首页 > 专利学习

CO2保护焊丝的液滴尺寸的减小的制作方法

co2保护焊丝的液滴尺寸的减小
相关申请的交叉引用/援引并入
1.此美国专利申请要求于2021年5月20日提交的美国临时专利申请序列号63/190,858的优先权和权益，该专利申请以其全部内容通过援引并入本文。2020年10月6日发布的美国专利号10,792,752以其全部内容通过援引并入本文。领域
2.本发明的实施例涉及气体保护电弧焊接。更具体地，本发明的一些实施例涉及用于减小在co2气体保护电弧焊接工艺(例如，使用co2气体进行保护的药芯电弧焊接(fcaw)工艺)中形成的熔融金属焊丝液滴的尺寸的系统和方法。背景
3.fcaw可以是半自动或自动电弧焊接工艺，该电弧焊接工艺使用包含焊剂的连续给送可消耗电极，并且通常使用恒定电压焊接供电装置。外部供应的保护气体通常与焊剂一起使用，以生成免于大气影响的必要保护。fcaw因其焊接速度快和便携性而常用于建筑领域。与co2一起使用的fcaw焊丝的大多数开发都涉及传统的恒定电压(cv)电源和恒定速度送丝器，重点关注焊丝的改进，或者更具体地，焊丝芯的成分的改进。co2焊丝通常用于提高穿透力，并且在世界上氩气和氩气混合气体过于昂贵的部分地区使用。在co2气体的保护下，传统的fcaw焊丝将金属液滴以滴状或球状形式过渡到焊接池中。在熔融液滴产生时co2的排斥力将这些熔融液滴推回，从而能够形成更大的液滴。例如，在平行或双焊丝构型中使用时，液滴甚至可以变得更大。大液滴通常是混乱的，妨碍了可操作性，并且经常导致在焊接工艺期间排出飞溅物。概述
4.一种系统和工艺(例如，在co
2 fcaw工艺期间)提供了电弧调节，具体涉及电压和安培数的特性以及叠加的电流脉冲。叠加的电流脉冲用于在一条或多条焊丝的端部液滴生长阶段期间来回搅动熔融液滴。所述搅动促进液滴更一致地且更快地接触焊接池，从而确保液滴不会变得不期望的那么大。
5.在一个实施例中，提供了一种提供改进的熔融金属液滴过渡的电弧焊接系统。所述系统包括具有焊接供电装置、焊接波形发生器和控制器的焊接电源。两个药芯焊丝电极可操作地连接到焊接电源。这两个药芯焊丝电极由焊接电源产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流供电。反馈电路可操作地连接到焊接电源以提供自适应响应，以维持平均焊接输出电压。所述控制器被编程为至少控制焊接波形发生器和焊接供电装置，以将焊接电流脉冲叠加到恒定电压(cv)药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形。经修改的cv药芯电弧焊接工艺使用co2作为保护气体。叠加的焊接电流脉冲在时间上叠加，以便在经修改的cv药芯电弧焊接工艺期间促进熔融金属液滴在这两个药芯焊丝电极的端部之间形成。这导致在过渡到焊接熔池时，熔融金属液滴的尺寸小于没有叠加焊接电流脉冲的情况下的尺寸。在一个实施例中，每经过所述叠加的焊接电流脉冲中的两个或更多个脉冲，就有所述熔融金属液滴中的单个液滴被过渡到所述焊接熔池。根据各种实施例，反馈电路可以包括电压反馈电路和/或电流反馈电路。当所述焊接输
出电流离开所述熔融金属液滴中的液滴的端部时，所述co2保护气体限制所述焊接输出电流，从而在远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。所述叠加的焊接电流脉冲中的每个电流脉冲在所述熔融金属液滴中远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。在一个实施例中，电弧焊接系统包括用户接口，所述用户接口被配置为调整叠加的焊接电流脉冲的幅度、持续时间和频率中的至少一个。在一个实施例中，电弧焊接系统包括焊和至少一个送丝器，所述焊被配置为促使这两个药芯焊丝电极从其中穿过，所述至少一个送丝器被配置为将这两个药芯焊丝电极给送到焊。在一个实施例中，所述焊包括接触末端，所述两个药芯焊丝电极被配置为并排地穿过所述接触末端并从所述接触末端的同一孔口穿出。
