专利名称：具有短路控制的电弧脉冲焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电弧焊接技术，特别涉及一种具有短路控制的电弧脉冲焊机。
背景技术：
当使用用于脉冲喷焊的波形技术时，建立了一连串波形，其中每一波形包括一电流坡升部分，一峰值电流部分，一电流坡降部分和一本底电流(background current)部分。通常由一脉宽调制器控制的一系列短路电流脉冲建立单个的波形，该脉宽调制器提供一给定的持续时间的脉冲而操作高速转换的电源，例如变换器或一等效的中断器。提供一脉冲式喷焊处理的以连续形式建立的单个波形的轮廓是由具有一输出控制信号的波形发生器或波形整形器控制的。该数字或模拟的信号确定了在大于18-20kHz的频率处操作的脉冲波调制器的脉冲的工作周期。用于脉冲焊接处理的脉冲波形的轮廓的设置的波形技术准确的控制了每一连续的脉冲或波形的轮廓。因而，可以有一个由焊接机执行的均一脉冲喷焊处理。这样的处理广泛地用于填充沉重的工件之间的凹槽的根部，例如一管道的结合处或用于无支柱钢板的焊接中的沉重的结构钢板之间的结合处。在过去，这样的处理通常使用药芯焊条，但药芯焊条在控制焊缝(weld bead)的质量方面引入了一定的困难。实际上，包芯焊条的制作需要非常小心从而防止在焊接金属中过多的扩散的氢。因此，即使利用药芯焊条已经很成功，但是用于封闭根部的焊接处理的较低量的焊珠通常必须由一STT焊接处理进行沉积以控制热量，从而进行不当焊接(out-of-position welding)。已经发现脉冲焊接处理不如所想的牢固，是因为脉冲焊接的一个缺点是在短路时的低热量输入。通过检测短路的存在而对短路寻址，然后以一控制的速率增加电流直到短路断开。然后，继续焊接处理。电流的这种间歇增长只烧掉了短路且中断了焊缝的质量。因此，脉冲喷射电弧焊接还没有完全满足于重型焊接操作(heavy welding operation)中的有开口的根部焊层(pass)的焊接，尤其是在使用固体丝电极(wire electrode)的时候。
发明内容
本发明提供一相比于以前的药芯焊条程序具有均匀的较少的氢堆焊(weld deposits)，较高的焊条功效和改进的操作特点的焊接处理。本发明和气体屏蔽一起使用且优选采用固体金属焊丝。该焊丝在堆焊中提供减少了的氢，但不是现有处理中选择的焊丝。本发明的脉冲焊接处理具有一用于对随机出现的短路寻址的改进程序。以这种方式，在电弧脉冲焊接中可以使用具有气体屏蔽的实芯焊丝从而克服了使用药芯焊条的以前的处理的缺点。本发明涉及一迁移金属(transfer metal)的脉冲喷射处理，该处理使用一新颖的程序和方法去除在焊条和工件之间非故意的、随机出现的短路。通过使用本发明，在金属沉积中减少氢而趋向于消除氢气辅助裂纹(hydrogen assistedcracking)的出现。尽管本发明被描述且一直研制用于单个固体丝电极，但是新处理也适合于利用串行焊条(tandem electrode)的多电弧处理中的使用，每一个串联焊条由高速转换电源例如一变换器或断路器驱动。电源或电源组的每一个输出由脉冲波形发生器或波形整形器建立的一连串脉冲波形。当为了满足或超出-40°F处35ft-lbs的却贝冲击值而结合使用Super Arc LA-75固体丝电极和屏蔽气体时，本发明会得到优化。依照本发明所研制的处理在所有焊接位置都是有用的且由缩写字母GMAW-P表示。本发明的处理降低了扩散的氢，且在非破坏性检验之前减少或去除了用于完成了的焊件所需的保持时间。
本发明使用了可以提供波形技术的标准电源，例如波形技术的领先者，俄亥俄州，克利夫兰的林肯电气公司生产且售卖的Power Wave 455。波形技术是对利用高转换速度电源例如具有连续建立的波形的转换器或断路器的焊接处理的简写。每一波形具有由波形发生器或波形整形器的程序所确定的轮廓，该波形发生器或波形整形器具有基于时间的控制电源控制器的脉宽调制器的操作的输出信号。脉宽调制器以大于18-20kHz的频率工作。通过使用本发明，使用具有固体金属焊丝或焊条的脉冲式喷焊处理的能力被提高了且成为可能。
