双焊丝焊接或增材制造系统及方法与流程

本申请是申请日为2018年08月06，申请号为201810885828.8，发明名称为“双焊丝焊接或增材制造系统及方法”的申请的分案申请。

发明背景

与本发明相符合的装置、系统、方法涉及使用单一接触尖端组件的具有双焊丝构型的材料熔敷。

背景技术：

焊接时，在焊接过程中经常期望增加焊道的宽度或增加焊接熔池的长度。对于这种期望可能有许多不同的原因，这在焊接工业中是广为人知的。例如，可能期望延长焊接熔池以使焊缝和填充金属保持熔融更长时间，从而减小孔隙率。也就是说，如果焊接熔池熔融较长时间，则在焊道固化之前有更多时间使有害气体逸出焊道。此外，可能期望增加焊道的宽度，以便覆盖更宽的焊缝间隙或增加焊丝熔敷率。在这两种情况下，通常使用增大的电极直径。增大的直径将引起焊接熔池延长和加宽，即使可能仅期望增加焊接熔池的宽度或者长度，而并非使两者同时增加时也是如此。然而，这并非没有缺点。确切地讲，由于采用更大的电极，所以在焊弧中需要更多的能量以有助于适当的焊接。这种能量的增加致使输入焊缝中的热量增加，并且由于所使用的电极的直径较大，这种能量的增加将导致在焊接操作中使用更多能量。此外，这可能会产生对某些机械应用而言并不理想的焊道轮廓或截面。

技术实现要素：

本发明的示例性实施例是用于焊接的焊接系统和方法，其中焊接电力供应器向接触尖端组件提供焊接波形，该接触尖端组件具有两个出口孔口。焊丝给送机构向接触尖端组件中的两个不同的通道提供至少两个焊接电极，其中，电极中的每一者穿过它们相应的通道、并且通过它们相应的孔口离开接触尖端组件。通过用于焊接操作的接触尖端组件，焊接波形被提供至电极中的每一者。

本申请还提供了以下方面：

1)一种焊接或增材制造系统，包括：

至少一个电力供应器和控制所述电力供应器的操作的控制器，其中，所述电力供应器向接触尖端组件提供电流波形，所述接触尖端组件具有第一出口孔口和第二出口孔口，其中，所述第一出口孔口被配置成用于递送第一耗材，并且所述第二出口孔口被配置成用于递送第二耗材；

其中，所述第一出口孔口和第二出口孔口彼此分开，使得在所述第一耗材和所述第二耗材之间提供距离s；

其中，所述接触尖端组件被配置成用于向所述第一耗材和所述第二耗材中的每一者递送所述电流波形；并且

其中，所述距离s被配置成有助于通过所述电流波形在所述第一耗材与所述第二耗材之间形成桥接熔滴，其中，在熔敷操作期间，所述桥接熔滴在接触熔池之前联接所述第一耗材和所述第二耗材。

2)如1)所述的系统，其中，所述距离s是在1.5mm至3.5mm的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

3)如1)所述的系统，其中，所述距离s是在2mm至3mm的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

4)如1)所述的系统，其中，所述距离s是在所述第一和第二耗材中的任一者的最大直径的1.75倍至2.25倍的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

5)如1)所述的系统，其中，所述距离s是在所述第一和第二耗材中的任一者的最大直径的2.5倍至3.5倍的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

6)如1)所述的系统，其中，所述耗材分别离开所述第一出口孔口和所述第二出口孔口时，所述第一耗材的中心线与所述第二耗材的中心线之间的角度是在+15度至-15度的范围内。

7)如1)所述的系统，其中，所述第一耗材具有第一成分，并且所述第二耗材具有与所述第一成分不同的第二成分。

8)如1)所述的系统，其中，所述第一和第二耗材中的至少一者是焊剂芯耗材。

9)如1)所述的系统，其中，所述第一耗材具有第一直径，并且所述第二耗材具有与所述第一直径不同的第二直径。

10)一种焊接或增材制造的方法，所述方法包括：

向接触尖端组件提供电流波形，所述接触尖端组件具有第一出口孔口和第二出口孔口，

向所述接触尖端组件提供第一耗材，使得所述第一耗材离开所述第一出口孔口；

向所述接触尖端组件提供第二耗材，使得所述第二耗材离开所述第二出口孔口，其中，所述第一出口孔口和所述第二出口孔口彼此定位使得在所述第一耗材与所述第二耗材之间存在距离s；

