基于时间的短路响应制造技术

当在焊接工艺期间发生短路事件时采用基于时间的短路响应。当短路发生时，确定直到所述焊接工艺中的预定事件的时间。基于在所述预定事件前的剩余时间，执行特定短路响应。

Time based short circuit response

【技术实现步骤摘要】
基于时间的短路响应相关申请的交叉引用本申请是于2018年10月30日提交的美国临时专利申请序列号62/752,423的非临时专利申请，并要求其优先权。上述申请的全部内容通过援引并入本文。
总体上，本专利技术涉及使用气体保护金属电弧焊(GMAW)工艺的电弧焊接，并且具体地涉及用于清除短路事件的技术。
技术介绍
在电弧焊接中，流行的工艺是脉冲焊接。例如，气体保护金属电弧焊(如金属惰性气体(MIG)焊接)利用间隔的脉冲来首先熔化推进的焊丝电极的端部，然后通过电弧将熔融金属从焊丝的端部推到工件上。在理想的条件下，在脉冲焊接工艺的每个脉冲期间转移液滴(例如熔融金属的小滴)。传统地，脉冲焊接工艺利用相对高的电压，并且因此，电极的端部与工件之间的间隙可能相对大。虽然这限制了短路的发生率和由此引起的飞溅或电弧不稳定性，但是这也限制了行进速度。以短电弧长度操作焊接工艺(例如脉冲焊接)是有益的。例如，较短的电弧长度促进较低的热量输入以及较高的行进速度。当然，较短的电弧长度增大了部分地转移的熔滴可能桥接电极与工件之间的间隙而引起短路的可能性，从而导致增大的飞溅和/或电弧不稳定性。为了减小飞溅、不稳定性、和/或较差焊接质量，采用了短路清除响应。
技术实现思路
下面的概述呈现了简化的概述，以提供对本文所讨论的装置、系统和/或方法的一些方面的基本理解。本概述不是对本文所讨论的装置、系统和/或方法的广泛综述。并不旨在指出关键的元件或划定这类装置、系统和/或方法的范围。唯一的目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细说明的序言。在不同实施例中，当在焊接工艺期间发生短路事件时采用基于时间的短路响应。当短路发生时，确定直到所述焊接工艺中的预定事件的时间。基于在所述预定事件前的剩余时间，执行特定短路响应。根据一个方面，提供一种系统，所述系统包括焊接电源，所述焊接电源向推进的焊丝电极提供焊接输出，以在电极与工件之间产生电弧。所述系统进一步包括波形发生器，所述波形发生器被配置用于向所述焊接电源提供焊接波形，所述焊接电源根据所述焊接波形来调制所述焊接输出。此外，所述系统包括控制器。所述控制器被配置用于：检测所述电极与所述工件之间的短路状况；确定所述焊接波形的目标事件前的剩余时间量；并且向所述波形发生器发信号，以基于所述剩余时间量来修改所述焊接波形，从而执行短路响应。根据另一个方面，提供了一种方法，所述方法包括在根据焊接波形执行焊接工艺期间，检测电极与工件之间的短路状况。所述方法还包括确定在检测到所述短路状况与所述焊接波形的参考事件之间的时间。进一步，所述方法包括基于所确定的时间选择短路响应；并且执行所选择的短路响应。根据又一个方面，提供了一种焊接装置。所述焊接装置包括：波形发生器，所述波形发生器被配置成输出用于焊接工艺的焊接波形；以及电源，所述电源被配置用于向电极提供焊接功率输出。所述电源基于来自所述波形发生器的焊接波形来调制所述焊接功率输出。所述焊接装置还包括短路响应电路，所述短路响应电路被配置用于输出短接响应，所述短接响应用于清除所述电极与工件之间的短路；以及至少一个反馈电路，所述至少一个反馈电路被配置用于测量所述焊接功率输出的至少一个特征并且产生对应的反馈信号。所述焊接装置包括控制器，所述控制器被配置用于至少部分地基于来自所述至少一个反馈电路的所述反馈信号来检测短路状况；确定在所述焊接波形的目标事件前的剩余时间；基于所述剩余时间选择短路响应；并且向所述短路响应电路发信号，以超过所选择的短路响应。当根据附图、具体实施方式和所附权利要求书来进行查看时，本专利技术的这些方面和其他方面将是显而易见的。附图说明本专利技术可以在某些零件和零件安排方面采取实体形式，其优选实施例将在说明书中进行详细描述并且在形成本说明书的一部分的附图中进行展示，并且在附图中：图1是根据一个或多个方面、实施基于时间的短路响应的焊接系统的示例性非限制性实施例的示意性框图；图2是根据一个或多个方面的示例性非限制性焊接波形的曲线图；图3是根据一个或多个方面的示例性非限制性焊接波形的曲线图；图4是根据一个或多个方面、描绘了基于时间的短路响应的示例性非限制性焊接波形的曲线图；图5是根据一个或多个方面、在焊接工艺期间基于时间的短路响应的示例性非限制性实施例的流程图；并且图6是根据一个或多个方面、在焊接工艺期间基于时间的短路响应的示例性非限制性实施例的流程图。具体实施方式本专利技术的实施例涉及用于在焊接工艺期间提供基于时间的短路响应的系统和方法。特别地，当检测到短路时，确定在焊接工艺的目标事件(例如，参考事件或参考点)前的剩余时间量。基于剩余时间，执行特定的短路响应。例如，选择短路响应以确保在焊接工艺的目标事件前清除短路。更一般地，每个短路响应与清除短路所需要的相应期望的时间周期相关联。如果给定短路响应的所期望的时间周期超过在目标事件前的剩余时间，则不执行短路响应。在一个实例中，焊接工艺可以是在峰值脉冲之间具有固定频率的脉冲焊接。在具有可变频率的脉冲焊接工艺中，峰值电流脉冲之后的短路事件可能使随后的峰值电流脉冲的发生延迟。在固定频率的情况下，延迟不会发生。应当在峰值电流脉冲之前、并且不在脉冲期间清除短路，以便避免爆炸式飞溅、较差焊接质量、和/或其他不稳定性以及危害。在固定频率脉冲焊接的情况下，已知或容易地确定直到发生下一峰值电流脉冲的时间。因此，当短路发生时，基于直到下一峰值电流脉冲的时间选择短路响应。如果可以获得充足的时间，则可以执行提供最小飞溅的响应。如果没有足够的用于理想响应的时间，可以执行更激进的短路响应，使得在脉冲前清除短接。现在将参照附图描述多个不同的实施例，其中相似的附图标记贯穿全文用来指代相似的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对实施例的透彻理解。然而，可能明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文所描述的特征。此外，其他实施例是可能的，并且本文描述的特征能够以除如所描述的方式之外的方式来实践和实施。本文所使用的术语和短语是出于促进对本专利技术的理解的目的使用的，并且不应该被认为是限制性的。首先转到图1，展示的是示例性非限制性焊接系统100的示意性框图，所述焊接系统被配置用于在焊接工艺期间执行基于时间的短路响应。焊接系统100操作性地联接至可消耗焊接电极E和工件W，以执行焊接工艺。焊接系统100包括能够将输入功率112(所述输入功率可以是三相输入)转换成焊接输出功率的电源110。例如，电源110可以是逆变器型功率转换器或斩波器型功率转换器。焊接系统100进一步包括焊丝给送器160，所述焊丝给送器能够将焊丝例如给送穿过焊枪(未示出)，所述焊枪将焊丝(例如，电极E)连接至焊接输出功率。系统100还可以包括分流器152(或相似装置)，所述分流器操作性地连接在电源110与电极E之间。分流器152为电流反馈电路150提供焊接输出电流，以测量由电源110产生的焊接输出电流。系统100进一步包括电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：/n焊接电源，所述焊接电源向推进的焊丝电极提供焊接输出，以在所述电极与工件之间产生电弧；/n波形发生器，所述波形发生器被配置用于向所述焊接电源提供焊接波形，所述焊接电源根据所述焊接波形来调制所述焊接输出；以及/n控制器，所述控制器被配置用于：/n检测所述电极与所述工件之间的短路状况；/n确定所述焊接波形的目标事件前的剩余时间量；并且/n向所述波形发生器发信号，以基于所述剩余时间量来修改所述焊接波形，从而执行短路响应。/n