根据本发明的优选实施例，提供有一具有波形发生器的电焊机。该焊接机使用标准的波形技术以建立一包括有焊条和工件之间的形成轮廓的电流的焊接处理。本发明中的焊接处理是一脉冲式的喷射处理，其中由波形发生器引起的每一波形具有一电流坡升部分，峰值电流部分，电流坡降部分和本底电流部分。通过林肯电气公司领先的波形技术的使用使得斜坡变得可能。其它的脉冲式的波形不具有定义的坡升部分或坡降部分。不管是否使用斜坡，焊接处理的热量由峰值电流和本底电流决定，其中峰值电流和本底电流的每一个都对焊接处理添加了热量。为了控制焊接处理的热量，可以调节峰值电流，可以调节本底电流，或者可以调节峰值电流的时间与本底电流的时间的比率。所有这些特点都涉及标准的现有技术，其中连续波形的轮廓是通过使用脉宽调制器由波形发生器控制的，通常就是一软件电路，但是可以是一模拟电路。脉宽调制器控制高转换速率的变换器或断路器，可以将该断路器看作为波形技术焊接机中变换器的等价物。正如到目前所描述的，焊接机是标准的且采用一波形发生器以控制脉冲式的喷焊处理的波形，依照本发明，这种类型的焊接机设置有一用于自动检测焊条和工件之间的短路的电压自动检测电路和一在出现短路的时候将波形发生器复位到波形的起始点或起始时间的电路。当在脉冲焊接处理中有一检测到的短路时，焊接机对下一个脉冲电流波形进行初始化。本发明不同于使用经这种改进的波形技术的或其它技术的现有脉冲式喷焊处理，其中在发生短路的时候可以使具有或不具有斜坡的下一个波形初始化。下一个电流脉冲马上清除该短路且继续进行脉冲式的喷焊处理。已经发现，通过使用该处理，可以使用气体保护的实芯焊丝或金属芯焊丝(metal cored wire)以在不适当位置(out-of-position)时进行牢固的焊接操作。已经公认的是，该改进的处理优于传统的FCAW处理，因为它促进了具有低氢堆焊的处理，该处理减少了氢气辅助裂纹的趋势。本发明的处理降低了扩散的氢且控制了电弧的长度以在不适当位置使用时产生一扁平的焊珠。脉冲期间发生短路的时间自动地决定加到焊接处理的热量。
本发明的另一方面是提供一种短路清除程序或电路，如果在下一个脉冲已经被建立且行进到峰值电流电平之后短路仍然持续则将使用该程序或电路。如果有一短路起动本发明且下一个脉冲波形没有清除坡升部分期间的短路，那么有一例行程序以进一步增加电流到峰值电流之上从而确保短路被清除。因此，当一短路更有可能发生时，在电流坡降和本底电流部分期间使用本发明的基础方面。如果所述短路持续下去，那么使用标准电流增加例行程序来断开短路。
本发明的主要目的是提供一改进的脉冲式的喷焊处理或金属迁移的模式，该处理优选由波形技术执行，且允许使用具有气体保护的固体金属焊条或焊丝，所以焊接处理是牢固的且在不适当位置是可操作的而没有由先前处理引起的变化，其中增加的电流只去除了短路条件。在实芯焊丝很难或不可能使用的时候使用本发明。但是，在实施本发明时可以使用有芯焊丝(coredwire)。
本发明的另一目的是提供一种改进的电焊机，该电焊机以脉冲式喷射模式操作，该模式具有一改进的短路控制工序发进行上面所定义的焊接处理。
本发明的另一目的是提供一种焊接机和方法，如上所所述，该焊接机和方法可以使用一实芯焊丝以减少焊缝中扩散的氢的数量。本发明在出现一短路时开始下一个脉冲波形。因为新的短路例行程序可以用于以前实芯焊丝很难或不可能使用的应用中，所以存在使用实芯焊丝的能力。实芯焊丝与药芯焊丝相比，氢要少一些。所产生的焊接包含了较少的扩散的氢。
本发明的另一目的是允许固体金属焊丝的使用的短路例行程序的使用，但也可应用于具有或不具有屏蔽气体的芯体焊接焊丝。
通过下面的描述和参考附图，本发明的这些和其它的目的及优点将变得清楚。
图1是显示一利用波形技术的电弧焊机的方框图，该波形技术用于控制组成焊接处理的一连串波形；图2是一显示处理一标准脉冲式的喷焊处理的图1中所示的焊接机的操作的流程图；图3是显示由一程序执行的脉冲式喷焊处理的电流曲线和电压曲线的曲线图，该程序使用图2中的流程图操作图1中揭示的标准焊接机；图4是由图1所揭示的焊接机的操作所执行的脉冲式的喷焊处理中使用的稍标准的波形的示意图；