使用所述电流波形在所述第一耗材与所述第二耗材之间形成桥接熔滴，其中，在熔敷操作期间，在所述熔滴过渡至熔池之前，所述桥接熔滴联接所述第一耗材和所述第二耗材。

11)如10)所述的方法，其中，所述距离s是在1.5mm至3.5mm的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

12)如10)所述的方法，其中，所述距离s是在2mm至3mm的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

13)如10)所述的方法，其中，所述距离s是在所述第一和第二耗材中的任一者的最大直径的1.75倍至2.25倍的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

14)如10)所述的方法，其中，所述距离s是在所述第一和第二耗材中的任一者的最大直径的2.5倍至3.5倍的范围内，如在所述第一和第二耗材的最近的边缘之间所测量的。

15)如10)所述的方法，其中，所述耗材分别离开所述第一出口孔口和所述第二出口孔口时，所述第一耗材的中心线与所述第二耗材的中心线之间的角度是在+15度至-15度的范围内。

16)如10)所述的方法，其中，所述第一耗材具有第一成分，并且所述第二耗材具有与所述第一成分不同的第二成分。

17)如10)所述的方法，其中，所述第一和第二耗材中的至少一者是焊剂芯耗材。

18)如10)所述的方法，其中，所述第一耗材具有第一直径，并且所述第二耗材具有与所述第一直径不同的第二直径。

附图说明

通过参考附图来详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在附图中：

图1展示本发明的焊接系统的示例性实施例的图解表示；

图2展示本发明的实施例中的示例性接触尖端组件的图解表示；

图3a至图3c展示本发明的示例性实施例中的焊接操作的图解表示；

图4a至图4b展示本发明的示例性实施例中的电流和磁场相互作用的图解表示；

图5a展示在单一焊丝的情况下的示例性焊道的图解表示，并且图5b展示在本发明的实施例的情况下的示例性焊道的图解表示；

图6展示用于本发明的实施例的示例性焊接工艺流程图的图解表示；

图7展示用于本发明的实施例的接触尖端组件的替代实施例的图解表示；

图8展示用于本发明的实施例的示例性焊接电流波形的图解表示；

图9展示用于本发明的实施例的另一个示例性焊接电流波形的图解表示；并且

图10展示用于本发明的实施例的额外的示例性焊接电流波形的图解表示。

具体实施方式

现在将参照附图来在下面描述本发明的示例性实施例。所描述的示例性实施例旨在帮助理解本发明，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。贯穿全文，相同的参考标记表示相同的要素。

虽然本文中所讨论的本发明的实施例是在gmaw类型的焊接的背景下讨论的，但其他实施例或本发明不受限于此。例如，实施例可以在saw和fcaw类型的焊接操作以及其他类似类型的焊接操作中使用。此外，虽然本文中所描述的电极是实心电极，然而，本发明的实施例不限于使用实心电极，因为在不脱离本发明的精神或范围的情况下还可以使用有芯电极(焊剂芯或金属芯)。此外，本发明的实施例还可以用于手动、半自动、以及机器人焊接操作。由于这类系统是广为人知的，因此不在本文中对其进行详细描述。

