用于确定电弧焊丝的工作特性的方法和系统技术方案

用于确定电弧焊金属丝的电压敏感参数的系统，该参数表示焊工感觉到的所述金属丝的焊接特性，所述系统包括：探测随施加电压被改变在金属丝与工件之间的实际电压的装置；用于检测所述实际电压降低到选择阈值电压以下的每个次数的装置；用于平均检测到的次数的装置；用于探测当平均的检测次数等于选择数时的施加电压值的装置；用于选择所述选择数的装置，使之具有表示所述焊接程序在过渡区域中的值。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有充填金属丝的电弧焊技术，更具体地说涉及用于测量或确定以线轴、卷轴、线圈或线盘出售类型的电弧焊丝的工作特性的一种方法和系统。本专利技术对使用充填金属丝的电弧焊特别合适，这种充填金属丝是以线轴或卷轴提供的类型并用于自动或半自动电弧焊过程。的确，本专利技术对于带有以大线轴或卷轴销售的并用于机器人、自动焊接的充填金属丝的使用最适合，并且具体参照用于大量生产的这种具体类型的充填金属丝来描述本专利技术;但是，应该理解本专利技术具有更广的用途并能够用来预见和/或确定充填金属丝的质量以及预测充填金属丝的工作特性。对充填金属丝本专利技术使用预测的或间接的测试方法。当采用用于大量产生重复焊缝的机器人焊接设备时，生产设备得到通常具有低含碳量并以大线轴或卷轴供给生产设备的充填金属丝。卷轴装到焊机上，该焊机已经设定为预选的焊丝供给速度、施加的电压值和其他工艺参数。在卷轴用完时，充填金属丝的更换卷轴装到该焊机上。在某些情况下，在第一卷轴上的焊丝末端拼接到在第二卷轴上的焊丝初始端。以这种方式，连续进行大量生产的重复焊接操作并经济地降低制造产品的成本。这种高生产率的电弧焊过程要求一致的充填金属丝，而且还为了装饰性目的，该充填金属丝在焊接过程中应该产生少量飞溅或没有飞溅。在电弧焊过程中，对于利用充填金属丝类型的大量生产的焊缝，一致性和少飞溅的要求是普遍的要求。如果充填金属丝不是一致的，则后来的金属丝卷轴要求焊机速度和电特性的重新调节。因此，如果充填金属丝每天每卷都不一致，则这种充填金属丝一般认为是不能接收的并且不会博得商业信誉。不仅金属丝从一卷轴到一卷轴必须是一致的，而且应该能够没有飞溅地焊接。在用于大量生产过程之前，有必要测试充填金属丝以保证一致性。根据本专利技术，提供有用于预测给定卷轴的充填金属丝在电弧焊过程中将表现如何的方法和系统。在本专利技术的应用中，处理卷轴销售类型的充填金属丝。一种为充填金属丝确定的电压称为“飞溅电压”，该电压与金属丝的将来焊接特性有关并适合预测在自动或半自动电弧焊过程中利用充填金属丝所必需的电特性。已经发现，具有由本专利技术确定的一种特定飞溅电压的充填金属丝将在现场一致性地工作。因此，制造商在现场能够使用探测到的或确定的、用于充填金属丝的飞溅电压来测量金属丝的一致性。已经发现，当充填金属丝具有一种通过使用本专利技术而确定的飞溅电压时，它基本上与前一卷轴上的焊丝一样地工作。因此，使用本专利技术的目的是为了确定充填金属丝的电压敏感参数，该参数如果与先前的充填金属丝相同，则将指示出被试充填金属丝的一致工作性。此外，本专利技术适合确定，为使飞溅量最小而用于给定充填金属丝的最佳施加电压。因此，对于该飞溅电压，金属丝可以在预选的公差范围内制造。根据本专利技术，提供了用于确定电弧焊充填金属丝的电压敏感参数，即“飞溅电压”的方法，该参数表示焊工感觉到的充填金属丝焊接特性。这种方法包括以下步骤向工件供给充填金属丝;在充填金属丝与工件之间施加电压，借此通过电压敏感电弧焊过程在充填金属丝与工件之间产生焊接电弧，以熔化充填金属丝并把它沉积到工件上;逐渐改变施加电压，借此，电压程序经在喷射焊接与球状焊接之间的过渡区而转移;当施加的电压改变时探测金属丝与工件之间的实际电压;检测当实际电压降到低于选定的一个阈值电压时的每个次数、每个事件或每次发生;平均检测到的次数或事件数;探测当事件的平均检测数等于一个选定数时的施加电压;以及以表示焊接过程在喷射输送与球状输送之间的过渡区内的方式选择所述的选定数。根据本专利技术的另一方面，提供有用于确定电弧焊充填金属丝的电压敏感参数-即飞溅电压-的系统，该参数表示焊工感觉到的充填金属丝的焊接特性。该系统包括用于完成本专利技术的上述方法方面的各个方法步骤而提供的装置。当充填金属丝被装到卷轴上并置于焊机上时，操作者调节电压以产生要求的、他感觉是最佳的焊接特性。在实现这一目的时，当焊接者调节焊接操作中施加的电压时，他通常触发电弧并观察焊接操作。