[发明专利]在焊接操作中具有热量输入控制的电弧焊接电源供应器以及控制电弧焊接系统的方法

说明书

优先权：本申请要求美国临时专利申请No.61/723,758和美国专利申请13/792,665的优先权，所述美国临时专利申请No.61/723,758和美国专利申请13/792,665的全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

本发明涉及用于焊接的系统和方法。更具体地，本主题的发明涉及控制焊接时的热量输入的系统和方法。再更具体地，本发明涉及电弧焊接电源供应器、电弧焊接系统以及控制电弧焊接系统的方法。

背景技术

当进行电弧焊接时，控制焊接期间的热量输入是合乎期望的。焊接电弧产生非常高的量的热量，该热量可以显著地增加焊接区周围的工件的温度。在焊接区之外，这种温度上的增加可能是不利的，因为它可以不利地影响工件的材料性能以及引起扭曲等等。对于控制工件的温度的努力包括将外部冷却施加到工件或者改变焊接工艺。然而，这些方法可能是复杂的并且提供有限的结果。

通过将常规的、传统的以及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施方案相比，对本领域技术人员来说这样的手段的进一步的局限性和缺点将会变得明显。

发明内容

本发明的实施方案包括用于电弧焊接的系统和方法，其中期望的热量输入通过调整焊接波形的电极负部分的各种参数以及焊接工艺的其他方面被保持。在一些示例性实施方案中，只有焊接波形的电极负部分被调整来得到波形平衡，所述波形平衡保持期望的电弧长度和/或电压，而同时最小化到焊缝中的热量输入并且保持电弧稳定。

在示例性实施方案中，系统包括电弧焊接电源供应器，所述电弧焊接电源供应器被配置来将焊接波形输出到焊炬。所述焊接电源供应器包括产生焊接波形的波形发生器。所述电源供应器还包括控制器，所述控制器基于期望的焊接温度和检测到的焊接温度之间的比较来控制所述焊接波形。最优化通过调整功率比和持续时间比中的至少一个被执行。所述功率比是所述焊接波形的负部分的功率与所述焊接波形的正部分的功率的比，并且所述持续时间比是所述焊接波形的负部分的持续时间与所述焊接波形的正部分的持续时间的比。所述期望的焊接温度是温度设定点和温度范围中的一个。

在另一个示例性实施方案中，控制电弧焊接系统的方法包括提供焊炬、产生焊接波形以及将所述焊接波形传输到所述焊炬。所述方法还包括基于期望的焊接温度和检测到的焊接温度之间的比较来控制所述焊接波形。最优化通过调整功率比和持续时间比中的至少一个被执行。所述功率比是所述焊接波形的负部分的功率与所述焊接波形的正部分的功率的比，并且所述持续时间比是所述焊接波形的负部分的持续时间与所述焊接波形的正部分的持续时间的比。所述期望的焊接温度是温度设定点和温度范围中的一个。

所要求保护的本发明的这些和其他特点以及图示说明的本发明的实施方案的细节将会在如下的说明书、权利要求书和附图中被更加完整地公开并且将会从如下的说明书、权利要求书和附图被更加完整地理解。

附图简要说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：

图1是根据本发明的示例性实施方案的焊接系统的图示表征；

图2是用于本发明的实施方案的焊接波形的图示表征；

图3是用于本发明的实施方案的另一个焊接波形的图示表征；

图4A和图4B是可以与本发明的实施方案一起使用的各种控制方法的绘图表征；以及

图5是本发明的另一个示例性实施方案的图示表征。

详细描述

现在将在下面通过参照所附的附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考编号在通篇中涉及相似的要素。

图1是根据本发明的示例性实施方案的焊接系统100的图示说明性实施方案。焊接系统包括焊接电源供应器110，所述焊接电源供应器110通过焊条(electrode)E将焊接波形递送到焊炬130和工件W以产生焊接电弧A。焊条E经由焊丝送进器150递送以进行焊接操作。焊丝送进器150可以是这样的任何已知的构造，即它能够将焊条E递送到焊缝，并且，在一些实施方案中，焊丝送进器150可以基于来自电源供应器110的信号来调整焊条E的焊丝送进速度——这将在下面被更详细地讨论。