图5是显示在实践本发明的较佳实施例中控制体系的示意方框图；图6是与图2的流程图相似的流程图，但是显示了实施本发明的较佳实施例的程序；图7是与图3相似的轮廓图，其显示了利用图6中揭示的方法和程序所执行的焊接处理的电流曲线和电压曲线；图8是显示了本发明中使用的一程序的脉冲式喷焊处理的流程图，该程序用来清除本发明的基础特点的操作之后持续的短路条件；图9是显示在利用图8的流程图中揭示的所添加的特点时开发的电流波形的视图；以及图10时显示利用本发明的较佳实施例而建立的焊缝的横截面图。
具体实施例方式
通过本发明的使用而改进的脉冲式喷焊处理采用了一种标准的电弧焊机，如图1中所示的焊接机A，其中电源10是一高转换速率电源，例如一变换器或断路器，其具有一输入电源供给12，图中显示为三相电输入端。当然，一具有不同电压和频率或甚至是马达或发动机驱动的发生器或交流发电机的单相输入电源可以用来将电能引导到转换器或电源10。输出引线14，16经焊条E和工件WP串联连接从而通过引导焊条和工件之间的电流进行焊接处理。依照标准的实践，焊条是一连续的焊丝，其在现有技术中是一药芯焊丝，但在本发明中是一可以使用的实芯焊丝。这在使用本发明之前的一些无支柱(off-shore)应用中是不可能的。通过利用实芯焊丝，减少了焊缝中的氢从而减少了氢气辅助裂纹(hydrogen assisted cracking)。依照本发明的优选实施例，实芯焊丝具有由95％的氩和5％的二氧化碳形成的屏蔽气体。依照标准的实践，将屏蔽气体供给引导入焊条和工件之间的焊接操作中。当使用脉冲式喷焊时本发明允许使用实芯焊丝以取代在此以前所需的有芯焊丝。依照标准技术，在马达30所旋转的主动辊24、26之间从卷筒22拉动焊丝20。接触套管(contact sleeve)40用来将电流从电源10引导入焊条E，从而在焊条和工件之间所进行的焊接处理包括输出端14，16之间的电流波形。为确定电弧电流，分路器50在引导到反馈电路54的线路52中形成一信号，从而线路56上的输出信号是一在任意指定时间实际输出电流的数字或模拟表示。以相同的方式，电压反馈电路60具有用于自动检测焊接操作的瞬时电弧电压的输入端62，64从而在输出66上形成一信号。该电压信号是瞬时电弧电压的数字或模拟表示。依照控制线路72上的信号，电弧电流和电压在反馈回路中被引导到波形发生器70，该波形发生器被设置来建立一连串波形，其中每一个波形都具有一选择的轮廓。控制信号代表了所想要的脉冲波形。依照标准波形技术，线路72上的输出控制信号或者是数字指令、程序语句的形式或者是模拟命令信号的形式。在电源的控制器内部是一脉宽调制器电路，通常是一软件信号，该电路控制焊条E和工件WP之间的焊接处理中的波形。这是用于建立一脉冲式的喷焊处理的波形。图4中示意性地图示了来自发生器70在线路72上的信号所建立的标准波形。波形B具有从时间T0起始的开始位置的标准波形。为建立脉冲轮廓，电流坡升部分b由发生器70建立一直到结束时间T1。此后，波形B行进到电流峰值部分c，电流峰值部分c持续到结束时间T2。在执行完峰值电流部分之后，波形B转换到在时间T3终止的电流坡降d，在时间T3处波形转换为本底电流部分e。这个部分终止在与波形开始时间T0相对应的结束时间T4。优选的是，由具有波形B的波形技术焊接机执行本发明。然而，其它的焊接机可以使用本发明和该波形，但是这种其它的焊接机可能不具有坡升部分或坡降部分。在这种焊丝不实用的时候，仍可有效地使用本发明以允许使用这样的焊丝，所以一FCAW是必要的。
在本发明中重复使用的优选的标准波形技术在发生器70的控制下输出一波形B从而得到一脉冲式喷焊处理。该波形处理器是一基于一连串指令和对/错语句而合成波形的处理器。波形发生器调整来自电流反馈信号56的指令。当信号是正确的时候，发生器接着处理线路66上的信号使得发生器70控制电流和电压波形。由线路56，66将电压和电流信号反馈到波形发生器70以校正输出控制信号72，这是为了校正信号且在焊条E和工件WP之间得到一想要的波形。该处理可由不同的方法实施，这些方法在利用波形技术而控制连续的脉冲波形的技术中是公知的。可由定义波形B的轮廓的参数的适当选择而优化波形技术处理。然而，在焊条和工件之间存在有一非故意的、出乎意料的、计划之外的短路时，对由波形B建立的焊接的质量产生了负面的影响。因为急剧地减少了电源所承接的电阻，所以较少的能量引入焊接处理中。