持續(xù)時間設置到例如6ms，其中負脈沖持續(xù)時間將被感測和電流控制器 195自動地設置到4ms。平衡控制裝置802還可以被配置來選擇極性將是正或負二者之一 的時間的百分比。例如，平衡控制裝置802可以為正脈沖持續(xù)時間選擇例如60%，并且負脈 沖持續(xù)時間將被感測和電流控制器195自動地設置到40%。然后，對于正脈沖和負脈沖以 毫秒計的實際持續(xù)時間值可以被感測和電流控制器195自動地設置。當然，平衡控制裝置 802可以被配置，以致脈沖（正或負）中只有一個在任何給定的時間被調整。此外，本發(fā)明 不限于以上控制平衡的方法，并且其他手段可以被使用而不偏離本發(fā)明的精神。
[0057] 感測和電流控制器195可以被配置具有一個或更多個基本（或參考）熱絲電流波 形，然后基本熱絲電流波形將基于控制裝置802-806被修改。例如，如圖9中所圖示說明的， 感測和電流控制器195可以包括設置用于50%的平衡的基本波形910,其中正脈沖912的 持續(xù)時間等于負脈沖914的持續(xù)時間。在這個實施例中，基本波形910的正脈沖912與焊 接波形900的脈沖902同步?；趹?，操作者可以決定，將電弧110拉動到熔池112的中 間更長的持續(xù)時間是期望的，因為，例如，更長的持續(xù)時間將提供更好的焊縫、更穩(wěn)點的電 弧、更有效率的過程等。作為一個實施例，因為熔敷操作正在被執(zhí)行，操作者可能要拉動電 弧110更長的持續(xù)時間，以便減少熔深和混合。因此，操作者可以調整平衡控制裝置802到 例如60%而不是50%。如波形920中所看到的，這種操作的作用是相比較于基本波形910 增加正脈沖922的持續(xù)時間并且減少負脈沖924的持續(xù)時間。這將與用具有50%平衡的基 本波形910相比更長的持續(xù)時間向著絲140拉動電弧110。
[0058] 除了平衡控制裝置802,感測和電流控制器195可以包括偏移控制裝置804。偏移 控制裝置相對于負極性的振幅調整正極性的振幅。就是說，"零"線被調整來給出更大的正 振幅或更大的負振幅二者之一。例如，波形930圖示說明示例性情形，其中偏移被移動，以 致脈沖932 (P ^ )的振幅大于基本波形910的脈沖912的振幅（P)，并且負脈沖934 (V ) 的絕對值小于基本波形910的負脈沖914 (N)的絕對值。通過調整偏移控制裝置804以致振 幅更加正，在焊接脈沖902被脈沖的時間期間，電弧110上向著熔池112的偏轉大于基本波 形910。相反地，在本底焊接電流904的時間期間，電弧110向前的偏轉小于基本波形910。 偏移調整不限于任何一種方法。例如，調整可以基于實際電流值，例如允許±200安培的范 圍內（或任何其他期望的范圍）的調整。偏移調整還可以依據(jù)百分比。例如，+10%的調整 可以意味著"零"將關于例如峰對峰值被移動10% (或一些其他振幅參照），以致如圖9中 所示出的，波形930將具有對于脈沖932更加正的峰值（pi )和對于負脈沖934(V )更 小的絕對峰值?；谄瓶刂蒲b置804的設置，感測和電流控制器可以自動地以安培為正 峰值和負峰值設置實際電流振幅。
[0059] 感測和電流控制器195還可以包括死區(qū)偏移控制裝置806。"死區(qū)"是從正向負轉 換期間（參見波形910的916)和從負向正轉換期間（參見918)熱絲電流被保持在零的時 段。死區(qū)偏移控制調整從正到負的死區(qū)相對于從負到正的死區(qū)的比率。當然，其他方法可 以被使用來控制每個死區(qū)916和死區(qū)918的持續(xù)時間，而不偏離本發(fā)明的精神。死區(qū)偏移 調整被使用來將電弧上的熱絲磁場最小化。例如，如圖10中所圖示說明的，如果熱絲磁場 在電弧110上，可以期望的是在熱絲電流處于零值的時刻（即，死區(qū)）具有焊接電流脈沖， 以將作用最小化。