CN105246634A - 前后排列的热丝系统 - Google Patents

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Abstract

用于焊接的系统(100)和方法被提供。所述系统(100)包括输出焊接电流的第一电源供应器(130)，所述焊接电流包括焊接脉冲电流和本底焊接电流。所述系统(100)还包括输出加热电流的第二电源供应器(135)，所述加热电流包括以第一极性的第一加热脉冲电流和以相反极性的第二加热脉冲电流。所述系统(100)还包括控制器(195)，所述控制器(195)使所述第一加热脉冲电流和所述第二加热脉冲电流中的至少一个与所述焊接脉冲电流和所述本底电流中的至少一个同步，以基于由所述焊接电流和所述加热电流创建的磁场影响电弧(110)相对于熔融熔池(112)的位置。

Description

前后排列的热丝系统
发明领域
本发明涉及根据权利要求1的焊接系统并且涉及根据权利要求7的焊接方法。本发明的系统和方法涉及焊接和接合，并且更具体地涉及前后排列的热丝系统。
技术背景
随着焊接中的进步已经出现，对焊接生产能力的要求已经增加。由于这个原因，各种系统已经被开发以增加焊接操作的速度，所述各种系统包括使用多焊接电源供应器的系统，其中一个电源供应器被使用来在可消耗电极中创建电弧以形成焊接熔池，并且第二电源供应器被使用来在相同的焊接操作中加热填充焊丝。尽管这些系统可以增加焊接操作的速度或熔敷率，由多电源供应器创建的不同电流可以彼此相干扰，在焊接期间引起电弧偏吹和其他问题。此外，这些电源供应器没有为了使过程(例如，焊接、接合、熔敷、堆焊、钎焊等)最佳化而被同步化。因此，改进的系统是期望的。
描述
根据权利要求1的焊接系统和根据权利要求7的焊接方法被描述，以便改进这些系统并且特别是避免电弧偏吹。本发明的进一步的实施方案是从属权利要求的主题。本发明的示例性实施方案包括这样的系统和方法，其中加热电流与焊接电流同步以影响电弧相对于熔融熔池的位置。在一些示例性实施方案中，所述系统包括输出焊接电流的第一电源供应器，所述焊接电流包括焊接脉冲电流和本底焊接电流。第一电源供应器经由炬向第一丝提供焊接电流，以在第一丝和工件之间创建电弧。电弧在工件上创建熔融熔池。所述系统还包括第一丝送进器和第二丝送进器，所述第一丝送进器送进第一丝到炬，所述第二丝送进器经由导电管送进第二丝到熔融熔池。所述系统进一步包括输出加热电流的第二电源供应器，所述加热电流包括以第一极性的第一加热脉冲电流和以相反极性的第二加热脉冲电流。第二电源供应器经由导电管向第二丝提供加热电流。所述系统另外包括控制器，所述控制器使第一加热脉冲电流和第二加热脉冲电流中的至少一个与焊接脉冲电流和本底电流中的至少一个同步，以基于由所述焊接电流和所述加热电流创建的磁场影响电弧相对于熔融熔池的位置。
在一些示例性实施方案中，所述系统包括输出焊接电流的第一电源供应器，所述焊接电流包括焊接脉冲电流和本底焊接电流。第一电源供应器经由炬向第一丝提供焊接电流，以在第一丝和工件之间创建电弧。所述系统还包括第一丝送进器和第二丝送进器，所述第一丝送进器送进第一丝到炬，所述第二丝送进器经由导电管送进第二丝到熔融熔池。所述系统进一步包括输出加热电流的第二电源供应器，所述加热电流包括以第一极性的第一加热脉冲电流和以与第一极性相反的极性的第二加热脉冲电流。第二电源供应器经由导电管向第二丝提供加热电流。所述系统另外包括控制器，所述控制器使第一加热脉冲电流和第二加热脉冲电流中的至少一个与焊接脉冲电流和本底电流中的至少一个同步，以基于由焊接电流和加热电流创建的磁场影响电弧相对于熔融熔池的位置。控制器还包括调整第一加热脉冲电流相对于第二加热脉冲电流的持续时间的平衡控制装置。控制器还可以包括偏移控制装置和死区(deadtime)控制装置，所述偏移控制装置调整第一加热脉冲电流相对于第二加热脉冲电流的振幅，所述死区控制装置，相对于从第二加热脉冲电流向第一加热脉冲电流转换(transition)的第二死区，调整从第一加热脉冲电流向第二加热脉冲电流转换的第一死区。