因此，有必要马上对短路状况进行寻址以便再重新建立焊接操作的质量性能所必需的优化波形。在现有技术中，波形技术或其它的脉冲式的喷焊波形处理形成脉冲。在一些现有技术中不存在明显的坡升部分和坡降部分。利用波形技术可获得这些部分。本发明可同等地应用于其它脉冲式的喷焊处理。一种现有技术的处理由图2和3所示的系统和曲线图实现。如图3所示，传统的波形B1，B2和B3和电压波形C一起产生。为建立这些如图4中所示的被优化的波形，执行一程序或一例行程序P以实现图2的流程图。发生器70产生了一由方框100所指示的电流坡升部分。这个波形的控制部分在时间T1后终止从而建立了一由方框102所指示的峰值电流部分。峰值电流部分持续到时间T2，在时间T2，激活时间方框104从而使焊接处理的电流下降。在时间T3，实施方框106所指示的本底电流直到时间T4。然后，如线路110a所指示的一样对发生器70复位从而重新开启计时器而实现图4中所示的波形。图3中示意性地显示了波形B；然而，当有短路时所述焊接处理被突然改变。这在图示中发生在点120处。这时，自动检测的电压小于依照标准技术的参考电压。如果在坡降期间发生短路，则该短路在图2中所示的线路122中产生一信号。如果短路发生在波形的本底部分，那么如图所示在线路124中一产生信号。线路122或线路124中的信号激活了短路清除电路130从而在焊条和工件之间增加电流。这终止了短路。当已经终止了短路时，由焊接机自动检测的电压增长到程序P中所指示的电平15伏。当发生这种情况时，激活返回线132从而终止电路130且再行进正常的脉冲波形。这是标准的技术且在焊接处理中引起了一些不稳定。正常的脉冲焊接处理的中断防止实芯焊丝在脉冲式喷焊中被显著地转移，特别是在例如管道焊接和无支柱构造的大型焊接环境中所使用的时候。在增长的电流清除了点120a处的短路时，再执行图2中方框图所示的程序P。热量急剧增长引起不当焊接方面的问题。如果在有开口的根部的焊接中使用现有的技术处理，那么烧去短路的大电流也具有熔化焊接金属且有可能烧穿根部的趋势。因此，由使用用图2中的方框图的程序P的图1中的焊接机A所实施的现有的脉冲焊接工序在点120处存在有短路时具有图3中所示的结果。使用传统的脉冲程序(波形技术或其它)，在较低电压处该处理不稳定从而对于根部的焊层操作过热。新的脉冲波形在低电压处很稳固且可以以必要的热量输入置于根部的焊层中。本发明是对现有的短路处理工序的改进，而现有的处理使得焊接波形在防止根除过量的短路事件方面更宽容。当焊条在点120处变短时，本发明马上响应而在短时间段内供给更多的热量，而没有如使用现有技术所产生的结果一样，给予焊条烧穿或过度熔化的时间。
图5，6和7了图示使用波形技术焊接机的本发明。控制网络或电路200包括用于电流的反馈误差信号放大器202和用于电压的误差信号放大器204。这些放大器将来自发生器70的输出线路210，212上的信号与比较线路56，66上的信号分别进行比较，，以控制控制线路72上的电压电平，所述信号是以数字格式或者以模拟形式的信号。这个信号的电平控制如前所述的电压或电流。脉冲波形是一在图7中最佳显示的电流波形，，图7中的电压波形C与图3中的电压波形C相似。选择电路220选择将要由焊接机A使用的所想要的脉冲式的波形B。计时器222产生了一结合图4所描述的结束时间信号。将计时器222的输出引导入求和点240从而在线路242中形成一复位信号。如图2中所示，这使计时器110复位。一短路探测器或检测电路230自动检测短路的存在，如在实现现有技术时以前所使用的一样。在本发明中以不同的方式使用该电路。当存在有一短路时，由通常是数字比较器的电路230自动检测的短路在线路234中形成一信号。将该信号引导入结合点240，其马上在线路242中形成一复位信号。因此，当使用本发明时，如果如图7所示在点120处存在有一短路，则对波形计时器复位以马上开始一新的波形。图7中波形B1后接着是B2。在波形B2的本底部分之内，点120处存在有短路。这马上在线路234中引起一信号以开始一新的波形B3。该新的波形快速地清除了点120a处的短路且使得焊接处理持续下去。这个工序使短路非常迅速地得到校正，且依照从所述波形的起始处开始点120的时间间隔而自动调节热量。