为焊接操作馈送填充材料的方法和系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明总体上涉及焊接系统，并且更具体地，涉及为焊接操作馈送填充焊丝的手持式焊丝前移装置。
[0002]焊接是各个行业各种类型的应用中普遍采用的工艺。例如，在造船、修理工作、建筑等应用中经常实施焊接操作。为了便于实施这种焊接工艺，焊接系统一般包括电极，该电极配置成在焊炬与工件之间传递弧，从而加热工件，以形成焊缝。在很多系统，例如金属惰性气体(MIG)焊接系统和焊条焊接系统中，电极是一种消耗性焊丝，该焊丝融化在焊缝中以在焊缝中提供填充材料。相比之下，其他系统，例如钨极惰性气体(TIG)焊接系统采用独立于填充材料的非消耗性钨电极。即，TIG焊接过程不会将钨电极熔化在工件上形成的焊缝中，因此，在TIG焊接操作中，典型地由焊接操作员用空闲的那只手将填充焊丝前移到焊池内。
[0003]遗憾地是，填充焊丝一般难以由焊接操作员单手操纵，因为熔化填充材料时，焊接操作员必须将补充的填充材料暴露于焊缝处。另外，TIG焊接过程通常要求操作员在整个过程中将填充焊丝向前馈送和向后拉动，以获得需要的填充材料数量和位置。再者，操作员必须握住和操纵的填充焊丝的长度可能为(例如)约36英寸，因此难以在焊接过程中用单手操作。因此，需要能克服这些缺点的改进填充焊丝馈送方法和系统。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，提供了一种手持式填充焊丝前移装置。所述装置包括外壳，所述外壳具有穿过外壳轴向延伸的开口，用于接收填充焊丝条。所述装置还包括驱动组件，所述驱动组件布置在外壳内，并适于与填充焊丝条接触，以将填充焊丝条在外壳的开口内前移和收回。另外，所述装置包括马达，所述马达马达布置在外壳内，并联接到驱动组件，以向驱动组件提供用于移动填充焊丝条的电力。但是，所述装置在操作期间不传送焊接电流。
[0005]在另一个实施例中，提供了一种通过手持式焊丝前移装置自动控制填充焊丝条的移动的方法。所述方法包括:接收与焊接操作的至少一个参数对应的数据，并基于所接收的数据确定用于焊接操作的填充焊丝馈送速率。所述方法进一步包括:控制手持式焊丝前移装置，以在没有操作员输入的情况下以确定的填充焊丝馈送速率将填充焊丝条馈送到焊池。这里，同样，所述装置在操作期间不传送焊接电流。
[0006]在另一个实施例中，焊接系统包括焊接电源和焊接控制器，所述焊接电源用于生成用于焊接操作的焊接电力输出，所述焊接控制器布置在焊接电源内，用于控制焊接电源的运行。所述系统还包括手持式填充焊丝前移装置，所述手持式填充焊丝前移装置包括:夕卜壳，该外壳具有穿过外壳轴向延伸的开口，用于接收填充焊丝条；以及马达驱动组件，该马达驱动组件具有联接到驱动组件的马达，用于为填充焊丝条提供电力并将填充焊丝条移动穿过外壳。所述系统进一步包括焊丝前移控制器，所述焊丝前移控制器与焊接控制器和马达驱动组件通信，并适于控制为填充焊丝条提供电力并使填充焊丝条移动穿过外壳。所述系统在操作期间不传送焊接电流。
【附图说明】
[0007]在参考附图阅读下列详细说明时，可以更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，相同的附图标记代表相同的元件，其中:
[0008]图1是包括具有内部接收器的焊接电源和手持式焊丝前移装置的焊接系统的一个实施例的立体图；
[0009]图2是示出图1的焊接电源和手持式焊丝前移装置的无线实施例的示例内部部件的框图；