在一些实施方案中，所述系统包括第一丝送进器和第一电源供应器，第一丝送进器送进第一丝到炬，第一电源供应器经由炬输出焊接电流到第一丝。焊接电流包括第一电流段，当第一丝与工件相接触时，第一电流段被输出并且熔化第一丝的一部分。焊接电流还具有第二电流段，当来自第一丝的部分已经转移到工件并且电弧在第一丝和工件之间被创建时，第二电流段被输出。所述系统还包括第二丝送进器和第二电源供应器，第二丝送进器经由导电管送进第二丝到熔融熔池，第二电源供应器输出加热电流，所述加热电流包括以第一极性的第一加热脉冲电流和以与所述第一极性相反的极性的第二加热脉冲电流。第二电源供应器经由导电嘴向第二丝提供加热电流。所述系统进一步包括执行第一同步和第二同步中的至少一个的控制器。第一同步包括使第一加热脉冲电流和第二加热脉冲电流中的至少一个与第二电流段同步，以基于由焊接电流和加热电流创建的磁场影响电弧相对于熔融熔池的位置。第二同步包括使第一加热脉冲电流和第二加热脉冲电流中的至少一个与第一电流段同步，以影响所述部分从所述第一丝的转移。
在一些实施方案中，所述系统包括输出焊接电流的第一电源供应器，焊接电流包括焊接脉冲电流和本底焊接电流。第一电源供应器经由炬向第一丝提供焊接电流，以在第一丝和工件之间创建电弧。所述系统还包括第一丝送进器和第二丝送进器，第一丝送进器送进第一丝到炬，第二丝送进器经由导电管送进第二丝到熔融熔池。所述系统进一步包括输出加热电流的第二电源供应器，加热电流包括加热脉冲电流和本底加热电流。第二电源供应器经由导电管向第二丝提供加热电流。所述系统另外包括控制器，控制器使所述加热脉冲电流和所述本底加热电流中的至少一个与焊接脉冲电流和本底电流中的至少一个同步，以基于由焊接电流和所述加热电流创建的磁场影响电弧相对于熔融熔池的位置。控制器还包括本底电流控制器，本底电流控制器调整本底加热电流的值并且自动地改变加热脉冲电流的值，以为加热电流维持预置的平均值。
从以下描述和附图将更完整地理解所要求保护的本发明的这些和其他特征，以及本发明图示说明的实施方案的细节。
附图简要说明
参考附图，通过详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在附图中：
图1是根据本发明焊接系统的示例性实施方案的图解表征；
图2是在图1系统的炬周围的区域的放大视图；
图3A-3D图示说明可以被使用在图1的系统中的示例性焊接和热丝波形；
图4图示说明可以被使用在图1的系统中的示例性焊接和热波形；
图5A和图5B图示说明示例性焊接和热丝波形的示例性极性对准；
图6A和图6B图示说明对应于图5A和图5B的示例性极性对准的磁场定向；
图7图示说明可以被使用在图1的系统中的示例性焊接和热波形；
图8图示说明用于图1的感测和电流控制器的示例性波形控制装置；以及
图9-11图示说明可以被使用在图1的系统中的示例性焊接和热波形。
详细描述
现在通过参考附图，以下将描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，并非意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考标号全部指示相似的要素。
