弧焊设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及下述类型的弧焊设备，该弧焊设备采用有限长度的焊条，该有限长度的焊条通常沿其长度的大部分被涂覆有焊剂，同时焊条本身的一端暴露以便通过导电夹具连接到电源。
【背景技术】
[0002]采用消耗焊条的弧焊设备被广泛使用于许多不同目的，并且特别用在较重型的应用中。由于提高的焊接质量和焊接深度，在诸如压力容器设备制造的许多应用中，这是优选的焊接方法。
[0003]尽管存在通常使用工件的金属或消耗金属线作为填充材料的其它焊接类型，但是本说明书专门针对下述类型的焊接，该类型的焊接采用由焊剂材料涂覆的消耗焊条，并且有时被称为粘结焊(stick welding)。
[0004]与使用这种消耗焊条的优点伴随的缺点是必须以合理的快速的顺序向操作位置供应连续的焊条，以避免活跃的熔渣的焊接熔池凝固。
[0005]已提议，在焊接操作期间，该类型的焊条向工件的供应为焊条以端对端关系自动供应。将操作焊条供应到电弧所需的速度取决于周围环境、被焊接的材料的厚度和成分以及焊头相对于工件移动的速度。然而，申请人不知道有任何市售的具有这种特性的装置。
[0006]使用焊条的类型的装置的主要缺点之一在于，当焊条已被耗尽时，残留的残段需要从导电夹具被松开，并且被全长度焊条替换以继续单个焊接。这种替换通常手动执行，并且伴随的缺点是，该程序通常花费的时间长于焊接部位处的熔渣的熔池保持足够热以使电弧被重新触发并且无需清除任何凝固的熔渣而继续焊接的时间段。
[0007]因此，该程序通常为手动地丢弃残留的残段，手动地用全长度焊条替换残段，并且由于这通常花费相当长的时间，在继续焊接之前要铲除凝固的熔渣。
[0008]该程序因此耗时并且也可能使焊接沿其长度具有有害的不连续性。
[0009]Burnish的美国专利第1807961号公开了一种焊接方法,其中接连的焊条沿第二供应路径被供应到共同的焊接熔池，并且通过将电阻器切换到焊条残段的电路中实现焊接电弧从残留的焊条残段到接续焊条的转移。没有描述用于支撑焊条并用于实施该方法的机构。
[0010]Lundahl等的美国专利第2504711号公开了一种自动弧焊机,其中一系列的焊条被堆叠在分配盒中，并且借助由沿单一方向旋转的环状链承载的三个电极保持器或活塞中的一个沿单个焊条供应路径被连续接合和推进。每个电极保持器或活塞在经过焊条的上端时接合焊条的端部。这种提议能够以任何有效的方式运行是值得怀疑的。
[0011]解决这个问题的另一方案已被提出，在我们公布的国际专利申请第W02012073090号中，一种配置，其中多个焊条承载在专用的盒中，在使用中，该盒随着每个焊条被消耗而逐步地旋转以提供新的焊条至用于向焊条传递电能的导电夹具，以及用于使承载有夹具的供应架沿单个供应路径朝向和远离焊接部位移动的可反向驱动机构。该装置有效地操作，但结构略为复杂。
[0012]因此，焊接设备的范围是能够足够快地使用新的焊条以避免焊接熔池的任何凝固，否则会干扰大致连续的焊接过程，并且根据设计需要其可稍微简单化并且需要更多的人为关注。
[0013]在本说明书中，术语焊条以宽泛的含义被使用，并包括所有有限长度的焊条，焊条被连续地用于产生焊接部并且通常具有涂覆到其外侧的焊剂，但在其它变型中以及特别地在将来的变型中焊条可具有在管状条内部的焊剂或任何其它焊剂配置。
【发明内容】