6.在一个实施例中，提供了一种提供改进的熔融金属液滴过渡的电弧焊接方法。所述方法包括在焊接电源中将焊接电流脉冲叠加到恒定电压(cv)药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形。所述方法还包括在使用所述经修改的波形的所述经修改的药芯电弧焊接工艺期间，通过所述焊接电源产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流为两个药芯焊丝电极供电。所述方法进一步包括提供co2作为保护气体，这是经修改的药芯电弧焊接工艺的一部分。所述叠加的焊接电流脉冲在时间上叠加，以便在所述经修改的cv药芯电弧焊接工艺期间促进熔融金属液滴在所述两个药芯焊丝电极的端部之间形成，从而导致在过渡到焊接熔池时，所述熔融金属液滴的尺寸小于没有所述叠加的焊接电流脉冲的情况下的尺寸。在一个实施例中，每经过所述叠加的焊接电流脉冲中的两个或更多个脉冲，就有所述熔融金属液滴中的单个液滴被过渡到所述焊接熔池。当所述焊接输出电流离开所述熔融金属液滴中的液滴的端部时，所述co2保护气体限制所述焊接输出电流，从而在远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。所述叠加的焊接电流脉冲中的每个电流脉冲在所述熔融金属液滴中远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。在一个实施例中，所述方法包括经由焊接电源的用户接口调整叠加的焊接电流脉冲的幅度、持续时间和频率中的至少一个。一个实施例包括经由送丝器将这两个药芯焊丝电极给送到焊，并将这两个药芯焊丝电极并排地穿过焊的接触末端并从焊的接触末端的同一孔口穿出。在一个实施例中，所述方法包括在经修改的药芯电弧焊接工艺期间调节焊接电源的电压-电流(vi)特性，以及当这两个药芯焊丝电极由所述焊接电源供电时，在经修改的药芯电弧焊接工艺期间适配电压-电流(vi)特性以维持平均焊接输出电压和平均电弧长度。所述方法还包括将焊接输出电压或焊接输出电流中的至少一个反馈给焊接电源的控制器，以促进电压-电流(vi)特性的适配。
7.根据以下对示例性实施例的详细描述、根据权利要求并且根据附图，总体的发明构思的许多方面将变得显而易见。
附图说明
8.结合到本说明书中并构成本说明书一部分的附图展示了本披露内容的不同实施例。应了解的是，附图中展示的元件边界(例如，框、框组、或者其他形状)表示边界的一个实施例。在一些实施例中，一个元件可以被设计成多个元件，或者多个元件可以被设计成一个元件。在一些实施例中，作为一个元件的内部部件而示出的另一个元件可以被实施为外部部件，反之亦然。此外，元件可以不是按比例绘制的。
9.图1展示了包括焊接电源的电弧焊接系统的一个实施例；
10.图2展示了表示如何调节焊接电源的传统伏安特性图的一个实施例；
11.图3展示了传统功率输出曲线图的一个实施例；
12.图4展示了传统恒定电压(cv)电弧焊接工艺的电压和电流迹线的一个实施例；
13.图5展示了具有多个电流尖峰和对应的电压下降的传统恒定电压(cv)电弧焊接工艺的电压和电流迹线的一个实施例；
14.图6展示了使用co2作为保护气体与使用氩气作为保护气体之间的区别；
15.图7展示了根据本发明的实施例的改进的电弧焊接工艺的电压和电流迹线；
