具有适配器的用于GMAW和GTAW焊接的焊接系统；对应的适配器；使用此适配器执行焊接操作的方法与流程

本发明大体涉及焊接系统，且更明确地说，涉及一种用于当使用送丝器将电力和焊接消耗品提供到各种焊接工艺时在各种焊接工艺之间过渡的适配器。

焊接为在各种行业和应用中已日益变得普遍存在的工艺。虽然此类工艺在某些情况下可为自动化的，但针对手动焊接操作的大量应用持续存在。此类焊接操作依赖于多种类型的设备来确保焊接消耗品(例如，送丝、保护气体等)的供应在所要的时间将适当量的焊接消耗品提供到焊接件。举例来说，气体金属电弧焊(GMAW)系统通常依赖于送丝器组合件来确保恰当的送丝、恰当的气流和稳定的电源到达焊枪，而气体钨金属电弧焊(GTAW)系统通常依赖于电力供应器组合件来确保恰当的气流和稳定的电源到达焊炬。另外，保护金属极电弧焊(SMAW)系统通常依赖于电力供应器组合件来确保稳定的电力供应到达焊炬。

GMAW系统的送丝器可通常将焊接消耗品和电力从送丝器的输出端提供到用以形成GMAW焊接件的GMAW焊炬或“焊枪”。可能有利的是，送丝器将气流源和电力源从送丝器的输出端提供到GTAW系统，并且对于SMAW系统，也从输出端提供电力。然而，各种焊接工艺可能具有不相容的装置，所述不相容的装置可使共享共同消耗品和电源变得困难。

技术实现要素：

下面概述了与原始要求保护的发明的范围相称的某些实施例。这些实施例并不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅旨在提供发明的可能形式的简要综述。实际上，本发明可涵盖可与以下阐述的实施例类似或不同的多种形式。

在第一实施例中，一种焊接系统可包括焊接电源，其为气体金属电弧焊(GMAW)工艺和气体钨电弧焊(GTAW)工艺两者提供电力。另外，所述焊接系统可包括送丝器，其耦合到所述焊接电源以为所述GMAW工艺提供焊丝、气流和电流。另外，所述焊接系统可包括适配器，其耦合到所述送丝器以为所述GTAW工艺提供电流和气流。

在第二实施例中，一种适配器可包括耦合部分，其接收于气体金属电弧焊(GMAW)焊丝驱动组合件中。另外，所述耦合部分可从所述GMAW焊丝驱动组合件接收电力。另外，所述适配器可包括接收部分，其可与气体钨电弧焊(GTAW)系统的连接器耦合以将电力从所述GMAW焊丝导引组合件提供到所述GTAW系统。

在第三实施例中，一种用于执行焊接操作的方法可包括将气体钨电弧焊(GTAW)系统适配器耦合到气体金属电弧焊(GMAW)焊丝驱动组合件以为GTAW焊接操作提供电流和气流。另外，用于执行焊接操作的方法可包括将GTAW焊接电缆机器连接器耦合到所述GTAW系统适配器。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优势将变得更好地被理解，在附图中，相似附图标记贯穿所述附图表示相似的部分，其中：

图1为利用送丝器的示例性焊接系统的实施例的框图，所述焊接系统具有将气体金属电弧焊(GMAW)系统或气体钨电弧焊(GTAW)系统耦合到送丝器的选项；

图2为耦合到图1的GMAW系统的图1的送丝器的某些组件的示例性实施例的正视图；

图3为图1的送丝器和图1的GTAW系统的某些组件的示例性实施例的部分分解正视图；

图4为使得图1的送丝器能够与图1的GTAW系统耦合的示例性适配器的立体图；

图5为图4的适配器的横截面图。

具体实施方式

以下将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述，可以不在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出众多的针对实施方式的决策以达成开发商的具体目标，例如，适应与系统有关的和与商业有关的约束，其可因实施方式不同而有所变化。此外，应了解，此开发努力可能是复杂且耗时的，然而却将为对于受益于本公开的所属领域的一般技术人员的常规设计、制造和生产任务。

当介绍本发明的各种实施例的要素时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在所述要素中的一个或多个。术语“由……构成”、“包括”和“具有”旨在是包括性的，且意味着可存在除了列出的要素之外的额外要素。

