[发明专利]用于深槽焊接的设备及方法

说明书

技术领域

本披露一般地涉及焊接，且特定地涉及深槽焊接。

背景技术

气体保护金属极电弧焊接，包括金属极惰性气体保护(MIG)焊接，采用可消耗的丝极，在此也称为丝极、电源和用于将保护气体引导到焊接区的系统。丝极和保护气体通过与电源电连接的“焊枪”连续馈给到焊接区内。工件通过接地线连接，其与电源完成一个回路。丝极使用能够供应适当数量的电流以产生电弧的电源被保持在高于地的电势。当丝极触及工件时，形成电弧，其熔化工件和丝极的局部金属，形成熔池，其随后冷却以形成焊接件。保护气体保护熔池不受氧化且提供至少一个希望的电弧特性。

增加焊接速度的通常方式为增加丝极的馈给率，相应增加电流以熔化相应数量附加的丝极。然而，从电流的相应增加导致的过多的生热能够引起工件不希望的变形。MIG焊接使用两条丝，有时称为双丝焊接，也能够增加焊接速度，从而提高生产率。然而，由于与相邻磁场相互作用相关的电弧、金属传送的不稳定性，以及相应于每个丝极的电弧的能量的变化，使用单个常规电源，紧邻的双丝焊接不适于诸如深窄槽焊接的应用。提供丝极冷却和保护气体传输的过程要求的现有尝试已经导致与窄深槽，例如在蒸汽轮机部件生产中使用的那些不相容的双丝焊接焊枪。

因此，本领域中存在用于深槽焊接布置的克服这些缺陷的需要。

发明内容

本发明的一个实施例包括焊接设备。该焊接设备包括具有至少一个芯部的焊枪本体、从该至少一个芯部以一方向延伸的多个接触末端、和靠近多个接触末端布置的多个气体供应管，该多个气体供应管以大致类似于多个接触末端的方向延伸。

本发明的另一实施例包括使用焊接设备增加焊接速度的方法，该焊接设备具有带有至少一个芯部的焊枪本体、从该至少一个芯部以第一方向延伸的多个接触末端、和靠近多个接触末端布置的多个气体供应管，该气体供应管以大致类似于多个接触末端的方向延伸。该方法包括将多个接触末端的至少一个定义为前接触末端，且将多个接触末端的至少另一个定义为后接触末端，以第二方向移动焊接设备，以及将前接触末端和后接触末端的至少一个独立于另一个控制以增加焊接速度。

这些和其他优势和特征从结合附图提供的本发明的优选实施例的以下详细说明更容易理解。

附图说明

参见示范性附图，其中相同的元件在附图中被类似标记：

图1描绘根据本发明实施例的焊接焊枪(welding torch)的顶透视分解部件图；

图2描绘根据本发明实施例的焊枪的末端的透视图；和

图3描绘根据本发明实施例的包括焊枪的工具布置的示意性侧视图。

具体实施方式

本发明的一个实施例将提供用于使用馈给到焊接材料的共同熔池中的两个丝极的窄槽MIG焊接的焊枪和过程。与当前使用的单个丝极MIG焊接系统相比，焊枪能够在窄槽中操作以减少需要的焊接时间。在实施例中，由于更高的焊接速度和丝极的更高的沉积率，该过程利于改进的焊接生产率。在一个实施例中，每个丝极连接到它自己的电源以能够独立调节焊接电压、电流水平和焊接功率传输波形，例如连续或脉冲调制的功率传输波形。

在一个实施例中，沉积的金属的成分能够通过独立地变动丝极直径、合金含量、和两个分开的接触末端的每个的馈给率的至少一个而被定制，以得到改进的冶金和机械特性。两个丝极的使用将减少需要的焊道数量，且通过最小化除渣数量且减少夹渣的机会而改进生产率和焊接质量。此外，热输入参数的增强的控制能减少尺寸变形。

现在参见图1，描绘双丝焊接焊枪100的实施例的顶透视分解部件图，在此也称为焊枪，其对于窄槽焊接具有特别的实用性。焊枪100包括安装板105、焊枪本体110、一对可消耗的丝125通过其馈给的两个接触末端115、120、和多个气体供应管130、135。在一个实施例中，焊枪本体110包括至少一个头组件140，在此也称为芯部。该至少一个芯部140包括水冷却套以移除由焊接产生的热，从而防止两个接触末端115、120的熔化。两个接触末端115、120从至少一个芯部140以方向线97指示的方向向前延伸。在一个实施例中，焊枪100包括两个气体供应管130、135。

尽管实施例已经描述为具有两个接触末端115、120，应当理解的是，本发明的范围并不如此限制，且本发明也应用于具有多个接触末端115、120的焊枪100，例如三个、四个或更多。