16.图8展示了在使用co2保护气体的情况下使用图7的改进的电弧焊接工艺来过渡熔融金属液滴的一个实施例；
17.图9展示了如本文所披露的改进的电弧焊接工艺的一个实施例的流程图；以及
18.图10展示了控制器的示例实施例的框图，该控制器可以例如在图1的系统中使用。
具体实施方式
19.本文中的示例和附图仅仅是说明性的而不旨在限制本主题发明，本主题发明通过权利要求的范围和精神来衡量。
20.许多电源通过基于功率、具有电流分量的电压、或具有电压分量的电流调节电压-电流(vi)特性来控制fcaw工艺。在该调节之上，通常会添加自适应响应，以使得即使操作者或机器改变(变更)接触末端到工件距离(ctwd)的长度，也能维持平均电弧长度。受co2气体保护的fcaw是非常动态的工艺，其中液滴在空间中快速地出现、生长及移动。vi特性通过施加由响应于变化的电压而变化的电流引起的磁力来对抗这种运动。vi特性的设定点在长期自适应控制中进行调整，以维持相对恒定的电弧长度。相对于可消耗焊丝端部的液滴的变化和运动，接触末端到工件距离(ctwd)的改变相对缓慢。
21.许多传统的变压器设计是基于以每100安培1/2至8伏特之间的速率随电流的增加而降低的电压来设计的。许多现代逆变器设计被编程为通过添加自适应控制来模仿这种响应，以维持真正的平均恒定电压。在本发明的一个实施例中，采用每100安培5伏特压降的vi特性，使用35伏特的设定点，在200安培下操作，导致10伏特的压降，从而使得调节电压为25伏特。长期自适应控制调整设定点以维持25伏特的平均预设值。
22.根据本发明的实施例，当经由编程以设定的频率叠加δ电流(电流脉冲)时，形成在焊丝电极端部上的液滴尺寸可以减小。每个电流脉冲都会在液滴上引起磁排斥力，推动该液滴进一步远离焊接池。当电流脉冲完成且输出返回到稳态vi特性时，磁力被释放且液滴(经由表面张力)向焊接池反弹，并且通常会接触焊接池，从而在液滴变得太大(大于所期望的)之前引起金属过渡。这种搅动促使更快/更小的液滴过渡到焊接池，从而使工艺更加受控。此外，用于调节平均电压的自适应响应将降低vi设定点(响应电流脉冲)，从而允许来自给送焊丝的推动克服作用在液滴上的排斥力。
23.现在参考附图，其中，示出的内容仅出于说明本主题发明的示例性实施例的目的，而非出于限制本主题发明的目的，图1展示了包括焊接电源110的电弧焊接系统100的一个实施例。焊接电源110通过至少一个焊丝电极e(例如，两个焊丝电极e)将焊接波形输出输送到焊/焊炬130和工件w以生成焊接电弧a。(多个)焊丝电极e经由至少一个送丝器150递送到焊接操作。送丝器150可以具有任何已知的构造，使得它能够将(多个)电极e递送到焊缝，
并且在一些实施例中，送丝器150可以基于来自电源110的信号来调整(多个)电极e的焊丝给送速度。
24.在一个实施例中，两个药芯焊丝电极e可操作地连接到焊接电源110。这两个药芯焊丝电极e由焊接电源110产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流供电。焊被配置为促进这两个药芯焊丝电极从其中穿过。送丝器被配置为将这两个药芯焊丝电极给送到焊。焊包括接触末端，这两个药芯焊丝电极被配置为并排穿过该接触末端(例如，参见2020年10月6日发布的美国专利号10,792,752，该美国专利以其全部内容通过援引并入本文)。
25.电源110的一般构造可以类似于能够例如进行gmaw和fcaw类型的焊接操作的已知电源的构造，只要电源110能够如本文所述地起作用和操作即可。例如，电源110可以被构造成类似于由俄亥俄州克利夫兰的林肯电气公司制造的power型电源。当然，本发明的实施例不限于这种构造，并且这旨在仅是示例性的。
