[发明专利]用于以AC波形脉冲焊接的设备和方法

说明书

优先权

本美国专利申请是2011年10月6日递交的、题为“用于控制脉冲弧焊系统减少飞溅的方法(METHOD TO CONTROL AN ARC WELDING SYSTEM TO REDUCE SPATTER)”的美国专利申请序列号13/267,153的部分继续申请，并且要求该美国专利申请序列号13/267,153的优先权，该美国专利申请序列号13/267,153的全部内容通过引用被并入本文，并且美国专利申请序列号13/267,153要求2010年10月22日递交的美国临时专利申请序列号61/405,895以及2010年11月12日递交的美国临时专利申请序列号61/413,007的优先权，该美国临时专利申请序列号61/405,895和美国临时专利申请序列号61/413,007公开的全部内容每篇通过引用被并入本文。

发明背景

发明领域

与本发明一致的装置、系统和方法涉及焊接，并且更具体地涉及用于以AC波形脉冲焊接的装置、系统和方法。

通过引用并入

本发明一般地涉及在美国专利No.6,215,100和No.7,304,269中的每篇所描述的一般类型的焊接系统中在飞溅和热量输入方面的改善，该美国专利No.6,215,100和No.7,304,269整个公开的全部内容通过引用被并入本文。

相关技术描述

在电弧焊接中，常见的焊接工艺为主要是在利用外保护气的情况下使用实心焊丝焊条的脉冲焊接。MIG焊接使用间隔的脉冲，该间隔的脉冲首先熔化推进的焊丝焊条的端部并且然后通过电弧使得熔融金属从焊丝的端部到达工件。在脉冲焊接工艺的每个脉冲周期期间转移(transfer)熔融金属的球状团。在特定脉冲周期期间，特别是在焊接焊条非常靠近工件操作的应用中，熔融金属在从推进的焊丝焊条被完全释放前与工件接触。这在推进的焊丝焊条和工件之间创建短接电路(short circuit)(又称短路(short))。符合期望的是，快速消除或清除短路来获得与适当的脉冲焊接相关联的一致性(consistency)。然而，清除短路将会导致生成不期望的飞溅。这样的飞溅导致焊接工艺的低效率并且可能会导致飞溅超过工件的熔融金属，该熔融金属随后可能不得不使用例如磨具来被移除。

通过将这样的途径与如参照附图在本申请其余内容中阐述的本发明的实施方案进行比较，本领域技术人员将清楚常规的、传统的以及已提出的途径的其他限制和缺点。

发明内容

本发明的目标是提供被改善的脉冲焊接设备和脉冲焊接的方法。这个目标根据权利要求1至8被解决。本发明的示例性实施方案是具有焊接功率转换器的脉冲焊接设备，所述焊接功率转换器输出具有多个焊接周期的焊接模型，其中所述周期中的每个具有第一部分、峰值脉冲部分和本底部分。功率转换器将焊接波形提供至焊条和至少一个工件来焊接所述至少一个工件。焊机还具有AC焊接模块，所述AC焊接模块将峰值脉冲部分和本底部分中的每个以第一极性提供至工件并且将第一部分以第二极性提供至工件，第二极性与第一极性相反。在焊接周期中的每个中，第一部分在峰值脉冲部分之前并且在本底部分之后出现。本发明的进一步的实施方案和/或特征从权利要求书、说明书和/或附图中是可推理的。

附图简要说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：

图1图示说明在焊接电流回路中包括开关模块的电弧焊接系统的示例性实施方案的框图；

图2图示说明图1的系统的部分的示例性实施方案的示意图，包括焊接电流回路中的开关模块；

图3图示说明图1和图2的开关模块的示例性实施方案的示意图；

图4图示说明用于使用图1的系统防止脉冲电弧焊接工艺中的飞溅的方法的第一示例性实施方案的流程；

图5图示说明根据图4的方法由未使用图1-3的开关模块的常规脉冲电弧焊接机产生的常规脉冲输出电流波形的实施例；

图6图示说明在具有系绳状连接部分(tethered connection)的自由飞行(free-flight)转移过程中使用高速视频技术发现的迸发(exploding)飞溅工艺；