用于通過根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)電壓的焊接電流控制進(jìn)行異常陰極事件控制的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于通過根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)電壓的焊接電流控制進(jìn)行異常陰極 事件控制的系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的參見引用
[0002] 此申請(qǐng)要求2013年6月13日提交的標(biāo)題為"異常陰極事件控制（ANOMALOUS CATHODEEVENTCONTROL)"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)61/834, 738的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該臨時(shí)申請(qǐng) 的全文為了所有目的W引用的方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003] 本發(fā)明總體上設(shè)及焊接系統(tǒng)，并且具體來說設(shè)及用于氣體保護(hù)金屬極弧焊（GMAW) 的焊接系統(tǒng)的控制。
[0004] 弧焊系統(tǒng)通常包括電源，所述電源將電流施加到電極W使得電弧通過電極與工件 之間，從而加熱電極和工件W形成焊縫。在許多系統(tǒng)中，電極由前進(jìn)通過焊炬的焊絲構(gòu)成。 在焊接過程期間，烙融焊絲的部分通過電弧烙敷在工件上。不幸地，電弧的不穩(wěn)定性影響電 極到焊縫的施加。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]W下闡述與原始要求的發(fā)明的范圍相稱的某些方面。應(yīng)理解，運(yùn)些方面僅呈現(xiàn)來 為讀者提供本發(fā)明可能采用的某些形式的簡(jiǎn)要概述，并且運(yùn)些方面并不旨在限制本發(fā)明的 范圍。事實(shí)上，本發(fā)明可W涵蓋W下可能未闡述的各種方面。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種焊接系統(tǒng)包括電源和聯(lián)接到電源的控制電路。電源被配置 成在多個(gè)脈沖周期中將焊接電力供應(yīng)到焊炬，其中每個(gè)脈沖周期包括峰相位和本底相位。 焊接電力包括焊接電流和焊接電壓?？刂齐娐繁慌渲贸僧?dāng)在本底相位中焊接電壓的電壓值 大于檢測(cè)電壓時(shí)，將焊接電流控制到本底電流。
[0007] 在另一實(shí)施例中，一種操作焊接系統(tǒng)的方法包括通過多個(gè)脈沖周期將焊接電流和 焊接電壓供應(yīng)到電極，其中多個(gè)脈沖周期中的每個(gè)脈沖周期包括本底相位和峰相位。方法 還包括在多個(gè)脈沖周期的第一脈沖周期的本底相位期間至少部分地基于焊接電壓的電壓 值何時(shí)大于檢測(cè)電壓來檢測(cè)異常陰極事件的發(fā)生。方法還包括在異常陰極事件的一部分期 間將焊接電流控制到所期望的電流。所述部分包括第一脈沖周期的本底相位的間隔，并且 在異常陰極事件的所述部分期間獨(dú)立于焊接電壓來控制焊接電流。
[0008] 在另一實(shí)施例中，一種操作焊接系統(tǒng)的方法包括在第一脈沖周期的第一峰相位中 將峰值電流值下的焊接電流和峰值電壓值下的焊接電壓供應(yīng)到焊絲。在第一峰相位期間焊 接電流至少部分地基于焊接電壓來間接地控制。方法還包括在第一脈沖周期的本底相位的 第一部分處將本底電流值下的焊接電流和本底電壓值下的焊接電壓供應(yīng)到焊絲。方法還包 括在第一脈沖周期的本底相位的第二部分期間獨(dú)立于焊接電壓將焊接電流控制到本底電 流值，其中本底相位的第二部分包括異常陰極事件。
【附圖說明】
[0009] 本發(fā)明的運(yùn)些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將在參照附圖閱讀W下詳細(xì)描述時(shí)變得更 好理解，其中相同附圖標(biāo)記在全部圖中代表相同部分，其中：
[0010] 圖1是具有電源和送絲器的MIG焊接系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0011] 圖2是示出在異常陰極事件期間的脈沖電壓和電流波形的圖表；
[0012] 圖3是示出在異常陰極事件期間的脈沖電壓和具有受控的電流波形的電流波形 的圖表；化及
