CN104981315B - 焊条存储系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种焊接系统(10)包括焊接电源(20)。焊接电源(20)包括构造成产生用于焊接操作的电力的电路。焊接电源(20)还包括隔室(32)，其在焊接电源的内部并构造成容纳一个或多个焊条(16)。此外，焊接电源可包括覆盖物(52)，其构造成可移除地设置在隔室的开口中，以允许获取隔室(32)中的焊条(16)。

Description

焊条存储系统和方法

背景技术

本发明通常涉及焊接系统，并且尤其涉及一种具有与其一体的焊条存储空间的焊条电弧焊(SMAW)系统。

焊接是在各种行业和应用中越来越普遍存在的一种工艺。虽然这种工艺在某些情况下可以是自动化的，但是手动焊接操作仍然存在于很多应用中。焊接系统通常包括焊条，其被构造成在焊炬和工件之间传递电弧，从而加热工件以形成焊缝。在焊条电弧焊(SMAW)或粘结焊中，焊条是可消耗的棒，其熔化到焊缝中以将填充材料提供到焊缝中。也就是说，单个棒既作为焊条，又作为填充材料。焊条通过夹具保持，并且电源向夹具和焊条提供焊接电力以产生电弧。当几乎整个焊条被消耗以形成焊缝时，该焊条的剩余部分被丢弃，新的焊条被插入夹具，然后焊接工艺继续。因此，在焊接过程期间常常浪费若干个焊条。不幸的是，现有的存储这些焊条并运输这些焊条往返于工作地点的系统具有多个缺点。例如，焊条存储的原包装通常不是气密的，允许不期望的水分积聚在焊条中。此外，将这些焊条与焊接工艺所需要的其它焊接设备一起运输也是困难的。

发明内容

在实施例中，焊接系统包括焊机，其构造成输出电力以在电焊条和工件之间形成电弧。焊机包括内部隔室，其构造成接收和存储一个或多个额外的电焊条。

在另一实施例中，焊接电源包括电路，其构造成产生用于焊接操作的电力。焊接电源还包括隔室，其构造成容纳一个或多个焊条。此外，焊接电源包括覆盖物，其构造成可移除地设置在隔室的开口中以允许获取隔室中的焊条。

在进一步的实施例中，一种方法包括通过SMAW电源的隔室接收一个或多个焊条。该方法还包括通过构造成可移除地设置在隔室的开口中的覆盖物密封隔室中的焊条。

附图说明

在结合附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面以及优点将变得更好理解，在整个附图中相同的标记表示相同的构件，其中：

图1是具有焊条存储系统的焊接系统的实施例的图解表示；

图2是图1的焊接系统的电源的实施例的立体图；

图3是图2的电源的实施例的立体局部剖视图；

图4是图1的焊接系统的电源的实施例的立体图；

图5是图1的焊条存储系统的实施例的横截面；

图6是图1的焊条存储系统的实施例的图解表示；

图7是图1的焊条存储系统的实施例的立体图；

图8是图1的焊条存储系统的实施例的立体图；

图9是具有焊条存储系统的焊接系统的实施例的图解表示；以及

图10是用于将焊条存储在图1和图9的焊条存储系统中的方法的实施例的工艺流程图。

具体实施方式

用于焊条电弧焊(SMAW)系统的传统焊条存储器通常提供为与焊接系统的组件分离。例如，除了焊接电源和其它设备，操作者通常携带在单独的容器中的焊条。给SMAW系统提供与焊接系统的预先存在的组件形成为一体的存储隔室是可取和更有效的。因此，在此公开的实施例意在将焊条与焊接系统的电源一体化存储。电源可包括内置在其主体或把手中的隔室，其中隔室构造成接收和容纳一个或多个焊条。在一些实施例中，电源可包括可附连到电源的外部部分和可从电源的外部部分拆卸的隔室，从而该隔室可与电源一起从一个地点携带到另一地点，并且可根据需要从电源移除。电源可包括可移除地放置在隔室的开口中的盖，当焊条存储在其中时提供气密密封。所公开的实施例允许操作者将所有需要的焊条携带至工作地点以及带回，而不用搬运多余的设备或将焊条暴露于空气中。因为焊条与其他焊接设备一体化地存储，无论该设备位于哪里，焊条都可以使用。