【技术特征摘要】
20181030 US 62/752,423;20190822 US 16/548,1591.一种系统，所述系统包括：
焊接电源，所述焊接电源向推进的焊丝电极提供焊接输出，以在所述电极与工件之间产生电弧；
波形发生器，所述波形发生器被配置用于向所述焊接电源提供焊接波形，所述焊接电源根据所述焊接波形来调制所述焊接输出；以及
控制器，所述控制器被配置用于：
检测所述电极与所述工件之间的短路状况；
确定所述焊接波形的目标事件前的剩余时间量；并且
向所述波形发生器发信号，以基于所述剩余时间量来修改所述焊接波形，从而执行短路响应。


2.如权利要求1所述的系统，其中，所述目标事件是峰值电流脉冲。


3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置用于将所述剩余时间量与预定阈值进行比较。


4.如权利要求3所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置用于向所述波形发生器发信号，以在所述剩余时间量超过所述预定阈值时执行第一短路响应。


5.如权利要求4所述的系统，其中，所述第一短路响应使焊接输出电流保持在所述焊接波形的基值电流的水平或其之下的水平。


6.如权利要求3所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置用于向所述波形发生器发信号，以在所述剩余时间量小于所述预定阈值时执行第二短路响应。


7.如权利要求6所述的系统，其中，所述第二短路响应增大焊接输出电流来清除所述短路状况。


8.一种用于焊接设备的方法，包括：
在根据焊接波形执行的焊接工艺期间，检测电极与工件之间的短路状况；
确定在检测到所述短路状况与所述焊接波形的参考事件之间的时间；
基于所确定的时间选择短路响应；并且
执行所选择的短路响应。


9.如权利要求8所述的方法，其中，所述焊接波形是用于固定频率脉冲焊接工艺的波形。


10.如权利要求8所述的方法，其中，所述参考事件是所述焊接波形的继检测到所述短路状况之后的下一峰值电流脉冲。


11.如权利要求8所述的方法，其中，选择所述短路响应包括基于所确定的时间选择第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·弗莱明，
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