[发明专利]用于统计分析焊接作业的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2010年1月7日提出的名称为“采用实时统计分析焊接工艺参数的焊接系统的优化设置”的第61/293,070号美国临时专利申请以及2010年12月17日提出的名称为“用于统计分析焊接作业的系统和方法”的第12/971,881号美国专利申请的优先权，上述申请在此通过引用的方式并入本文。

背景技术

本发明大体上涉及焊接系统，更具体地说，是涉及用于统计分析焊接作业的系统和方法。

焊接已成为各行各业普遍采用的工艺。例如，焊接经常应用于例如造船、飞机维修、建筑等领域。在这些焊接过程中，通常提供各种控件以使操作员能够控制焊接作业的一项或多项参数。例如，焊接系统可以设有用户控件和输入口以实现例如焊接工艺、填充金属或焊条、保护气体、金属厚度、移动速度、电弧力、电感、热引弧、下垂等参数的设置和控制。这些控件使得熟练的焊工能够根据焊条类型、保护气体类型、焊接工艺、金属厚度、焊接条件等因素来设置和调整焊接系统使之按照所需的方式运行。

通常，焊接系统控件的调整和设置要求焊接操作员掌握关于如何在焊接作业过程中正确地设置和调整控件的知识和技能。不当的调整控件会对焊接作业产生不良影响，从而导致例如飞溅增加、焊道形状或焊透不良等副作用，给操作员启动并维持电弧带来困难。不幸的是，有些焊接操作员可能没有必须的技能来正确地调整焊接系统的一个或多个控件。因此，需要能够克服上述缺点的改进过的焊接系统。

发明内容

在示范性实施方式中，焊接系统包括焊接电源，所述焊接电源包含电源转换电路，所述电源转换电路适于接收主电源并将主电源转换成在焊接作业中使用的焊接电源输出。焊接系统还包括控件，所述控件与焊接电源通信地连接并且适于确定至少一个焊接工艺参数的统计特征和利用所述统计特征来确定焊接作业中焊条类型、焊条直径及保护气体类型中的至少某一项。

在另一个实施方式中，控制焊接电源的方法包括初始化焊接作业的一项或多项默认设置，在焊条和工件之间接通焊接电弧，监控焊接作业中所产生的电流波形和电压波形中的至少一项。该方法还包括在焊接作业中根据至少一个电流和/或电压波形来确定焊接作业的统计特征，以及根据统计特征来确定焊接作业中一项或多项所需设置。

在另一个实施方式中，焊接电源控制器适于检测焊接工艺的启动，初始化一项或多项焊接工艺参数的默认设置，对一个或多个焊接参数波形进行统计分析，以及根据所完成的统计分析来确定焊接工艺中正在使用的焊条类型。

附图说明

结合附图参阅以下详细说明有助于更好地理解本发明的上述及其他特征、方面和优势，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1阐明了一个与本发明的实施方式相一致的包括焊接电源和内置控制器的示范性焊接系统；

图2所示的流程图阐明了一种与本发明的实施方式相一致的示范性控制方法，可通过图1中的控制器来应用所述示范性控制方法以控制焊接工艺；

图3A阐明了与本发明的实施方式相一致的用于第一焊条类型保护金属电弧焊工艺的示范性电流-时间曲线图；

图3B阐明了与本发明的实施方式相一致的用于第一焊条类型保护金属电弧焊工艺的示范性电压-时间曲线图；

图4A阐明了与本发明的实施方式相一致的用于示范性焊接作业的示范性电流-时间曲线图；

图4B阐明了与本发明的实施方式相一致的用于示范性焊接作业的示范性逻辑信号-时间曲线图；

图4C阐明了与本发明的实施方式相一致的用于示范性焊接作业的示范性电压-时间曲线图；

图5阐明了与本发明的实施方式相一致的针对不同直径和不同类型焊条的示范性统计所确定的平均短路持续时间-焊接电流曲线图；

图6阐明了本发明的实施方式相一致的一种示范性方法，可以通过控制器来应用所述示范性以检测焊接作业所使用的焊条类型和设置适于与已定焊条类型相配合使用的一项或多项参数；

图7阐明了根据图6所示方法进行控制时在一个示范性焊接作业中产生的电流-时间曲线图的一种实施方式；

图8阐明了一种方法的实施方式，可以通过本文所公开的控制器来应用所述方法以统计确定正在使用的焊条类型和将已定的焊条类型和预设的焊条类型进行比较；

图9阐明了一种方法的实施方式，可以通过一个焊接控制器的实施方式来应用所述方法以在进行GMAW或FCAW焊接作业时对GMAW或FCAW焊接作业进行一次或多次统计测定；