现在参见附图，图1是构造成存储焊条的焊接系统10的实施例的图解表示。焊接系统10是用于产生电弧12的SMAW系统，电弧12用于通过可消耗的焊条16加热工件14。焊条16，也被称为“电焊条”，其可包括具有由各种材料组成的焊剂涂层的金属芯焊丝。电力被供应至金属芯焊丝以产生电弧12，电弧12加热工件14并将焊丝熔化至在工件14上形成的焊接熔池中。焊剂涂层可为焊接区域提供大气保护、减少焊接污染物、引导和稳定电弧12、产生具有所期望的化学成分的焊缝，等等。操作者可通过焊钳或夹具18相对于工件14操纵焊条16。电源20通过焊接电缆22和24提供电流以产生电弧12。例如，在一些焊接操作中，电源20通过焊接电缆22向联接到工件14的夹具26提供电流。电流从工件14流到焊条16形成电弧，并通过夹具18和焊接电缆24返回到电源20。在一些焊接过程中，电流可以相反的方向流动。

焊接工艺(交流或直流)可用于产生所期望的焊缝，并且电源20将来自电力源28的输入电力转换成所期望的电力输出。电力源28可表示电网，尽管也可以使用其他的电力来源，例如由机动发电机、蓄电池、燃料电池或其它替代来源产生的电力。电源20包括电路30，电路30可包括电力转换电路、控制电路、操作者接口电路，等等。该电路30构造成产生适合于焊接的电力。

电源20的这个实施例构造成接收和容纳用于在焊接工艺中使用的附加的焊条16。焊条16可位于例如形成在电源20内的内部隔室32中，如图所示。一旦整个焊条16沉积到工件14上，操作者可从隔室32中选择另一焊条16，将其插入夹具18中，并继续焊接。无论电源20位于哪里，存储在图示的电源20中的焊条16都可以使用，并且不需要额外的携带用箱。

图2是用于存储焊条16的电源20的实施例的立体图。在示出的实施例中，电源20包括构造成接收和容纳焊条16的内部隔室32。应当注意的是，在这个实施例中，隔室32被形成为具有特定的尺寸以接收和容纳焊条16。即，隔室32在纵向方向上延伸得足够远以将焊条16完全地接收在隔室32内。例如，隔室32的长度可落入约13-15英寸范围内以容纳焊条16。隔室32也可具有足够大的宽度或直径尺寸以容纳一定量的约1至10磅的焊条16。根据所使用的焊条16的类型，这个宽度或直径尺寸可在约1.5-5英寸、2.5-4.5英寸或3-4英寸范围内。应当注意的是，隔室的尺寸并不限于以上给出的示例。

隔室32，如图所示，可位于电源20的主体50或底板中。电源20可被设计成使得用于存储焊条16的隔室32不干扰构造成产生焊接电力输出的电路30。在示出的实施例中，隔室32包括延伸到电源20的主体50中的圆柱形管，但是也可能采用其它形状和布置。此外，电源20可包括形成隔室32的一端的可移除的盖52。这个盖52用作为可以可移除地设置在隔室32的开口54中的覆盖物，以允许获取焊条16。该盖52可封牢在开口54内以将焊条16固定在隔室32内，并且盖52可以被移除以便于焊条16的装卸。

为了保护存储在隔室32中的焊条16，期望将一体的隔室32密闭地密封(或气密)。在一些情况下，将焊条16不必要地暴露于空气和水分可以对焊接性能产生负面影响，特别是由于焊剂涂层的降解。例如，当暴露于大气中时，焊条16可吸收水分，并且焊条中的这些水分可导致焊缝具有不期望的孔隙率。为了减少存储在隔室32中的焊条16的这种暴露，电源20可包括特别设计的盖52，用于保持隔室32和外部大气之间的气密密封。该盖52可构造成与开口54保持压配、螺纹、扣紧或其它类型的连接。在示出的实施例中，盖52包括从盖52向外延伸的突出物56，以为焊接操作者提供抓持特征。可使用其他机构来提供盖52的使用，以将盖52从隔室32的开口54中插入和/或将盖52从隔室32的开口54中移除。在某些实施例中，一旦将盖52放置在开口54中，盖52可通过盖52的四分之一圈的转动被松开或拧紧以提供隔室32的气密密封。这可提供对于操作者来说相对容易的方式来获取或保护性地密封所存储的焊条16。然而，对于螺纹连接来说，任何圈数都可能用于提供隔室32所期望的密封。在一些实施例中，开口54可包括凹口58或止动件，当开口54被完全密封时，盖52抵住凹口58或止动件而停下。这可作为隔室32有效密封的指示器。可以可移除地放置在开口54中的覆盖物的其它实施例可用于提供用于焊条16的气密密封外壳。