现在转向附图，图1根据本发明的示例性实施例描绘了焊接系统100的示例性实施例。焊接系统100包含焊接电源109，该焊接电源被联接至焊炬111(该焊炬具有接触尖端组件，未示出)和焊丝给送器105二者。电源109可以是任何已知类型的能够递送本文中所描述的电流和焊接波形的焊接电源，例如，脉冲喷射、stt和/或短接电弧类型的焊接波形。由于这类电力供应器的构造、设计和操作是广为人知的，在此不需要对其详细描述。还应当注意的是，焊接电力可以由不只一个电力供应器同时供应，而且，这类系统的操作是已知的。电源109还可以包括控制器120，该控制器被联接至用户接口以允许用户输入用于焊接操作的控制参数或焊接参数。控制器120可以具有有待用于控制本文中所描述的焊接工艺的操作的处理器、cpu、存储器等。焊炬111(该焊炬可以与已知的手动、半自动、或机器人焊炬类似地构造)可以联接至任何已知的或使用的焊枪，并且可以是如上所描述的直线或鹅颈类型的。焊丝给送器105分别从电极源101和103拉出电极e1和e2，这些电极源可以是任何已知类型的，诸如卷轴、线轴、容器或类似物。焊丝给送器105具有已知的构造、并且采用给送辊107来拉动电极e1和e2并且将电极推向焊炬111。在本发明的示例性实施例中，给送辊107和焊丝给送器105被配置成用于单一电极操作。本发明的使用双焊丝构型的实施例可以与仅被设计用于单一焊丝给送操作的焊丝给送器105和辊子107一起使用。例如，辊子107可以被配置成用于0.045英寸直径的单一电极，但将适合于驱动两个0.030英寸直径的电极而不需修改焊丝给送器105或辊子107。可替代地，焊丝给送器105可以被设计成用于提供分离的辊子组，以用于分别给送电极e1/e2。在其他实施例中，还可以使用两个分离的焊丝给送器。如所示出的，焊丝给送器(多个)105与电源109连通，这与焊接操作的已知构型一致。

一旦被辊子107驱动，电极e1和e2就被传送经过衬管113以将电极e1和e2递送至焊炬111。衬管113被恰当地确定尺寸以允许电极e1和e2通向焊炬111。例如，对于两个0.030英寸直径的电极，可以不加修改地使用0.0625英寸直径的标准衬管113(该衬管通常用于0.0625英寸直径的单一电极)。

尽管上面所引用的实例讨论了使用具有相同直径的两个电极，但本发明在这方面不受限制，因为实施例可以使用不同直径的电极。也就是说，本发明的实施例可以使用直径较大的第一电极和直径较小的第二电极。在这样的实施例中，可以更方便地焊接两个不同厚度的工件。例如，较大的电极可以被定向到较大的工件，而较小的电极可以被定向到较小的工件。此外，本发明的实施例可以用于许多不同类型的焊接操作，包括但不限于金属惰性气体、埋弧焊接、以及焊剂芯焊接。此外，本发明的实施例可以用于自动、机器人、以及半自动焊接操作。另外，本发明的实施例可以与不同电极类型一起使用。例如，所设想的是，有芯电极可以与无芯电极耦合。此外，不同成分的电极可以用于实现最终焊道的期望的焊缝性能和成分。因此，本发明的实施例可以用于广泛的焊接操作。

图2描绘本发明的示例性接触尖端组件200。接触尖端组件200可以由已知的接触尖端材料制成、并且可以在任何已知类型的焊枪中使用。如在这个示例性实施例中所示出的，接触尖端组件具有两个分离的通道201和203，这些通道穿过接触尖端组件200的长度。在焊接期间，第一电极e1被传送经过第一通道201，并且第二电极e2被传送经过第二通道203。通道201/203通常被恰当地确定尺寸用于将要被传送经过其中的焊丝的直径。例如，如果电极具有相同的直径，则通道将具有相同的直径。然而，如果使用不同的直径，那么这些通道应该被恰当地确定尺寸，以便将电流适当地传递至电极。另外，在所示出的实施例中，通道201/203被配置成使得电极e1/e2以平行的关系离开接触尖端200的远端面。然而，在其他示例性实施例中，通道可以被配置成使得电极e1/e2离开接触尖端的远端面，这样使得相应的电极的中心线之间存在+/-15°范围内的角度。该角度可以基于焊接操作的所期望的性能特性来确定。应当进一步注意，在一些示例性实施例中，接触尖端组件可以是与所示出的通道集成的单件，而在其他实施例中，接触尖端组件可以包括接近于彼此定位的两个接触尖端子组件，其中，电流被引导至每个接触尖端子组件。

如在图2中所示出的，相应的电极e1/e2被间隔开距离s，该距离是电极的最近的边缘之间的距离。在本发明的示例性实施例中，这个距离是在两个电极e1/e2的直径中较大的那个直径的1倍至4倍的范围内，而在其他示例性实施例中，距离s是在最大直径的2倍至3倍的范围内。例如，如果电极中的每一者都具有1mm的直径，则距离s可以在2mm至3mm的范围内。此外，在手动或半自动焊接操作中，距离s可以是在最大电极直径的1.75倍至2.25倍的范围内，然而在机器人焊接操作中，距离s可以是在最大电极直径的2.5倍至3.5倍的范围内。在示例性实施例中，距离s是在1.5mm至3.5mm的范围内。

