[发明专利]具有使用感应加热头加热和/或冷却的金属加热和加工系统及方法

说明书

用被联接到感应加热和控制系统(24)的一个或多个感应加热线圈(16)加热工件(12)。加热是与金属加工操作(例如焊接)结合地完成。加热可在焊接之前进行以去除涂层及其类似物，在焊接之后进行以施用包覆层及其类似物，进行加热可允许改善的焊珠孔隙率等。感应加热头(16)被置于焊枪(14)的前方或后方，并且与焊枪一起或独立于焊枪被移动。一个或多个感应加热头(16)被放置于将被焊接的管道内，比如，在焊接过程中保持管道的内部管道夹具之上，之内或附近。

背景技术

本发明总体上涉及金属加工系统，例如焊接系统，并涉及在这种系统中加热，以例如去除涂层、施加包覆层和其它涂层、允许孔隙度的改善等。

许多焊接和其它金属加工系统是已知的并且目前正在使用中。在一些应用中，在已经被上了油漆，涂层，包覆层，或在如不做一些预处理则表面不适合的工件上进行焊接。这可能需要在金属处理(例如，焊接)前去除表层材料。在其它应用中，在焊接或金属加工后施加包覆层或其它表面层可能是有益的。而在其它应用中，在加工前或加工后对金属工作表面加热可能是有益的，尤其是与焊接操作结合的加工。

本领域内需要可与这些应用中的一个或多个应用相适应的改进技术。

简要说明

本发明既提供了系统又提供了系统，它们被设计成应对这种需求。它们可以包括各种类型的焊接系统以及通过流过感应头的交流电流加热工件的感应加热系统。在一个实施方式中，金属加工和加热系统包括：在操作中在工件上进行焊接操作的焊枪，和被设置成与焊枪相邻并操作中感应工件的加热以控制工件的加热和/或冷却的感应加热头。调节对焊接操作的功率输入的焊接功率控制系统，和调节对感应头的功率输入的感应功率控制系统。

在一个具体的实施例中，金属加工和加热系统包括在操作中在工件上进行焊接操作的焊枪，和被设置成与焊枪相邻并在操作中感应工件加热以控制工件的加热和/或冷却的感应加热头。焊接功率控制系统调节对焊接操作的功率输入，感应功率控制系统调节对感应头的功率输入，并且协调控制系统协调焊接功率控制系统和感应功率控制系统的操作，协调控制系统和/或焊接功率控制系统通过控制对焊接操作的功率输入来实施所期望的焊接过程。

根据本公开的另一个方面，金属加工和加热方法包括通过对焊枪施加功率在工件上进行焊接操作，通过对设置成与焊枪相邻的感应加热头施加功率进行来加热和/或冷却工件，并通过调节对焊枪和感应加热头的功率输入来协调焊接功率控制系统和感应功率控制系统的操作。

附图说明

当阅读参考以下详细描述的说明书和附随的附图时，本发明的这些和其他特征，方面和优点将变得更好理解，在贯穿整个附图中，相同的附图标记代表相似的部分，其中：

图1是其中焊接系统与感应加热系统被结合使用以在焊接之前去除表面材料的示例性系统的示意图；

图2是其中感应头的移动至少部分地独立于焊枪移动的类似示例性系统的示意图；

图3是金属加工操作之前去除表面材料的示例性感应系统的示意图；

图4是利用在焊枪之后的感应加热头的示例性系统的示意图；

图5是利用焊枪内的感应头或线圈的示例性系统的示意图；

图6是利用感应加热与脉冲焊接过程的协调控制的示例性系统的示意图；

图7是其中感应头在内管夹具附近是可移动的示例性管道焊接系统的示意图；

图8是其中多个感应头被设置成与内管夹具相邻的示例性管道焊接系统的示意图；

图9a和9b是焊接后可施加包覆层或其它材料和/或在焊接后可允许加热以提高焊接质量的示例性系统的示意图；

图10a和10b是用于施加感应加热到金属加工应用侧以控制工件的变形和其它方面的示例性系统的示意图；