窄坡口焊接方法和系统技术方案

一种系统，包括焊炬组件，所述焊炬组件被配置成通过在所述焊炬组件内的运动控制组件使电极以所需模式径向地运动的同时，利用来自电力供应器的电力在电极与由窄坡口分隔开的工件之间建立焊接电弧。所述焊炬组件包括喷嘴，穿过所述喷嘴供给所述电极，并且所述电极在所述喷嘴内径向地运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】窄坡口焊接方法和系统 相关申请的交叉引用 本申请主张于2013年9月16日提交的标题为"NARROW GROOVE W化DING METHOD AND SYSTEM(窄坡口焊接方法和系统r的美国临时申请No. 61/878，452的优先权和权益，兹 为了所有目的W参见方式引入其全部内容。
技术介绍
本专利技术总体上设及焊接，并且更具体地讲，设及用于在窄坡口内焊接的系统和方 法。本公开设及且包含2013年2月14日在先提交的标题为"Adaptable Rotating Arc Welding Method and System(自适应旋转电弧焊接方法和系统r的美国专利申请No. 13/ 767,392; 2012年6月 18 日在先提交的标题为 "Metal Cored Welding Method and System (金属忍焊接方法和系统r的美国专利申请No. 13/526，278; 2012年11月20日在先提交的标 题为"DC Electrode 化gative Routing Arc Welding Method and System(直流正接旋 转电弧焊接方法和系统Γ的美国专利申请No. 13/681，687 ; W及2014年9月9日同期提交的 标题为"Synchronized Rotating Arc Welding Method and System(同步旋转电弧焊接方 法和系统r的美国专利申请No. 14/481，507。 已经开发了各种技术来通过焊接操作连接工件。运些技术包括不同的过程和材 料，而最为现代化的过程设及在自耗电极或非自耗电极与工件之间形成的电弧。运些过程 通常被分为W下类别:恒流过程、恒压过程、脉冲过程等。然而，运些过程之间的进一步划分 是相同的，尤其是在消耗电极W将填充金属添加到焊缝的过程中。事实上，在所有运些情况 中，所选择的过程与填充材料及其形式高度关联，其中某些过程专口利用特定类型的电极。 例如，某些类型的金属极惰性气体(MIG)焊接过程(其构成了有时候被称为气体保护金属极 弧焊(GMAW)的较大的组的一部分)专口利用特定类型的电极。[000引在GMAW焊接中，焊丝形式的电极被渐增的烙池消耗、被电极焊丝与工件之间的电 弧产生热量而烙化。焊丝从线轴通过焊枪连续进给，焊丝在焊枪处带电W形成电弧。在运些 过程中使用的电极配置通常指的是实屯、焊丝、药忍焊丝或金属忍焊丝中的一种。每种类型 的焊丝与其他类型相比都有不同的优点和缺点，并且可能需要仔细调节焊接过程和焊接设 置W优化它们的性能。例如，比其他类型的焊丝便宜的实屯、焊丝通常与相对贵的惰性保护 气体一起使用。药忍焊丝可W不需要单独的保护气体供给，但是比实屯、焊丝贵。金属忍焊丝 则需要保护气体，但是金属忍焊丝可适应于有时候比实屯、焊丝所需的保护气体便宜的混合 物。 运Ξ种电极类型都可W与不同的过渡模式一起使用，所述过渡模式指的是金属从 电极末端向前进的焊道移动的机械及机电现象。存在许多运种过渡模式，例如，短路过渡、 烙滴过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡。在实践中，过渡的物理现象可能是运些过渡模式的混 合，并且实际的材料过渡可能在焊接期间在运些过渡模式之间转换，尽管所述过程和电极 通常被选择成维持某一过渡模式。 制造商不断地寻找新方法来改进自动化焊接方法，增加焊接件的成功率，并且提 升整个制造过程的速度。尤其地，即使使用自动化焊接方法，当工件之间存在较深且窄的坡 口时，将工件焊接起来存在难W克服的某些空间约束。
技术实现思路
