[发明专利]减少了变形的混合式感应加热/焊接组件

说明书

通过感应加热头将感应加热添加到金属加工工艺，例如，焊接工艺。感应加热头专门针对此用途来调整，并且包含引导并施加感应能量的一个或更多个线圈36、保护结构等。可通过从感应加热头施加热来提高焊接工艺的生产率。所述加热是来自焊接电弧50的热以外的加热，并且可促进将焊丝电极材料施加到窄的凹槽和间隙中，并且使工艺较适于使用焊丝、保护气体、助焊剂材料等的某些组成。此外，除焊接电弧源之外还通过施加感应加热能量来减少变形和应力。

相关申请的交叉引用

本申请主张以下专利申请的优先权和权益：2014年10月14日提交申请的名为“利用感应加热实现的焊接变形减少(WELDING DISTORTION REDUCTION UTILIZING INDUCTIONHEATING)”的第62/063,678号美国临时专利申请；2014年10月14日提交申请的名为“利用感应加热实现的焊接生产率提高(WELDING PRODUCTIVITY IMPROVEMENT UTILIZINGINDUCTION HEATING)”的第62/063,688号美国临时专利申请；以及2014年10月14日提交申请的名为“金属加工感应加热头配置(METAL WORKING INDUCTION HEATING HEADCONFIGURATIONS)”的第62/063,698号美国临时专利申请，其中的每一件专利申请的全部内容出于所有目的以引用方式并入本文中。

背景技术

本公开大体上涉及焊接系统和工艺的领域，并且更明确地说，涉及将感应加热用作额外加热能量源的焊接系统和工艺。

生产率在任何制造操作中都是极其重要的。在许多制造操作中，工件的焊接是生产高质量组件的重要且必要的部分。已使用并且正在研发许多焊接系统，包含熔化极气体保护电弧焊(GMAW)、钨极气体保护电弧焊(GTAW)、保护金属极电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)等。并且可依赖于例如将结合的部件、材料的尺寸和厚度、期望的最终组件和所使用的材料等因素来使用所有这些焊接系统。

在一些情形下，已提出结合焊接系统而利用辅助热源，例如，感应加热。这些工艺有时被称为“混合式感应焊接”工艺。相比例如单独电弧焊等工艺，混合式感应焊接可在较高速度下，通过较少的焊接前预备工作，并使用较少耗材来产生焊缝。此外，辅助加热可改变焊缝的冷却速率，这可提高完工焊缝的质量。材料熔融以便形成焊接接头的所有熔焊工艺包括某一形式的热的施加或产生。混合式感应焊接工艺从感应加热头或源增加热量，这会提高生产率。但过多热量的增加可能是有害的——一些合金对温度敏感，并且较高温度或较大加热区域可对焊缝或邻近于焊缝的热作用区的质量和性质有害。增加的热可导致增加的变形，从而导致必须在焊接之后平直化或需要焊接后进行额外处理的焊缝。

这些混合式感应焊接工艺仍然需要改进，然而，特别需要解决现有系统中的这些缺陷。

发明内容

本公开阐述金属加工系统和工艺的实施例，例如，通过使用感应加热来提高性能和效率的焊接系统和工艺。在某些实施例中，可通过一起使用感应加热和焊接电弧加热来控制并减少应力和变形。感应加热头、线圈的某些新颖布置和配置可有助于上述提高。此外，可由于通过焊接电弧和感应加热源而进行的加热的组合来使用唯一的气体制剂、气体与焊丝组合物等。

附图简单说明

当参照附图阅读具体实施方式时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中，相同附图标记表示相同部分，其中：

图1是示范性焊接系统的框图，其中所述示范性焊接系统包含被配置成在焊接工艺之前提高焊接位置的温度的感应加热系统；

图2是图示根据本公开的方面的图1的焊接系统和感应加热系统的示范性功能部件的框图；

图3是图示根据本公开的方面的图1的感应加热系统的示范性功能部件的框图；