties of a given welding operation using at least one electrode. The embodiment determines the predicted weld deposit properties and compares the predicted properties with the desired properties in order to determine whether the selected electrode for a given welding operation can achieve the desired weld deposit.

【技术实现步骤摘要】
用于金属可靠性鉴别和智能耗材鉴别的系统和方法
符合本专利技术的装置、系统和方法涉及焊接，并且更确切地涉及与焊接金属可靠性鉴别和智能耗材鉴别有关的装置、系统和方法。
技术介绍
在许多焊接应用中，焊接接头金属的性质和组成可以是母材(basemetal)或工件金属和焊接耗材(consumable)的组合。例如，在一些应用中，焊接接头金属可以是多达50-50的母材和耗材的混合物。这可以显著影响所得焊缝的强度、耐久性和物理性质。因此，恰当的耗材的选择对于所得焊缝可以是重要的。在这种情况下，恰当的耗材的选择很重要，但应当基于母材组成。在许多应用中，焊工难以确定母材的组成，然后难以鉴别恰当的耗材。此外，即使母材组成是已知的，焊工也可能不知道可获得的耗材的确切组成，因此可能难以鉴别恰当的耗材来获得所希望的焊接金属组成。因此，为给定的焊接操作和给定的母材选择恰当的耗材是很重要的。通过将常规的、传统的和所提出的方法与本申请的其余部分中参照附图阐述的本专利技术的实施例相比较，此类方法的进一步的局限性和缺点对本领域内的技术人员而言将变得明显。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例是使用金属可靠性鉴别工具来恰当地鉴别母材组成并且将所述信息传递到电源控制器或其他计算机处理器的方法和系统。此外，耗材的可靠性鉴别是经由数据的键入或扫描进行的。基于母材和耗材数据，计算机/控制器确定来自焊缝的最终焊缝性质并且向用户提供可能的最终焊缝性质的指示。附图说明通过参照附图来详细描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术的上述和/或其他方面将会更加清晰，在附图中：图1是本专利技术的示例性焊接系统的图解表示；图2是本专利技术的示例性焊接电源的图解表示；图3是本专利技术的示例性焊接金属扫描系统的图解表示；图4是可以用于本专利技术实施例的示例性分光仪的图解表示；图5是本专利技术的耗材扫描系统的示例性实施例的图解表示；图6是本专利技术的示例性显示器的图解表示；图7是本专利技术的示例性实施例的流程图的图解表示；图8A和图8B是根据本专利技术的示例性实施例的用户装置的图解表示；并且图9是根据本专利技术实施例的示例性查找表结构的图解表示。具体实施方式现在将详细参照多个不同的和可替代的实施例并参照附图，其中相似的数字表示基本上相同的结构元件。每个实例是通过说明的方式而不是作为限制来提供的。事实上，本领域技术人员将清楚的是，可以在不脱离本披露和权利要求书的范围或精神的情况下作出修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分所图示说明或描述的特征可以被使用在另一个实施例上，以产生更进一步的实施例。因此，本披露旨在包括在所附权利要求书及其等效物范围内的修改和变化。本披露总体上涉及焊接系统和焊接工艺。确切而言，本专利技术的实施例涉及诸如GMAW、GTAW、SMAW、SAW、FCAW等的焊接系统。应当注意，在一定程度上，在下文的实施例中讨论任何特定焊接操作类型，其讨论旨在为示例性的并且不限于本专利技术的其他示例性实施例。现在转到图1，本专利技术的示例性焊接系统。焊接系统100包括焊接电源110，所述焊接电源具有基于处理器的控制器115和用户界面/显示器111。电源可以是任何类型的已知的焊接电源，并且本专利技术实施例不限于此。例如，电源100可以是由俄亥俄州克利夫兰的林肯电气公司(TheLincolnElectricCompanyofCleveland,Ohio)制造的PowerWave，但实施例不限于此。