[发明专利]用于使用多相电弧预加热以进行焊丝表面氧化去除和/或焊丝预加热的系统和方法

说明书

公开了一种用于使用电弧、经由与多相器预加热功率源连接的三个或更多个钨电极来预加热焊丝并去除焊丝的表面氧化的装置和系统。对焊丝的电弧预加热允许提高效率和熔敷速率。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月27日提交的名称为“Systems and Methods for WireSurface Oxidation Removal And/Or Wire Preheating Using Polyphase Electric ArcPreheating[用于使用多相电弧预加热以进行焊丝表面氧化去除和/或焊丝预加热的系统和方法]”的美国临时专利申请序列号62/892,116的权益。美国临时专利申请序列号62/892,116的全部内容通过援引明确并入本文中。

背景技术

本公开内容涉及焊接系统，并且更具体地涉及用于使用钨极电弧进行焊丝表面氧化去除和/或焊丝预加热的系统和方法。

焊接是在所有行业中变得越来越普遍的过程。各种各样的焊接系统和焊接控制方案已经被实施用于各种用途。在连续焊接操作中，金属极气体保护电弧焊(GMAW)和埋弧焊(SAW)技术允许通过从焊炬送给被惰性气体保护的焊丝来形成连续焊道。这种送丝系统可供用于其他焊接系统，诸如钨极惰性气体保护(TIG)焊。向焊丝施加电功率并且电路穿过工件而完成以维持焊接电弧，该焊接电弧使电极丝和工件熔化从而形成所需的焊缝。

发明内容

本公开内容涉及焊接系统，并且更具体地涉及使用电弧进行焊丝表面氧化去除和/或焊丝预加热的系统和方法，基本上如通过至少一幅图展示并且结合至少一幅图描述的、在权利要求中更彻底地阐述的。

附图说明

图1a是根据本公开内容的各方面的示例焊接型系统的图示。

图1b是根据本公开内容的各方面的示例焊接型系统的框图。

图2a是焊炬的等距视图的图示，该焊炬被配置成经由电弧预加热来预加热焊丝。

图2b是图2a的焊炬的横截面视图的图示，该焊炬被配置成经由电弧预加热来预加热焊丝。

图3a是示例电弧预加热系统的框图，展示了该示例电弧预加热系统的电流路径。

图3b是可以向图3a的电弧预加热系统施加的三相功率的各相的电压的示例时间曲线图。

图4a是使用三个钨电极的电弧预加热系统的示例布置的图示。

图4b是图4a的包括三个钨电极的示例电弧预加热系统的侧视图。

图5a是使用四个钨电极的电弧预加热系统的示例布置的图示。

图5b是图5a的包括四个钨电极的示例电弧预加热系统的侧视图。

附图不一定按比例绘制。在适当情况下，相似或相同的附图标记用于指代相似或相同的部件。

具体实施方式

在一些焊接应用中，期望在将焊丝熔敷到工件上之前预加热焊丝。预加热焊丝可以产生一个或多个优点，诸如减少经由焊接电弧施加到工件上的热量、提高熔敷速率和/或减少焊件中存在的氢。例如，在未对焊丝进行预加热的系统中，来自焊接电弧的功率必须足以熔化基底材料和环境温度的焊丝。因此，未对焊丝进行预加热的系统可能遭受低熔敷速率和/或低热效率。这种低熔敷速率和效率部分地是由焊接电弧与期望被加热的材料(即，工件)之间的低能量传递效率所致。

附加地，在焊丝是填充材料的系统中，将过量的能量传递到工件，以使得焊接熔池具有足够的能量来熔化进入的填充物。由于金属的高热扩散性，此过量的能量很容易从期望的热量施加位置进行提取。不期望添加过量的能量，因为升高的温度可能引起变形，改变工件的冶金特性，加剧空气氧化，和/或降低焊接电功率的效率。