[发明专利]焊丝馈送限制器

说明书

一种优选地用于焊接，被覆或者增材制造装置的焊丝输送机构，其带有可与电机连接的滑动离合机构。

技术领域

本发明总地涉及送丝器。更具体地来说，本发明涉及在金属加工应用(比如焊接，被覆和增材制造应用)中使用的送丝器。

背景技术

送丝器被使用在各种焊接或被覆应用中以将焊丝馈送到焊接或者被覆点。这些焊丝可被称为填充焊丝、增材焊丝或者自耗焊丝。

热丝焊接/被覆是金属填充焊丝通常通过使电流穿过其中而通常电阻性地加热到软化状态或塑性状态的过程。这减小了被施加所加热的焊丝的工件的基底金属所需的来自另一高功率能量源源的额外热量。有利地，加热焊丝使其去除水分，所以当它进入焊接/被覆熔池时没有气孔，是干净的，并且其质量要远好于冷丝。焊丝通常是在比如激光或者等离子体等高功率能量源的前面或者后面馈送，其中高功率能量源进一步使焊丝材料或者使焊丝材料和工件的金属基底一起熔化以产生焊缝或被覆。在TIG焊中，焊丝被馈送给TIG电弧。

在电弧焊工艺中，比如气体保护金属极电弧焊或者药芯焊丝电弧焊中，焊丝被用来产生焊接。在焊丝与工件基底金属之间所产生的电弧被用来熔融工件的一部分，来形成熔池，熔池在固化后产生焊接。

在这两种情况下，焊丝都被馈送到或者接近熔池。以此方式，当工件相对焊接装置被移动(或者通过移动工件，或者通过移动焊接设备)时，熔池能够被维持来产生连续的焊接或者被覆层。

在热丝焊接中，送丝的启动被非常精确地定序以在所述过程可稳定和处于稳态之前防止起弧或焊丝的过度馈送。通常地，首先，焊丝启动送丝。第二，焊丝接触工件。第三，加热能量(比如，被施加通过具有电阻的焊丝的电流)被应用于焊丝。第四，焊丝在焊接/被覆点(即焊接/被覆熔池)处加热至塑性/半液相。第五，在稳定状态下进行焊丝的馈送和持续的高功率能量加热。

热丝焊接的使用，比如惰性气体钨极焊，变得更加局部化和行业相关化。例如，热丝TIG被广泛地使用在交通和发电行业中。它在造船业以及大型发电厂涡轮轴的改造中大量应用。热丝TIG还用于被覆极大阀体焊缝(例如，石油行业的阀体焊缝)，其中焊机以高性能合金来被覆阀体焊缝的内侧。

此外，送丝器能够被施用在增材制造(有时被称为3D打印)中。在增材制造中，焊丝被熔融来制成三维物体。为此，被熔融的焊丝的接连的层在电脑的控制下被铺设。这些物体几乎能够是任何形状或者几何结构，并且能够从3D模型或者其他电子数据源中被制造。

发明内容

焊丝的过度馈送在许多应用中会成为问题，特别是在焊接和被覆应用中。在一些应用中，如果焊丝馈送被限制在焊接区域附近的话，焊丝能够弯曲和盘绕或者聚成一团并且形成所谓的鸟巢。在电弧焊中，焊丝能够接触焊接点，并且粘住接触焊接接触尖端。这被称为″烧接″。进一步地，焊丝能够融合工件，且焊丝的连续馈送也将致使焊丝聚成一团并形成鸟巢。

图1中，立体图中示出了焊丝已经被过度馈送的送丝器。焊丝100，被由上部轮102和下部轮104组成的一对轮摩擦地接合，以相对于轮被输送。在此图中，焊丝100被从左边输送到右边。焊丝100被馈送至喷嘴或者焊枪106，碰喷或焊枪106只被部分展现。在图1中，焊丝100遇到障碍，在到达枪106之前弯曲，并且形成线圈或鸟巢108。

本发明描述了一个或多个涉及送丝器的扭矩限制器或滑动离合机构的发明。这样的机构用于减少或终止焊丝馈送，以响应于送丝器输送的焊丝遇到超过阈值的阻力。在热丝焊接中，这使得焊丝馈送暂时停止或者变慢，直到焊丝再次变软至不再超过设定的扭矩水平。在热丝焊或者电弧焊中，它能够避免焊丝的卷绕或聚成一团以及形成鸟巢。