本发明的示例性实施方案在图1中被示出，图1示出系统100。系统100包括具有前后排列的热丝系统104的电弧焊接系统102(比如GMAW系统)。GMAW系统102包括电源供应器130、丝送进器150和炬120。电源供应器130提供在焊接电极140和工件115之间创建电弧110的焊接波形。焊接电极140经由丝送进器150和炬120被递送到由电弧110创建的熔融熔池112。连同创建熔融熔池112一起，电弧110将焊接丝140的熔滴转移到熔池112。本文描述的类型的GMAW焊接系统的操作对本领域技术人员是众所周知的，并且不需要在本文中详细描述。应当注意的是，虽然关于接合/焊接应用，，GMAW系统针对所描绘的的示例性实施方案被示出和讨论，但本发明的示例性实施方案也可以与应用中的TIG、等离子、FCAW、MCAW和SAW系统一起使用，所述应用包括接合/焊接、熔敷、堆焊、钎焊以及这些的组合等。当然，对于TIG和等离子系统，焊接电极不是可消耗电极。未在图1中示出的是可以依照已知方法使用的气体保护系统或子电弧通量系统。
热丝系统104包括经由导电管125送进丝145到焊接熔池112的丝送进器155。热丝系统104还包括电源供应器135，电源供应器在丝145进入熔融熔池112之前经由导电管125电阻加热所述丝145。电源供应器135将丝145加热到期望的温度，例如，加热到丝145的熔化温度或在这一温度附近。这样，热丝系统104向熔融熔池112添加额外的消耗品。系统100还可以包括运动控制子系统，运动控制子系统包括可操作地连接到机器人190的运动控制器180。运动控制器180控制机器人190的运动。机器人190被可操作地连接(例如，机械地固定)到工件115，以使工件115以方向111移动，以致炬120和丝145沿工件115有效地行进。当然，系统100可以被这样配置，以致炬120和丝145可以代替工件115被移动。
如一般地已知的，比如GMAW的电弧生成系统使用高水平的电流来在工件115上的推进的焊接消耗品140和熔融熔池112之间生成电弧110。为完成这一目的，许多不同的焊接电流波形可以被利用，例如，比如恒流、脉冲电流等的电流波形等。然而，在系统100的操作期间，由电源供应器130生成的电流可以与由电源供应器135生成的电流相干扰，所述由电源供应器135生成的电流被使用来加热丝145。因为丝145接近于由电源供应器130创建的电弧110(因为他们每个被导向到相同的熔融熔池112)，电源供应器各自的电流可以彼此相干扰。具体地，电流中的每个生成磁场，并且这些场可以彼此相干扰并且不利地影响焊接/接合操作。就是说，通过电源供应器135由热丝电流生成的磁场，可以与由电源供应器130生成的电弧110的稳定性以及焊接/接合操作的效率相干扰。然而，通过使焊接和热丝电流波形同步，这些相同的磁场可以被控制来使电弧稳定和/或使焊接过程最佳化。
例如，当通过焊接消耗品140(电弧110)和热丝145的电流同相位(即，脉冲和极性对准(参见图5A))时，电流将产生以如图6A中所图示说明的相同方向流动的磁通量线。在电弧110和热丝145之间的空间中，通量线以相反的方向流动并且在很大程度上相互抵消，但仍有围绕丝140和丝145的磁场存在。这种磁场具有要拉动丝140和丝145更靠近于彼此的净磁力。然而，这种磁力不足够强大以偏转丝140和丝145，但电弧110被轻易地偏转。如图5A中所示出的，电弧110被偏转到中间，即，向着热丝145并且进一步到熔融熔池112上面。在这一位置上，电弧110的加热被一般地导向到熔融熔池112而不是工件115。通过将电弧110导向中间，母材(basemetal)和熔融熔池之间的混合被最小化，这在一些应用(例如，熔敷应用)中可以是期望的。然而，在其他应用(例如，接合应用)中，减少的混合可能不是期望的特征。