[0010]图3是示出图1的焊接电源和手持式焊丝前移装置的有线实施例的示例内部部件的框图；
[0011]图4是示出可布置在图1的手持式焊丝前移装置的一个实施例上的用户界面的示例的不意图；以及
[0012]图5是示出可由控制器实施的通过图1的手持式焊丝前移装置自动控制填充焊丝前移的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]如下文详细所述，本文提供了用于朝着焊池馈送填充焊丝条的手持式填充焊丝前移装置的实施例。所述填充焊丝前移装置可包括装置中或装置上的驱动马达，所述驱动马达能提供用于馈送填充焊丝的装置本身的电力。另外，所述焊丝前移装置还可包括驱动组件，所述驱动组件能与填充焊丝条接触，并利用马达提供的电力将条穿过装置并朝着焊池移动。在某些实施例中，所述焊丝前移装置可与焊接电源通信，以在没有操作员输入的情况下协调填充焊丝条的自动馈送。即，在一些实施例中，操作员只需将装置保持在需要的位置，并且填充焊丝条可以需要的速率朝着焊池自动前移和从焊池收回。但是，与焊炬不同，所述装置在操作期间不传送焊接电流。上述特征提供了操作员必须手动将填充焊丝条馈送到焊池里的系统所没有的优点。例如，通过减少或消除操作员用单手手动操作填充焊丝条的需要，可实现焊珠的高均匀度。
[0014]现在来看附图，图1是包括焊接电源12的焊接系统10的立体图，该焊接电源配置成为钨极惰性气体(TIG)焊接操作(或焊条焊接操作)提供功率输出。但是，应注意的是，在其他实施例中，所述焊接电源可配置成为任何所需类型的焊接操作(例如，金属惰性气体(MIG)焊接)，特别是需要将填充焊丝向焊池馈送的任何焊接操作产生电力。在某些实施例中，所述电源12可根据需要的应用为焊炬供给直流(DC)或交流(AC)电。例如，AC电流可适用于焊接铝或镁，以及DC电流可适用于焊接不锈钢、镍或钛。除了使电流与所选材料相配之外，还可改变所述电源12的输出，以获得需要的焊接特性。例如，低AC频率(例如，约56Hz)电流可生成轻微穿透工件的宽电弧，而高AC频率(例如，约200Hz)电流可生成深度穿透工件的集中电弧。
[0015]在图示的实施例中，所述焊接电源12包括前面板14、侧面板16、顶面板18和布置在其中的焊接控制器30。所述前面板14包括控制面板20，通过所述控制面板20，操作员可经由(例如)与焊接控制器30的协调来控制焊接操作的一个或多个参数。所述焊接电源12进一步包括与一个或多个焊接装置和/或配件对接的插座22、24、26和28。例如，在图示的实施例中，所述第二插座24和第三插座26接收连接到焊炬36的电缆32和34，以及第四插座28接收止于工件夹40的电缆38。
[0016]所述工件夹40连接到工件42，以在操作期间闭合在焊接电源12、工件42和焊炬36之间的电路。即，一般来说，所述焊接系统10可经由工件42为电源12提供电流。例如，在图1所示的构造中，由所述电源12提供的电流经过电源导线管流至焊炬36，流经从焊条到工件42的弧，并且经由工件夹40和电缆38返回到电源12。
[0017]在操作期间，除电流的频率之外，所述电源12还可改变对焊炬36的电流输出的安培数。电源12输出的安培数的设置可通过设置电源12的控制面板20上的旋钮或按钮或其他输入装置来调节，或可通过远程控制器进行设置。例如，在某些实施例中，所述焊接系统10可包括脚踏远程控制器，所述脚踏远程控制器能使操作员在焊接期间通过压住脚踏板或轻按脚踏远程控制器来改变安培数，从而进行电流调整。所述远程控制器还可包括按钮控制、语音命令或其他形式的输入，以指示电源12输出相应电流。
[0018]另外，虽然图1