两级脉冲斜升制造技术

在焊接工艺期间采用多级脉冲斜升。在第一级中，施加相对较慢增大的焊接输出以稳定液滴。在第二级期间，施加相对较快的增大最高达峰值脉冲输出，以转移经稳定液滴。

Two stage pulse ramp up

【技术实现步骤摘要】
两级脉冲斜升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62/752,421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)工艺的焊接，并且具体地涉及用于稳定转移到焊接熔池的液滴的技术。
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将会相对大。虽然这限制了短路的发生率和由此引起的飞溅或稳定性，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、较低的输出电压、以及较高的行进速度。此外，以短电弧长度进行脉冲焊接通常允许较小的液滴形成并且提高焊接质量。在较短的电弧长度的情况下，预期的是产生短路，但可以采用各种清除响应来在最小飞溅的情况下消除短接。
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。在多个不同的实施例中，在焊接工艺期间采用的多级脉冲斜升。在一个实例中，在第一级期间，施加相对较慢增大的焊接输出以稳定液滴。在第二级期间，施加相对较快增大的焊接输出。在两级斜升中，焊接输出在第二级期间增大最高达峰值脉冲输出，以便转移经稳定的液滴。如果实施多于两个级，则每个后一级可以比之前级在焊接输出方面具有相对较大的变化(例如增大的斜率)。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。所述控制器被配置成用于修改所述焊接波形，以在第一级期间将所述焊接输出从基值水平增大至第一目标；并且在第二级期间将所述焊接输出从所述第一目标增大至第二目标。根据另一个方面，提供了一种用于根据焊接波形产生焊接输出的方法。所述方法包括：向电极输出处于基值水平的焊接电流；在预定时间根据所述焊接波形输出多级脉冲。输出所述多级脉冲至少包括：将所述焊接电流从所述基值水平增大至第一目标；并且将所述焊接电流从所述第一目标增大至第二目标。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。所述焊接装置还包括电源，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。此外，所述焊接装置包括：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；以及控制器，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调节所述波形发生器或所述电源中的至少一者的操作。所述焊接波形是脉冲焊接波形，所述脉冲焊接波形具有至峰值输出的多级斜升。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、实施两级脉冲斜升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、描绘了两级脉冲斜升的示例性非限制性焊接波形的曲线图；并且图6是根据一个或多个方面、在焊接工艺期间的两级脉冲斜升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多级脉冲斜升的系统和方法。特别地，在脉冲模式焊接工艺期间，焊接装置输出峰值电流的脉冲。在峰值电流的这个脉冲期间，已经在可消耗电极(例如，焊丝)上形成的熔融金属的液滴转移到焊接熔池。即，液滴从电极上分离并且穿过电弧行进到工件上的焊接熔池。脉冲典型地包括迅速施加的相对高的电流(例如电流从较低水平迅速增大至峰值水平)。快速施加的高电流可能引起飞溅或液滴的不完全转移。为了防止这种情况发生，电流可以分级地斜升至峰值电流。在每一级中，电流以各自的速率增大至各自的目标。这些级可以一个接一个地进行，使得给定级的增大速率大于之前级的增大速率。前一级的目标输出成为后一级的起始输出。此类级可以链在一起以形成从低水平(例如基值电流)到脉冲的峰值电流的过渡。在具有两级的实例中，在第一级中，电流从基值电流缓慢斜升至刚好低于过渡电流的目标电流。在第二级中，电流更快地增大至峰值电流。第一级允许使液滴稳定、之后在第二级期间或之后进行转移。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两级脉冲斜升。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进一步包括电压反馈电路，所述电压反馈电路用于感测电源110所输出的焊接电压。焊接系统100包括控制器130，所述控制器操作性地连接至电压反馈电路140和电流反馈电路150。控本文档来自技高网...

【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，所述控制器被配置成用于修改所述焊接波形，以/n在第一级期间将所述焊接输出从基值水平增大至第一目标；并且/n在第二级期间将所述焊接输出从所述第一目标增大至第二目标。/n

【技术特征摘要】
20181030 US 62/752,421;20190822 US 16/548,1481.一种系统，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，所述控制器被配置成用于修改所述焊接波形，以
在第一级期间将所述焊接输出从基值水平增大至第一目标；并且
在第二级期间将所述焊接输出从所述第一目标增大至第二目标。


2.如权利要求1所述的系统，其中，在所述第一级期间根据第一变化速率增大所述焊接输出，并且在所述第二级期间根据第二变化速率增大所述焊接输出。


3.如权利要求2所述的系统，其中，所述第二变化速率大于所述第一变化速率。


4.如权利要求2所述的系统，其中，基于所述波形的施加或保护气体中的至少一者来确定所述第二变化速率和所述第一变化速率。


5.如权利要求4所述的系统，其中，所述波形的施加与行进速度或位置有关。


6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二目标是峰值电流。


7.如权利要求1所述的系统，其中，基于所述电极的尺寸或所述电极的材料确定所述第一目标。


8.一种用于根据焊接波形产生焊接输出的方法，包括：
向电极输出处于基值水平的焊接电流；并且
在预定时间根据所述焊接波形输出多级脉冲，输出所述多级脉冲至少包括：
将所述焊接电流从所述基值水平增大至第一目标；并且
将所述焊接电流从所述第一目标增大至第二目标。


9.如权利要求8所述的方法，其中，将所述焊接电流从所述基值水平增大至所述第一目标包括以第一变化速率增大所述焊接电流，并且
其中，将所述焊接电流从所述第一目标增大至所述第二目标包括以第二变化速率增大所述焊接电流。


10.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·弗莱明，J·B·亨利，
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