[发明专利]自保护焊剂芯电弧焊接的焊条

说明书

本申请是申请日为2006年10月30日、申请号为200610142731.5、发明名称为“增效焊接系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电弧焊接工艺，更特别涉及一种改进的短电弧焊接系统、用自保护焊剂芯电弧焊(FCAW-S)焊条焊接的方法以及该焊条的组分。

背景技术

本发明涉及使用新型有芯焊条(cored electrode)的一种新型短电弧焊接方法。当新型焊接方法与新型焊剂芯焊条结合时，有增效的关系。作为整个发明的特征，结合焊剂芯焊条的新型工艺具有独立的优点。

短电弧焊接

短路电弧焊接系统、技术和相关的概念以及管道焊接方法和设备一般在以下的美国专利中阐述，这些专利的内容引用在此作为背景信息供参考：Parks的专利4,717,807；Parks的专利4,954,691；Parks的专利5,676,857；Stava的专利5,742,029；Stava的专利5,961,863；Parks的专利5,981,906；Nicholson的专利6,093,906；Stava的专利6,160,241；Stava的专利6,172,333；Nicholson的专利6,204,478；Stava的专利6,215,100；Houston的专利6,472,634以及Stava的专利6,501,049。

电源

电弧焊接领域在可消耗的行进的焊条和工件之间使用各种焊接工艺，该工件可以包括焊接在一起的两个或者两个以上的部件。本发明涉及短电弧焊接工艺，在电流脉冲期间，行进的焊条通过电弧热量被熔化，然后，由于表面张力作用在熔化的金属形成球之后，熔化的金属球通过短路作用转移到工件上。当行进的焊丝移动该球到与工件上的熔化的金属熔池接触时发生短路，该短路是由焊接电压的急降检测的。此后，短路断开，重复短电弧焊接工艺。本发明是短电弧焊接的一种改进，优选地使用一种电源来操作，其中焊接波形的形状是由波形发生器操作高开关速度变换器的脉宽调制器来控制的，正如受让人在以下几篇专利中所公开的，诸如Parks的专利4,866,247、Blankenship的专利5,278,390以及Houston的专利6,472,634所显示的，每个专利引用在此作为参考。这三个专利说明了实施本发明的优选实施例所采用的类型的高开关速度的电源，它们引用在此作为背景技术。波形发生器的波形作为状态表(state table)保存在存储器中，依照俄亥俄州克利夫兰市林肯电气公司(the Lincoln Electric Company of Cleveland，Ohio)所倡导的标准技术，选择该状态表和输出到该波形发生器。用于在波形发生器中产生波形轮廓的状态表的选择在几个现有技术专利中公开了，诸如先前提到的Blankenship的专利5,278,390。因此，在实施本发明中使用的电源现在是公知的并且构成为本发明中使用的背景技术。新型短电弧焊接系统的一个方面是使用一种电路来确定用于形成行进焊条的熔化金属球的熔化脉冲的总能量，如在Parks的专利4,866,247中所描述的。熔化脉冲的总能量是用瓦特计进行检测的，该瓦特计在整个熔化脉冲时间都有完整的输出信号。这项技术此处引入作为参考，因为它应用在本发明的一个方面。在短电弧焊接系统中短路已经产生之后，通过随后焊接电流的增加，短路被清除。这样的程序在短电弧焊接系统是众所周知，在Ihde的专利6,617,549和Parks的专利4,866,247中有概括地描述。因此，Ihde的专利6,617,549中所描述的技术在此处也被引入作为背景技术。本发明的优选实施方式是一种在焊接工业中熟知的标准交流脉冲焊接系统的改进。受让人的先前待处理的申请描述了具有本发明优选实施的用于高频开关电源的能量测试电路或者程序的标准脉冲焊接(直流和交流)，高频开关电源的类型为实施交流短路所使用的类型。尽管不必了解本发明或者实施本发明，在2005年4月11号提出的在先申请No.11/103,040(LEEE200548)此处引入作为参考。同样地引入2004年11月6号提出的美国申请No.10/959,587(LEEE200441)作为参考。