本实施例是针对一种用于焊接系统的适配器，其可使不需要送丝的各种焊接工艺发挥功能，其中焊接送丝器作为电源或电源和气源。在典型的送丝器中，输出可为气体金属电弧焊(GMAW)炬或“焊枪”提供焊丝、气流和电力。另外，在多工艺焊机中，对于机器可执行的不同焊接工艺，可能存在若干不同连接。为了增加GMAW送丝器的多功能性，以下详细描述的适配器可定位于送丝器的焊丝驱动组合件中以将电源或气源提供到气体钨电弧焊(GTAW)焊炬或“焊枪”，或为保护金属极电弧焊(SMAW)炬或“焊枪”提供电源。以此方式，可使用送丝器的个别焊丝驱动组合件来实现多个焊接工艺。

图1为根据本技术的焊接系统10的实施例的框图。焊接系统10可经由焊枪或焊炬在工件上产生焊弧。焊弧可以是包括GMAW、GTAW、SMAW等等的任何类型。另外，焊接系统10可包括耦合到电力供应器14和气体供应器16的送丝器12。电力供应器14可直接从电网接收电力。另外，电力供应器可从能够将足够电力提供到电力供应器14以对焊接系统10供电的发电机接收电力。气体供应器16可将保护气体源提供到送丝器12。将保护气体施加到工件上的焊接区域可使焊接件与周围大气隔绝，所述周围大气可能在焊接工艺期间造成瑕疵。另外，送丝器12可包括焊丝驱动，其在GMAW操作期间将焊丝从焊丝线轴朝向焊接位点驱动。

在本实施例中，送丝器12的焊丝驱动组合件18可经由焊接电缆24接收GMAW系统20或GTAW系统22。虽然图1中示出GMAW系统20和GTAW系统22，但应注意，若干种其他焊接工艺(例如，保护金属极电弧焊(SMAW)系统)也可能够以类似于GTAW系统22的方式耦合到送丝器12，如下所论述的。还应注意，电力供应器14可以能够为GMAW系统20、GTAW系统22或任何其他相容的焊接工艺供应电力。

对于GMAW系统20，焊接电缆24可将电流26、焊丝28和气流30从送丝器12供应到GMAW焊枪32。如果GTAW系统22代替GMAW系统20，那么送丝器12可仅经由焊接电缆24将电流26和气流30供应到GTAW焊炬34。因此，当GTAW系统22耦合到送丝器12时，可停用送丝器12内的焊丝供应系统。另外，如前面所提到，SMAW系统(未展示)或任一其他焊接工艺也可耦合到送丝器12。当SMAW系统在适当位置时，归因于SMAW系统中涂覆可消耗电极的助焊剂，送丝器12可只供应电流26。助焊剂可在SMAW焊接期间形成保护性蒸气，而不使用气体供应器16。因此，当SMAW系统耦合到送丝器12时，可停用送丝器12内的焊丝驱动系统和气体供应系统两者。

另外，GMAW系统20和GTAW系统22可在工件36上进行焊接。在焊接操作期间，接地夹钳38可夹紧到工件36。如所图示的接地夹钳38可为工件36提供到地面的路径，且接地夹钳38也可为GMAW系统20和GTAW系统22补足焊接电路。通过补足焊接电路，接地夹钳38可实现从GMAW焊枪32或GTAW焊炬34到工件36的电弧产生。

现转到图2，示出耦合到GMAW系统20的送丝器12的某些组件的示例性实施例的正视图。通常，在GMAW焊接系统20中，送丝器12的焊丝驱动系统40可提供用于将焊丝28从焊丝线轴44朝向GMAW焊枪32馈送的机构。在焊丝驱动系统40内的馈送电动机(未展示)可机械耦合到驱动轮46。驱动轮46又可将焊丝28从送丝器12朝向GMAW焊枪32驱动。另外，可将电流26、焊丝28和气流30提供到GMAW焊枪32的焊接电缆24可经由拧紧螺钉48紧固地耦合到送丝器12。此外，焊丝驱动组合件18可在送丝器12处与焊接电缆24的机器连接器部分耦合。焊丝驱动组合件18可提供在送丝器12处接纳焊接电缆24的机器连接器部分的位置，从而实现使用拧紧螺钉48将焊接电缆24紧固地耦合到送丝器12。

另外，GMAW焊枪32可包括喷嘴52，其将焊丝28和气流30朝向工件36引导，且促进从电流26产生焊弧。GMAW焊枪32上的触发器54可指导送丝器12将电流26、焊丝28和气流30供应到喷嘴52。以此方式，焊接操作员可操纵GMAW系统20的操作以在工件36上产生所要的焊接。