如以下进一步解释的，距离s应该被选择成确保在熔滴被过渡之前在电极之间形成单一桥接熔滴，同时防止电极彼此接触，而不是通过桥接熔滴彼此接触。

图3a描绘本发明的示例性实施例，同时示出来自相应的电极e1和e2的磁力的相互作用。如所示出的，由于电流的流动，围绕电极产生磁场，该磁场趋向于产生将焊丝拉向彼此的箍缩力。这个磁力趋向于在两个电极之间产生熔滴桥接，这将在以下更详细地讨论。

图3b示出两个电极之间产生的熔滴桥接。也就是说，随着穿过电极中的每一者的电流使电极的末端熔融，磁力趋向于将熔融的熔滴拉向彼此直到它们彼此连接。距离s是足够远的，使得电极的实心部分不被拉成接触彼此，但是是足够近的，使得在熔融的熔滴被过渡至由焊弧所产生的焊接熔池之前产生熔滴桥接。熔滴在图3c中被描绘，其中熔滴桥接产生在焊接期间被过渡至熔池的大的单一熔滴。如所示出的，作用在熔滴桥接上的磁性箍缩力起作用来箍断熔滴，类似于使用在单一电极焊接操作中的箍缩力。

此外，图4a描绘本发明的实施例中的电流流动的示例性表示。如所示出的，焊接电流被分开以便流动经过每个相应的电极、并且在桥接熔滴形成时，焊接电流传送至并且经过桥接熔滴。电流然后从桥接熔滴传送至熔池和工件。在电极具有相同的直径和类型的示例性实施例中，电流基本上将被均匀地分开经过电极。在电极具有不同电阻值(例如由于不同的直径和/或成分/构造)的实施例中，由于焊接电流以类似于已知方法的方式被施加至接触尖端，并且由于接触尖端经由电极与接触尖端的通道之间的接触部而将焊接电流提供到相应的电极，相应的电流将由于v＝i*r的关系而被分配。图4b描绘了在桥接熔池内帮助产生桥接熔滴的磁力。如所示出的，磁力趋向于将电极的相应的熔融部分拉向彼此，直到熔融部分彼此接触。

图5a描绘通过单一电极焊接操作形成的焊缝的示例性截面。如所示出的，虽然焊道wb具有恰当的宽度，但穿入工件w的焊道wb的指状部f(如所示出的)具有相对较窄的宽度。这可能在单一焊丝焊接操作中使用较高的熔敷率时发生。也就是说，在此类焊接操作中，指状部f可以变得如此窄以致假设指状部在所期望的方向上穿透是不可靠的，并且因此不能作为合适的焊缝熔深的可靠指示。此外，随着这个窄的指状部潜入更深，这可能导致缺陷(诸如指状部附近捕获的孔隙率)。此外，在此类焊接操作中，焊道的有用侧并没有如所期望的那样深地穿透。因此，在某些应用中，这种机械结合不是如所期望的那样牢固。此外，在一些焊接应用中(诸如当焊接水平填角焊缝时)，使用单一电极使得在高熔敷速度下、在不向焊接操作添加过多热量的情况下难以实现相同尺寸的焊脚。这些问题通过本发明的实施例而得到缓解，这些实施例可以减小指状部的熔深、并且使指状部伸展，使得焊缝的侧面熔深更宽。图5b示出这种情况的一个实例，该图示出本发明的实施例的焊道。如在这个实施例中所示出的，可以实现类似的或改进的焊道脚对称性和/或长度，以及焊接接头内焊缝深度处的更宽的焊道。将更少的总热量输入到焊缝中的同时，实现了这个改进的焊道几何形状。因此，本发明的实施例可以用更少量的热量输入、并且以改进的熔敷率提供改进的机械焊缝性能。