26.如图1所示，电源110被配置为通过l1、l2和l3接收输入信号。图1描绘了三相输入，但是其他实施例可以利用单相输入。电源110包括电力转换单元112，所述电力转换单元能够接收输入信号并且将信号输出到输出阶段(比如输出逆变器114)，使得电源110的输出能够维持焊接电弧。电力转换单元112可以由多个不同的部件构成。例如，所述电力转换单元可以由整流电路和降压-升压电路构成，所述降压-升压电路接收整流信号并且将恒定电压输出到输出逆变器114。当然，在其他示例性实施例中，输出逆变器114可以是斩波器、或者是能够与电力转换单元112一起工作以输出焊接信号的任何其他类型的输出电路。根据一个实施例，电力转换单元112和输出逆变器/斩波器114在本文中一起被称为焊接供电装置，或只是被称为供电装置。
27.电源110还包括波形发生器116，所述波形发生器是帮助控制电力转换单元112和输出逆变器114中的至少一者或两者的输出以提供产生电弧a所要使用的期望焊接波形的电路。例如，波形发生器116可以用于产生用于在焊接期间产生和维持电弧a的期望电流波形，与电力转换单元112和输出逆变器114(或使用的任何输出部件)中的一者或两者联接。另外，电源110具有控制器118，所述控制器可以是例如能够控制电源110的功能和操作的任何类型的cpu或处理器类型的设备。例如，参见本文图10的控制器1000。具有例如各种类型的电子电路系统(例如，逻辑电路系统)和存储器的其他类型的控制器也是可能的。
28.在一个实施例中，控制器118从电流反馈电路120和电压反馈电路122接收反馈，所述电流反馈电路和电压反馈电路在焊接操作期间(分别)提供来自焊接电弧a的电流和电压反馈。利用此反馈，控制器118能够调整和优化电源110的性能以提供期望的输出。例如，在一个实施例中，反馈电路122可操作地连接到焊接电源110(例如，作为焊接电源的一部分)并提供自适应响应以维持平均焊接输出电压。在一个实施例中，电流反馈电路120是电流感测配置的一部分，所述电流感测配置包括电流分路器121并且电连接到焊130。如图1所示，在一些实施例中，控制器118还联接到送丝器150，所述送丝器允许控制器在焊接操作期间从送丝器150接收反馈以及控制送丝器150的操作(比如焊丝给送速度)。
29.在一个实施例中，控制器118被编程为至少控制焊接波形发生器116和焊接供电装置，以将焊接电流脉冲叠加到恒定电压(cv)药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形。叠加的焊接电流脉冲在时间上叠加，以便在经修改的cv药芯电弧焊接工艺期间促进熔融金属液滴在两个药芯焊丝e电极的端部之间形
成。这导致在过渡到焊接熔池时，熔融金属液滴的尺寸小于没有叠加焊接电流脉冲的情况下的尺寸。
30.图2展示了表示可以如何调节焊接电源的传统伏安(vi)特性图200的一个实施例。图200的伏安特性具有每100安培电流5伏特的斜率。例如，如果预设电压设置为24伏特，则在使用图200的情况下，焊接电源将在电弧焊接工艺期间输送360安培的电流。当在电弧焊接工艺期间在(多个)焊丝电极的末端上产生熔融金属液滴时，液滴在空间中四处移动。例如，如果液滴靠近焊接熔池(焊接池)，则电压可以下降到23伏特。然后电流将增加到380安培。这种电流增加将倾向于驱使液滴远离熔池，并且电弧长度将变长，电压也将变大。在25伏特处，电流将变为340安培。较低的电流允许液滴更靠近焊接熔池。经调节的系统将电弧焊接工艺驱动到自然平衡。在一个实施例中，(例如，由控制器118控制的)自适应控制通过向上或向下调整图200的设定点(在该示例中描述为开路电压(ocv)＝42伏特)来将系统的平均电压驱动到预设电压，以使平衡点等于期望电压。
