用来把焊条从焊条源馈送到焊接点的装置制造方法及图纸

一种用来把焊条从焊条源馈送到焊接点的系统，包括： 至少一个紧邻焊条安装并用来驱动焊条到焊枪的马达； 和一个布置在焊条源和焊枪弧端之间的缓冲器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般说涉及焊接工艺。更具体说，它涉及利用短路方法的焊接。MIG焊接是一种广泛应用的方法，它为电极和工件提供高热量输入，因而有很高的沉积率。但是，这种方法有时不稳定，难以控制弧长。MIG方法常常以短路焊接来实现。另一种已知的焊接方法被称为可控短路焊接，或短路焊接。短路焊接方法常以MIG方法来实现。一般说，短路焊接包括短路状态，此时，焊条接触焊口并形成短路，和电弧状态，此时，在焊条和焊口之间形成电弧。在电弧状态期间，焊条熔化，而在短路状态期间，熔化的金属从焊条末端转移至焊坑。短路焊接的缺点与二种状态之间的转移和该过程的不稳定性有关。短路状态到电弧状态的转移通常靠提供足够的电流来“夹”断一个液滴来实现。大电流下的夹断可能造成熔化金属连接桥的猛烈崩解，产生过度的焊接飞溅。焊口被推开也是造成不稳定的原因。在已有技术中，曾为产生一种稳定的短路焊接电源作出过很多努力，例如美国专利4717807，4835360，4866247，4897523，4954691，4972064，5001326，5003154，5148001，5742029，5961863，6051810和6160241中给出的。一般说，这些专利中公开的复杂控制方案都未能成功控制焊接过程，以获得稳定和有效的焊接。这些控制方案试图从用于焊接的总能量，伸出的长度，总瓦数，前一状态的时间等方面着手来控制材料的沉积和/或预测或形成到达下一状态的转移。这些方案有一个共同的失败原因它们企图用输出电流或功率既对焊接能量，也对状态间的转移实现控制。这必然会造成为一个控制目的而牺牲另一控制目的(焊接能量或状态转移)。最后的结果是，这些控制方案在控制进入焊接的能量和控制状态转移二方面都不成功。美国专利No.6326591中公开了另一种短路焊接控制系统。这个系统精确地控制了进入焊接的能量，但它并未提供对状态间转移的独立控制。本专利技术人已经公布了对一种可控短路焊接方法的说明，这里，焊条的机械运动(进送和回拉)是用来控制焊接状态之间的转移的。通过进送焊条直至焊条接触到焊口而进入短路状态。电弧状态的进入则通过回拉焊条直至焊条不再接触焊口，于是形成了电弧。这个系统可使用传统的输出控制去控制递送至焊接的能量。通过状态转移控制与能量控制的分离，该系统可以更好地实现每一种控制。可控短路焊接系统要求有进送和回拉焊条的能力。本专利技术人在文章中公开了用步进马达实现对焊条运动的控制。步进马达可满足要求地保障短时间的焊条进送和回拉。但是，步进马达不一定能保障长时间的焊条进满足要求的馈给。因而，最好有一种系统，它能用来进送和回拉焊条，还可长时间馈送焊条。可控短路焊接的一个问题发生在焊条拉回时。从供料源来的焊条是朝焊接点馈送的，它具有这个方向的动量。回拉马达使焊条朝反方向运动。由于无任何力量来抵偿这个反作用力，焊条的馈送可能不是平稳和有效的。因此，最好有一种可抵偿焊条换向的可控短路焊接机。可控短路焊接的另一个问题是，现有技术未能充分利用状态转移的机械控制方法对转移控制所能达到的优点。因此，最好能有一种可控短路焊接机，它对电弧的电气控制以控制进入焊接的热量为目的，而不以从一个状态转移到另一状态为目的。现有技术未能准确提出短路焊接机在低电流粗焊条时的需求。特别是在低电流如小于100A下焊接粗的焊条，如2.4mm直径的焊条，会很难实现控制方案。因此，最好有一种可控短路焊接方法，它可以用在相对于焊条直径来说比较低电流的场合。依照本专利技术的第二方面，一种用于把焊条从焊条源馈送到焊接点的系统包括至少一个紧邻焊条布置的马达，并用来驱动焊条到达焊枪。