图6描绘本发明的示例性焊接操作的流程图600。这个流程图旨在是示例性的、而不旨在是限制性的。如所示出的，由焊接电源提供焊接电流/输出610，使得电流被引导至与已知的系统构造一致的接触尖端和电极。以下进一步讨论示例性波形。在焊接期间，允许在电极之间形成桥接熔滴620，其中来自每个电极的相应的熔滴接触彼此以产生桥接熔滴。桥接熔滴是在接触焊接熔池之前形成的。在桥接熔滴的形成过程中，检测持续时间或熔滴尺寸中的至少一者，直到熔滴达到有待被过渡的尺寸的时刻，然后熔滴被过渡至熔池640。这个过程在焊接操作过程中重复。为了控制焊接工艺，电源控制器/控制系统可以使用桥接熔滴电流持续时间和/或桥接熔滴尺寸检测中的任一者来确定桥接熔滴是否具有有待被过渡的尺寸。例如，在一个实施例中，对于给定的焊接操作使用预先确定的桥接电流持续时间，使得桥接电流被维持该持续时间，在这之后启动熔滴过渡。在另外的示例性实施例中，电源/电力供应器的控制器可以监测焊接电流和/或电压、并且对于给定的焊接操作使用预先确定的阈值(例如电压阈值)。例如，在此类实施例中，当检测的电弧电压(经由已知类型的电弧电压检测电路所检测的)检测到电弧电压已达到桥接熔滴阈值水平，电力供应器启动焊接波形的熔滴分离部分。这将在以下在一些焊接波形的示例性实施例中讨论，这些焊接波形用于本发明的实施例。

图7描绘接触尖端700的替代的示例性实施例，该接触尖端可以用于本发明的实施例。如先前所描述的，在一些实施例中，电极可以经由单一焊丝引导件/衬管被引导至焊炬。当然，在其他实施例中，可以使用分离的焊丝引导件/衬管。然而，在使用单一焊丝引导件/衬管的实施例中，接触尖端可以被设计使得电极在接触尖端内彼此分开。如在图7中所示出的，这个示例性接触尖端700具有单一入口通道710，该单一入口通道在接触尖端700的上游末端处具有单一孔口。电极中的每一者经由这个孔口进入接触尖端并且沿通道710传送，直到它们达到接触尖端的分离部分720，其中分离部分将一个电极引导到第一出口通道711中、并且将第二电极引导到第二出口通道712中，使得电极被分别引导至它们相应的出口孔口701和702。当然，通道710、711、和712应该被恰当地确定尺寸用于有待使用的电极的尺寸，并且分离部分720应该被确定形状以便不刮伤或刮擦电极。如在图7中所示出的，出口通道711和712相对于彼此成角度，然而，如在图2中所示出的，这些通道还可以被定向成彼此平行。

现在转向图8至图10，描绘了可以用于本发明的示例性实施例的各种不同的示例性波形。通常，在本发明的示例性实施例中，电流被增大以产生桥接熔滴、并且使桥接熔滴积聚以用于过渡。在示例性实施例中，在过渡时，桥接熔滴具有类似于电极之间的距离s的平均直径，该平均直径可以大于电极中的任何一者的直径。当形成熔滴时，其经由高峰值电流进行过渡，在这之后电流降低至较低的(例如基值)水平以移除作用在焊丝上的电弧压力。桥接电流随后使桥接熔滴积聚，而不施加太多的箍缩力而使发展中的熔滴箍断。在示例性实施例中，这个桥接电流所在的水平是在基值电流与峰值电流之间30％至70％的范围内。在其他示例性实施例中，这个桥接电流是在基值电流与峰值电流之间40％至60％的范围内。例如，如果基值电流是100安培，峰值电流是400安培，则桥接电流是在220安培至280安培(即，差值300安培的40％至60％)的范围内。在一些实施例中，桥接电流可以被维持1.5ms至8ms范围内的持续时间，而在其他示例性实施例中，桥接电流被维持2ms至6ms范围内的持续时间。在示例性实施例中，桥接电流持续时间是开始于基值电流状态结束之时，并且包括桥接电流斜坡上升，其中，取决于桥接电流水平和斜坡率，该斜坡上升可以在0.33ms至0.67ms的范围内。通过本发明的示例性实施例，与单一焊丝工艺相比，波形脉冲频率可以减慢以允许熔滴生长，与单一焊丝操作相比，这可以改进控制并允许更高的熔敷率。