图3为耦合到GTAW系统22的送丝器12的某些组件的示例性实施例的正视图。GTAW系统22可经由适配器56在焊丝驱动组合件50处耦合到送丝器12。在GTAW系统22的操作期间，适配器56可定位于焊丝驱动组合件18中且由拧紧螺钉48保持在适当位置以在适配器56与送丝器12之间形成紧固连接。适配器的相对端可接纳电缆机器连接器58，所述电缆机器连接器58耦合到焊接电缆24。电缆机器连接器58可提供与标准电缆机器连接器类似的连接能力以用于将焊接电缆耦合到标准GTAW电源。在此实施例中，当将GTAW系统22耦合到通常将电力和消耗品(例如，气流和焊丝42)提供到GMAW系统20的送丝器12时，除了电缆机器连接器58之外，只使用适配器56。

另外，在一些实施例中，适配器56可永久地固定到焊接电缆24。在此实施例中，焊接电缆24可绕过机器连接器58且永久地与适配器56耦合。所得到的适配器56与焊接电缆24装置可为焊接操作员提供在GMAW系统20与GTAW系统22之间高效地过渡的机构。另外，当适配器56永久地固定到焊接电缆24时，主要用GMAW系统20进行焊接且通常仅对作为电源的送丝器12具有访问权的焊接操作员可发现用GTAW系统22执行焊接具有较少的负担。

此外，适配器56可由传导性材料(例如，铜)制成以传导从电力供应器14流动通过送丝器12的电流且将电流提供到GTAW焊炬34以在工件36处产生电弧。合适的传导性材料可载运GTAW系统所要的电流。因此，适配器56可通常由金属材料制成。另外，单件合适的传导性材料可形成适配器56。

此外，适配器56可包括定位于适配器的主体上的O形环(或其他密封件)60。定位于气体通口62的一侧或两侧上的O形环60可当保护气体朝向GTAW焊炬34流动通过焊丝驱动组合件18时防止保护气体从气体供应器16的泄漏。防止保护气体泄漏可在焊接操作期间增高气流且减少消耗品成本。另外，包围适配器56的凹口64可为适配器56提供稳定性。拧紧螺钉48可在拧紧螺钉48的拧紧过程中与凹口64相互作用。通过此相互作用，拧紧螺钉48可将适配器56紧固于耦合到焊丝驱动组合件50的位置中。在将拧紧螺钉48拧紧后，螺钉可配合于凹口64内且对凹口64的内表面施加压力。施加的压力可致使适配器56基本固定在焊丝驱动组合件50内。在图示的实施例中，凹口64包围整个适配器56。然而，可了解，在一些实施例中，凹口64可为适配器56上接纳拧紧螺钉48的单一位置。在此情形中，凹口64可被设计成与具体焊丝驱动组合件50或拧紧螺钉48耦合。

在经由送丝器12将焊接电缆24耦合到电力供应器14后，GTAW焊炬34可按所要的方式操作。举例来说，适配器56可与焊丝驱动组合件18电耦合以通过焊接电缆24且朝向喷嘴66提供足够电力。在喷嘴66处供应的电力可实现在与焊条相互作用的工件处的电弧形成所要的焊珠。另外，保护气体可经由焊丝驱动组合件18的气体输出端从气体供应器16流动到GTAW焊炬34。保护气体可从气体输出端流过适配器56的气体通口62并流到焊接电缆24内，且最终，流出喷嘴66以保护由GTAW焊炬34产生的焊接件。适配器56可含有一个或多个气体通口62以帮助促进气体从送丝器12流动到GTAW焊炬34。此外，GTAW焊炬34可具有触发器68或踏板(未展示)以控制通过焊炬且朝向工件36的电流和气流。以此方式，焊接操作员可按与传统GTAW电力源和气体源类似的方式调整由送丝器12输出的焊接参数。

另外，为了将适配器56耦合到焊丝驱动组合件18，可首先通过将拧紧螺钉48拧松且将焊接电缆24拉离焊丝驱动组合件18来从焊丝驱动组合件18去除GMAW系统20的焊接电缆24的机器连接器部分。随后，焊丝驱动组合件18可接纳适配器56，不管机器连接器58是否已耦合到适配器56。一旦适配器56就位，拧紧螺钉48可将适配器56牢固地保持在焊丝驱动组合件18内的适当位置中。

