本发明专利技术公开在行进的焊条和工件间执行短电弧焊接工艺的焊接系统，包括：具有控制器的电源，用于产生把能量引入该焊条以熔化该焊条一端的电流脉冲；和低电流静止金属转移部分，在该熔化焊条与该工件短路期间紧随在该熔化脉冲末端；测量在该脉冲端和所述短路间的实际时间的计时器；设置从该脉冲到该短路需要时间的装置；基于实际时间和需要时间之间的差产生校正信号的电路；以及响应校正信号控制电流脉冲的给定参数的电路。本发明专利技术还公开使用焊剂芯焊条的电弧焊接策略，产生低程度污染和强的、坚硬的及可持续的焊接。电弧焊接工艺通常使用交流波形。有芯焊条可以是自保护焊剂芯焊条。描述了各种焊条组合物，当它与交流波形结合使用时特别有益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电弧焊接工艺，更特别涉及一种改进的短电弧焊接系统、用自保护焊剂芯电弧焊(FCAW-S)焊条焊接的方法以及该焊条的组分。
技术介绍
本专利技术涉及使用新型有芯焊条(cored electrode)的一种新型短电弧焊接方法。当新型焊接方法与新型焊剂芯焊条结合时，有增效的关系。作为整个专利技术的特征，结合焊剂芯焊条的新型工艺具有独立的优点。短电弧焊接短路电弧焊接系统、技术和相关的概念以及管道焊接方法和设备一般在以下的美国专利中阐述，这些专利的内容引用在此作为背景信息供参考Parks的专利4,717,807；Parks的专利4,954,691；Parks的专利5,676,857；Stava的专利5,742,029；Stava的专利5,961,863；Parks的专利5,981,906；Nicholson的专利6,093,906；Stava的专利6,160,241；Stava的专利6,172,333；Nicholson的专利6,204,478；Stava的专利6,215,100；Houston的专利6,472,634以及Stava的专利6,501,049。电源电弧焊接领域在可消耗的行进的焊条和工件之间使用各种焊接工艺，该工件可以包括焊接在一起的两个或者两个以上的部件。本专利技术涉及短电弧焊接工艺，在电流脉冲期间，行进的焊条通过电弧热量被熔化，然后，由于表面张力作用在熔化的金属形成球之后，熔化的金属球通过短路作用转移到工件上。当行进的焊丝移动该球到与工件上的熔化的金属熔池接触时发生短路，该短路是由焊接电压的急降检测的。此后，短路断开，重复短电弧焊接工艺。本专利技术是短电弧焊接的一种改进，优选地使用一种电源来操作，其中焊接波形的形状是由波形发生器操作高开关速度变换器的脉宽调制器来控制的，正如受让人在以下几篇专利中所公开的，诸如Parks的专利4,866,247、Blankenship的专利5,278,390以及Houston的专利6,472,634所显示的，每个专利引用在此作为参考。这三个专利说明了实施本专利技术的优选实施例所采用的类型的高开关速度的电源，它们引用在此作为
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。波形发生器的波形作为状态表(state table)保存在存储器中，依照俄亥俄州克利夫兰市林肯电气公司(the Lincoln Electric Company of Cleveland，Ohio)所倡导的标准技术，选择该状态表和输出到该波形发生器。用于在波形发生器中产生波形轮廓的状态表的选择在几个现有技术专利中公开了，诸如先前提到的Blankenship的专利5,278,390。因此，在实施本专利技术中使用的电源现在是公知的并且构成为本专利技术中使用的
技术介绍
。新型短电弧焊接系统的一个方面是使用一种电路来确定用于形成行进焊条的熔化金属球的熔化脉冲的总能量，如在Parks的专利4,866,247中所描述的。熔化脉冲的总能量是用瓦特计进行检测的，该瓦特计在整个熔化脉冲时间都有完整的输出信号。这项技术此处引入作为参考，因为它应用在本专利技术的一个方面。在短电弧焊接系统中短路已经产生之后，通过随后焊接电流的增加，短路被清除。这样的程序在短电弧焊接系统是众所周知，在Ihde的专利6,617,549和Parks的专利4,866,247中有概括地描述。因此，Ihde的专利6,617,549中所描述的技术在此处也被引入作为
技术介绍
