。因此，在傳統(tǒng)的焊接系統(tǒng)中，操作者通過再居中定位炬頭120來手動地調(diào)整任何不對準(zhǔn)問題。
[0030]然而，如上面所討論的，控制單元190 (或一些其他類似的裝置)可以接收和監(jiān)測反饋信號(例如，電弧電壓)，以便確定電弧110和/或炬頭120關(guān)于側(cè)壁的位置。例如，如上面所討論的，在一些實施方案中，控制單元190可以確定炬頭120基于對應(yīng)于電弧110的反饋信號(例如，電弧電壓)被恰當(dāng)?shù)囟ㄎ?。在圖3的示例性實施方案中，如果在左磁場位置(例如，左側(cè)壁)的電弧電壓在9-11伏特之間，并且中心磁場位置和右磁場位置的電弧電壓在12-15伏特之間，控制單元190將確定炬頭120被恰當(dāng)?shù)囟ㄎ弧Ｒ驗檫@一實施方案要求兩個焊接行程，在第一行程Xa上的右磁場位置將使電弧110定位在焊接接頭320的中心線335處而不是在右側(cè)壁處。因此，在這一實施方案中，對于右磁場位置的期望電弧電壓是12-15伏特，而不是圖6的示例性實施方案的9-11伏特。
[0031]如果控制單元190確定反饋信號(例如，電弧電壓)不在期望的范圍之內(nèi)，那么控制單元190可以自動地移動(例如，操控)炬頭120，以致炬頭將維持在離槽壁的恰當(dāng)距離。例如，在左磁場位置，如果電弧110的電壓在預(yù)定值￥八(例如，9伏特)之下，控制單元190可以被配置來使用機(jī)械操控裝置180將炬頭120向右移動到點410B，以致在左側(cè)壁處的電弧110的電壓是在期望值Vx (例如，在9-11伏特之間)。隨著焊接繼續(xù)進(jìn)行并且電弧110又一次變得太接近于左側(cè)壁，并且電弧電壓變化到預(yù)定電壓Va之下，控制單元190可以進(jìn)一步將炬120向右移動到點410C，以致電弧電壓再次是一個在Vx的電弧電壓，等等。以這種辦法，控制單元190將自動地調(diào)整焊接接頭320中的不對準(zhǔn)。
[0032]在上面的實施方案中，控制單元190被配置用于逐步調(diào)整，S卩，電弧電壓在調(diào)整被作出之前從期望值Vx落到值Va。然而，本發(fā)明不限于這樣的逐步調(diào)整，并且控制單元190還可以被配置來連續(xù)地調(diào)整炬頭120的位置，以致電弧電壓被維持在期望電壓值。當(dāng)然，在一些實施方案中，當(dāng)調(diào)整炬頭120時，本發(fā)明還可以使用電弧電流作為反饋值。
[0033]例如，在恒壓過程中，電流作為反饋被利用來確定CTWD。在恒壓過程的情形中，隨著電極變得更接近于壁，在壁處的的電流反饋信號將減小。相反地，當(dāng)電極變得進(jìn)一步遠(yuǎn)離壁時，電流反饋信號將增大。當(dāng)然，本發(fā)明不限于使用電弧電流或電弧電壓作為反饋信號，并且可以使用其他基于炬頭到側(cè)壁的接近度而改變的反饋信號，例如，電源供應(yīng)器的功率輸出、CTWD等。
[0034]在一些情況中，由于例如機(jī)械加工焊接槽中的偏差，焊接接頭的寬度可能變化。在這樣的情況中，因為電弧擺動不再匹配焊接接頭的預(yù)期寬度(例如，隨著焊接接頭的寬度改變，電弧擺動可能太大或太小)，電弧110和/或炬頭120可能移動得太接近于或不夠接近于側(cè)壁。例如，如圖5中所圖示說明的，系統(tǒng)可以針對在點A處的焊接接頭510的寬度被設(shè)置，這種設(shè)置將生成焊縫520。然而，在點B處，焊接接頭510的寬度小于在點A處的寬度，并且電弧擺動將使得電弧110和焊縫520太接近于左側(cè)壁。相反地，在點C處，焊接接頭510的寬度大于在點A處的寬度，并且電弧擺動將不會使得電弧110和焊縫520到右側(cè)壁。此外，由于寬度上的改變，炬頭120可能不在恰當(dāng)?shù)奈恢?例如，在期望焊縫交織圖案的中點處)。因此，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，操作者可能需要手動地調(diào)整電弧擺動的寬度和/或炬頭的部位，以確保恰當(dāng)?shù)暮缚p。然而，在本發(fā)明的一些實施方案中，控制單元190(或一些其他類似的裝置)可以使用機(jī)械操控裝置180調(diào)整炬頭120的位置和/或使用磁振蕩系統(tǒng)130和/或接地切換電路195調(diào)整電弧擺動的寬度。為完成這一目的，控制單元190可以使用來自炬頭120的電壓和/或電流反饋信號來確定電弧擺動寬度是否是適當(dāng)?shù)?。例如，如果電弧電壓在左磁場位置和右磁場位置二者?-11伏特，控制單元190確定電弧擺動寬度是適當(dāng)?shù)牟⑶液附硬鄣膶挾葲]有顯著地改變。然而，如果右磁場位置和/或左磁場位置具有小于預(yù)定值(例如，9伏特)的電弧電壓，控制單元190確定焊接槽在右側(cè)壁和/或左側(cè)壁處已經(jīng)分別變窄。類似地，如果右磁場位置和/或左磁場位置具有大于預(yù)定值(例如，11伏特)的電弧電壓，控制單元190確定焊接槽寬度在右側(cè)壁或左側(cè)壁處已經(jīng)分別變寬。因此，基于反饋信號(例如，電弧電壓)，控制單元190可以確定在任何特定點處的焊接接頭的寬度是否已經(jīng)改變，并且可以使用機(jī)械操控裝置180適當(dāng)?shù)卣{(diào)整炬頭120的部位，以致炬120位于在那點處的電弧擺動的中點處。