当通过丝140和丝145的电流具有相反的极性时(例如，相反极性的脉冲被对准(参见图5B))，在丝145和电弧110之间的空间中的磁线被加强。磁通量的累积创建向前推动(即，如图6B中所图示说明的远离丝145)电弧110的净磁力。在这一位置，电弧110的加热被一般地从焊接熔池112向前导向并且帮助预加热工件115。在例如接合应用的一些应用中，对工件115的这种预加热可以是期望的，以便增加熔深和混合。此外，因为电弧110没有在熔池112上面，相反极性配置可以帮助防止一些应用中的焊穿。然而，通过以这种办法预加热，焊接熔池112可以具有在丝145进入熔池112前冷却下来的空间，这可能不是期望的。此外，当极性相反时，如果相反极性操作被维持得太久，热丝145和电弧110之间的电势差是这样的，以致电弧110将趋于跳到丝145而不是到工件115。
当焊接电流脉冲在热丝电流是零的时间期间出现时，对电弧110有最小的影响(或没有影响)。在一些应用中，这种操作可以是期望的以维持电弧稳定性。
当热丝电流波形是AC(即，变化极性的波形)时，改变磁场将在一种极性下以一个方向在电弧110上施加力，并且在极性已经反转后以相反的方向施加力，即，电弧110将振荡。振荡的振幅将取决于热丝电流脉冲的持续时间和振幅。在低AC频率，热丝电流可以产生电弧110的可见振荡“摆动(sweep)”。如果可变极性的热丝电流波形频率增加，电弧110的运动幅值将减小。
如上面所看到的，由焊接和热丝电流创建的磁场可以对电弧110具有大的影响。因此，没有恰当的控制以及各自电流之间的同步，相抵触的磁场可以使电弧110不稳定并且因此使过程不稳定。因此，本发明的示例性实施方案利用电源供应器130和电源供应器135之间的电流同步来确保稳定的操作，这在下面将被进一步讨论。此外，示例性实施方案可以控制热丝电流脉冲，以致电弧110可以相对于熔池112被定位，以使例如熔敷、接合等的过程最佳化。因此，基于应用，热丝电流的脉冲的频率、相位角和/或振幅以及持续时间可以变化以控制电弧110的位置。
图2描绘本发明的示例性焊接操作的更近视图。如可以看到的，炬120(可以是示例性的GMAW/MIG炬)通过电弧110的使用来递送消耗品140到熔融熔池112(即，焊接熔池)——如一般地已知的。进一步地，在这一实施方案中，导电管125被集成到炬120中，并且热丝消耗品145经由导电管125被丝送进器155递送到熔融熔池110。应当注意的是，虽然炬120和导电管125在本图中作为集成的被示出，这些部件可以如图1中所示出的那样是分开的。当然，到了一体构造被利用的程度，为了防止电流在所述过程期间在消耗品之间转移，在炬之内的电隔离必须被使用。如上面所陈述的，由各自电流所感生的磁场可以彼此相干扰，并且因此本发明的实施方案使各自的电流同步。同步可以经由各种方法获得。例如，如图1中所图示说明的，感测和电流控制器195可以被使用来控制电源供应器130和电源供应器135的操作，以使各自的电流同步。此外，感测和电流控制器195还可以被使用来控制丝送进器150和丝送进器155。在图1中，感测和电流控制器195被示出在电源供应器130和电源供应器135之外，但在一些实施方案中，感测和电流控制器195可以在焊接电源供应器130和焊接电源供应器135中的至少一个之内或在丝送进器150和丝送进器155中的至少一个之内。例如，电源供应器130和电源供应器135中的至少一个可以是控制其他电源供应器和丝送进器的操作的主控器(master)。在操作期间，感测和电流控制器195(可以是任何类型的CPU、焊接控制器，诸如此类)控制焊接电源供应器130和焊接电源供应器135以及丝送进器150和丝送进器155的输出。