[发明专利]往复送丝焊接系统和方法

说明书

一种往复送丝系统(48)，包括：第一驱动辊(72)，该第一驱动辊包括第一组突起(92)，该第一组突起从第一驱动辊径向向外延伸并被配置成向着第一线性方向驱动焊丝(42)；以及第二驱动辊(74)，该第二驱动辊被设置成邻近于第一驱动辊，其中第二驱动辊包括第二组突起(92)，该第二组突起从第二驱动辊径向向外延伸并被配置成向着与第一线性方向相反的第二线性方向驱动焊丝，其中第一驱动辊(72)和第二驱动辊(74)不同时接触焊丝。

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年12月28日申请的名为“往复送丝焊接系统和方法(RECIPROCATING WIRE FEED WELDING SYSTEM AND METHOD)”的第62/271,983号美国临时专利申请的优先权与权益，所述美国临时专利申请全文以引用方式并入本文中。

背景技术

本公开总的来说涉及焊接系统，并且更具体地说涉及被配置成在焊丝与形成中的焊缝之间实现受控短路的往复送丝系统。

已出于各种目的实施广泛范围的焊接系统和焊接控制方案。在以消耗性电极进行的连续焊接工艺中，金属极气体保护电弧焊(GMAW)并且更具体来说金属极惰性气体保护电弧焊(MIG)或金属极活性气体保护电弧焊(MAG)技术(统称为GMAW)允许通过从焊炬进给由气体(通常是惰性气体或含有惰性试剂的气体或例如CO₂或氧气等活性气体)保护的焊丝电极而形成连续焊道。GMAW的一种变化是以在金属包层所围绕的内芯中含有助焊剂的消耗性电极进行的药芯焊丝电弧焊(FCAW)。在这些应用中，可在存在或不存在保护气体的情况下进行焊接。另一焊接工艺是埋弧焊(SAW)或简称为埋弧，其中通过固体粉末助焊剂代替气体来实现保护，并且将电弧埋在助焊剂层之下。另一焊接工艺使送丝从热源解耦，其中热源可以是激光、电子束、等离子体或TIG，并且焊丝(例如，消耗性电极)在进入(例如，熔敷)到由热源在工件上产生的熔融熔池中之前可以是冷的或“热的”(例如，预加热)。电力被施加到焊丝并且电路通过工件而完成以维持电弧，该电弧将焊丝和工件熔融来形成期望焊缝。

以消耗性电极进行的先进形式的焊接可基于在焊丝电极与由工件的熔融金属和焊丝电极形成的进行性焊接熔池之间的受控短路。一种控制短路行为的方法是经由电流调节或焊接电力供应器中的二次开关而在短路到电弧转变和电弧到短路转变期间降低焊接电流。

在其它应用中，受控短路可由往复送丝系统产生，该往复送丝系统被配置成使焊丝在进出进行性焊接熔池之间振荡。通过使焊丝在进出焊接熔池之间振荡，在焊丝的端部处的液体可被机械地浸到熔池中，并且在从熔池拔出焊丝时与焊丝分离，因此实现“受控短路”效果。通常，焊丝的机械运动缓慢。为了实现期望的较高熔敷速度和较快的焊接行进速度，焊丝必须在1000英寸/分钟以上以及100％占空比下100Hz以上的速率下双向移动。传统往复送丝系统使用双向马达，并且双向马达通常具有高转矩要求以克服马达、驱动辊和/或齿轮的惯性。双向马达可能对往复频率具有限制(这继而对送丝速度和行进速度以及生产率具有限制)，并且可能容易引起过热，和/或可能过大，这可导致焊接接头可达性问题。

发明内容

在一个实施例中，一种往复送丝系统包含：第一驱动辊，该第一驱动辊包括第一组突起，所述第一组突起从第一驱动辊径向向外延伸并被配置成向着第一线性方向驱动焊丝；以及第二驱动辊，所述第二驱动辊被设置成邻近于第一驱动辊，其中第二驱动辊包括第二组突起，所述第二组突起从第二驱动辊径向向外延伸并被配置成向着与第一方向相反的第二线性方向驱动焊丝，其中第一驱动辊和第二驱动辊不同时接触焊丝。

在另一实施例中，一种往复送丝系统包含：第一驱动辊，所述第一驱动辊被配置成接触焊丝；第二驱动辊，所述第二驱动辊被设置成在焊丝的同一侧上邻近于第一驱动辊，其中第二驱动辊被配置成接触焊丝；第一可膨胀辊，所述第一可膨胀辊相对于焊丝与第一驱动辊相对地设置；以及第二可膨胀辊，所述第二可膨胀辊相对于焊丝与第二驱动辊相对地设置，其中第一可膨胀辊被配置成电信号一经施加到第一可膨胀辊就径向膨胀，并且第二可膨胀辊被配置成电信号一经施加到第二可膨胀辊就径向膨胀。