此外，作为受过训练的专家的焊工，倾听电弧的声音。当电弧的外观和电弧的声音被优化后，他就锁定机器的设定位置并开始焊接过程。使用这一程序建立自动的或半自动的焊接过程，像由自动机器使用的那样。通过使用本专利技术，焊工或焊接工程师不需要对每个卷轴进行机器调节。一个新卷轴装入机器中，并仍继续前面设定的焊接过程。因此，机器被设定在并锁在要求的操作特性处，且每个卷轴以相同方式进行。本专利技术为给定的充填金属丝确定了一个电压，该电压指示充填金属丝的最终有用特性。此处称为“飞溅电压”的这一被确定的电压表示这样一种电压，在该电压下金属丝将具有使用充填金属丝的各个焊工在调节焊接过程时感觉到的特性。通过实施本专利技术而确定的电压可能不是个别焊工或实际使用金属丝的个别焊接过程使用的同一电压。本专利技术确定的是表示充填金属丝的后续操作的电压敏感参数，而不是为任何个别设定的目的向焊工传达的电压。但是，通过实施本专利技术而确定的电压，可以具有用于后续使用者的某一个值，但不打算传送工作特性，仅确定来自一个卷轴的金属丝是否与先前卷轴中的金属丝相同。作为第二个优点，对于一个具体卷轴引起低飞溅的电压从一个卷轴到另一个卷轴将具有相同的电压设定。因此，当焊工确定低飞溅的电压设定时，当他感觉到那种特性时，具有相同飞溅电压的金属丝在任何由操作者调节的电压下基本上具有相同的飞溅特性。总之，本专利技术的主要目的是提供用于确定电弧焊充填金属丝的电压敏感参数的方法和系统，该参数表示焊工感觉到的充填金属丝的焊接特性，以保证卷轴与卷轴间的一致性。本专利技术的另一目的在于提供一种方法和系统，如上面定义的那样，该方法和系统允许充填金属丝的制造者，生产出在给定焊接电压设定处能够使用并能产生一致焊接特性的充填金属丝。本专利技术的再一个目的在于提供一种方法和系统，如上面定义的那样，该方法和系统允许制造者保证生产出一致性的焊接金属丝，从而最终用户当使用后来的充填金属丝时不必连续地重新调节他的焊接设备。从以下结合附图的描述，将明白这些和其他目的及优点。附图说明图1是用于完成本专利技术最佳实施例的配置的示意方框图;图2A至2C是为说明本专利技术的目的表示电弧电压的逐渐下降的图;图3是电压曲线图，表示当实施本专利技术时电弧电压特性;图4A是曲线图，说明图4中所示方框图的操作特性;图5是进行的步骤和实现本专利技术最佳实施例而提供的装置的方框图;图6是方框图，进一步表示与图4和5中的方框图一起使用的本专利技术最佳实施例的几个方面;图7是曲线图，表示根据本专利技术采用如图4至6中示意表示的本专利技术最佳实施例而提供的绘图值;图7A是类似于图7一部分的部分曲线图，表示本专利技术最佳实施例的改进;及图8是类似于图7中所示的曲线图的曲线图，还包括本专利技术最佳实施例的进一步应用。现在参照附图，其中图示仅是为了说明本专利技术最佳实施例的目的，而不是为了限制本专利技术的目的。图1表示实施本专利技术的方法和系统的那种类型的测试装置10。这一测试装置是以计算机为基础的，用于完成在本专利技术最佳实施例中使用的运算;然而，能够用模拟的方法实现本专利技术。已经发现，本专利技术的模拟式实现(这种实现方法包括绘图概念和在面板10b中数字显示的飞溅电压读出，该曲线图在板10a中显示)需要几个小时和熟练的目视观察。当与计算机一起使用本专利技术的检测装置时，同一过程大约进行一分钟。为此原因，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定电弧焊丝的电压敏感参数的方法，该参数表示焊工感觉到的所述焊丝的焊接特性，所述方法包括的步骤为：（ａ）把所述焊丝供给一个工件；（ｂ）在所述焊丝与所述工件之间施加电压，借此通过电压敏感电弧焊过程在所述焊丝与所述工件之间产生焊接电 弧，以熔化所述焊丝并把所述焊丝沉积到所述工件上；（ｃ）逐渐改变所述施加的电压，从而所述焊接过程经过一个过渡区域、处于喷射与球状焊接之间；（ｄ）随着所述施加电压的改变，探测在焊丝与工件之间的实际电压；（ｅ）当每次所述实际电压降到一 个选定阈值电压以下时进行检测；（ｆ）平均检测到的次数；（ｇ）当平均的检测次数等于一个选定数时，测试施加的电压值；（ｈ）选择所述选定数，以便具有表示所述焊接过程在所述过渡区域中的值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿瑟克雷默，鲍里斯卡恩，
申请(专利权)人：林肯电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]