[0013] 圖4是示出在異常陰極事件期間控制電流的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]W下將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例。為了提供運(yùn)些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述， 在說明書中可能未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。應(yīng)了解，在任何運(yùn)些實(shí)際實(shí)施方式的開 發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出若干實(shí)施方式專用決定W實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定 目標(biāo)，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，運(yùn)些目標(biāo)可能在各實(shí)施方式之間不同。此外， 應(yīng)了解，運(yùn)些開發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本發(fā)明的普通技術(shù)人員而言 將仍然是從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造的例行任務(wù)。
[0015] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，并且首先參照?qǐng)D1，示例性焊接系統(tǒng)10被示出為包括聯(lián)接到送絲 器14的電源12。在所示實(shí)施例中，電源12與送絲器14分開，使得送絲器14可W定位在 距電源12-定距離處靠近焊接位置。然而，應(yīng)理解，在一些實(shí)施方式中，送絲器14可W與 電源12是一體的。電源12可W通過送絲器14將焊接電力供應(yīng)到焊炬16,或者電源12可 W將焊接電力直接供應(yīng)到焊接16。送絲器14將電極絲18 (例如，實(shí)忍焊絲、藥忍焊絲、涂 層焊絲）供應(yīng)到焊炬16。氣體源20(可W與電源12是一體的或者與其分開）將氣體（例 如，C〇2、氣氣）供應(yīng)到焊炬16。操作者可W接合焊炬16的觸發(fā)器22W在電極18與工件26 之間引起電弧24。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可W通過自動(dòng)化界面來觸發(fā)，所述自動(dòng)化 界面包括但不限于可編程邏輯控制器任LC)或機(jī)器人控制器。焊接系統(tǒng)10被設(shè)計(jì)成將焊 絲（例如，電極18)、焊接電力和保護(hù)氣體提供給焊炬16。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的，焊 接16可W具有許多不同的類型，并且可W便于電極18與氣體的各種組合的使用。
[0016] 焊接系統(tǒng)10可W通過提供在電源12上的操作者界面28接收來自操作者的數(shù)據(jù) 設(shè)置。操作者界面28可W并入到電源12的面板中，并且可W允許選擇設(shè)置，諸如焊接過程 (例如，粘結(jié)焊、TIG、MIG)、待使用的焊絲的類型、電壓和電流設(shè)置、過渡模式（例如，短路、 脈沖、噴射、脈沖）等。具體來說，焊接系統(tǒng)10允許具有各種材料（諸如，鋼或侶）的電極 18(例如，焊絲）的MIG焊接（例如，脈沖MIG、噴射、短路、調(diào)節(jié)金屬烙敷（即，RMD⑥））通 過焊炬16被引導(dǎo)。焊接設(shè)置被傳達(dá)到電源12內(nèi)的控制電路30。此外或可替代地，控制電 路30在送絲器14、焊炬16、氣體供應(yīng)器20或者焊接系統(tǒng)10的另一部件內(nèi)。
[0017]W下更詳細(xì)描述的控制電路30操作W控制焊接電力輸出的產(chǎn)生，所述焊接電力 輸出由電力轉(zhuǎn)換電路32施加到電極18W執(zhí)行所期望的焊接操作。在一些實(shí)施例中，控制 電路30可W適合于調(diào)節(jié)脈沖MIG焊接機(jī)制，所述脈沖MIG焊接機(jī)制可W具有烙融金屬?gòu)暮?絲到進(jìn)行中的焊接的烙融焊池的短路過渡和/或噴射過渡的方面。如W下更充分描述的， 運(yùn)些過渡模式可W在操作期間通過調(diào)整用于在電極18與工件26之間形成的電弧24的電 流和電壓脈沖的操作參數(shù)來控制。"脈沖焊接"或"脈沖MIG焊接"是指產(chǎn)生脈沖功率波形 諸如w控制金屬液滴烙敷到進(jìn)行中的焊池中的技術(shù)。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，可w實(shí)施 脈沖焊接機(jī)制，其中在影響焊接電壓的異常陰極事件期間將電弧的焊接電流控制到所期望 的電流。也就是說，在異常陰極事件期間可W獨(dú)立于焊接電壓來控制焊接電流。
[001引控制電路30聯(lián)接到電力轉(zhuǎn)換電路32,所述電力轉(zhuǎn)換電路供應(yīng)施加到在焊炬16處 的電極18的焊接電力（例如，脈沖波形）。電力轉(zhuǎn)換電路32聯(lián)接到由箭頭34所指示的電 力源。施加到電力轉(zhuǎn)換電路32的電力可W源自電網(wǎng)，然而也可W使用其他電力源，諸如通 過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、電池、燃料電池或其他可替代源產(chǎn)生的電力。電力轉(zhuǎn)換電路32的 部件可W包括斬波器、升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、逆變器等。
[0019] 控制電路30控制供應(yīng)到焊炬16的焊接電力的電流和/或電壓?？刂齐娐?0可 W至少部分地基于送絲器