[发明专利]用于确定电弧焊丝的工作特性的方法和系统

说明书

本发明涉及带有充填金属丝的电弧焊技术，更具体地说涉及用于测量或确定以线轴、卷轴、线圈或线盘出售类型的电弧焊丝的工作特性的一种方法和系统。

本发明对使用充填金属丝的电弧焊特别合适，这种充填金属丝是以线轴或卷轴提供的类型并用于自动或半自动电弧焊过程。的确，本发明对于带有以大线轴或卷轴销售的并用于机器人、自动焊接的充填金属丝的使用最适合，并且具体参照用于大量生产的这种具体类型的充填金属丝来描述本发明;但是，应该理解本发明具有更广的用途并能够用来预见和/或确定充填金属丝的质量以及预测充填金属丝的工作特性。对充填金属丝本发明使用预测的或间接的测试方法。

当采用用于大量产生重复焊缝的机器人焊接设备时，生产设备得到通常具有低含碳量并以大线轴或卷轴供给生产设备的充填金属丝。卷轴装到焊机上，该焊机已经设定为预选的焊丝供给速度、施加的电压值和其他工艺参数。在卷轴用完时，充填金属丝的更换卷轴装到该焊机上。在某些情况下，在第一卷轴上的焊丝末端拼接到在第二卷轴上的焊丝初始端。以这种方式，连续进行大量生产的重复焊接操作并经济地降低制造产品的成本。这种高生产率的电弧焊过程要求一致的充填金属丝，而且还为了装饰性目的，该充填金属丝在焊接过程中应该产生少量飞溅或没有飞溅。在电弧焊过程中，对于利用充填金属丝类型的大量生产的焊缝，一致性和少飞溅的要求是普遍的要求。如果充填金属丝不是一致的，则后来的金属丝卷轴要求焊机速度和电特性的重新调节。因此，如果充填金属丝每天每卷都不一致，则这种充填金属丝一般认为是不能接收的并且不会博得商业信誉。不仅金属丝从一卷轴到一卷轴必须是一致的，而且应该能够没有飞溅地焊接。在用于大量生产过程之前，有必要测试充填金属丝以保证一致性。

根据本发明，提供有用于预测给定卷轴的充填金属丝在电弧焊过程中将表现如何的方法和系统。在本发明的应用中，处理卷轴销售类型的充填金属丝。一种为充填金属丝确定的电压称为“飞溅电压”，该电压与金属丝的将来焊接特性有关并适合预测在自动或半自动电弧焊过程中利用充填金属丝所必需的电特性。已经发现，具有由本发明确定的一种特定飞溅电压的充填金属丝将在现场一致性地工作。因此，制造商在现场能够使用探测到的或确定的、用于充填金属丝的飞溅电压来测量金属丝的一致性。已经发现，当充填金属丝具有一种通过使用本发明而确定的飞溅电压时，它基本上与前一卷轴上的焊丝一样地工作。因此，使用本发明的目的是为了确定充填金属丝的电压敏感参数，该参数如果与先前的充填金属丝相同，则将指示出被试充填金属丝的一致工作性。此外，本发明适合确定，为使飞溅量最小而用于给定充填金属丝的最佳施加电压。因此，对于该飞溅电压，金属丝可以在预选的公差范围内制造。

根据本发明，提供了用于确定电弧焊充填金属丝的电压敏感参数，即“飞溅电压”的方法，该参数表示焊工感觉到的充填金属丝焊接特性。这种方法包括以下步骤：向工件供给充填金属丝;在充填金属丝与工件之间施加电压，借此通过电压敏感电弧焊过程在充填金属丝与工件之间产生焊接电弧，以熔化充填金属丝并把它沉积到工件上;逐渐改变施加电压，借此，电压程序经在喷射焊接与球状焊接之间的过渡区而转移;当施加的电压改变时探测金属丝与工件之间的实际电压;检测当实际电压降到低于选定的一个阈值电压时的每个次数、每个事件或每次发生;平均检测到的次数或事件数;探测当事件的平均检测数等于一个选定数时的施加电压;以及以表示焊接过程在喷射输送与球状输送之间的过渡区内的方式选择所述的选定数。

根据本发明的另一方面，提供有用于确定电弧焊充填金属丝的电压敏感参数-即飞溅电压-的系统，该参数表示焊工感觉到的充填金属丝的焊接特性。该系统包括用于完成本发明的上述方法方面的各个方法步骤而提供的装置。

当充填金属丝被装到卷轴上并置于焊机上时，操作者调节电压以产生要求的、他感觉是最佳的焊接特性。在实现这一目的时，当焊接者调节焊接操作中施加的电压时，他通常触发电弧并观察焊接操作。此外，作为受过训练的专家的焊工，倾听电弧的声音。当电弧的外观和电弧的声音被优化后，他就锁定机器的设定位置并开始焊接过程。使用这一程序建立自动的或半自动的焊接过程，像由自动机器使用的那样。通过使用本发明，焊工或焊接工程师不需要对每个卷轴进行机器调节。一个新卷轴装入机器中，并仍继续前面设定的焊接过程。因此，机器被设定在并锁在要求的操作特性处，且每个卷轴以相同方式进行。