图8描绘用于脉冲式喷射焊接类型操作的示例性电流波形800。如所示出的，波形800具有基值电流水平810，该基值电流水平然后跃迁至桥接电流水平820，在此期间，桥接熔滴生长成有待被过渡的尺寸。桥接电流水平小于喷射过渡电流水平840，在该喷射过渡电流水平，熔滴开始其向熔池的过渡。在桥接电流820结束时，电流上升至超过喷射过渡电流水平840，达到峰值电流水平830。峰值电流水平然后维持峰值持续时间以允许完成熔滴的过渡。在过渡之后，当重复此过程时，电流然后又下降至基值水平。因此，在这些实施例中，单一熔滴的过渡不在波形的桥接电流部分期间发生。在此类示例性实施例中，用于桥接电流820的较低的电流水平允许熔滴形成，而没有过多的箍紧力而将熔滴引导至熔池。由于桥接熔滴的使用，在峰值电流830可以与使用单一焊丝相比以更高的水平维持更长的持续时间的情况下，可以获得焊接操作。例如，一些实施例可以使峰值持续时间维持至少4ms，并且在4ms至7ms的范围内，使峰值电流水平保持在550安培至700安培的范围内，并且使基值电流保持在150安培至400安培的范围内。在此类实施例中，可以实现显著改善的熔敷率。例如，一些实施例已经实现了在19lbs/hr至26lbs/hr范围内的熔敷率，然而类似的单一焊丝工艺仅可以实现在10lbs/hr至16lbs/hr的范围内的熔敷率。例如，在一个非限制性实施例中，使用700安培的峰值电流、180安培的基值电流、以及340安培的熔滴桥接电流，一对具有0.040”直径的双焊丝可以以120hz的频率、以19lbs/hr的速率熔敷。这样的熔敷的频率远远小于常规焊接工艺，并且因此更稳定。

图9描绘另一个可以在短接电弧类型焊接操作中使用的示例性波形900。再则，波形900在短接响应部分920之前具有基值部分910，该短接响应部分被构造成用于清除熔滴与熔池之间的短接。在短接响应920期间，电流上升以清除短接、并且随着短接被清除，电流降低至桥接电流水平930，桥接熔滴在该桥接电流水平期间形成。再则，桥接电流水平930小于短接响应920的峰值电流水平。桥接电流水平930被维持桥接电流持续时间，该桥接电流持续时间允许桥接熔滴形成并且被引导至熔池。在熔滴的过渡期间，电流然后被降低至基值水平，这样允许熔滴前行，直到发生短接。当短接发生时，短接响应/桥接电流波形被重复。应当注意的是，在本发明的实施例中，是桥接熔滴的存在使焊接工艺更加稳定。也就是说，在传统的使用多焊丝的焊接工艺中，不存在桥接熔滴。在那些工艺中，当一根焊丝短接或与熔池接触时，电弧电压下降，并且另一个电极的电弧将熄灭。这在本发明的实施例的情况下不会发生，其中桥接熔滴对于焊丝中的每一者是共有的。

图10描绘另一个示例性波形1000，该示例性波形是stt(表面张力过渡)类型的波形。因为这种波形是已知的，因此不在本文中对其进行详细描述。为了进一步解释stt类型的波形(其结构、用途、以及实施)，将2012年4月5日提交的美国公开号2013/0264323以其整体并入本文。再则，这个波形具有基值水平1010、以及第一峰值水平1015和第二峰值水平1020，其中，在熔滴与熔池之间的短接被清除之后，达到第二峰值水平。在第二峰值电流水平1020之后，电流降低至桥接电流水平1030，其中形成桥接熔滴，在这之后电流降低至基值水平1010以允许熔滴向熔池前进，直到其接触熔池。在其他实施例中，可以使用ac波形，例如可以使用acstt波形、脉冲波形等。

与已知的焊接操作相比，使用本文中所描述的实施例可以在稳定性、焊缝结构和性能方面提供显著的改进。然而，除焊接操作之外，可以在增材制造操作中使用实施例。实际上，可以在增材制造操作中如同在焊接操作一样地使用以上描述的系统100。在示例性实施例中，可以在增材制造操作中实现改进的熔敷率。例如，当使用stt类型的波形时，单一焊丝增材工艺(使用0.045”的焊丝)，在变得不稳定之前，可以提供大约5lbs/hr的熔敷率。然而，当使用本发明的实施例和两根0.040”的焊丝时，在稳定的过渡中可以实现7lbs/hr的熔敷率。因为增材制造工艺和系统是已知的，因此其细节不需要在本文中详细描述。在这类工艺中，可以在增材制造电流波形中使用桥接电流(诸如以上所描述的)。