在一个实施例中，一种系统包括焊炬组件，所述焊炬组件被配置成通过在所述焊 炬组件内的运动控制组件使电极W所需模式径向地运动的同时，利用来自电力供应器的电 力在电极与由窄坡口分隔开的工件之间建立焊接电弧。所述焊炬组件包括喷嘴，穿过所述 喷嘴供给所述电极，并且所述电极在所述喷嘴内径向地运动。 在另一个实施例中，一种系统包括焊炬组件，所述焊炬组件被配置成通过在所述 焊炬组件内的运动控制组件使电极W所需模式径向地运动的同时，利用来自电力供应器的 电力在电极与由窄坡口分隔开的工件之间建立焊接电弧。所述焊炬组件包括设置在所述电 极的相对侧的两个单独的防护臂。 在另一个实施例中，一种焊接方法包括在焊接过程期间在焊接电极与由窄坡口分 隔开的工件之间建立电弧。所述焊接方法还包括通过在焊炬组件内的运动控制组件使所述 电极W所需模式径向运动的同时，从所述焊炬组件供给所述电极，W在所述焊接过程期间 建立焊道。所述焊接方法进一步包括在维持所述电弧和焊道的同时，至少部分地基于所述 电极在所述窄坡口内的位置来改变所述焊接过程的参数。【附图说明】 当参考附图阅读W下详细说明时，会更好地理解本专利技术的运些和其他特征、方面 和优点，在整个附图中，相同的标记代表相同的部件，其中： 图1是利用本技术的方面的示例性焊接系统的示意图； 图2是表示根据本专利技术的方面的电极的运动的示意图； 图3A是将要焊接在一起的两个工件之间的典型坡口的侧视图； 图3B是根据本技术的方面的将要焊接在一起的两个工件之间的窄坡口的侧视图； 图4是根据本技术的方面的利用焊丝电极的圆形运动模式的前进的焊道的俯视 图； 图5是根据本技术的方面的利用焊丝电极的楠圆形路径的前进的焊道的类似的俯 视图； 图6是根据本技术的方面的利用焊丝电极的不同取向的楠圆形路径的前进的焊道 的另一俯视图； 图7是根据本技术的方面的焊炬组件的立体图； 图8是图7的焊炬组件的立体图，其中小车系统被去除W利于图示焊炬主体；图9A是根据本技术的方面的焊炬组件的喷嘴和接触元件的立体图； 图9B是喷嘴的下部部分的横截面视图，用于图示其与传统焊炬喷嘴的差异； 图10是根据本技术的方面的当喷嘴的下部部分和接触元件插入窄坡口内时的喷 嘴的下部部分和接触元件的俯视横截面视图； 图11A是根据本技术的方面的接触元件和具有设置在喷嘴的壁段与接触元件之间 的气体输送管的喷嘴的下部部分的侧视图； 图IIB是根据本技术的方面的接触元件和具有设置在喷嘴的壁段与接触元件之间 的并且与壁段相邻的气体输送管的喷嘴的下部部分之间的侧视图； 图11C是根据本技术的方面的接触元件和具有设置在与接触元件相对的喷嘴的壁 段的一侧上的气体输送管的喷嘴的下部部分的侧视图； 图12图示了根据本技术的方面的喷嘴变换系统； 图13是根据本技术的方面的具有向上枢转的防护件的焊炬组件的另一个实施例 的立体图；并且 图14是图13的为了图示目的已去除板、防护件和气体输送管的焊炬组件的立体 图。【具体实施方式】 本文所述的实施例设及用于将工件焊接在一起的焊接系统，其中工件之间的坡口 的特征在于，相比于传统焊接坡口相对窄和/或深的坡口（本文中统称为"窄坡口"）。本文所 述的某些实施例包括细长外形的喷嘴，使得喷嘴的侧边更窄，从而利于喷嘴容纳在窄坡口 内。此外，在某些实施例中，喷嘴可W随着坡口中焊缝的深度变化而伸回。本文所述的实施 例还包括喷嘴变换系统，使得可W根据用于具体焊接道次的坡口深度从喷嘴变换系统选择 多个喷嘴中的一个。例如，焊接过程可W在窄坡口的底部开始，并且随着沉积的金属填充坡 口，可W选择不同的喷嘴来补偿坡口中形成的焊缝的变化深度。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：焊炬组件，其被配置成在通过所述焊炬组件内的运动控制组件使电极以所需模式径向地运动的同时，利用来自电力供应器的电力在电极与由窄坡口分隔开的工件之间建立焊接电弧，其中所述焊炬组件包括喷嘴，穿过所述喷嘴供给所述电极，并且所述电极在所述喷嘴内径向地运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·帕加诺，布莱恩·达斯汀·马施克，托马斯·罗杰·耶格，瑙曼·巴西特，肯尼思·S·多布森，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US