还配置有一个焊条张力控制器。依照本专利技术的第三方面，一种把焊条从焊条源馈送到焊枪的方法包括向焊枪驱动焊条和离开焊枪驱动焊条，且当焊条被驱动离开焊枪时，在焊条源和焊枪的弧端之间储存一段焊条。依照本专利技术的第四方面，一种馈送焊条到焊接系统的方法包括向焊枪弧端驱动焊条和驱动焊条离开焊枪弧端和控制焊条内的张力。依照本专利技术的第五方面，一种把焊条从焊条源馈送到焊接系统中的焊枪的方法包括向焊枪弧端驱动焊条和驱动焊条离开焊枪弧端，以及，当焊条被驱动离开焊枪时，改变从焊条源到焊枪弧端的焊条路径长度。依照本专利技术的第六方面，一种用于把焊条从焊条源馈送到焊接点的系统包括至少一个紧邻焊条布置并用来驱动焊条到达焊枪的马达和一个用于探测焊条内的张力的传感器。缓冲器包括一个焊条衬套，焊条至少在焊条源到焊枪的部分路程中处在衬套内。衬套可以是可压缩的，例如，在各种实施方案中的螺旋弹簧。衬套是放在管内的，使管内的衬套路径能相对于管的长度增加或减少，例如，在其它的实施方案中，管有明显大于衬套外径的内径。缓冲器包括一个有中空通路从中通过的轴杆，并且焊条通过中空通路延伸。管安装在轴杆上，在不同的实施方案中，使管与轴杆一起相对于焊条移动，或者，管不移动。根据不同的备选实施方案，提供了用来探测缓冲器内焊条的总量、或焊条上张力的传感器，用来控制焊条馈送的速度、或所储存的焊条长度、或焊条内的张力。在其它备选实施方案中，一个或多个马达是步进马达、伺服马达、零后冲马达或无齿轮马达中的一种。在某些实施方案中，焊条馈送马达距离焊条源要近于距离焊枪，并且，步进马达、伺服马达、零后冲马达、无齿轮马达或线性传动装置距离焊枪要近于距离焊条源。上述至少一个马达可以是安装在焊条相对两侧的一对马达。通过参阅如下的附图、详细描述和所附权利要求书，本专利技术的其它主要特征和优点对本领域的技术人员将是显而易见的。在详细说明本专利技术的至少一种实施方案之前，应理解的是，本专利技术的应用并不限于下面详细说明和附图中所给出的具体结构和布置。本专利技术可以有其他实施方案或可以其他方式实现。此外，可以理解，此间所采用的措词和术语是为了说明的目的，而不应理解为限制。相同的标志数字用来表示相同的部件。一般说，本专利技术是用于可控短路焊接的一种方法和设备，它包括对电弧和短路二种状态之间转移的机械控制。在一种实施方案中，该作业包括一脉冲模式。对焊接能量的控制是利用输出电流或电压的幅值，波形，时间等来实现的。这样，借助于，例如，在状态转移发生时或在预期的状态转移时改变电流，可以使状态转移发生，并可以使电流与状态的转移相协调，以减少飞溅，不稳定性或其他不希望有的特性。状态的机械控制是靠进送和回拉电弧处的焊条实现的。一次进送和随后的一次回拉形成一个作业周期(作业周期，应用于此处时，包括诸如一次电弧状态，加上随后的一次短路状态或电弧状态加上随后的短路状态，随后的脉冲状态等等的一个周期)。在该优选方案中，进送和回拉是由一对马达完成的，它们面对面地分别布置在焊条的一侧，并靠近焊枪(或固定在其上)。在不同实施方案中，马达可以是步进马达，伺服马达，行星齿轮驱动马达，零后冲马达，无齿轮马达，或用线性传动装置替代。在一种方案中，这对马达布置成一前一后。在本优选方案中用的是步进马达，步数，每步的角度和幅度是可控的，并可用来控制焊条进送和回拉的距离。本优选方案包括固定在焊条源，例如焊条盘，附近的焊条馈送马达，它将焊条送至焊枪(有的方案没有这个马达)。当可逆马达回拉焊条时(此时焊条馈送马达继续馈送焊条)，缓冲器用来接纳焊条馈送马达和可逆马达之间的焊条增加。类似地，当可逆马达进送焊条时，焊条被拉出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德·休伊曼，彼特·亨尼埃克，理查德M·哈奇森，
申请(专利权)人：伊利诺斯器械工程公司，
类型：发明
国别省市：