此外，控制單元190可以調(diào)整磁電弧振蕩系統(tǒng)130和/或接地切換電路195，以生成適當(dāng)?shù)碾娀[動寬度。例如，如圖5中從點A到點B的焊接進(jìn)程，控制單元190將感測焊接槽的寬度已經(jīng)從在點A處的寬度X改變到寬度Y。就是說，控制單元190將感測在左磁場位置處的電弧電壓在預(yù)定值(例如，9伏特)之下，表明電弧110太接近于側(cè)壁，并且感測在右磁場位置的電弧電壓在恰當(dāng)?shù)姆秶?例如，9-11伏特)中。因為在右磁場位置的電弧電壓沒有從在點A所測量的數(shù)值改變，控制單元190將確定由于左側(cè)壁所述焊接槽已經(jīng)變窄，并且對電弧擺動的寬度和/或炬頭120的位置作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。隨著焊接過程進(jìn)行并且炬頭120達(dá)到點C，因為在右磁場位置的電弧電壓大于預(yù)定值(例如，11伏特)并且因此不在恰當(dāng)?shù)姆秶?例如，9-11伏特)中，控制單元190確定電弧110太遠(yuǎn)離于右側(cè)壁。然后控制單元190可以為在點C處的寬度Z適當(dāng)?shù)卣{(diào)整炬頭120的位置和/或電弧擺動的寬度。在一些實施方案中，除磁電弧振蕩系統(tǒng)180和/或接地切換電路195之外或作為磁電弧振蕩系統(tǒng)180和/或接地切換電路195的替代，控制單元190可以使用機(jī)械操控裝置來振蕩炬頭120。為確保熔敷率在寬度上的改變后仍是恰當(dāng)?shù)?，炬頭120的行進(jìn)速率和/或絲140的送進(jìn)速度可以被控制單元190 (或一些其他裝置)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。
[0035]在本發(fā)明的一些實施方案中，控制單元190 (或一些其他裝置)可以被配置有查找表，查找表包括電弧100在沿電弧擺動的一個或更多個點處的期望反饋值。期望值可以取決于焊接過程的類型(例如，GTAff, GMAff, PAff等)、正在被焊接的材料的類型和/或厚度、焊接行程的數(shù)量等。在一些實施方案中，控制單元190(或一些其他裝置)可以包括反饋曲線的公式或其他表征，所述反饋曲線為在沿電弧擺動的一個或更多個點處的電弧110提供期望反饋值。
[0036]盡管已經(jīng)參照某些實施方案描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以作出各種改變，并且可以替換等同物，而不會偏離本發(fā)明的范圍。在上面的實施方案中，操控炬頭120的控制邏輯位于控制單元190中。然而，控制邏輯可以位于機(jī)械操控裝置180中或位于一些其他裝置中。此外，可以作出很多修改來使特定情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)，而不會偏離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不意圖限于所公開的特定實施方案，但是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書范圍的所有實施方案。
[0037]參考編號
[0038]100系統(tǒng)115工件
[0039]110電弧115A工件
[0040]115B工件310導(dǎo)軌
[0041]120炬頭315焊頭牽引器單元
[0042]130振蕩系統(tǒng)320焊接管道接頭
[0043]131電源供應(yīng)器330A管道段
[0044]132電弧擺動330B管道段
[0045]135磁極335中心線
[0046]137磁頭410A線
[0047]140絲41OB點
[0048]145焊接熔池41OC點
[0049]150絲送進(jìn)器420焊縫
[0050]160導(dǎo)電管510焊接接頭
[0051]170電源供應(yīng)器520焊縫
[0052]172電極Xa焊接行程
[0053]175電源供應(yīng)器Xb焊接行程
[0054]180操控裝置I電流
[0055]182操控箭頭Vx電壓
[0056]185支架Va電壓
[0057]190控制單元A點
[0058]195電路X寬度
[0059]196A接地點Y寬度
[0060]196B接地點
【主權(quán)項】
1.一種帶有自動電弧操控的電弧焊接系統(tǒng)(100)，所述電弧焊接系統(tǒng)(100)包括: 炬電源供應(yīng)器(170)，所述炬電源供應(yīng)器(170)可操作地連接到炬頭(120)，所述炬頭(120)在形成于至少一個工件(115，115A，115B)中的焊接槽中創(chuàng)建電弧(110);以及 控制單元(190)，所述控制單元(190)包括， 反饋系統(tǒng)，所述反饋系統(tǒng)監(jiān)測所述電弧(110)的電壓、所述電弧(110)的電流、所述炬電源供應(yīng)器(170)的功率輸出以及導(dǎo)電嘴至焊件距離中的至少一個，并且輸出對應(yīng)于所述監(jiān)測的反饋信號， 比較電路，所述比較電路將所述反饋信號與至少一個預(yù)定值相比較，所述預(yù)定值對應(yīng)于所述電弧(110)和所述炬頭(120)中的