31.图3展示了传统功率输出曲线图300的一个实施例。功率输出曲线是调节焊接电源的另一种方法。类似于图2中的斜率，功率输出曲线将输出驱动到平衡点。根据不同实施例，电力设定点可以具有或不具有将系统驱动到预设电压的自适应控制。
32.图4展示了传统恒定电压(cv)电弧焊接工艺的电压和电流迹线的一个实施例。顶部迹线410表示原始电压(v)，并且中间迹线420表示原始电流(i)。传统的cv电弧焊接工艺由(例如，图2中的)伏安特性来调节。底部迹线430中示出了作为电压反馈回路以维持平均电压或电弧长度的自适应响应。
33.图5展示了具有多个电流尖峰和对应的电压下降的传统恒定电压(cv)电弧焊接工艺的电压和电流迹线的一个实施例。顶部迹线510表示原始电压(v)，并且底部迹线520表示原始电流(i)。电流的尖峰和对应的电压下降指示较大的液滴过渡到焊接池的位置。这些事件在传统cv中每1至5赫兹出现一次。脉冲时，过渡发生得更频繁，并且不需要清除电流尖峰，从而导致更少的飞溅。
34.图6展示了使用co2作为保护气体与使用氩气作为保护气体之间的区别。与使用氩气作为主保护气体(图6的右侧)相比，使用co2作为保护气体时(图6的左侧)将产生排斥力。当电流离开液滴时，氩气产生宽电弧，并且因此，力是向下的，使得液滴从(多个)焊丝的端部推出。co2在电流离开液滴端部时限制电流，从而在液滴上产生向上的力。
35.图7展示了根据本发明的实施例的改进的电弧焊接工艺的电压和电流迹线。顶部迹线710表示原始电压(v)，并且中间迹线720表示原始电流(i)。迹线示出了新的脉冲波形，所述脉冲波形包括传统的伏安特性以及叠加的电流脉冲(即，经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形)。每个电流脉冲都会在焊丝电极端部的液滴上施加向上的排斥力。当电流脉冲放松(衰减)时，排斥力被移除，并且液滴弹回，通常与焊接池接触。以这种方式，通过添加电流脉冲，在与焊接池接触并过渡到焊接池之前，熔融金属液滴倾向于不会变得太大。这在使用co2作为保护气体时特别有用。迹线710和720对应于以下条件：300英寸每分钟(ipm)的焊丝给送速度、处于29v/310安培下、使用在100％co2气体保护下的0.045ultracore 12c双焊丝(两条焊丝)。
36.在一个实施例中，每个叠加的电流脉冲表示附加的175安培的电流，其持续时间为1.5毫秒，并以大约70赫兹的频率施加。每经过所述叠加的焊接电流脉冲中的两个或更多个
脉冲，就有所述熔融金属液滴中的单个液滴被过渡到所述焊接熔池。可以定义用户接口(例如，用户旋钮、按钮或触摸屏显示器)以调整叠加电流脉冲的幅度和/或持续时间和/或频率。自适应响应(在底部迹线730中示出)维持平均电压(例如，大约28伏特)。平均电流取决于接触末端到工件距离(ctwd)，并且例如可以是265安培。在该实施例中，工艺以250ipm的焊丝给送速度运送两条0.045或1.2mm fcaw焊丝。两条焊丝通过接触末端的同一孔口并排穿过同一接触末端。具有叠加脉冲的同一电流被施加到两条焊丝。其他实施例可以使两条焊丝穿过接触末端的分开的孔口，或者可以仅使用一条焊丝(例如，1/16或0.052fcaw焊丝)。
37.图8展示了在使用co2保护气体的情况下使用图7的改进的电弧焊接工艺来过渡熔融金属液滴的一个实施例。液滴810以关于电流脉冲820之前、期间和之后的几个阶段示出。电流脉冲820向上排斥液滴810(如液滴810内所示的指向上方的箭头所指示的)。这与传统的脉冲焊接不同，在传统的脉冲焊接中，力将液滴推向焊接池。当电流放松时(在峰值之后)，液滴810反弹并射向焊接池(如液滴810内所示的指向下方的箭头所指示的)，具有接触焊接池并过渡的倾向。
