[发明专利]启动和使用组合填充焊丝输送和电弧产生源的用于焊接的方法和系统

说明书

优先权：本申请是2011年8月17日递交的美国专利申请No.13/212,025的部分继续申请，并且要求所述美国专利申请No.13/212,025的优先权，所述美国专利申请No.13/212,025通过引用被全部并入本文，所述美国专利申请No.13/212,025是2009年1月13日递交的美国专利申请No.12/352,667的部分继续申请，所述美国专利申请No.12/352,667通过引用被全部并入本文。

技术领域

某些实施方案涉及填充焊丝熔覆应用以及焊接和接合应用。更具体地，某些实施方案涉及启动和使用组合填充焊丝输送和能量源系统的系统和方法，用于钎焊、熔敷(cladding)、堆焊(building up)、填充、表面硬化(hard-facing)熔覆、接合以及焊接应用中的任一个。

背景技术

传统的填充焊丝焊接方法(例如，气体保护钨极弧焊(GTAW)填充焊丝方法)提供增加的沉积率以及超过单独传统弧焊速度的焊接速度。引导焊炬的填充焊丝由单独的电源供应器来电阻加热(resistance-heated)。焊丝通过导电管被朝向工件输送并且延伸超过所述管。当延伸部分接近熔池时，延伸部分可以被电阻加热。钨电极可以被用于加热和熔化工件以形成焊接熔池。电源供应器提供电阻熔化(resistance-melt)填充焊丝所需的大部分能量。在某些情况下，焊丝输送可能会滑脱(slip)或出现故障(faulter)，并且焊丝中的电流可能导致在焊丝末端和工件之间产生电弧。这样的电弧的额外的热量可能会导致焊穿、飞溅以及差的表面质量。产生这样的电弧的风险在工艺开始时较高，其中焊丝初始地与工件接触很小部分(small point)。如果焊丝中的初始电流过高，该部分可能被烧掉，导致产生电弧。

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启动和使用组合填充焊丝输送器和能量源系统的系统和方法。本发明的第一实施方案包括启动和使用组合焊丝输送和能量源系统的方法，用于钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆、焊接以及接合应用中的任一个。所述方法包括通过电源在至少一个阻性填充焊丝和工件之间施加感测电压，以及将所述至少一个阻性填充焊丝的远侧端朝向所述工件送进。所述方法还包括感测何时所述至少一个阻性填充焊丝的所述远侧端第一次与所述工件接触。所述方法还包括响应于所述感测，在限定的时间间隔关闭到所述至少一个阻性填充焊丝的所述电源。所述方法还包括在所述限定的时间间隔结束时打开所述电源，以施加通过至少一个阻性填充焊丝的加热电流。所述方法还包括至少在施加所述加热电流的同时将来自高强度能量源的能量施加到所述工件，以加热所述工件。所述高强度能量源可以包括激光装置、等离子弧焊(PAW)装置、气体保护钨极弧焊(GTAW)装置、气体保护金属极弧焊(GMAW)装置、焊剂芯弧焊(FCAW)装置以及埋弧焊(SAW)装置中的至少一个。

从如下的说明书、权利要求书和附图，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被更加完整地理解。

附图简要描述

图1图示说明组合填充焊丝输送器和能量源系统的示例性实施方案的功能性示意方框图，所述系统用于钎焊、熔敷、堆焊、填充以及表面硬化熔覆应用中的任一个；

图2图示说明由图1的系统所使用的启动方法的实施方案的流程图；

图3图示说明由图1的系统所使用的启动之后的方法的实施方案的流程图；

图4图示说明与图3的启动之后的方法相关联的一对电压和电流波形的第一示例性实施方案；

图5图示说明与图3的启动之后的方法相关联的一对电压和电流波形的第二示例性实施方案；

图6和图6A图示说明被用来执行焊接操作的本发明的另外的示例性实施方案；

图7、图7A和图7B图示说明用本发明焊接的附加的示例性实施方案；

图8图示说明同时将接头的两侧接合的另外的示例性实施方案；

图9图示说明用本发明焊接的另一个示例性实施方案；

图10图示说明用多种激光器和焊丝焊接接头的本发明的另一个示例性实施方案；

图11A至图11C描绘与本发明的实施方案一起使用的导电嘴(contact tip)的示例性实施方案；