图3是图2中所示的电源20的立体局部剖视图，其中盖52封盖在开口54之上。如前面所提到并示于剖视图中的，用于容纳焊条16的隔室32可以是延伸到电源20的主体50中的圆柱形外壳70。在一些实施例中，隔室32可构造成当盖52被移除时将焊条16保持在隔室32内。例如，隔室32可包括在开口54处的唇缘，以用于防止焊条16从开口54掉出。这样的唇缘可将焊条16保持在隔室32中，而不妨碍操作者将手伸到隔室32中选择一个焊条16。

作为另一示例，隔室32可以是倾斜的以将焊条16保持在隔室32内。这清楚地显示在示出的实施例中，其中隔室32的纵向轴线72相对于电源20的水平轴线74向下倾斜。纵向轴线72可以从隔室的具有开口54的一端向下倾斜至隔室32的相对端。当盖52被移除时，这可以防止焊条16通过隔室32的开口54掉出。轴线72和74之间的倾斜角76可足够大以将焊条16保持在隔室32里面，但又足够小以便于焊条16相对容易地取出。例如，在某些实施例中，倾斜角76可等于约5度、10度或20度，或者在约0-30度的范围内。在其它实施例中，倾斜角76可以更大，例如在一些较大的机器中高达约90度。此外，倾斜角76可适应于电源20的主体50内部的其它组件(例如，电路30)的期望的空间布置。

图4是具有内置焊条存储隔室32的电源20的另一实施例的立体图。在示出的实施例中，电源20包括沿电源20的长度延伸的把手80。把手80可便于提起电源20并携带电源20往返于工作地点。此外，把手80可用于存储附加的焊条16。即，用于接收和容纳焊条16的隔室32可在把手80的内部。这种布置可使主体50内具有更多的空间用于布置电源20的电路30和其它内部组件。此外，主体50内部的组件可被更有效地布置，这可能降低电源20的总重量。如将要理解的是，当隔室32不是位于主体50中(图2和图3)而是位于把手80中时，由于把手80的尺寸限制，隔室32可以较小，能够容纳较少的焊条16。例如，位于把手80中的隔室32可能能够存储约1磅的附加的焊条16，而位于主体50中的隔室32可能能够存储多达约10磅的附加的焊条16。在一些实施例中，可以有遍及电源20的多个隔室，除了在主体50中的一个，还包括在把手80中的另一个。图示的实施例示出了构造成如图2所示的那样封闭开口54的盖52的相同布置。

如上所述，隔室32可使用构造成封闭隔室32的开口54的盖52或其它覆盖物密闭地密封。图5中提供了这种气密密封的一个示例，其示出了盖52和隔室32的实施例的横截面。在示出的实施例中，盖52包括一对突出物90和94，其构造成接合形成隔室32的圆柱形外壳70的每一侧。更具体地说，盖52的外突出物90可构造成接合外壳70外部上的螺纹92。随着盖52被拧到外壳70上，盖52的内突出物94(或重叠部分)与外壳70的内部接合，提供隔室32和外部大气之间的重叠密封。当盖52被完全拧到外壳70上时，外突出物90可接触外壳70的邻接表面96。盖52可包括设置在突出物90和94之间的O型环98。因为通过盖52和外壳70之间的连接形成的多重重叠密封，外部空气可能无法进入隔室32。这些密封在邻接表面96和外突出物90之间、外突出物90和螺纹92之间、O型环98和外壳70之间以及最后在内突出物94和外壳70之间形成。

应当注意的是，附加特征可被包括在盖52和外壳70中。例如，外壳也可包括在内表面上的螺纹，而盖52可包括沿内突出物94的匹配螺纹。在一些实施例中，可以存在附加的重叠表面。在其它实施例中，可以使用更少的重叠表面。外壳70可以不包括邻接表面96，或者盖52可以不包括O型环98。仍在其它实施例中，盖52和外壳70可以完全不包括螺纹，但可使用压配或卡扣到位的重叠部分。盖52可最终提供用于容纳焊条16的隔室32的气密密封，以使得焊条16不受暴露于空气和水分的影响。

