用于埋弧焊的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于埋弧焊的方法，包括以下步驟：朝向工件引導(dǎo)第一熱焊絲(4；4a，4b)并以可變的進(jìn)給速度引導(dǎo)冷焊絲(22；22a，22b)。所述方法還包括以下步驟：在焊接階段期間至少連續(xù)地測(cè)量至少與所述第一熱焊絲(4；4a，4b)相關(guān)的第一活性焊接參數(shù)；至少根據(jù)第一活性焊接參數(shù)的變化來(lái)調(diào)節(jié)冷焊絲(22；22a，22b)的進(jìn)給速度，以保持高焊接穩(wěn)定性和高焊接質(zhì)量。本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行所述方法的系統(tǒng)(9)。所述系統(tǒng)(9)包括：熱焊絲進(jìn)給裝置(150)，用于朝工件進(jìn)給第一熱焊絲(4；4a，4b)；冷焊絲進(jìn)給裝置(35)，用于以可變的冷焊絲(22；22a，22b)進(jìn)給速度進(jìn)給冷焊絲(22；22a，22b)；以及控制單元(31)，用于控制第二焊絲進(jìn)給裝置(35)。所述系統(tǒng)(9)還包括測(cè)量裝置(27)，適用于至少連續(xù)地測(cè)量至少與所述第一熱焊絲(4；4a，4b)相關(guān)的第一活性焊接參數(shù)。控制單元(31)確定用于冷焊絲(22；22a，22b)進(jìn)給速度的目標(biāo)值，每個(gè)目標(biāo)值對(duì)應(yīng)于第一活性焊接參數(shù)值，并且控制所述第二焊絲進(jìn)給裝置(35)以將所述冷焊絲(22；22a，22b)進(jìn)給速度調(diào)節(jié)為所述目標(biāo)值。
【專利說(shuō)明】用于埋弧焊的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于埋弧焊的方法以及一種根 據(jù)權(quán)利要求13前序部分所述的埋弧焊系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 埋弧焊（SAW)是一種以高生產(chǎn)率和高質(zhì)量為特點(diǎn)的焊接方法，通常用于在較厚的 材料上形成更長(zhǎng)的焊縫。
[0003] 眾所周知，使用自耗電極將焊接電流傳導(dǎo)到工件中。焊接電流在自耗電極和工件 之間形成電弧，從而在工件上形成焊接熔池。該自耗電極稱作熱焊絲（hot wire)。
[0004] 埋弧焊的特點(diǎn)是，已熔化的材料和電弧在粉狀助焊劑層的下方得到保護(hù)。助焊劑 在該過(guò)程期間部分熔化，從而在焊接熔池上形成熔渣保護(hù)層。該過(guò)程中使用的電流相對(duì)較 高，通常每根電極的電流在300-1500安培的范圍內(nèi)。在埋弧焊中使用的電極直徑通常為 2. 5-6mm〇
[0005] 在埋弧焊中使用的助焊劑是粒狀易熔礦物，通常含有錳、硅、鈦、鋁、鈣、鋯、鎂的氧 化物以及其他復(fù)合物例如氟化鈣。助焊劑特別被配制成可適用于指定的電極焊絲類型，以 使助焊劑和焊絲的組合產(chǎn)生所需的機(jī)械性質(zhì)。所有的助焊劑與焊接熔池反應(yīng)以生成焊接金 屬的化學(xué)成分和機(jī)械性質(zhì)。如果將鎂和硅添加到焊接中，通常認(rèn)為助焊劑是"活性的"。鎂 和硅的添加量受電弧電壓值和焊接電流值的影響。
[0006] 希望提高SAW工藝的生產(chǎn)率。這一點(diǎn)可以通過(guò)提高焊接速度和沉積速率（即，焊 接金屬實(shí)際沉積到工件表面上的速率）來(lái)實(shí)現(xiàn)。熱量輸入應(yīng)該保持在能夠保留被焊接的母 體材料的機(jī)械性質(zhì)的水平，并且焊縫應(yīng)該具有一定水平的機(jī)械性質(zhì)。
[0007] 熱量輸入可以計(jì)算如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于埋弧焊的方法，包括以下步驟： -朝向工件引導(dǎo)第一熱焊絲（4 ;4a，4b)并向所述第一熱焊絲（4 ;4a，4b)傳輸電流以用 于產(chǎn)生電弧從而形成焊接熔池（6);以及 -以可變的進(jìn)給速度朝向所述焊接熔池引導(dǎo)冷焊絲（22 ;22a，22b); 其特征在于，所述方法還包括以下步驟： -在焊接階段期間至少連續(xù)地測(cè)量第一活性焊接參數(shù)，所述第一活性焊接參數(shù)至少與 所述第一熱焊絲（4 ;4a，4b)相關(guān)，所述第一活性焊接參數(shù)被連續(xù)地調(diào)節(jié)以適應(yīng)現(xiàn)有的焊接 條件；以及 -至少根據(jù)所述第一活性焊接參數(shù)的變化來(lái)調(diào)節(jié)所述冷焊絲（22 ;22a，22b)的進(jìn)給速 度，以保持商焊接穩(wěn)定性和商焊接質(zhì)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一活性焊接參數(shù)是活性熱焊絲焊接參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，第一熱焊絲進(jìn)給速度是活性熱焊絲焊接參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，第一熱焊絲焊接電流是活性熱焊絲焊接參 數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，第一熱焊絲電弧電壓是活 性熱焊絲焊接參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，第一熱焊絲焊接功率是活 性熱焊絲焊接參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中，第一熱焊絲焊接熱量輸入 是活性熱焊絲焊接參數(shù)。
8. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟： -連續(xù)地確定用于冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度的目標(biāo)值，其中，每個(gè)目標(biāo)值取決于 對(duì)應(yīng)的第一活性參數(shù)值；以及 -將所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度調(diào)節(jié)為所述目標(biāo)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，執(zhí)行所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度的提 高，以使所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度相對(duì)于與所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第一活性焊接 參數(shù)值的出現(xiàn)以一定的延時(shí)來(lái)達(dá)到所述目標(biāo)值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，執(zhí)行所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度 的降低，以使所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度在與所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第一活性焊接 參數(shù)值出現(xiàn)的200ms以內(nèi)達(dá)到所述目標(biāo)值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，首先將所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度降 低至低于其目標(biāo)值的數(shù)值，然后將所述冷焊絲進(jìn)給速度提高至其目標(biāo)值。
12. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，所述方法包括以下步驟： -朝向所述工件至少引導(dǎo)第二熱焊絲（12 ;12a，12b)并向所述第二熱焊絲（12 ;12a， 12b)傳輸電流以用于產(chǎn)生電弧，以使所述的第一和第二熱焊絲（12 ;12a，12b)形成單個(gè)焊 接熔池（6); -在焊接階段期間至少連續(xù)地測(cè)量第二活性焊接參數(shù)，所述第二活性焊接參數(shù)至少與 所述第二熱焊絲（12 ;12a，12b)相關(guān)，所述第二活性焊接參數(shù)被連續(xù)地調(diào)節(jié)以適應(yīng)現(xiàn)有的 焊接條件；以及 -至少根據(jù)所述第一和第二活性焊接參數(shù)的變化來(lái)調(diào)節(jié)所述冷焊絲（22 ;22a，22b)的 進(jìn)給速度，以保持商焊接穩(wěn)定性和商焊接質(zhì)量。
13. -種用于執(zhí)行根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法的埋弧焊系統(tǒng)（9)，所述系統(tǒng)包 括： -熱焊絲進(jìn)給裝置（150)，用于朝向工件進(jìn)給第一熱焊絲（4 ;4a，4b); _第一接觸裝置（2)，用于向所述第一熱焊絲（4 ;4a，4b)傳輸電流以用于產(chǎn)生電弧從而 形成焊接熔池（6);以及 -冷焊絲進(jìn)給裝置（35)，用于以可變的冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度朝向所述焊接熔 池（6)進(jìn)給冷焊絲（22 ;22a，22b); -控制單元（31)，用于控制第二焊絲進(jìn)給裝置（35); 其特征在于，所述系統(tǒng)（9)包括： -測(cè)量裝置（27)，所述測(cè)量裝置適用于在焊接階段期間至少連續(xù)地測(cè)量第一活性焊接 參數(shù)，所述第一活性焊接參數(shù)至少與所述第一熱焊絲（4 ;4a，4b)相關(guān)，所述第一活性焊接 參數(shù)被連續(xù)地調(diào)節(jié)以適應(yīng)現(xiàn)有的焊接條件，所述測(cè)量裝置還適用于將關(guān)于第一活性焊接參 數(shù)值的信息提供給所述控制單元（31)，其中，所述控制單元（31)適用于： _根據(jù)所述信息連續(xù)地確定用于所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度的目標(biāo)值；以及 -控制所述第二焊絲進(jìn)給裝置（35)以將所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度調(diào)節(jié)為所 述目標(biāo)值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)（9)，其中，所述第一活性焊接參數(shù)是活性熱焊絲焊接 參數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)（9)，其中，第一熱焊絲進(jìn)給速度是活性熱焊絲焊接參 