[发明专利]电弧焊接电路的实时电阻监测

说明书

披露了一种焊接或增材制造供电装置，所述焊接或增材制造供电装置包括被配置成产生焊接波形的输出电路系统、用于测量由所述输出电路系统产生的焊接电流的电流传感器、用于测量所述焊接波形的输出电压的电压传感器、以及控制器，所述控制器被操作性地连接到所述输出电路系统以控制所述焊接波形、并且被操作性地连接到所述电流传感器和所述电压传感器以监测所述焊接电流和所述输出电压。焊接波形的一部分包括从第一水平至不同于所述第一水平的第二水平的受控电流变化。所述控制器被配置成根据所述输出电压和所述受控电流变化来确定电路电感、并且进一步基于所述电路电感来实时地确定可消耗电极的电阻变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月29日提交的美国临时专利申请序列号62/826,323的优先权，所述临时专利申请的披露内容通过引用并入本文。

发明背景

技术领域

本发明涉及供电装置，所述供电装置用于产生在焊接过程或比如金属增材制造等焊接类过程中使用的电弧。

背景技术

焊接供电装置可以产生输出电流变化非常快的复杂焊接波形。此类复杂焊接波形典型地基于电压和/或电流反馈测量来进行控制。反馈测量可以通过焊接供电装置或者通过焊接焊丝给送器来进行，焊接焊丝给送器距正在焊接的工件近而距焊接供电装置远得多。从供电装置延伸的大长度的焊接线缆可能给焊接电路添加很大的电感并且因此添加很大的阻抗。当使用长的焊接线缆时，供电装置的性能可能受限，并且更难于进行准确的反馈测量。焊接供电装置可以通过延伸到工件的专用感测引线来进行远程反馈测量；然而此类感测引线增加了系统复杂性和成本，并且倾向于较脆弱并而容易损坏。因此，通常不期望使用感测引线。焊接焊丝给送器可以进行远程反馈测量；然而，测量数据随后必须快速地传达回到焊接供电装置以备使用。此类反馈传达需要额外的电路系统并且可能需要在供电装置与焊丝给送器之间进行额外的控制布线。可以通过焊接线缆进行反馈传达，但是趋向于沿着焊接线缆存在很大的噪声量，所述噪声必须被调节。期望甚至当焊接电路包括由线缆长度较长而引起的很大的电感量时焊接供电装置也能实时且准确地确定远在工件处发生的焊接状况，而无需使用专门感测引线或者来自焊接焊丝给送器的电压/电流反馈数据。

发明内容

下面的概述呈现了简化的概述，以提供对本文所讨论的装置、系统和/或方法的一些方面的基本理解。本概述不是对本文所讨论的装置、系统和/或方法的广泛综述。并不旨在指出关键的元件或划定这类装置、系统和/或方法的范围。唯一的目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细说明的序言。

根据本发明的一个方面，提供了一种焊接或增材制造供电装置。所述供电装置包括被配置成产生焊接波形的输出电路系统、用于测量由所述输出电路系统产生的焊接电流的电流传感器、用于测量所述焊接波形的输出电压的电压传感器、以及控制器，所述控制器被操作性地连接到所述输出电路系统以控制所述焊接波形、并且被操作性地连接到所述电流传感器和所述电压传感器以监测所述焊接电流和所述输出电压。焊接波形的一部分包括从第一水平至不同于所述第一水平的第二水平的受控电流变化。所述控制器被配置成根据所述输出电压和所述受控电流变化来确定电路电感、并且进一步基于所述电路电感来实时地确定可消耗电极的电阻变化。

根据本发明的另一个方面，提供了一种焊接或增材制造系统。所述系统包括可消耗电极、焊炬、焊丝给送器、以及供电装置，所述焊丝给送器使所述可消耗电极在沉积操作期间前进穿过所述焊炬，所述供电装置通过至少一条线缆被操作性地连接到所述焊丝给送器和所述焊炬。所述供电装置被配置成为所述焊炬提供一系列焊接波形以便在所述可消耗电极中产生焊接电流。所述一系列焊接波形的各个焊接波形的一部分包括从第一水平至不同于所述第一水平的第二水平的受控电流变化。所述供电装置被配置成基于在所述受控电流变化期间进行的电压测量和电流测量来确定电路电感。所述供电装置被进一步配置成基于所述电路电感来实时地确定所述可消耗电极的电阻变化。