由于此类电源的制造、构造和操作，其中强大且复杂的控制器是已知的，因此在此不需要详细描述。控制器115可以是控制焊接系统的操作的任何已知的基于处理器的控制器电缆，并且可以具有CPU、存储器等。显示器111可以是显示与焊接操作有关的操作数据、用户输入数据等的任何已知类型的显示器。显示器也可以是允许经由屏幕111输入用户输入数据的触摸屏类型。系统100还可以包括耗材源125，耗材127经由送丝器120从所述耗材源供应给焊接操作，所述送丝器的操作是已知的。焊丝127被输送到任何已知类型的焊接工件或焊接金属W的焊炬130。因为焊接操作是众所周知的，所以在此不再详细描述。图2是具有用户显示器111的示例性电源110的另一个描绘。电源110还可以具有各种用户输入控件130、辅助功率输出端135等。图3描绘了本专利技术的示例性工件组成扫描系统。如图所示，分光仪200用于扫描有待焊接的工件/焊接金属。分光仪200可以是能够扫描焊接金属的任何已知类型的分光仪。分光仪可以是手持式类型或其他已知类型的。例如，分光仪200可以是在https://www.oxford-instruments.com/products/analysers/handheld-analysers/libs-analyzer-mpulse-series找到的分光仪。分光仪200可以具有屏幕210以显示工件的组成数据。在一些示例性实施例中，分光仪200经由通信连接件220耦合到电源110的控制器115上，以便将分光仪/组成数据直接传送到控制器115。在其他示例性实施例中，分光仪200至少包含发射器215，所述发射器可以将组成数据无线地发射到控制器115，所述控制器具有能够被链接以便与分光仪200的发射器215通信的接收器/发射器117。例如，通信链路可以经由蓝牙或其他已知的通信技术(诸如经由蜂窝或Wi-Fi链路等)进行。在其他实施例中，分光仪可以存储组成数据并再调用所述组成数据以便进行显示，这样使得用户可以经由界面将数据手动地键入到电源110中。在其他实施例中，分光仪200可以具有诸如USB等的通信连接端口，这样使得分光仪200可以连接到电源10上的对应端口上以便传输数据。因此，在操作期间，用户使用分光仪200在焊接之前扫描有待焊接的工件W。通常，用户应当确保工件W的表面被清洁并且适当的涂层、铁锈等被去除，这样使得组成数据恰当地反映有待焊接的材料。在一些示例性实施例中，分光仪200用于扫描每个有待焊接的工件。典型地，至少两个工件被接合，并且分光仪可以用于确保它们具有相同的材料，具有相似的组成。也就是说，用户可以使用分光仪200经由显示器来确保工件是相似的且可以被接合。此外，此数据可以被传输/上传到电源控制器115，并且控制器115可以分析数据以便确保工件是类似的和/或可以被接合。在其他实施例中，仅捕获一个工件组成数据。如上所指示，此组成数据被传输/提供给控制器115，所述控制器接收并存储数据以供使用，如以下进一步所解释。图4描绘了具有显示器210的分光仪200的示例性实施例。分光仪200可以使用各种方法来确定工件组成。例如，分光仪可以是扫描式、接触式等。显示器210可以用于可视地显示组成信息230，所述组成信息可以包括例如镍含量、铁含量等。此组成信息经由通信链路供应到电源的控制器115或经由界面111由用户手动键入到所述控制器。图5描绘了本专利技术的另一个示例性方面。如所描绘的，耗材127由耗材源125(例如耗材包装)提供。耗材包装125可以是任何已知类型的包装，例如卷轴、线轴、箱子、散装包装等。包装125具有标识符510，所述标识符可以是可以用于标识包装中的耗材127的任何已知类型的标识符。例如，标识符可以是UPC符号、QR码、条形码、序列号等，并且还可以是诸如RFID标签等的标识符。标识符510本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接电极选择系统，包括：分光仪，所述分光仪扫描有待焊接的材料的表面并且在焊接操作中生成代表有待焊接的所述材料组成的材料扫描数据；焊接电极选择装置，所述焊接电极选择装置包括控制器和用户输入和显示装置，其中，所述焊接电极选择装置接收所述材料扫描数据、用于所述焊接操作的所希望焊缝性质和用于所述焊接操作的至少一个焊接参数，并且所述材料扫描数据、所述所希望焊缝性质和所述至少一个参数中的每一者被提供给所述控制器，其中，所述控制器利用所述材料扫描数据、所述所希望焊缝性质、所述至少一个参数和第一焊接电极中的每一者来确定用于所述焊接操作的预测的第一焊缝性质，并且利用所述材料扫描数据、所述所希望焊缝性质、所述至少一个参数和第二焊接电极中的每一者来确定用于所述焊接操作的预测的第二焊缝性质，其中，所述焊接电极选择装置将所述预测的第一焊缝性质和所述预测的第二焊缝性质中的每一者与所述所希望焊缝性质进行比较。