38.图9展示了如本文所披露的改进的电弧焊接工艺900的一个实施例的流程图。在工艺900的步骤910中，伏安(vi)特性由焊接电源调节，并被适配以维持预设电压(例如，导致平均电弧长度的平均焊接输出电压)。一旦定时器或频率条件为真(例如，在控制器118中)，则在工艺900的步骤920中，电流脉冲被叠加到焊接电流上。在峰值时间之后(例如，由控制器118确定)，电弧焊接工艺返回到步骤910并重复该工艺。以这种方式，在焊接电源中将焊接电流脉冲叠加到恒定电压(cv)药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形。在使用经修改的波形的经修改的药芯电弧焊接工艺期间，两个药芯焊丝电极由焊接电源产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流供电。作为经修改的药芯电弧焊接工艺的一部分，co2用作保护气体。叠加的焊接电流脉冲在时间上叠加，以便在经修改的cv药芯电弧焊接工艺期间促进熔融金属液滴在这两个药芯焊丝电极的端部之间形成。这导致在过渡到焊接熔池时，熔融金属液滴的尺寸小于没有叠加焊接电流脉冲的情况下的尺寸。以这种方式，实现了对形成在(多个)焊丝电极端部上的熔融金属液滴尺寸的更好的控制，从而使液滴更理想地过渡到焊接熔池中，同时飞溅更少。
39.图10展示了控制器1000的示例实施例的框图，所述控制器可以例如在图1的系统中使用(例如，作为控制器118)。参考图10，控制器1000包括至少一个处理器1014(例如，微处理器、中央处理单元、图形处理单元)，所述至少一个处理器经由总线子系统1012与多个外围设备通信。这些外围设备可以包括存储子系统1024，所述存储子系统包括例如存储器子系统1028和文件存储子系统1026、用户接口输入设备1022、用户接口输出设备1020以及网络接口子系统1016。输入和输出设备允许用户与控制器1000交互。网络接口子系统1016提供与外部网络的接口并耦合到其他设备中的对应接口设备。
40.用户接口输入设备1022可以包括键盘、定点设备(比如鼠标、轨迹球、触摸板或图形输入板)、扫描仪、并入显示器中的触摸屏、音频输入设备(比如语音识别系统、麦克风)和/或其他类型的输入设备。通常，术语“输入设备”的使用旨在包括将信息输入到控制器1000中或通信网络上的所有可能类型的设备和方式。
41.用户接口输出设备1020可以包括显示子系统、打印机或非视觉显示器(比如音频
输出设备)。显示子系统可以包括阴极射线管(crt)、平板设备(比如液晶显示器(lcd))、投影设备、或者用于创建可见图像的某种其他机构。显示子系统还可以比如经由音频输出设备来提供非视觉显示。通常，术语“输出设备”的使用旨在包括将信息从控制器1000输出到用户或到另一机器或计算机系统的所有可能类型的设备和方式。
42.存储子系统1024存储提供本文描述的一些或全部功能性的编程和数据构建。例如，计算机可执行指令和数据通常由处理器1014单独执行或结合其他处理器执行。存储子系统1024中使用的存储器1028可以包括多个存储器，这些存储器包括用于在程序执行期间存储指令和数据的主随机存取存储器(ram)1030以及其中存储固定指令的只读存储器(rom)1032。文件存储子系统1026可以为程序和数据文件提供持久存储区，并且可以包括硬盘驱动器、固态驱动器、软盘驱动器以及相关联的可移除介质、cd-rom驱动器、光驱或可移除介质盒。实施某些实施例的功能性的计算机可执行指令和数据可以由文件存储子系统1026存储在存储子系统1024中，或存储在(多个)处理器1014可访问的其他机器中。