程序或例行程序250实现了图6中所示的本发明。方框100，102，104，106和图2中现有技术程序的类似的方框是基本相同的。然而，在本发明的图示实施例中，坡降期间或本底电流部分期间的短路在线路252或254中形成一信号。脉冲的坡降期间或脉冲的本底期间的短路如图5所示在线路234上引起一信号。这对计时器110进行复位从而使得图5中所示的作为发生器70的一部分的电路260马上开始下一个脉冲。已经发现，下一个脉冲的马上开始基本上增加了焊接处理的稳固性质，且允许脉冲焊接处理用于有开口的根部焊接以及在所有位置中的焊接开口，在图10中显示了所有位置的其中之一。当使用本发明时，只在波形B的坡降部分和本底部分之内实施短路探测器或自动检测电路230。应理解的是，在波形的所有部分可以使用相同的网络；然而，由本发明预计的短路类型一般是出现在脉冲已经在焊条的末端熔融了相当数量的金属的时间内。熔融的金属正等待喷射或球状地转移到工件上。这通常不会发生在波形的开始或峰值电流部分c之内。本发明可以和不使用波形技术的且其中脉冲不具有明显的斜坡部分的焊接机一起使用。
图8和9中示意性地显示了本发明的另一方面。此可选择的特点和在图6中显示且讨论的程序250一起使用，且以组合程序250a图示说明。在方框100所指示的坡升部分之内，运行周期计时器222而确定结束时间T1。如果时间已经结束了且电压仍然小于线路232上的18伏的参考电压信号，那么在程序250a的线路270上形成一信号。这使用标准电路280马上以一控制的速率产生了一增长电流，该标准电路是在现有技术中清除短路所使用的电路。当电流增长超出了波形B的通常轮廓时，如图9中由增长电流280a所示，电路280等待一来自所述电压自动检测电路230的信号，该信号指示该电压大于参考值，图示为22伏。所述增长的电压显示了电流280a已经断开了短路。一旦清除了短路，线路282上的信号通过持续正如方框102所控制的峰值电流部分而使得例行程序或程序250a返回到其正常的实施。通过使用图8中所示的可选程序250a，马上实施下一脉冲B3。这在图7中的点120处进行了显示。如果选择的脉冲波形具有已经届满的时间，但是短路仍在持续，那么存在有一增长电流280a，如图9所示。如果时间已经届满且在方框102所指示的峰值部分之内仍存在短路，那么实施相同的短路清除处理。Boolean事件在线路272中引起一信号，该信号用于激活或持续来自清除电路280的增长电流的活动。因此，本发明的优选实施包括在波形的坡降部分或本底部分之内由短路引起的波形计时器的马上复位。如果波形不具有坡降部分，那么将只在本底部分进行复位。在峰值部分，电路280清除了短路。利用具有波形技术能力的焊接机且利用波形轮廓中的斜坡的优选实施例是另一选择。在图示的实施例的波形的坡升和峰值部分之内，依照标准技术短路只增加电流以烧掉短路。实际上，已经实施了程序250和250a。具有氩主导的屏蔽气体的实芯焊丝已经成功地用在有开口的根部焊接中和大型工件的填焊(fill welding)中。因而，本发明允许使用用于GMAW-P焊接的实芯焊丝。
图10是显示本发明用于一个位置的焊接程序的顶视图，该位置图示为具有向下焊(down welding)的3G位置。该处理可同等地应用于且有利于用于所有位置中的焊接。工件300具有实际上是大约1.25英寸的厚度x。工件302具有大约是2英寸的宽度y。缝隙z大约是0.2英寸且具有大约是37.5°的凹槽角度。使用本发明，用0.052英寸的ER 80S-Nil焊条进行焊接310，ER80S-Nil用1英寸的CTWD在95％的氩和5％的二氧化碳的屏蔽气体之下工作。利用一修正的J横向摆动(weave)以150英寸/分钟的焊丝给进速度向下立焊有开口的根部的第一焊层。用焊条横向摆动技术以150英寸/分钟的焊丝给进速度在垂直向上的行进中焊接剩余的充填焊层。以200英寸/分钟的速率焊接罩面焊层(cap pass)。使用本发明的处理，这个过程得到了令人满意的焊接。
