用于選擇焊接參數(shù)的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于選擇焊接參數(shù)的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年11月4日提交的題為“用于選擇焊接參數(shù)的系統(tǒng)和方法”的序列號為61/899,695的美國臨時專利申請以及于2013年11月5日提交的題為“用于選擇焊接參數(shù)的系統(tǒng)和方法”的序列號為61 /900，198的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，兩份申請的全部內(nèi)容為了所有目的通過引用的方式并入本申請中。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明總體上涉及焊接系統(tǒng)，更具體地講，涉及用于選擇焊接系統(tǒng)的參數(shù)的系統(tǒng)。
[0004]已經(jīng)開發(fā)了一系列的技術(shù)來通過焊接操作連接工件。這些技術(shù)包括不同的工藝和材料，最先進的工藝涉及在易耗電極或非易耗電極與工件之間形成的電弧。使用非消耗電極的焊接工藝可以包括鎢極惰性氣體(TIG)焊接工藝，其采用獨立于填充材料的非消耗鎢電極。這些工藝通常按以下類別分組:恒電流工藝、恒電壓工藝、脈沖工藝等。然而，這些工藝之間的進一步劃分相同，特別是在消耗電極以增加填充金屬到焊縫的工藝中。選擇的工藝與填充材料及其形式高度關(guān)聯(lián)，其中某些工藝?yán)锰囟愋偷碾姌O。例如，某些類型的金屬極惰性氣體(MIG)焊接工藝(形成較大的組的一部分)有時候指的是氣體保護金屬極弧焊(GMAff) ο
[0005]在GMAW焊接中，焊絲形式的電極通過前進的熔池、被電極焊絲與工件之間的電弧的熱量熔化而被消耗掉。焊絲從線軸通過焊炬連續(xù)進給，焊絲在焊炬處被供電以形成電弧。在這些工藝中使用的電極配置通常指的是實心焊絲、藥芯焊絲或金屬芯焊絲之一。認(rèn)為每種類型與其他類型相比都有不同的優(yōu)點和缺點，并且可能需要仔細(xì)調(diào)節(jié)焊接工藝和焊接設(shè)置以優(yōu)化它們的性能。例如，比其他類型的焊絲略便宜的實心焊絲通常與可能較貴的惰性保護氣體一起使用。藥芯焊絲可以不需要單獨的保護氣體供給，但是比實心焊絲更貴。金屬芯焊絲則需要保護氣體，但是保護氣體可被調(diào)節(jié)以混合有時候比實心焊絲所需的保護氣體略便宜的保護氣體。自動保護金屬極電弧焊(SMAW)利用涂有或填充有在電弧燃燒時產(chǎn)生保護氣體的一種或多種化合物的電極。焊接應(yīng)用的性能和成本可以取決于焊接工藝和采用的焊接設(shè)置。遺憾的是，使用者對焊接工藝和用于特定應(yīng)用的焊接設(shè)置的選擇會很復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]所述的焊接界面可以提高使用者與焊接系統(tǒng)的協(xié)同。焊接界面從使用者接收所需的焊縫的輸入?yún)?shù)(例如，物理特性)，并且建議用于產(chǎn)生所需的焊縫的焊接工藝和焊接變量(例如，電氣參數(shù))。焊接界面可以與焊接系統(tǒng)的組件(例如，電源、送絲機、焊炬)或者與和焊接系統(tǒng)連接(例如，有線或無線連接)的單獨的組件一體化。焊接界面可以利用來自查找表、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、焊接程序系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫或它們的任意組合的數(shù)據(jù)來建議焊接工藝和焊接變量。使用者可以利用焊接界面來模擬焊接工藝和焊接變量對模擬的焊縫的效果。使用者可以在產(chǎn)生焊縫之前修改輸入?yún)?shù)和/或焊接變量，并且使用者可以在觀察產(chǎn)生的焊縫的結(jié)果之后修改焊接變量以改善用于后續(xù)焊接應(yīng)用的建議的焊接工藝和焊接變量。
【附圖說明】
[0007]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將會變得更好理解，附圖中相同的附圖標(biāo)記在整個附圖中代表相同的零件，其中:
[0008]圖1是根據(jù)本公開的實施例的焊接系統(tǒng)和焊接界面的實施例；
[0009]圖2是根據(jù)本公開的實施例的焊接系統(tǒng)的焊接界面的實施例；
[0010]圖3是示出了電極的實施例相對于焊接系統(tǒng)的工件的運動的示意圖；以及
[0011]圖4是根據(jù)本公開的實施例的用于利用焊接界面和焊接系統(tǒng)的方法的實施例。
【具體實施方式】