43.总线子系统1012提供了用于让控制器1000的各个的部件和子系统按预期彼此通信的机制。尽管总线子系统1012被示意性地示出为单根总线，但是总线子系统的替代性实施例可以使用多根总线。
44.控制器1000可以是不同类型的。由于计算设备和网络的不断变化的性质，图10中描绘的控制器1000的描述仅旨在作为用于说明一些实施例的目的的特定示例。控制器的许多其他配置是可能的，具有比图10中描绘的控制器1000更多或更少的部件。
45.虽然已经相当详细地展示和描述了所披露的实施例，但是意图并不是约束或以任何方式将所附权利要求的范围限制于这种细节。当然，出于描述主题的各个方面的目的，不可能描述部件或方法的每种可想到的组合。因此，本披露内容不限于所示出和描述的具体细节或说明性示例。因此，本披露内容旨在包含落入所附权利要求的范围内的、满足35u.s.c.
§
101的法定主题要求的变更、修改和变化。以上对特定实施例的描述是通过举例的方式给出的。根据所给出的披露内容，本领域技术人员将不仅理解总体创新性构思和伴随的优点，而且还将发现对所披露的结构和方法的各种明显的改变和修改。因此，所寻求的是涵盖落入如由所附权利要求及其等效物所限定的总体创新性构思的精神和范围内的所有这样的改变和修改。

技术特征：

1.一种电弧焊接系统，所述电弧焊接系统提供改进的熔融金属液滴过渡，所述电弧焊接系统包括：焊接电源，所述焊接电源包括：焊接供电装置，焊接波形发生器，以及控制器；两个药芯焊丝电极，所述两个药芯焊丝电极可操作地连接到所述焊接电源，其中，所述两个药芯焊丝电极由所述焊接电源产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流供电；以及反馈电路，所述反馈电路可操作地连接到所述焊接电源以提供自适应响应，以维持平均焊接输出电压，其中，所述控制器被编程为至少控制所述焊接波形发生器和所述焊接供电装置，以将焊接电流脉冲叠加到使用co2作为保护气体的恒定电压(cv)药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形，并且其中，所述叠加的焊接电流脉冲在时间上叠加，以便在所述经修改的cv药芯电弧焊接工艺期间促进熔融金属液滴在所述两个药芯焊丝电极的端部之间形成，从而导致在过渡到焊接熔池时，所述熔融金属液滴的尺寸小于没有所述叠加的焊接电流脉冲的情况下的尺寸。2.如权利要求1所述的电弧焊接系统，其中，每经过所述叠加的焊接电流脉冲中的两个或更多个脉冲，就有所述熔融金属液滴中的单个液滴被过渡到所述焊接熔池。3.如权利要求1所述的电弧焊接系统，其中，所述反馈电路包括电压反馈电路。4.如权利要求1所述的电弧焊接系统，其中，所述反馈电路包括电流反馈电路。5.如权利要求1所述的电弧焊接系统，其中，当所述焊接输出电流离开所述熔融金属液滴中的液滴的端部时，所述co2保护气体限制所述焊接输出电流，从而在远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。6.如权利要求1所述的电弧焊接系统，其中，所述叠加的焊接电流脉冲中的每个电流脉冲在所述熔融金属液滴中远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。7.如权利要求1所述的电弧焊接系统，进一步包括用户接口，所述用户接口被配置为调整所述叠加的焊接电流脉冲的幅度、持续时间和频率中的至少一个。8.