這可以通過使脈沖912以如圖10中所示出的相位角Θ偏移來完成，以 致當焊接脈沖902被脈動時，脈沖912不發(fā)生脈沖。然而，基本波形910具有仍可以與焊接 脈沖902以期望的相位角Θ相干擾的負脈沖914。為將負脈沖914的作用最小化，死區(qū)偏 移控制裝置806可以被配置來調整死區(qū)916和死區(qū)918的比率，以致焊接脈沖902與熱絲 電流波形的死區(qū)對準。如圖10的波形910'中所示出的，通過調整空載偏移控制裝置806， 死區(qū)916的持續(xù)時間被減少并且死區(qū)918被增加，以致負脈沖914被移動得更接近于正脈 沖912。通過移動負脈沖914,焊接脈沖902能夠在波形91(V的死區(qū)918期間發(fā)生脈沖。 因此，基于死區(qū)偏移控制裝置806的設置，感測和電流控制器195可以自動地以安培為每個 零轉換設置死區(qū)。
[0060] 如在以上所討論的示例性實施方案中所看到的，可變極性熱絲電流波形提供許多 優(yōu)勢，比如，例如使用電弧型功率源的系統(tǒng)中的穩(wěn)定操作、對準具有如所期望的死區(qū)或熱絲 電流脈沖的熔滴從消耗性電極的轉移的能力以及執(zhí)行防止焊穿的相反極性操作的能力，僅 舉出幾個優(yōu)勢。
[0061] 在一些實施方案中，焊接電流波形可以是具有短路電弧型過程的那種，比如短路 電弧轉移、表面張力轉移（STT)、短路收縮焊接等。圖11圖示說明可以被使用在圖1的系統(tǒng) 中的短路電弧轉移焊接波形1100。示例性焊接波形1100是從電源供應器130到絲140的 輸出，焊接波形1100從本底電流I BS(1103)傾斜到電流值IPS。在本底電流相位1103期間， 電弧110呈現(xiàn)，但沒有來自絲140的材料被轉移。當絲140短路于焊接熔池112時，焊接電 流在值上增加（參見1101)直到來自絲140的熔滴被轉移到焊接熔池112 (參見IPS，1102)。 由于針于每個被轉移的熔滴的值可以變化，電流值1%是近似的。一旦熔滴被轉移（1102)， 電流下降到本底電流I BS。短路電弧轉移在本領域中是已知的，并且除了由于對解釋本發(fā)明 是必要的，短路電弧轉移將不被進一步詳細討論。
[0062] 因為過程以低熱輸入沉積金屬，短路電弧轉移（以及其他短路電弧型過程）已經 傳統(tǒng)地使用在比許多應用（比如，接合薄金屬、熔敷、堆焊等）中。然而，熔敷率可以被限制， 例如，高至大約225ipm wfs。當與熱絲系統(tǒng)（例如，熱絲送進系統(tǒng)104 (圖1))相結合時，并 且通過如以下所討論的使熱絲電流波形脈沖與焊接波形脈沖同步，系統(tǒng)（熱絲和焊接消耗 品一起）的熔敷率可以增加二到三倍，例如對于〇. 45in直徑的絲高達500ipm。
[0063] 例如，已經發(fā)現(xiàn)的是，在消耗性的絲140正在接觸熔池112的時間期間提供熱絲電 流脈沖協(xié)助熔滴從絲140的轉移。因為熱絲電流和焊接電流的極性同相位，來自熱絲電流 脈沖的磁場將幫助從絲140 "拉動"熔滴以協(xié)助短路電弧轉移過程。因此，本發(fā)明的示例性 實施方案可以被配置來使熱絲電流脈沖同步，以與絲140被短路于熔池112的時間時段對 準（參見波形1100的1101)。
