[发明专利]焊接系统热输入控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请案要求于2011年7月13日提交的、申请号为13/182,353、发明名称为“焊接系统热输入控制”的美国专利申请和2010年7月14日提交的、申请号为61/364,257、发明名称为“子弧焊接系统控制”的美国临时专利申请的优先权，这两个申请均以引用的方式并入本文。

背景技术

本发明主要涉及焊接系统，尤其涉及焊接系统的热输入控制系统及方法。

焊接工艺在各行各业中已普及，并适用于各种应用。例如，焊接工艺经常用作以下应用：如船舶制造、工业建筑和维修等。在此焊接工艺中，操作人员通常使用各种控制设备来控制焊接操作的一个或多个参数。例如，配备可用作用户界面的脚踏和手动控制装置以使操作员更改焊接工艺电流、电压、或任何其他必要参数。传统上，操作人员试图优化焊接性能时，可通过合适的界面更改一个或多个焊接变量并观察变量变化对焊接的影响。然而，通常这些焊接变量的变化可能会导致每单位距离传递到焊缝的热量发生变化，从而影响焊缝的机械性能，焊工可能难以识别这些受影响的机械性能。因此，需改善焊接系统以克服此缺陷。

发明内容

如下所述，焊接系统包括具有电源转换电路的焊接电源，电源转换电路产生适用于焊接操作的焊接电源输出。焊接电源可用于接收焊接操作所需的热输入水平及焊接变量水平的预期变化。所述焊接系统还包括通信耦合到焊接电源上的控制电路，该控制电路适于接收对所需热输入水平和焊接变量水平的预期变化进行编码所得到的数据，以确定适合于基本上维持所需热输入水平的第二焊接变量水平，并产生控制信号以控制焊接电源执行已确定的第二焊接变量水平。

如下所述，一种方法包括数据接收步骤，该步骤所接收的数据是对热输入值处在上限与下限之间的预期热输入范围进行编码所得到的数据，还可包括数据接收步骤，该步骤所接收的数据是对一组焊接变量中的第一焊接变量水平的预期变化进行编码所得到的数据。所述方法还包括确定一组焊接变量中的第二焊接变量水平的变化。第二焊接变量水平所确定的变化适用于维持焊接操作中热输入在预期的热输入范围内。

如进一步地描述，焊接系统包括具有电源转换电路和操作员界面的焊接电源，电源转换电路产生适用于焊接操作的焊接电源输出，操作员界面用于接收所需热输入水平和操作员对一组焊接变量中的焊接变量进行的调整。所述焊接系统还包括连接到焊接电源上的送丝器，其在所进给的焊丝上施加焊接电源输出。所述焊接系统还包括定位系统，用于使焊枪和工件相对于彼此定位。所述实施例还包括控制电路，用于接收对所需热输入水平及焊接变量的调整进行编码所得到的数据，以确定一组焊接变量中的第二焊接变量水平的变化，该变化使焊接操作热输入基本等于所需热输入水平，并产生控制信号以编码第二焊接变量所确定的变化。所产生的控制信号被传递到焊接电源、送丝器、定位系统或它们的组合上，以用于焊接操作。

附图说明

参考附图阅读以下具体实施例有利于更好地理解本发明的这些及其他特征、方面和优点，其中附图中相同字符表示相同部件：

图1为根据本发明实施例的具有热输入控制性能的示例性埋弧焊系统的功能组件图；

图2为根据本发明实施例的用于调整焊接操作中热输入的示例性方法的流程图；

图3的流程图示出了图2中方法的实施例，其用于调整恒定电流焊接操作中的热输入；以及

图4的流程图示出了可用于调整焊接操作中工件温度的实施例方法。

具体实施方式

如下详述，此处描述的为工件焊接操作时可控制焊缝热输入的焊接系统的实施例。此特征可能有利于自动或半自动焊接系统(如埋弧焊系统，其中通过颗粒状焊剂保护/隔离焊接区)，其中可更改整个焊接操作中的各种焊接变量水平。在这些系统中，通过手动或自动产生的指令更改第一焊接变量水平时，所提供的实施例可更改另一个焊接变量以维持每单位距离的热输入在所需水平或预设数值范围之内。为此，所披露的焊接系统的某些实施例可产生控制信号，并编码焊接变量变化，如电压、电流、送丝速度，和/或行进速度及其他变量。这些控制信号可传递到焊接系统设备中，如焊接电源、送丝器、和/或定位系统，进而调整焊缝热输入。