注意到的是，示例性实施例并不限于使用以上所讨论的和本文中所描述的波形，因为其他焊接类型的波形可以用于本发明的实施例。例如，其他实施例可以使用可变极性脉冲式喷射焊接波形、ac波形等，而不脱离本发明的精神和范围。例如，在可变极性的实施例中，焊接波形的桥接部分可以在负极性中完成，使得桥接熔滴产生、同时减少输入到焊接熔池中的总热量。例如，当使用ac类型的波形时，波形可以具有60hz至200hz的交替的负脉冲和正脉冲频率，以熔融两根焊丝，并且在这两根焊丝之间形成桥接熔滴。在另外的实施例中，频率可以在80hz至120hz的范围内。

如先前所解释的，本发明的实施例可以用于包括焊剂芯耗材的不同类型的耗材及其组合。实际上，当使用焊剂芯电极时，本发明的实施例可以提供更稳定的焊接操作。确切地讲，使用桥接熔滴可以帮助稳定焊剂芯熔滴，焊剂芯熔滴在单一焊丝焊接操作中可能趋向于不稳定。此外，本发明的实施例允许在更高的熔敷率下增加焊缝和电弧稳定性。例如，在单一焊丝焊接操作中，在高电流和高熔敷率下，熔滴的过渡类型可以由射流喷射变为旋转喷射，该旋转喷射明显减小了焊接操作的稳定性。然而，通过本发明的示例性实施例，桥接熔滴使熔滴稳定，这显著地改善了高熔敷率(例如高于20lbs/hr)下的电弧和焊缝稳定性。

此外，如以上所表明的，耗材可以具有不同的类型和/或成分，这可以优化给定的焊接操作。也就是说，可以组合使用两种不同但兼容的耗材以产生所期望的焊接接头。例如，兼容的耗材包括耐磨堆焊焊丝、不锈钢焊丝、镍合金，并且具有不同成分的钢焊丝是可以组合的。作为一个特定实例，低碳钢焊丝可以与过熔合焊丝(overalloyedwire)组合而制成309不锈钢成分。当所期望的类型的单一耗材不具有所期望的焊缝性能时，这可能是有利的。例如，一些针对专用焊接的耗材提供所期望的焊缝化学成分，但非常难以使用，并且提供令人满意的焊缝具有难度。然而，本发明的实施例允许使用更容易焊接的两种耗材，通过组合以产生所期望的焊缝化学成分。本发明的实施例可以用于产生合金/熔敷化学成分，所述的产生合金/熔敷化学成分在商业上不能以其他方式获得或者通过其他方式制造非常昂贵。因此，两种不同的耗材可以用于消除对于昂贵的或不可获得的耗材的需要。此外，实施例可以用于产生稀合金，例如，第一焊丝是常见的不昂贵的合金，而第二焊丝是特种焊丝。所期望的熔敷物可以是在形成桥接熔滴时良好混合的两根焊丝的平均，与昂贵的特种焊丝相比，两根焊丝的平均成本较低。此外，在一些应用中，由于恰当耗材化学成分的缺乏，所期望的熔敷物可能是难以获得的，但是可以通过混合两根标准合金焊丝而达到，这两根标准焊丝在桥接熔滴内混合、并且被熔敷为单一熔滴。此外，在一些应用(诸如耐磨性金属的应用)中，所期望的熔敷物可以是来自一根焊丝的碳化钨颗粒与来自另一根焊丝的碳化铬颗粒的组合。还在另一个应用中，其内容纳有较大颗粒的较大焊丝与含有更少或更小颗粒的较小焊丝混合，以用于熔敷这两根焊丝的混合物。在此，假定焊丝给送速度相同，焊丝中的每一者的预期贡献与焊丝的尺寸成比例。在又另一个实例中，焊丝的焊丝给送速度不同，以允许所生产的合金基于所期望的熔敷物而变化，但焊丝进行混合仍然是由焊丝之间产生的桥接熔滴进行。

尽管已参考本发明示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员将理解的是，可以在此做出形式上和细节上的多种不同改变而不脱离如以下权利要求所限定的本发明的精神和范围。