尽管一旦盖52封闭在开口54之上，盖52可提供可靠的密封以防止空气进入隔室32，但是当盖52被移除时空气仍然可以进入隔室32。盖52可相对频繁地移除，以使得焊条16可以装入隔室32中，或者可以从隔室32中选出新的焊条16以在焊接工艺中使用。由于在这些时间期间空气可以进入隔室32，水分会积聚在隔室32中。如上面所讨论的，水分可以对焊条16产生负面影响，因此一旦隔室32被密封，期望去除隔室32中多余的水分。作为示例，图6是电源20的实施例，其包括用于去除隔室32中的水分的干燥剂110。在示出的实施例中，干燥剂110位于盖52的内表面112上，但是在其它实施例中，它可以放置在隔室32的里面。干燥剂110可以可移除地设置在隔室覆盖物(例如，盖52的内部)上，或者它可以被固定到覆盖物。为了保护存储在隔室32中的焊剂涂覆的焊条16的完整性，干燥剂110吸收隔室32内的水分。在一些实施例中，当干燥剂110逐渐饱和时，其可以改变颜色，以用作操作者更换干燥剂110的可视指示剂。在干燥剂110被固定到覆盖物的实施例中，当干燥剂110完全饱和时，可替换覆盖物。

盖52可从隔室32的开口54移除，但是当不需要获取焊条16时，它通常保持封闭在开口54之上。这保持空气、水分和污染物远离焊条16，并且将焊条16保持在电源20的可获取的隔室32中。因此，可能理想的是，包括用于保持盖52靠近电源20的机构，从而操作者不会丢失盖52。例如，如图7所示，盖52可通过系绳120联接到电源20。系绳120可将盖52如图所示的连接到电源20的外壁，或者连接到隔室32的内表面。在其它实施例中，盖52可包括磁体或一些其它附连机构，以使得其可以直接附连到电源20的外表面。

图8是电源20的实施例，其具有带有分隔物130的内部隔室32。分隔物130可将隔室32分隔成两个较小的隔室132和134。这允许相同的隔室32保持对两种不同类型的焊条16的单独存储。在示出的实施例中，上隔室132包含相对较小的焊条136，而下隔室134包含相对较大的焊条138。这种布置可允许操作者在相同的电源20内对焊接作业所需的多个类型和尺寸的焊条16编组，使得更少件的设备被运送到工作地点。在一些实施例中，电源20的相同隔室32中可以有多个分隔物130。分隔物130可以从隔室32移除，使得隔室32可以基于存储在其中的不同类型的焊条16的数量而变化。更具体的说，分隔物130可被插入，操作者可以沿内置于隔室32的一个或多个导轨将分隔物130滑入隔室32。此外，分隔物130可包括一个或多个导轨特征，其允许较小的分隔物被插入并增加至分隔物130。这可允许操作者选择性地插入分隔物以形成两个、三个、四个或更多的用于接收不同尺寸的焊条16的单独隔室。

图1-8中示出的实施例针对具有隔室32的电源20，其中隔室32用于将焊条16存储到电源内部。这些内部存储隔室可为存储在其中的焊条16增加一些保护。然而，在其它实施例中，电源20可包括作为可附连到电源20的外部部分和可从电源20的外部部分拆卸的特征的隔室32。图9是焊接系统10的一个这种实施例的图解表示。隔室32可通过附连特征160被附连到电源20的外部。该附连特征160可包括支架、挂钩、底座、夹具或其它特别设计来将隔室32附连到电源20的外部部分的合适的附连机构。附连特征160可内置于隔室32、电源20的外部部分或两者中。在示出的实施例中，附连特征160包括设置在电源的外角上并构造成接收圆柱形隔室32的支架。在其它实施例中，隔室32可以是不同形状的，从而不同的附连特征160被使用。此外，隔室32所附连到的外部部分可包括电源20的主体50的侧壁、顶部或角部，或者电源的把手80。例如，隔室32可通过内置于圆柱形把手80中并构造成接收隔室32的管夹装置附连到电源20的把手80。

在隔室32附连到电源20的外部部分的实施例中，隔室32可从电源20拆卸。这既为操作者提供获取焊条16的便利，又提供运输整个焊接系统10的便利。具体地，操作者可以将在附连到电源20的隔室32中的焊条16从一个工作地点运送到另一个工作地点。一旦在新的工作地点，操作者可根据需要放置电源20的主体50，拆卸电源20的隔室32，并携带隔室32使其更靠近焊接区域，从而焊丝16更易获取。当需要将焊接系统10运输到新的位置时，隔室32可再次被附连到电源20的外部部分。上面参照图2-8的隔室32和盖52公开的技术可以类似地应用到图9的附连的隔室32。