图4为适配器56的立体图。在适配器56的图示实施例中，展示在气体通口62的任一侧上的O形环凹口70。O形环凹口70可形成于适配器56的主体中以固定图4中展示的O形环60的位置。通过将O形环60插入到O形环凹口70内，当插入适配器56或从焊丝驱动组合件18去除适配器56时，O形环60可保持基本静止。以此方式，O形环60可维持适配器56与焊丝驱动组合件18的气体输出端之间的密封以防止保护气体的任何大量泄漏。如前面提到的，这可减少与在焊接操作期间的焊接消耗品相关联的成本。

另外，如图4中示出的适配器56具有耦合部分72，所述耦合部分72可包括构成适配器56的传导性材料的实心部分。耦合部分72可具有大体圆柱形形状且充当凸出结构，所述凸出结构的尺寸允许其紧配合在焊丝驱动组合件18的壁内。焊丝驱动组合件18与耦合部分72之间的接触可导致电流从送丝器12到GTAW系统22的有效转移。另外，为了增进焊丝驱动组合件18与耦合部分72之间的接触，凹口64可接纳拧紧螺钉48以将适配器56按压到焊丝驱动组合件18的壁内，且增进焊丝驱动组合件18与耦合部分72之间的牢固的电连接。

在焊丝驱动组合件18与耦合部分72之间建立牢固的电连接之后，电流和气流可朝向适配器56的接纳部分74行进。接纳部分74可通常包括比耦合部分72更大的直径，且还包括经由接纳孔腔76的凹入结构。另外，位于接纳部分74内的接纳孔腔76可接纳机器连接器58。机器连接器58可将适配器耦合到焊接电缆24以将电流和气流朝向GTAW焊炬34传输。

另外，如前面所提到的，接纳部分74也可保持永久地直接固定到焊接电缆24。在此实施例中，焊接电缆24可在功能上作为适配器56的接纳部分74操作。替代将机器连接器58耦合到接纳部分74，GTAW焊炬34可直接耦合到适配器56的接纳部分74。此实施例可通过消除将焊接电缆24耦合到机器连接器48的步骤来实现在GMAW系统20与GTAW系统22之间过渡的效率的增加。另外，此实施例对于只拥有GMAW焊接机器且对能够耦合到GTAW焊接机器的焊接电缆24没有需求的焊接操作员可能具有吸引力。

图5为适配器56的横截面图。在图示的实施例中，接纳孔腔76通过内部气体流动路径78与气体通口62流体连通。在图示的实施例中，气体通口62相对于适配器56的中心轴线80径向地定位。然而，可注意到，气体通口62还可与中心轴线80按非垂直角度相交，只要结果角度不阻碍气流。另外，在本实施例中，内部气体流动路径78沿着适配器56内的中心轴线80定位。类似于气体通口62，内部气体流动路径78也可相对于适配器56的中心轴线80按任一角度(即，不是简单地平行于中心轴线80)布置在适配器56内，只要内部气体流动路径78的结果位置不阻碍气流。

另外，如图5中所示，箭头82和84表示气体从焊丝驱动组合件18朝向焊接电缆24的流动方向。保护气体可在朝向中心轴线80的箭头82的方向上从焊丝驱动组合件18流过气体通口62。在到达内部气体流动路径78后，保护气体可在朝向接纳孔腔76的箭头84的方向上沿着中心轴线80流动。在GTAW焊炬34在焊接的位点处施加保护气体之前，保护气体可接着流动到焊接电缆24之内。

另外，在一些实施例中，气体通口62和内部气体流动路径78可能不存在。此实施例可与SMAW系统或可不使用来自气体供应器16的保护气体的任一其他焊接系统一起使用。举例来说，在SMAW系统中，涂覆可消耗电极的助焊剂在焊接期间形成保护气体。因此，SMAW焊炬在焊接期间不提供保护气体。这可导致当SMAW系统在适当位置中时停用气源16和焊接驱动系统40。另外，将SMAW系统耦合到焊丝驱动组合件18可允许适配器56在无气体通口62和内部气体流动路径78的情况下操作。取而代之地，适配器56可整体包括单块固体铜或其他传导性材料，伴有用于接纳孔腔76的凹口。

虽然已在本文中展示和描述了本发明的仅某些特征，但许多修正和改变将会被所属领域的技术人员想到。因此，应理解，所附权利要求书旨在涵盖落在本发明的真实精神之内的所有此类修正和改变。