數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的系統(tǒng)（9)，其中，第一熱焊絲焊接電流是活性熱焊絲 焊接參數(shù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14至16中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，其中，第一熱焊絲電弧 電壓是活性熱焊絲焊接參數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14至17中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，其中，第一熱焊絲焊接 功率是活性熱焊絲焊接參數(shù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14至18中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，其中，第一熱焊絲熱量 輸入是活性熱焊絲焊接參數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13至19中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，其中，所述系統(tǒng)（9)被 設(shè)置用于執(zhí)行所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度的提高，以使所述冷焊絲（22 ;22a，22b) 進(jìn)給速度相對(duì)于與所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第一活性焊接參數(shù)值的出現(xiàn)以一定的延時(shí)來(lái)達(dá)到 所述目標(biāo)值。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13至20中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，其中，所述系統(tǒng)（9)被設(shè) 置用于執(zhí)行所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度的降低，以使所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn) 給速度在與所述目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的第一活性焊接參數(shù)值出現(xiàn)的200ms以內(nèi)達(dá)到所述目標(biāo)值。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)（9)，其中，所述系統(tǒng)（9)被設(shè)置用于首先將所述冷焊 絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度降低至低于其目標(biāo)值的數(shù)值，然后將所述冷焊絲（22 ;22a，22b) 進(jìn)給速度提高至其目標(biāo)值。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13-22中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，所述系統(tǒng)包括： -熱焊絲進(jìn)給裝置（150)，用于朝向工件進(jìn)給第二熱焊絲（12 ;12a，12b); -第二接觸裝置（10)，用于向所述第二熱焊絲（12 ;12a，12b)傳輸電流以用于產(chǎn)生電 弧，其中，所述第一和第二接觸裝置（2,10)被設(shè)置用于傳輸電流以用于產(chǎn)生單個(gè)焊接熔池 (6)； -測(cè)量裝置（41)，適用于在焊接階段期間至少連續(xù)地測(cè)量第二活性焊接參數(shù)，所述第 二活性焊接參數(shù)至少與所述第二熱焊絲（12 ;12a，12b)相關(guān)，所述第二活性焊接參數(shù)被連 續(xù)地調(diào)節(jié)以適應(yīng)現(xiàn)有的焊接條件，所述測(cè)量裝置還適用于將關(guān)于第二活性焊接參數(shù)值的信 息提供給所述控制單元（31);其中，所述控制單元（31)適用于： -根據(jù)關(guān)于所述第一和第二活性焊接參數(shù)的所述信息連續(xù)地確定用于所述冷焊絲 (22 ;22a，22b)進(jìn)給速度的目標(biāo)值；以及 -控制所述冷焊絲進(jìn)給裝置以將所述冷焊絲（22 ;22a，22b)進(jìn)給速度調(diào)節(jié)為所述目標(biāo) 值。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)（9)，其中，所述第一接觸裝置（2)連接至第一電源 (37)，所述第二接觸裝置（10)連接至與所述第一電源（37)分開(kāi)的第二電源（39)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求13至24中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)（9)，所述系統(tǒng)被設(shè)置用于朝 向所述工件進(jìn)給多于一個(gè)冷焊絲（22a，22b)。
【文檔編號(hào)】B23K9/12GK104428099SQ201280072760
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月14日
【發(fā)明者】H·勞德塞普, M·安德松, T·約翰松, R·榮克維斯特 申請(qǐng)人:依賽彼公司