图10是用于将焊条16与电源20一体化存储的方法150的实施例的工艺流程图。方法150包括通过电源20的隔室32接收(方框152)一个或多个焊条16。焊条16可在操作者将电源20运输到焊接工作地点之前由操作者放置在其中。隔室32可以是倾斜的，以使得焊条16通过开口54相对容易地被接收。方法150还包括通过放置在隔室32的开口54中的覆盖物(例如，盖52)将焊条16密封(方框154)在隔室32中。将焊条16密封(方框154)在隔室32中可包括关闭盖52，从而没有空气可以进入隔室32或从隔室32出来。这可以防止水分对焊条16产生不利影响，同时防止焊条16从隔室32掉出。方法150可包括通过干燥剂110从隔室32中去除(方框156)水分。在一些情况下，干燥剂110可联接到盖52的内表面112，从而它可以获取以替换。

虽然本文仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将想到很多修改和变化。因此，应当理解所附权利要求旨在覆盖所有落入本发明的真正精神内的这些修改和变化。

Claims (12)

1.一种焊接电源，包括：

电路，其构造成产生用于焊接操作的电力；

所述焊接电源的把手，其中所述把手包括隔室，所述隔室一体地形成在所述把手中，其中所述隔室构造成容纳并且包围一个或多个焊条，并且其中所述隔室包括上表面，当所述一个或多个焊条置于所述隔室内时，所述上表面置于所述一个或多个焊条之上；以及

覆盖物，其构造成可移除地设置在所述隔室的开口中，以允许获取所述隔室中的焊条，其中所述覆盖物构造成在所述隔室和外部大气之间建立密封。

2.如权利要求1所述的焊接电源，包括靠着所述覆盖物的内部可移除地设置的干燥剂，其中当所述覆盖物设置在所述开口中时，所述干燥剂去除所述隔室的水分。

3.如权利要求1所述的焊接电源，其中所述隔室是大致圆柱形的，在圆柱形隔室的第一端处有开口，并且所述圆柱形隔室的纵向轴线从所述第一端向所述圆柱形隔室的与所述第一端相对的第二端向下倾斜。

4.如权利要求1所述的焊接电源，其中所述隔室包括设置在所述开口处的唇缘，以将所述焊条保持在所述隔室内。

5.一种焊接系统，包括：

焊机，其构造成输出电力以在电焊条和工件之间形成电弧，其中所述焊机包括内部隔室和可移除的覆盖物，所述内部隔室构造成接收和存储一个或多个附加的电焊条，所述可移除的覆盖物构造成提供所述内部隔室的气密密封，其中所述内部隔室位于所述焊机的底板或主体的内部，并且其中，所述可移除的覆盖物被配置成接收可移除的干燥剂，所述可移除的干燥剂去除所述一个或多个附加的电焊条周围的水分。

6.如权利要求5所述的焊接系统，其中所述可移除的覆盖物包括盖和O型环，所述盖具有构造成与所述内部隔室连接的一对突出物，所述O型环设置在所述一对突出物之间。

7.如权利要求5所述的焊接系统，其中所述可移除的覆盖物构造成通过四分之一圈的转动从所述内部隔室之上被松开或拧紧到所述内部隔室之上。

8.如权利要求5所述的焊接系统，其中所述可移除的覆盖物构造成设置在所述内部隔室中，并且其中所述可移除的覆盖物通过系绳被联接到所述焊机。

9.如权利要求5所述的焊接系统，其中所述内部隔室构造成将附加的电焊条保持在所述内部隔室内。

10.如权利要求5所述的焊接系统，其中所述内部隔室被分隔成两个或更多个内部隔室部分，用于接收不同类型的附加的电焊条。

11.如权利要求5所述的焊接系统，包括所述可移除的干燥剂，其中，当所述可移除的干燥剂变得饱和时，其改变颜色。

12.一种用于存储一个或多个焊条的方法，包括：

通过焊条电弧焊电源的隔室接收所述一个或多个焊条；

通过构造成可移除地设置在所述隔室的开口中的覆盖物将焊条密闭地密封在所述隔室中，其中所述隔室一体地形成在所述焊条电弧焊电源的把手中，其中所述隔室构造成容纳并包围所述一个或多个焊条，并且其中所述隔室包括上表面，当所述一个或多个焊条置于所述隔室内时，所述上表面置于所述一个或多个焊条之上；以及

通过设置在所述覆盖物的内侧面上的干燥剂去除所述隔室里面的水分。