。本专利技术的优选实施方式是一种在焊接工业中熟知的标准交流脉冲焊接系统的改进。受让人的先前待处理的申请描述了具有本专利技术优选实施的用于高频开关电源的能量测试电路或者程序的标准脉冲焊接(直流和交流)，高频开关电源的类型为实施交流短路所使用的类型。尽管不必了解本专利技术或者实施本专利技术，在2005年4月11号提出的在先申请No.11/103,040(LEEE200548)此处引入作为参考。同样地引入2004年11月6号提出的美国申请No.10/959,587(LEEE200441)作为参考。本专利技术涉及一种有芯焊条和用于控制沉积特种有芯焊条的系统的熔化脉冲的短电弧焊接系统，所以不需要保护气体。该系统在脉冲和实际短路之间维持所需要的时间。这个时间是由包含短路和脉冲的所需要定时的反馈回路控制的，所以脉冲的球的尺寸变化，以维持一致的短路定时。这个工艺是其它的短电弧控制装置的实质改进，诸如在使用两个电源的Pijls的专利4,020,320中所描述的。第一电源维持不变尺寸的熔化脉冲，并且在短路和随后的清除脉冲之间有一个固定时间。在脉冲定时和熔化脉冲的参数之间没有反馈，如在本专利技术中所使用的。在熔化脉冲末端和短路事件之间维持所需要的时间。使用反馈回路的概念固定所需要的时间，改进了电弧稳定性。本专利技术适用于直流工艺，如在Pijls的专利4,020,320中所显示的，但是当使用交流短电弧焊接系统时，该专利技术是主要的优点。因此，Pijls的专利4,020,320引用在此作为表示直流短电弧系统的控制电路的
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供参考，其中在没有闭合回路的熔化脉冲的控制时，两个不相关的定时维持为常数。有芯焊条本专利技术涉及使用新型的焊剂芯焊条或者焊丝的新型焊接方法。电弧焊接的焊条或焊丝特别是用于焊接的有芯焊条的详细情况在以下美国专利中给出5,369,244、5,365,036、5,233,160、5,225,661、5,132,514、5,120,931、5,091,628、5,055,655、5,015,823、5,003,155、4,833,296、4,723,061、4,717,536、4,551,610和4,186,293，引用所有这些专利作为参考。而且引用2003年9月8日提交的、序号No.10/655,685(LEEE 200329)、2004年4月29日提交的、序号No.10/834,141(LEEE200408)、2004年11月6日提交的、序号No.10/959,587(LEEE200441)以及2005年11月31日提交的、序号No.11/263,064(LEEE200663)的先前申请作为背景但非现有技术供参考。
技术实现思路
依照本专利技术的第一个方面，它涉及该方法，短电弧波形的熔化脉冲由反馈回路交互地控制，但不是由固定熔化脉冲的常数值控制。通过交互地改变短电弧焊接系统中的熔化脉冲的参数维持在熔化脉冲末端和短路之间的时间。该系统优选为一种交流系统，但可以用于Pijls的专利4,020,320所概括描述类型的直流系统。使用具有由波形发生器控制的波形的单电源，有利于短电弧波形的新型控制，该波形发生器操作高开关速度变换器的脉宽调制器，如在Houston的专利6,472,634中所公开的。本专利技术的实施所获得的进步是使用两个单独电源的短电弧焊接的改进，如在现有技术中所显示的。依据本专利技术第一个方面的优选实施例，短电弧焊接系统是一种交流系统，其中熔化脉冲有一负极。为了维持恒定的熔化金属焊珠，有一种转变电源为低电平正电流的焦耳阈值开关，所以在行进的焊条末端的熔化金属形成球，然后与工件焊接熔池短路。该交流波形优选地由波形发生器控制，波形发生器控制该波形的各个电流段的外形，并且确定该波形段的极性。在现有技术中，焦耳阈值开关用来给熔化脉冲提供恒定的能量。依据本专利技术，有一个计时器，用来测量在熔化脉冲之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在行进的焊条和工件之间进行短电弧焊接工艺的焊接系统，所述焊条具有面对着所述工件的一端，所述系统包括： 具有控制器的电源，用于产生电流脉冲，该电流脉冲把能量引入所述焊条的所述端，以熔化所述端；和 低电流静止金属转移部分，在所述熔化焊条与所述工件短路期间，紧随在所述熔化脉冲的该端； 计时器，由于测量在所述脉冲的该端和所述短路之间的实际时间； 用于设置从所述脉冲到所述短路的需要的时间的装置； 基于在所述实际时间和所述需要时间之间的差产生校正信号的电路；以及 响应所述校正信号控制所述电流脉冲的给定参数的电路。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴德利K那拉亚男，鲁塞尔K迈尔斯，帕特里克T索尔蒂斯，
申请(专利权)人：林肯环球公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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