[发明专利]用于自动化根部焊道焊接的系统和方法

说明书

一种自动化根部焊道焊接系统包括焊接机械手和控制电路。焊接小车机械手包括焊炬。所述焊接小车机械手被配置以在被设置在第一管子的圆周周围的轨道上移动，并且在第一管子和第二管子之间的接合处执行根部焊道焊接操作。所述控制电路被配置以控制所述焊接小车机械手在第一管子的圆周周围的移动，经由焊炬施加高能焊接相位以使第一根部条件成立，并且经由焊炬施加低能焊接相位以使第二根部条件成立。

技术领域

本公开总体涉及焊接系统领域，并且更具体地，涉及用于执行根部焊道焊接操作的自动化系统。

背景技术

焊接是对于各种应用而言在各种行业均已变得普遍存在的工艺。例如，焊接经常被使用在如造船、海上平台、建设、轧管机等的应用中。弧焊接系统一般向电极施加电流以在电极和工件之间形成电弧，由此在工件上形成焊缝沉积物。一般，电极可以是由焊接系统推进来到达工件的连续的焊丝。而且，基于焊炬和电极相对于工件的焊接位置，焊缝沉积物上的力(例如，重力)可以不同地影响焊缝沉积物的形状和结构。

发明内容

在一个实施例中，一种自动化根部焊道焊接系统包括焊接机械手和控制电路。焊接小车机械手包括焊炬。所述焊接小车机械手被配置以在第一工件的表面周围移动，并且在第一工件和第二工件之间的接合处执行根部焊道焊接操作。所述控制电路被配置以控制所述焊接机械手和所述第一焊接工件相对于彼此的移动，经由焊炬施加高能焊接相位以使第一根部条件成立，并且经由焊炬施加低能焊接相位以使第二根部条件成立。

在另一个实施例中，一种系统包括焊接机械手、传感器和控制电路。所述焊接机械手包括焊炬。焊接小车机械手被配置以在第一管子的圆周周围移动，并且在第一管子和第二管子之间的接合处执行根部焊道焊接操作。所述传感器被配置以检测指示第一和第二根部条件的一个或更多个参数，并且输出根部条件信号。所述控制电路被配置以：从所述传感器接收所述根部条件信号；至少部分地基于所接收的根部条件信号，控制所述焊接小车机械手和所述第一管子相对于彼此的移动；至少部分地基于所接收的根部条件信号，控制送丝器向所述焊接机械手供应焊丝的速率；至少部分地基于所接收的根部条件信号，控制电源供应装置向所述焊接机械手供应的焊接电源的量；施加所述焊接电源的高能焊接相位，直到所述根部条件信号指示所述第一根部条件成立；并且施加所述焊接电源的低能焊接相位，直到所述根部条件信号指示所述第二根部条件成立。

在第三实施例中，一种焊接方法包括：使用被附接到焊接机械手的焊炬，向在第一管段和第二管段之间形成的接合处施加焊接电源的高能焊接相位，直到第一根部条件成立；向所述接合处施加所述焊接电源的低能焊接相位，直到第二根部条件成立；以及使所述焊接机械手和所述第一管段相对于彼此移动。

附图说明

当参考附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在所述附图中同样的字符在所有附图中表示同样的部件，在附图中：

图1是根据本公开的方面的自动化根部焊道焊接系统的实施例；

图2是根据本公开的方面的图1中示出的执行根部焊道焊接操作的焊接小车的实施例的示意图；

图3示出根据本公开的方面的要由图1中示出的自动化根部焊道焊接系统连接的两个管段；

图4A示出根据本公开的方面的焊接开始之前的接合处；

图4B示出根据本公开的方面的具有孔眼(keyhole)的接合处；

图4C示出根据本公开的方面的接合处中根部焊道焊缝(weld)的形成；

图4D示出根据本公开的方面的填充有焊接材料的孔眼；

图5是根据本公开的方面的第一管段的横截面视图；

图6是根据本公开的方面的在执行焊接操作时的焊接电流的标绘图；以及