这可以以若干方式完成。例如，感测和电流控制器195可以使用来自电源供应器的实时反馈数据(例如，电弧电压V1、焊接电流I1、加热电流I2、感测电压V2等)来确保来自各自电源供应器的焊接波形和加热电流波形被恰当地同步。进一步地，感测和电流控制器195可以控制和接收来自丝送进器150和丝送进器155的实时反馈数据(例如，丝送进速度等)。可替换地，主从关系也可以被利用，其中在电源供应器中的一个被使用来控制另一个的输出。
电源供应器和丝送进器的控制可以通过包括使用控制电源供应器的状态表或算法的若干方法被完成，以致电源供应器和丝送进器的输出电流针对稳定的操作而被同步。例如，感测和电流控制器195可以包括并联的基于状态的控制器。并联的基于状态的控制器在申请No.13/534,119和申请No.13/438,703中被讨论，这些申请通过引用被整体地并入本申请。因此，并联的基于状态的控制器将不被详细地进一步讨论。
图3A-3C描绘用于焊接电流和热丝电流的示例性电流波形，焊接电流和热丝电流可以分别是来自电源供应器130和电源供应器135的输出。图3A描绘示例性焊接波形201(例如，GMAW波形)，焊接波形201使用电流脉冲202来帮助熔滴经由电弧110从丝140向熔池112转移。当然，所示出的焊接波形是示例性和代表性的，并且不意图是限制性的，例如焊接电流波形可以是使用于脉冲喷射转移、脉冲焊接、短路电弧转移、表面张力转移(STT)焊接、短路收缩焊接等的波形。热丝电源供应器135输出电流波形203，电流波形203也具有一系列脉冲204，如上面所一般地描述的，通过电阻加热加热丝145。电流脉冲202和电流脉冲204分别被比他们各自的脉冲202和脉冲204低的电流水平的本底水平210和本底水平211分开。如之前所一般地描述的，波形203被使用来将丝145加热到期望的温度(例如，处于丝145的熔化温度或在这一温度附近)并且使用脉冲204和本底来通过电阻加热的方式加热丝145。如图3A中所示出的，来自各自的电流波形的脉冲202和脉冲204被同步，以致脉冲202和脉冲204彼此同相位。在这一示例性实施方案中，电流波形被控制，以致电流脉冲202/204具有类似或相同的频率，并且如所示出的那样同相位。如上面所讨论的，在相同时间的(即，同相位的)使脉冲202和脉冲204脉动的作用是向着丝145拉动电弧110并且进一步到焊接熔池112上面。出人意料地，被发现的是，具有同相位波形产生稳定和恒定的操作，其中电弧110不被由波形203生成的加热电流显著地干扰。
图3B描绘来自本发明的另一个示例性实施方案的波形。在这一实施方案中，加热电流波形205被控制/同步，以致脉冲206以恒定的相位角Θ与脉冲202异相位。在这样的实施方案中，相位角被选择来确保过程的稳定操作并且确保电弧被维持在稳定状况。在本发明的示例性实施方案中，相位角Θ在30至90度的范围内。在其他示例性实施方案中，相位角是0度。当然，为了得到稳定的操作，其他相位角可以被利用，并且相位角可以在90至270度的范围内，而在其他示例性实施方案中相位角在0至180度的范围内。
图3C描绘本发明的另一个示例性实施方案，其中热丝电流207与焊接波形201同步，以致热丝脉冲208是异相位的，以致对于焊接脉冲202的相位角Θ是大约180度，并且仅在波形201的本底部分210期间出现。在这一实施方案中，各自的电流不在相同时间到达峰值。就是说，波形207的脉冲208在波形201的各自的本底部分210期间起始和结束。