如权利要求1所述的电弧焊接系统，进一步包括焊，所述焊被配置为促进所述两个药芯焊丝电极从其中穿过。9.如权利要求8所述的电弧焊接系统，进一步包括至少一个送丝器，所述至少一个送丝器被配置为将所述两个药芯焊丝电极给送到所述焊。10.如权利要求8所述的电弧焊接系统，其中，所述焊包括接触末端，所述两个药芯焊丝电极被配置为并排地穿过所述接触末端并从所述接触末端的同一孔口穿出。11.一种电弧焊接方法，所述电弧焊接方法提供改进的熔融金属液滴过渡，所述电弧焊接方法包括：在焊接电源中将焊接电流脉冲叠加到恒定电压(cv)药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的cv药芯电弧焊接工艺的经修改的波形；在使用所述经修改的波形的所述经修改的药芯电弧焊接工艺期间，通过所述焊接电源
产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流为两个药芯焊丝电极供电；以及作为所述经修改的药芯电弧焊接工艺的一部分，提供co2作为保护气体，其中，所述叠加的焊接电流脉冲在时间上叠加，以便在所述经修改的cv药芯电弧焊接工艺期间促进熔融金属液滴在所述两个药芯焊丝电极的端部之间形成，从而导致在过渡到焊接熔池时，所述熔融金属液滴的尺寸小于没有所述叠加的焊接电流脉冲的情况下的尺寸。12.如权利要求11所述的电弧焊接方法，其中，每经过所述叠加的焊接电流脉冲中的两个或更多个脉冲，就有所述熔融金属液滴中的单个液滴被过渡到所述焊接熔池。13.如权利要求11所述的电弧焊接方法，其中，当所述焊接输出电流离开所述熔融金属液滴中的液滴的端部时，所述co2保护气体限制所述焊接输出电流，从而在远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。14.如权利要求11所述的电弧焊接方法，其中，所述叠加的焊接电流脉冲中的每个电流脉冲在所述熔融金属液滴中远离所述焊接熔池的液滴上产生向上的力。15.如权利要求11所述的电弧焊接方法，进一步包括经由所述焊接电源的用户接口调整所述叠加的焊接电流脉冲的幅度、持续时间和频率中的至少一个。16.如权利要求11所述的电弧焊接方法，进一步包括将所述两个药芯焊丝电极并排地穿过焊的接触末端并从所述焊的接触末端的同一孔口穿出。17.如权利要求16所述的电弧焊接方法，进一步包括将所述两个药芯焊丝电极经由送丝器给送到所述焊。18.如权利要求11所述的电弧焊接方法，进一步包括：在所述经修改的药芯电弧焊接工艺期间调节所述焊接电源的电压-电流(vi)特性；以及当所述两个药芯焊丝电极由所述焊接电源供电时，在所述经修改的药芯电弧焊接工艺期间适配所述电压-电流(vi)特性以维持平均焊接输出电压和平均电弧长度。19.如权利要求18所述的电弧焊接方法，进一步包括将所述焊接输出电压反馈给所述焊接电源的控制器，以促进所述适配。20.如权利要求18所述的电弧焊接方法，进一步包括将所述焊接输出电流反馈给所述焊接电源的控制器，以促进所述适配。

技术总结

一种提供改进的熔融金属液滴过渡的电弧焊接系统。所述系统包括具有焊接供电装置、焊接波形发生器和控制器的焊接电源。两个药芯焊丝电极连接到焊接电源，并且由所述电源产生的同一焊接输出电压和焊接输出电流供电。反馈电路连接到所述电源以提供自适应响应，以维持平均焊接输出电压。所述控制器控制焊接波形发生器和焊接供电装置，以将焊接电流脉冲叠加到使用CO2作为保护气体的CV药芯电弧焊接工艺的焊接波形上，以生成经修改的CV药芯电弧焊接工艺的经修改的波形。所述电流脉冲在时间上叠加，以便在经修改的焊接工艺期间，在这两个电极的端部之间形成熔融金属液滴。端部之间形成熔融金属液滴。端部之间形成熔融金属液滴。