[发明专利]用于预热焊丝的系统、方法和设备

说明书

一种示例性焊接型系统包括：焊接型电源，其被配置为向焊接型电路提供焊接型电流，该焊接型电路包括焊接型电极和焊枪的第一接触末端；电极预热电路，其被配置为经由焊枪的第二接触末端提供流过焊接型电极的第一部分的预热电流；开关电路，其被配置为控制焊接型电源和第一接触末端之间的电流流动；以及预热控制电路，其被配置为控制开关电路以：选择性地将电流从焊接型电源引导到第二接触末端；以及选择性地将电流从电极预热电路转移到第一接触末端。

相关申请案

本国际专利申请要求2017年9月29日提交的标题为“用于预热焊丝的系统、方法和设备(Systems，Methods，and Apparatus to Preheat Welding Wire)”的美国专利申请序列号15/720,121的优先权。美国专利申请序列号15/720,121的全部内容通过引用方式并入本文中。

背景技术

焊接是在所有行业中越来越普遍的工艺。焊接就其本质来说仅仅是结合两件金属的一种方式。各种各样的焊接系统和焊接控制方案已经被实施用于各种目的。在连续焊接操作中，金属惰性气体(MIG)焊接和埋弧焊接(SAW)技术允许通过从焊枪馈送受惰性气体保护的焊丝来形成连续焊缝。这种送丝系统可用于其它焊接系统，诸如钨惰性气体(TIG)焊接。将电功率施加到焊丝并且通过工件补全电路以维持熔化电极丝和工件以形成期望焊接的焊弧。

虽然在许多应用中非常有效，但是这些焊接技术可基于焊接开始时电极是“冷”的还是“热”的而经历不同的初始焊接性能。通常，冷电极开始可被认为是电极末端和相邻金属处于环境温度或相对接近环境温度的开始。相比之下，热电极开始通常是其中电极末端和相邻金属的温度大幅度升高但低于电极丝熔点的那些电极开始。在一些应用中，相信当电极很热时有利于焊弧和焊接的发起。然而，现有技术并未提供被设计用于确保电极在发起焊接操作之前被加热的方案。

电极预热工艺已经取得了某些进展。例如，授予Peters的第2014/0021183 A1号美国专利公开案描述了一种具有接触末端的焊枪，该接触末端具有电隔离的上部和下部，每个部分提供聚集的焊接电流波形的一部分。类似地，第4,447,703、4,547,654和4,667,083号美国专利以及第WO/2005/030422号PCT公开案描述了使用双接触末端的各种预热技术。尽管存在前述情况，仍然需要改进的焊接策略，其允许以加热的电极丝来进行焊接发起以改进焊接性能。

发明内容

本发明涉及一种与焊枪一起使用的焊丝预热系统、方法和设备，更具体地，涉及一种使得能够使得连续供给的电极丝被预热以用于各种形式的电焊的焊枪。

根据第一方面，一种焊接系统包括：接触末端组件，其具有第一接触末端部分和第二接触末端部分，其中所述第一接触末端部分和所述第二接触末端部分彼此电隔离(除了通过在第一和第二接触末端部分之间延伸的电极丝)，并且在焊接操作期间，所述第一接触末端部分和所述第二接触末端部分中的每一个与同一电极丝电接触；第一电力供应器，其可操作地耦接到所述第一接触末端部分，所述第一电力供应器在所述焊接操作期间向所述第一接触末端部分提供焊接电流；以及可操作地耦接到所述第二接触末端部分的第二电力供应器，所述第二电力供应器在所述焊接操作期间提供预热电流，其中所述预热电流在所述第二接触末端部分处进入所述电极丝并且在所述第一接触末端部分处离开，并且其中所述焊接电流在所述焊接操作期间在所述第一接触末端部分处进入所述电极丝并且经由焊件处的焊弧离开。