[0012]以下將描述本發(fā)明的一個或多個具體實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，本說明書中不會描述實際實施方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在開發(fā)任何這種實際實施方式中，如同在任何工程或設(shè)計項目中，必須作出許多實施方式專用的決定來獲得開發(fā)者的具體目的，例如，符合系統(tǒng)相關(guān)的和商業(yè)相關(guān)的約束，這可能因?qū)嵤┓绞降牟煌悺４送?，?yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)努力可能很復(fù)雜且費時，但是對于從本發(fā)明受益的普通技術(shù)人員而言，這可能是設(shè)計、制備和制造的日常任務(wù)。
[0013]在介紹本發(fā)明的各種實施例的元件時，冠詞“一個(a)”、“一種(an)”、“所述(the)”和“所述(said)”旨在表示有一個或多個元件。術(shù)語“包括(comp rising)”、“包括(including)”和“具有(having)”旨在包括性的，并且表示還可以具有除列舉的元件之外的附加元件。
[0014]本文所述的焊接系統(tǒng)的實施例可以包括焊接界面，該焊接界面接收輸入?yún)?shù)(例如，物理特性、焊接參數(shù))并且至少部分地基于接收的輸入?yún)?shù)確定一種或多種焊接工藝以及用于實施一種或多種焊接工藝的焊接變量。焊接界面可以與焊機、自動化系統(tǒng)、電源、送絲機、焊炬、懸架式操作臺、與焊接機連接(例如，有線或無線)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或它們的任意組合為一體的或分離。焊接界面可以直接從使用者接收焊接參數(shù)，并且/或者焊接界面可以根據(jù)導(dǎo)入到焊接界面的數(shù)據(jù)(例如，計算機輔助設(shè)計文件)來確定焊接參數(shù)。焊接界面可以基于各種因素確定焊接工藝和焊接參數(shù)，這些因素包括但不限于焊接應(yīng)用的所需的特性(例如，質(zhì)量、外觀、強度)、使用者生產(chǎn)力、資本成本、生產(chǎn)費用或消耗品存貨或它們的任意組入口 ο
[0015]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1是根據(jù)本公開的實施例的焊接系統(tǒng)10和焊接界面11的實施例的視圖。應(yīng)當(dāng)理解，盡管本文所述的焊接系統(tǒng)10被具體呈現(xiàn)為氣體保護金屬極弧焊(GMAW)系統(tǒng)10，但是焊接界面11也可以與其他電弧焊接工藝(例如，？04￥小04胃-6、6了4￥(116)、3八￥、SMAW)或其他焊接工藝(例如，摩擦攪拌焊、激光焊、混合焊)一起使用。在一些實施例中，焊接界面11可被利用以便于結(jié)合焊接工藝和能源到混合型工藝中，其中電弧焊接工藝與例如激光、感應(yīng)加熱裝置、等離子體等能源結(jié)合。更具體地講，如以下更詳細(xì)地所述，焊接系統(tǒng)10中使用的設(shè)備和配件可以包括本文所述的焊接界面11。焊接系統(tǒng)10包括焊接電源裝置12(即，焊接電源)、焊絲進給器14、供氣系統(tǒng)16和焊炬18。焊接電源裝置12—般供應(yīng)電力到焊接系統(tǒng)10和其他各種配件，并且可以經(jīng)由焊接電纜20與焊絲進給器14連接，以及使用具有夾鉗26的引線電纜24與工件22連接。在圖示的實施例中，焊絲進給器14經(jīng)由焊接電纜28連接到焊炬18上，以便在焊接系統(tǒng)10的操作期間供應(yīng)焊絲和電力到焊炬18。在另一個實施例中，焊接電源裝置12可以連接到焊炬18，并且直接供應(yīng)電力到焊炬。
[0016]在圖1所示的實施例中，焊接電源裝置12通?？梢园娏D(zhuǎn)換電路，該電力轉(zhuǎn)換電路接收來自交流電源30 (例如，交流電力網(wǎng)、發(fā)動機/發(fā)電機組或它們的組合)的輸入電力，調(diào)節(jié)輸入電力，并且經(jīng)由焊接電纜20提供直流或交流輸出電力。如此，焊接電源裝置12可以給焊絲進給器14供電，進而根據(jù)焊接系統(tǒng)10的要求給焊炬18供電。終止于夾鉗26的引線電纜24將焊接電源裝置12連接至工件22以閉合焊接電源裝置12、工件22和焊炬18之間的電路。焊接電源裝置12可以包括能如焊接系統(tǒng)10的要求所命令的那樣(例如，基于焊接系統(tǒng)1執(zhí)行的焊接工藝的類型等)將交流輸入電力轉(zhuǎn)換成直流電極接正(DCEP)輸出、直流電極接負(fù)(DCEN)輸出、可變電極、或可變平衡(例如，平衡或不平衡)交流輸出的電路元件(例如，變壓器、整流器、開關(guān)等)。
[0017]圖示的焊接系統(tǒng)10包括供應(yīng)保護氣體或保護氣體混合物到焊炬18的氣體供應(yīng)系統(tǒng)16。在圖示的實施例中，氣體供應(yīng)系統(tǒng)16從焊接電源裝置12經(jīng)由作為焊接電纜20的一部分的氣體導(dǎo)管32直接連接到焊炬18上。在另一個實施例中，氣體供應(yīng)系統(tǒng)16可以替代地連接到焊絲進給器14上，并且焊絲進給器14可以調(diào)控從氣體供應(yīng)系統(tǒng)