[0014]根据本发明，提供采用焊条实现焊接操作的焊接设备，所述焊接设备包括至少一个焊头，该至少一个焊头具有用于沿焊接供应路径朝向焊接部位以纵向方向逐个地供应焊条的供应机构，该供应机构包括:至少一个供应架，具有用于在使用中向焊条传递电能的导电夹具，和可反向驱动机构，用于使所述供应架朝向和远离焊接部位移动；所述焊接设备的特征在于，其包括至少两个导电夹具，每个所述导电夹具均能与焊条接合，并且其中每个所述夹具在使用中能借助供应架沿与该夹具关联的且至少在操作状态下指向焊接部位的供应路径朝向和远离焊接部位移动，以便纵向地朝向焊接部位供应由该夹具接合的焊条；并且其中每个夹具具有非操作的撤回状态，在该非操作的撤回状态下，由所述夹具保持的任何焊条残段能被释放，并且替换焊条被引入到所述夹具中，这种配置使得由处于非操作位置的导电夹具夹持的预装载的替换焊条能够在承载有任何焊条残段的另一夹具被移出所述焊接供应路径时被移动到其在所述焊接供应路径中的操作位置。
[0015]优选地，具有用于所述夹具中的每个的焊头，所述夹具的数量通常为两个，但是可以具有更多夹具。
[0016]在本发明的第一变型中，具有朝向焊接部位的单个焊接供应路径，并且具有两个焊头，每个焊头具有其自己的供应路径和包括供应架和可反向驱动机构的供应机构，并且其中每个焊头和其关联的供应机构能物理地移动以在任一时间选择性地将所述两个焊头之一的供应路径与所述单个焊接供应路径对准。在本发明的该第一变型中，所述两个焊头和供应机构可被承载在共同的基座上或者每个具有其自己的基座。在任一种情况下，所述基座能在两个终端位置之间移动，在其中一个终端位置，一个焊头的所述供应路径处于操作状态并且与所述单个焊接供应路径对准，并且在另一个终端位置，另一个焊头的所述供应路径与所述单个焊接供应路径对准。
[0017]两个焊头基座可以背靠背的关系被安装，并且能沿一线移动以选择性地将所述焊头之一与所述焊接供应路径对准。作为替代，两个焊头基座可以背靠背的关系被安装，并且可作为一个单元被连接在一起，所述单元能绕大致平行于所述焊接供应路径的轴线旋转，使得在任一时间一个焊头基座能够被定位为使得其中的焊条与所述焊接供应路径对准。在本发明的该变型中，在焊接中，当所述焊条残段从焊接部位移除，电弧将熄灭，并且当所述替换焊条处于其操作位置时，电弧需要被再次点燃。
[0018]在本发明的第二变型中，每个焊头具有其自己的供应机构，该供应机构包括供应架和支撑在基座上的可反向驱动机构，两个基座被枢转地附接到共同的、能选择地移动的承载架，该共同的、能选择地移动的承载架能够被引导用于沿预定的焊接路径相对于工件移动。在这样的实例中，每个所述基座能被倾斜以在该焊头处于非操作状态同时操作焊条被另一个焊头支撑在其操作状态且在使用中时将该焊头的所述供应路径中的替换焊条与焊接部位对准。在本发明的该第二变型中，能够将焊接电弧从所述焊条残段转移到所述替换焊条，而不中断焊接活动。
[0019]本发明的第二变型的其它特征提供如下:每个所述基座具有与其关联的用于倾斜所述基座和其关联的供应架和驱动机构的倾斜电机，使得由关联的夹具保持的焊条在由另一个焊头保持的焊条大致垂直于工件延伸时倾斜于所述工件并指向焊接部位。在这样的实例中，当电弧已从几乎耗尽的操作焊条残段转移到所述替换焊条时，与所述焊条残段关联的所述焊头从所述工件撤回，并且与所述替换焊条关联的所述倾斜电机将移动所述焊头的基座，使得所述替换焊条与所述工件大致成直角延伸
[0020]在本发明的第三变型中，均具有其自己的包括供应架和可反向驱动机构的供应机构的两个焊头被安装在共同