本发明的方法是反应性的。当探测到短路时，逻辑就跳过余下的电流波形而开始下一个脉冲周期，与焊接机所使用的脉冲式处理无关。如果在波形的坡降部分或本底电流部分之内探测到短路，或者当本底电流部分之内没有坡降部分时，那么控制程序的逻辑跳过余下的电流脉冲周期，并且开始下一个脉冲周期或波形。通常由波形的下一个陡峭的部分清除短路。理论上，可以把脉冲波形看作两个部分，一包括峰值电流的高热量部分和一包括本底电流的低热量部分。当短路出现的时候，跳过低热量部分而使高热量部分加倍。将会有更多的热量进入到焊接处理中。当出现更多的短路的时候，改进的方法将使更多的热量进入到焊接处理中。短路形成的时间也将指示加入了多少热量。当短路出现在本底电流部分中的较早部分时，相比短路出现在脉冲波形的后部该短路需要且接收更多的热量增长。改进的方法本身基于发生短路的波形中的时间而调整热量增长的数量。改进的方法在短路发生时增加与所发生的短路的数量直接相关的较多的热量，以防止过多的短路事件。当使用如程序250a中所示的本发明的提高的版本时，很难清除的短路就接收了更多的电流。实际上，当坡升部分的末端仍存在短路或者程序250或程序250a对复位计时器110进行复位之后在波形的峰值部分中探测到短路时，就使用电流响应。
已经描述了本发明具有电流脉冲；然而，波形B可以是功率，电压或焊接机的输出的其它方式。电流脉冲被作为一般定义而使用且包括脉冲焊接中使用的这种的其它脉冲。
权利要求
1.一种电弧焊机，其具有受控的波形发生器从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串电流脉冲波形，每一个波形具有一开始时间，一具有一组第一结束时间的电流坡升部分，一具有峰值电流和第二结束时间的峰值电流部分，一具有第三结束时间的电流坡降部分和一具有本底电流和第四结束时间的本底电流部分；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一电路，其基于自动检测短路将所述波形发生器复位到所述开始时间。
2.如权利要求1所述的电弧焊机，其中只在所述第二结束时间之后激活所述电压自动检测电路。
3.如权利要求1所述的电弧焊机，其中只在所述本底电流部分之内激活所述电压自动检测电路。
4.如权利要求1所述的电弧焊机，其包括一短路清除电路，用于在所述第二结束时间之前一旦自动检测到短路，就增加超过所述脉冲波形的电流。
5.如权利要求4所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
6.如权利要求3所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
7.如权利要求2所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
8.如权利要求1所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
9.一种电弧焊机，其具有受控的波形发生器从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串电流脉冲波形，每一个波形具有一电流坡升部分，一峰值电流部分，一电流坡降部分和一本底电流部分；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一电路，其基于自动检测短路将所述波形发生器复位从而重新开始所述脉冲波形。
10.如权利要求9所述的电弧焊机，其中只在所述峰值电流部分之后激活所述电压自动检测电路。
11.如权利要求9所述的电弧焊机，其中只在所述本底电流部分之内激活所述电压自动检测电路。
12.如权利要求9所述的电弧焊机，其包括一短路清除电路，用于在所述电流坡升部分之后及所述电流坡降部分之前一旦自动检测到短路，就增加超过所述脉冲波形的电流。
13.如权利要求12所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
14.如权利要求11所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
15.如权利要求10所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