【技术特征摘要】
2017.03.17 US 15/462,4391.一种焊接电极选择系统，包括：分光仪，所述分光仪扫描有待焊接的材料的表面并且在焊接操作中生成代表有待焊接的所述材料组成的材料扫描数据；焊接电极选择装置，所述焊接电极选择装置包括控制器和用户输入和显示装置，其中，所述焊接电极选择装置接收所述材料扫描数据、用于所述焊接操作的所希望焊缝性质和用于所述焊接操作的至少一个焊接参数，并且所述材料扫描数据、所述所希望焊缝性质和所述至少一个参数中的每一者被提供给所述控制器，其中，所述控制器利用所述材料扫描数据、所述所希望焊缝性质、所述至少一个参数和第一焊接电极中的每一者来确定用于所述焊接操作的预测的第一焊缝性质，并且利用所述材料扫描数据、所述所希望焊缝性质、所述至少一个参数和第二焊接电极中的每一者来确定用于所述焊接操作的预测的第二焊缝性质，其中，所述焊接电极选择装置将所述预测的第一焊缝性质和所述预测的第二焊缝性质中的每一者与所述所希望焊缝性质进行比较。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述焊接电极选择装置处于焊接电源中。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述焊接电极选择装置是移动通信装置。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述分光仪耦合到所述焊接电极选择装置上，这样使得所述材料扫描数据被直接提供给所述焊接电极选择装置而无需用户干预。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述所希望焊缝性质是焊缝韧性。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述所希望焊缝性质是焊缝韧性、屈服强度和拉伸强度中的一者。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器确定用于所述焊接操作的预测的混合物比率并且使用所述预测的混合物比率来确定所述预测的第一焊缝性质和第二焊缝性质中的每一者。8.如权利要求7所述的系统，其中，所述预测的混合物比率是使用以下各项中的至少一项或某种组合来确定的：焊接工艺类型、多个焊接通道、熔敷速率、电极直径、送丝速度、热量输入、多个电极、助焊剂类型、保护气体、工件厚度、焊接接头几何形状、焊接接头类型、焊接接头设计、焊接电流、焊接电压以及行进速度。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述焊接电极选择装置在所述显示装置上显示所述所希望焊缝性质与所述预测的第一焊缝性质和第二焊缝性质中的至少一者的所述比较的视觉表示。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器将所述预测的第一焊缝性质和第二焊缝性质中的至少一者与具有上限和下限的公差窗口进行比较，其中所述公差窗口代表所述预测的第一焊缝性质和第二焊缝性质中的所述至少一者的置信度。11.一种预测焊缝性质的方法，包括：在焊接操作中生成代表有待焊接的材料组成的材料扫描数据，其中所述材料扫描数据是从对所述材料的表面的扫描中生成的；在焊接电极选择装置中接收所述材料扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·纳拉亚南，约翰·普罗卡里奥，迈克尔·科特曼，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US