在本发明的一些示例性实施方案中，焊接和热丝脉冲的脉冲宽度是相同的。然而，在其他实施方案中，各自的脉冲宽度可以是不同的。例如，当与热丝脉冲波形一起使用GMAW脉冲波形时，GMAW脉冲宽度在1.5至2.5毫秒的范围内，并且热丝脉冲宽度在1.8至3毫秒的范围内，并且热丝脉冲宽度大于GMAW脉冲宽度。
在一些示例性实施方案中，连同改变热丝电流脉冲的宽度和相位角Θ一起，热丝电流的本底电流还可以如上面所讨论的被调整来提供更稳定的电弧110和/或影响电弧110。然而，在许多热丝系统中，期望的是维持通过丝145的平均加热电流，以便维持用于热丝的恒定的温度。因此，在一些实施方案中，本底电流上的改变也将要求对峰值脉冲电流的改变。
例如，在图3D中，类似于波形203的热丝波形310具有被本底电流314分开的峰值脉冲312。在这一示例性实施方案中，类似于图3A的实施方案那样，峰值脉冲312被同步来与波形201的脉冲202对准。因此，具有波形310的电弧110的行为将类似于上面关于图3A所讨论的实施方案的行为。然而，如果期望的是在脉冲电流312时段期间，电弧110不被拉动远到熔池112上面，本底电流水平可以如波形310′中所示出的那样增加(本底电流314′处于高于波形310的本底电流314的水平)。当本底电流被增加，峰值电流脉冲(参见脉冲312′)不得不被降低以便维持通过丝145的相同平均电流。因此，通过改变热丝本底电流，操作者可以影响电弧110在峰值脉冲时段期间的行为。当然，电弧110也将被本底电流影响，但由于本底电流上的改变的影响少于峰值电流上的影响，因为由电流产生的磁场正比于电流的平方。在一些实施方案中，本底电流调整可以如图8中示出的位于感测和电流控制器195上(参见本底电流控制装置808)和/或位于热丝电源供应器135上(未示出)。设置本底电流的方法不是限制性的。例如，本底电流控制装置808可以基于对于本底电流的实际值被设置，或作为峰值电流对本底电流的比率被设置，只举两例。基于本底电流控制装置808的设置对峰值和/或本底电流的调整可以被自动地作出，例如，通过感测和电流控制器195或通过热丝电源供应器135。
因此，取决于所述应用，本发明的示例性实施方案可以通过改变热丝本底电流来向热丝电流峰值脉冲提供更大或更小的振幅。例如，在熔敷操作中，类似于波形310的峰值脉冲312的高峰值振幅可以是期望的。这是因为当被与焊接脉冲202对准时，峰值脉冲312将使电弧110偏转到熔池112上面，并且更高的振幅将提供更大的偏转。通过使电弧110到熔池112上面，存在由电弧110产生的工件115的母材的更小熔深工件115的母材，并且因此更少的母材与熔池112相混合。然而，在接合应用中，可以要求更大的熔深。在这样的应用中，如波形310′中所图示说明的，本底电流可以被增加，以便使振幅下降。如果峰值电流的幅值被减小，电弧110将不被拉动同样多地到熔池117上面。因此，存在通过电弧110产生的工件115的母材的更大的熔深。在例如接合应用中，更大的熔深提供更多的混合和更好的熔接。
应当注意的是，虽然示例性实施方案中的加热电流作为脉冲电流被示出，对于一些示例性实施方案，加热电流可以是恒定电源。热丝电流还可以是脉冲加热电源、恒定的电压、倾斜的输出和/或基于焦耳/时间的输出。
如本文所解释的，到两种电流都是脉冲电流的程度，两种电流应当被同步以确保稳定的操作。有许多方法可以被使用来完成这一目的，包括使用同步信号。例如，感测和电流控制器195(可以例如是与电源供应器135/130二者之一一体的)可以设置同步信号来使脉冲电弧峰值开始，并且也为热丝脉冲峰值设置期望的开始时间。如上面所解释的，在一些实施方案中，脉冲将被同步来在相同的时间开始，而在其他实施方案中，同步信号可以为在电弧脉冲峰值后的某个持续时间的热丝电流设置脉冲峰值的开启——所述持续时间将足够来得到用于操作的期望的相位角。