[0064] 例如，感測和電流控制器195(或一些其他裝置）可以使電流脈沖1112同步，以致 當絲140在焊接波形1100的時段1101期間被短路時，脈沖112被啟動。因為脈沖1112和 在1101處的焊接電流具有相同的極性，磁場處于圖6A中所示出的配置。因此，磁場的凈力 將要迫使絲140和絲145靠的更近。雖然凈磁力沒有強大得足夠偏轉焊絲，隨著焊接電源 供應器130執(zhí)行短路電弧轉移過程，這種力將幫助從絲140轉移（"拉動"）熔滴。在圖11 的示例性實施方案中，只要感測和電流控制器195 (或一些其他的裝置）感測到絲140短路 于熔池112,脈沖1112開始。感測短路的方法不是限制性的。例如，感測和電流控制器195 可以使用比如電弧電壓I、電流L、來自電源供應器130的功率等的反饋來感測何時絲140 已經短路于熔池112。然而，如在以上所討論的示例性實施方案，熱絲脈沖的起始可以基于 焊接過程以如所期望的相位角變化。此外，如在以上的示例性實施方案中，脈沖1112的寬 度和振幅可以如所期望的變化。
[0065] 在一些實施方案中，期望的是在短路電弧轉移的"峰值&收尾"時段期間向著熱絲 145拉動電弧110。例如，如果電弧110位于熔池112上，隨著炬120向前行進，電弧110可 以幫助洗刷熔池112。為完成這一目的，感測和電流控制器195(或一些其他的裝置）可以 使熱絲電流波形1110與短路電弧轉移波形1100同步，以致熱絲電流脈沖1114將與"峰值& 收尾"時段（即，波形1100的起弧時段（參見圖11))對準。如圖6A中所示出的，因為脈沖 1114和波形1100具有相同的極性，電弧110將在熔池112上被拉動得更遠。類似于以上所 討論的示例性實施方案，感測和電流控制器195可以使用比如弧電壓I、電流L、來自電源 供應器130的功率等的反饋，以感測何時絲140在起弧時段中，以便控制何時脈沖1114應 該被啟動。此外，如所期望的，脈沖1114的起始可以被延遲一相位角。進一步地，脈沖1114 的寬度和振幅可以如所期望的變化。相反地，在一些實施方案中，控制器195可以使用比如 弧電壓I、電流L、來自電源供應器130的功率等的反饋，以感測何時絲140被短路以便增 加通過熱絲145的電流并且通過控制絲送進器155減少絲送進速度。這增加熔敷率，但由 于絲140被短路于熔池112并且不存在電弧，增加的熱絲電流不影響電弧。
[0066] 如示例性波形1110中所圖示說明的，熱絲電流脈沖1112和熱絲電流脈沖1114 可以被包括在相同的波形中，以致脈沖1112可以如以上所描述的幫助轉移熔滴并且脈沖 1114可以拉動電弧110來洗刷熔池112。當然，如所期望的，本發(fā)明的實施方案可以包括脈 沖1112和脈沖1114中的僅一個。
[0067] 在一些實施方案中，可以期望的是在波形1100的"峰值&收尾"時段期間在熔池 112之前推動電弧110。通過向前推動電弧110,電弧110可以預加熱工件115,以便改進 "潤濕作用"。如以上所討論的，為了在熔池112之前推動電弧110,熱絲電流脈沖和焊接電 流脈沖需要具有相反極性。因此，在本發(fā)明的一些實施方案中，可變熱絲電流波形與短路電 弧型過程一起被使用。如圖11中所示出的，熱絲電流波形1120包括負脈沖1124。負脈沖 1124與波形1100的"峰值&收尾"時段同步。因為脈沖1124和波形1100具有相反的極 性，在這個時間時段期間，電弧110在熔池112之前被脈動。如以上與其他示例性實施方案 所討論的，相位角可以變化，以致脈沖1124如所期望的在波形1100的"峰值&收尾"時段 之內的任何位置開始，以滿足應用的需要。此外，脈沖1124的寬度和振幅可以如所期望的 變化，例如通過分別使用平衡控制裝置802和偏移控制裝置804。
[0068] 示例性波形1120還可以包括脈沖1122,脈沖1122與焊接波形1100的短路時段同 步（參見1101)。脈沖1122的作用類似于以上所描述的示例性實施方案的脈沖1112的作 用，即，脈沖1122將在絲140被短路的時間期間幫助從絲140轉移熔滴。因此，脈沖1122 將不被進一步討論。在一些示例性實施方案中，脈沖1122和脈沖1124可以被包括在相同 的波形中，以致脈沖1122可以如以上所描述的幫助轉移熔滴，并且脈沖1124可以推動電弧 110以預加熱工件115。當然，一些實施