16.如权利要求9所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
17.一种电弧焊接的方法，其具有受控的波形发生器从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串电流脉冲波形，每一个波形具有一电流坡升部分，一峰值电流部分，一电流坡降部分和一本底电流部分，所述方法包括(a)自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；以及，(b)在自动检测短路的基础上对所述波形发生器复位从而开始下一个波形。
18.如权利要求17所述的方法，其中只在所述峰值电流部分之后有可能有所述复位步骤。
19.如权利要求17所述的方法，其中只在所述本底电流部分之内有可能有所述复位步骤。
20.如权利要求17所述的方法，包括另外的步骤(c)一旦在所述电流坡升部分之后及所述电流坡降之前自动检测到短路，就通过增加超过所述脉冲波形的电流以清除短路。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
23.如权利要求18所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
24.如权利要求17所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
25.一种电弧焊机，其具有受控的波形发生器从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串脉冲波形，每一个波形具有一电流坡升部分，一峰值电流部分，一电流坡降部分和一本底电流部分；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一复位电路，其基于短路的自动检测将所述波形发生器复位。
26.如权利要求25所述的电弧焊机，其中所述复位电路只是在所述波形的所述峰值电流部分之后可操作。
27.如权利要求26所述的电弧焊机，其包括一短路清除电路，该电路用于通过增加所述波形的所述峰值部分之内的所述波形以外的所述电流而清除一持续的短路。
28.如权利要求27所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
29.如权利要求26所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
30.如权利要求25所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
31.一种电弧焊接的方法，其具有受控的波形发生器从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串脉冲波形，每一个波形具有一电流坡升部分，一峰值电流部分，一电流坡降部分和一本底电流部分；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路，所述方法包括(a)探测所述焊条和所述工件之间的短路；以及，(b)在短路的自动检测的基础上对所述波形发生器复位从而在自动检测到的短路之后马上开始下一个新的波形。
32.如权利要求31所述的方法，其中只在所述波形的所述峰值电流部分之后所述复位动作是可操作的。
33.如权利要求31所述的方法，包括另外的步骤(c)当在下一个新的波形的开始处存在有一持续的短路时，增加所述下一个新的波形的所述峰值部分之内的所述波形以外的所述电流。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
35.如权利要求32所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
36.如权利要求31所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