在上面所讨论的实施方案中，电弧110相对于行进方向以引导的方式被定位。这在图1和图2的每一个中被示出。这是因为电弧110被使用来获得工件中的期望熔深。就是说，电弧110被使用来创建熔融熔池112和获得工件中的期望熔深。然后，跟随在电弧过程之后的是热丝过程。热丝过程的添加向熔池112添加更多消耗品145而没有另一个焊接电弧的附加热量输入，诸如此类在其中至少两个电弧被使用的传统的前后排列的MIG过程中那样。因此，本发明的实施方案可以以比已知的前后排列的焊接方法的明显少的热量输入来获得显著的熔敷率。
如图2中所示出的，热丝145被插入与电弧110相同的焊接熔池112中，但以距离D跟随在电弧之后。在一些示例性实施方案中，这一距离在5到20毫米的范围内，并且在其他实施方案中，这一距离在5到10毫米的范围内。当然，只要丝145被送进进入与由引导电弧110所创建的相同的熔融熔池112，其他距离可以被使用。然而，丝140和丝145要被沉积在相同的熔融熔池112中，并且距离D将是这样的，以致被使用来加热丝145的加热电流对电弧110存在最小的不利的磁干扰。一般而言，熔池112的尺寸——电弧110和丝145被共同地导向进入其中——将取决于焊接速度、电弧参数、到丝145的总功率、材料类型等，这些也将是确定丝140和丝145之间期望距离的因素。
如上面所陈述的，因为至少两个消耗品140/145被使用在相同的熔池112中，非常高的熔敷率可以被获得，其中热输入类似于具有达两倍的熔敷率的单电弧操作的热输入。这提供相对前后排列的MIG焊接系统的显著优势，前后排列的MIG焊接系统具有非常高的进入工件的热输入。例如，采用单电弧的热输入，本发明的实施方案可以轻易地获得至少23lb/hr的熔敷率。其他示例性实施方案具有至少35lb/hr的熔敷率。
在本发明的一些示例性实施方案中，由于丝140和丝145具有相同的组成、直径等，丝140和丝145中的每个是相同的。然而，在其他的示例性实施方案中，丝可以是不同的。例如，丝可以具有如对于特定操作所期望的不同的直径、丝送进速度和组成。在示例性实施方案中，用于引导丝140的丝送进速度高于用于热丝145的丝送进速度。例如，引导丝140可以具有450ipm的丝送进速度，同时跟随丝145具有400ipm的丝送进速度。进一步地，丝可以具有不同的尺寸和组成。事实上，因为热丝145不必行进通过电弧以被沉积进入熔池，热丝145可以具有典型地不能通过电弧很好地转移的材料/组分。例如，丝145可以具有碳化钨或其他类似的表面硬化材料，这些材料由于电弧不能被添加到典型焊接焊条。另外，引导的电极140可以具有富有湿润剂的组成，这些湿润剂可以帮助湿润熔池112以提供期望的焊道形状。进一步地，热丝145还可以含有有助于保护熔池112的熔渣元素。此外，热丝145还可以包括阻止或妨碍电弧性能但被添加到熔池以改进焊道的某些方面(例如，为了增加的长度、更好的寒冷天气性能、在更高温度的更好的抗蠕变性、更好的机械性能、改进的抗裂性、改进的焊道湿润性能，或抵抗或有助于具体颗粒结构形成的合金元素)的元素/组分。因此，本发明的实施方案考虑到焊缝化学上的较大灵活性。应当注意的是，因为丝140是引导丝，采用引导丝140的电弧焊接操作提供对于焊接接头的熔深，其中热丝145为接头提供额外的填充。
在本发明的一些示例性实施方案中，电弧110和热丝145的组合可以被使用来平衡对焊接沉积的热输入，与要被执行的具体操作的要求和限制一致。例如，来自引导电弧110的热可以针对接合应用而被增加，其中来自电弧的热有助于得到接合工件所需要的熔深，并且热丝145被主要用于接头的填充。然而，在熔敷或堆焊过程中，热丝的丝送进速度可以被增加来使稀释最小化并且增加堆积。
