[发明专利]用于焊接的焊接设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的焊接设备和一种根据权利要求19的前序部分所述的焊接方法。尤其，本发明涉及一种用于执行双焊丝焊接的焊接设备，其中至少两个消耗性电极连接至单个电源。至少两个消耗性电极连接至将相同电势提供至所述至少两个消耗性电极的输出。本发明还涉及一种用于这样的双焊丝焊接设备的双焊丝焊接方法。

发明背景

正持续开发用于在维持或改善的焊接质量下实现更高沉积速率的焊接方法和焊接设备。一种增加沉积速率的方法是在单个焊接熔池中使用单个焊接工艺中操作的多个电极。单个焊接熔池中的多个焊接电极的使用要求电极被定位成紧密接近于彼此。但是，电极的紧密配置导致由每个电极产生的磁场之间的相互作用。这导致失真的焊接结果。

用于在单个焊接工艺中使用多个焊接电极的两个不同方法是已知的、串联和双焊接。

在串联焊接中，经由单独电源对每个电极供电。因为促进电源供应器至每个电极的控制，所以在许多应用中，串联焊接是有利的。在串联焊接中，可以通过将相移焊接电流供应至电极来减少电极之间的磁干扰。这可以通过常规的Scott耦接电源或通过复杂电源（诸如，例如高频率变流器）的使用来完成。

因为串联焊接要求两个单独电源的存在，所以串联焊接设备趋向于较昂贵且体积较大。因此，对于一些应用（诸如，受限空间中的焊接），双焊接可以是更好的或只是可行性解决方案。

相比之下，在双焊接中，单独电源用于将焊接电流馈送至电极。

双焊接方法的优点是对于给定量电力输入，可增加沉积速率。在双焊接方法中，多于一个电极的使用允许电极直径的减少，这继而增加每个电极的电流密度。增加的电流密度允许电极的增加的预热，因此可以在至焊接熔池的较小传热下维持较高沉积速率。

在（诸如，例如）DE2107617中公开的早期双机器中，通过配置将被应用的馈电电流整流来实现双焊接工艺使得对一个弧供应正半波电流且对另一个弧供应负半波电流。这样的配置导致电极之间的剧烈的相互作用。为了减少关于相互作用的问题，电极必须被定位成彼此相隔较大距离，这导致难以允许两个电极在相同焊接熔池中操作。如果发生针对每个电极的焊接工艺的分开，那么将使焊接工艺退化。

为了允许电极的更紧密的定位以确保两个电极可以在相同焊接熔池中操作，已建议通过确保两个焊丝呈现相同电势的共同导电接触元件供应双焊丝。这个类型的双焊丝焊接配置的实例公开于US5155330中。

即使通过共同导电接触元件馈送消耗性电极以确保两个焊丝呈现相同电势的双焊接方法已被证明有利于气体保护金属极弧焊方法和潜弧焊接方法两者，但是可期望进一步改善以改善焊接质量以及增加焊接工艺中的沉积速率。

发明概要

因此，本发明的一个目的是提供一种双焊丝焊接设备，其中至少两个消耗性电极连接至提供相同电势的单个输出，所述双焊丝焊接设备使得能够改进焊接质量且增加沉积速率。这个目的通过根据权利要求1所述的双焊丝焊接设备实现。

本发明的另一个目的是提供一种双焊丝焊接方法，其中至少两个消耗性电极连接至提供相同电势的单个输出，所述双焊丝焊接方法使得能够改进焊接质量且增加沉积速率。这个目的通过根据权利要求19所述的双焊丝焊接方法实现。

本发明的双焊丝焊接设备包括用于将第一消耗性电极朝着焊接熔池导向且将焊接电流传送至所述第一消耗性电极的第一导电管，用于将第二消耗性电极朝着所述焊接熔池导向且将焊接电流传送至所述第二消耗性电极的第二导电管。双焊丝焊接设备可以包括用于使得双焊接具有多个两个消耗性电极的多于两个导电管。第一和第二导电管可以作为导电嘴中的两个平行导管形成于单个导电嘴中，其中使消耗性电极强制通过以实现电源与消耗性电极之间的接触。更好的平行导电管的配置可以布置于单个导电嘴中或者布置于单独导电嘴中。单个导电嘴中具有多于一个导电管的配置有利于近距离下的消耗性电极的平行配置，而用于容纳导电管的单独导电嘴的使用有利于在相对于彼此的角下的导电管的配置。

针对单独导电嘴，预期导电嘴并不形成为包含所有导电管的单片导电结构。相反，提供每个容纳单个导电管的多个单独导电嘴。假若使用单独导电嘴，那么其被电连接以当连接至单个电源时使得所有消耗性电极呈现相同电势。电连接可以在导电嘴，在电源或导电嘴与电源之间的任何地方提供。

单个电源连接至所述第一和第二导电管。这可以通过适当的导体（诸如电缆）连接电源供应器与导电管来实现。因此，焊接电流将经由导电管从电源分布至各自消耗性电极。