37.一种电弧焊机，其具有一程序从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串电流脉冲波形，每一个波形具有一开始时间，一具有峰值参数的峰值部分，和一具有本底参数的本底部分；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一电路，其基于短路的自动检测将所述程序复位到所述下一个波形的所述开始时间。
38.如权利要求37所述的电弧焊机，其中只在所述本底电流部分之内激活所述电压自动检测电路。
39.如权利要求37所述的电弧焊机，其包括一短路清除电路，用于在所述本底电流部分之前一旦自动检测到短路，就增加超过所述脉冲波形的电流。
40.如权利要求39所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
41.如权利要求38所述的电弧焊机，其中所述固体焊丝是一金属芯焊丝。
42.如权利要求37所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
43.如权利要求42所述的电弧焊机，其中从包括电流，电压，功率和能量的类别中选择所述参数。
44.一种电弧焊机，其具有一程序从而建立包括焊条和工件之间的电流的焊接处理，所述焊接处理包括一连串电流脉冲波形，每一个波形具有一峰值电流部分和一本底电流部分；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一电路，其基于自动检测短路将所述波形复位从而重新开始所述脉冲波形。
45.如权利要求44所述的电弧焊机，其中只在所述峰值电流部分之后激活所述电压自动检测电路。
46.如权利要求44所述的电弧焊机，其中只在所述本底电流部分之内激活所述电压自动检测电路。
47.如权利要求44所述的电弧焊机，其包括一短路清除电路，用于在所述本底电流部分之前一旦自动检测到短路，就增加超过所述脉冲波形的电流。
48.如权利要求44所述的电弧焊机，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
49.一种电弧焊接的方法，其具有包括焊条和工件之间的电流的脉冲式喷焊处理，所述焊接处理包括一连串脉冲波形，每一个波形具有一峰值部分和一本底部分，所述方法包括(a)自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；以及，(b)基于短路而开始下一个波形。
50.如权利要求49所述的方法，其中只在所述本底部分之内有可能有所述开始动作。
51.如权利要求49所述的方法，包括另外的步骤(c)在所述峰值部分之内的短路的自动检测的基础上通过增加所述脉冲波形以外的所述电流而清除短路。
52.如权利要求49所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
53.一种建立脉冲式喷焊处理的电弧焊机，该焊接处理包括焊条和工件之间的电流，所述焊接处理包括一连串脉冲波形；一电压自动检测电路，其自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一复位电路，其基于短路的自动检测开始一个新的脉冲波形。
54.一种通过建立脉冲式喷焊处理的电弧焊接的方法，一电压自动检测电路自动检测所述焊条和所述工件之间的短路，所述方法包括(a)探测所述焊条和所述工件之间的任一短路；以及，(b)在一自动检测到的短路之后马上开始下一个新的波形。
55.如权利要求54所述的方法，其中所述焊条是一具有外部屏蔽气体的实芯焊丝。
全文摘要
一电弧焊机，其具有受控的波形发生器从而建立包括在焊条和工件之间的电流的焊接处理，其中焊接处理包括一连串的电流脉冲波形，每一个波形具有一电流坡升部分，一峰值电流部分，一电流坡降部分和一本底电流部分；一电压自动检测电路，用于自动检测所述焊条和所述工件之间的短路；和一复位电路，用于基于短路的自动检测对所述波形发生器复位。优选的焊条可以是一金属芯焊丝形式的实芯焊丝。
文档编号H02M9/00GK1676262SQ20051000051
公开日2005年10月5日 申请日期2005年1月7日 优先权日2004年4月1日
发明者杰弗里·T.纳贾姆, 史蒂文·R.彼得斯 申请人:林肯环球公司