[发明专利]具有用于感测指示焊接耗材直径的参数的传感器的焊接系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及焊接系统，包括焊机和焊炬。具体地，本发明涉及用于检测在焊接操作中使用的焊接材料的直径并自动设定合适的焊接参数的系统和方法。

背景技术

焊接系统在整个行业中实际上已变得无处不在。这种系统当前被用于包括制造业，厂房建设，造船业，管道建设，维护和修理等所有行业。许多焊接应用可以是复杂的项目，这些项目通常需要产生不同类型的焊接点(welds)，包括不同尺寸的焊接点。这些焊接点通常需要使用不同尺寸的焊接材料。例如，好的焊件可能需要使用相对细的焊丝，以及大的坚固的焊件可能需要使用相对粗的焊丝。为了完成这样的项目，一种尺寸的焊接材料可能需要替换为不同尺寸的焊接材料。这可能是单个焊接操作或时段内的多次替换之一。通常，操作者必须停止焊接并手动改变焊接材料。

此外，为达到最佳性能，某一尺寸的焊接材料通常需要一组特定的焊接参数，如起弧参数。电流强度水平是一个例子。这样，当焊接材料改变时，操作者通常必须返回到焊机以手动改变和/或设定这些参数中的一个或多个。不幸地是，由于多种原因，这造成操作者失误的概率较高。例如，操作者可能不知道当改变焊接材料时起弧参数也应当改变，以及即使用户知道，其也可能忘记这样做。还有一种情况是用户确实改变了起弧参数，但将其改变到一个错误的设置。这可能造成生产率降低，以及焊接质量低。因此，存在改进焊接系统以克服这些缺点的需要。

发明内容

在一个示范性实施例中，焊接系统包括焊炬，连接到焊炬的焊机以及传感器，该焊机配置成在焊炬中产生焊弧，该传感器配置成感测指示焊炬所使用的焊接材料的尺寸的参数。传感器配置成发送信号至焊机，该信号表示指示焊接材料尺寸的参数。焊机配置成基于该信号自动实施起弧参数或焊接参数中的至少一个。

在另一个实施例中，焊接系统包括焊炬和设置在焊机内的控制器，该焊炬包括传感器，其配置成感测指示焊炬所使用的焊接材料尺寸的参数并输出表示所感测的参数的信号。控制器配置成从传感器接收信号，将该信号转换为相应的一组起弧参数或焊接参数，以及实施起弧参数或焊接参数。

在另一个实施例中，方法包括以下步骤：使用与焊炬相关联的传感器确定传感器信号，其中传感器信号指示焊炬所使用的焊接材料的尺寸；将来自传感器的传感器信号与设置在焊机内的控制器通信；通过将传感器信号转化为相应的一组起弧参数、焊接参数来处理传感器信号；以及在焊机中实施所述相应的一组起弧参数或焊接参数，其中，焊机配置成用所述相应的一组起弧参数、焊接参数来产生弧。

附图说明

在结合附图阅读下述具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解，在整个附图中，相同的标记表示相同的部件，其中：

图1是根据本发明的实施例的GTAW焊炬的分解图；

图2A是根据本发明的实施例的筒夹和筒夹体组件的视图；

图2B是根据本发明的实施例的替换筒夹和筒夹体组件的视图；

图3是根据本发明的实施例的GMAW焊炬的分解图；

图4是根据本发明的实施例的GMAW焊炬的组装的喷嘴、扩散器和接触末端的剖视图；

图5是根据本发明的实施例的用于SMAW焊接系统的焊条保持器的侧视图；

图6是根据本发明的实施例的示出了自动实施起弧参数的过程的流程图；以及

图7是根据本发明的实施例的包括材料感测和控制系统的焊接系统。

具体实施方式

如下面更详细的描述，在此提供了包括材料感测和控制系统的焊接系统的实施例，该材料感测和控制系统适于在焊接设备(如焊炬，焊条保持器等)中提供指示焊接材料的参数，以便自动改变和/或设置焊接参数，如适于特定焊接材料尺寸的起弧参数。例如，在一个实施例中，材料感测系统可感测在焊炬中A尺寸的焊丝何时已替换为B尺寸的焊丝，以及控制系统可根据感测到的焊丝的新尺寸相应地自动调节一个或多个起弧参数。再例如，在上述实施例中，控制系统可改变焊机的电流强度设置，以产生更少的热量，因为相比于尺寸A的焊丝，尺寸B的焊丝可能在较低的温度下更好地实施。类似地，在一些实施例中，可以以合适的方式增加或减小电流强度或改变其它参数以为特定的焊接材料尺寸提供理想的焊接参数。