进一步地，因为不同的焊丝化学可以被使用，焊接接头可以被创建具有不同的层，不同的层传统地由两个分开的行程获得。引导丝140可以具有对于传统的第一行程所需要的要求的化学，同时跟随丝145可以具有对于传统的第二行程所需要的化学。进一步地，在一些实施方案中，丝140/145中的至少一个可以是药芯丝。例如，热丝145可以是具有粉末芯的药芯丝，粉末芯使期望的材料沉积进入焊接熔池。
图4描绘本发明电流波形的另一个示例性实施方案。在这一实施方案中，热丝电流403是与焊接电流401同步的AC电流(例如，GMAW系统)。在这一实施方案中，加热电流的正脉冲404与电流401的脉冲402同步，同时加热电流403的负脉冲与焊接电流的本底部分406同步。当然，在其他实施方案中，同步可以是相反的，其中正脉冲404与本底406同步并且负脉冲405与脉冲402同步。在另一个实施方案中，在脉冲焊接电流和热丝电流之间存在相位角。通过利用AC波形403，交替电流(并且因此交替磁场)可以被使用来有助于稳定电弧110。当然，其他实施方案可以被利用而不偏离本发明的精神或范围。
在本发明的一些实施方案中，焊接电流可以是恒定的或接近恒流波形。在这样的实施方案中，交替的加热电流403可以被使用来维持电弧的稳定性。通过不断地改变来自加热电流403的磁场，稳定性被获得。应当注意的是，虽然图3A-3C以及图4描绘如DC焊接波形的示例性波形，就这点而言本发明不是限制性的，因为脉冲波形也可以是AC。
在本发明的一些实施方案中，热丝极性可以变化，以便提供对电弧110的更大控制/影响。这通过变化围绕丝140和丝145的磁场来完成，以便以所期望的特定方向推动或拉动电弧110。就是说，电弧110相对于焊接熔池110的位置可以如所期望的被改变，以满足应用的需要和/或抵消不利的磁相互作用的作用。例如，如上面所解释的，如果焊接电流和热丝电流处于相同的极性，由于磁相互作用，电弧110将被向着丝145拉动。如果焊接电流和热丝电流处于相反的极性，由于磁场相互作用，电弧110将被向前推动(即，远离熔池112)。如果中性偏转是期望的(很小的或无偏转)，当热丝电流处于减小的本底电流值或在正循环和负循环之间(例如，当热丝电流正被保持在零)时，焊接电流是脉冲的。因此，电弧110相对于熔池112的位置取决于由焊接电流和热丝电流创建的磁场，并且通过同步电流波形各自的脉冲，这些磁场可以被控制来使过程最佳化和/或提供电弧稳定性。
例如，图7图示说明可以被使用在图1的系统中的示例性焊接电流波形710和示例性热丝电流波形720。焊接电流波形710包括被本底电流水平714分开的脉冲712。如上面所讨论的，焊接电流流动通过丝140并且创建电弧110。在脉冲712期间，丝材料以熔滴形式经由电弧110被转移。虽然电弧110在本底电流水平714期间被维持，但没有材料被转移。
在这一示例性实施方案中的热丝电流波形720是具有正脉冲722和负脉冲724的AC波形。若上面所讨论的，热丝电流波形720的脉冲722和/或脉冲724可以与焊接波形710的脉冲712同步，以使过程(例如，熔敷或接合过程)最佳化和/或稳定电弧110。例如，在一些接合操作中，期望的是使过程最佳化，以致过程将使熔滴从丝140在焊接熔池112上面的中间(而不是在边缘)直接转移，并且当熔滴不是正在被转移时，过程还将预加热工件115。本发明的示例性实施方案可以执行这种优化。
如图7中所图示说明的，热丝电流脉冲722可以与焊接脉冲712同步，以致脉冲712和脉冲722同相位。当这些脉冲同相位时，电弧110将如上面所讨论的向着热丝被推动到熔池112上面的中间(参见图6A)，并且来自丝140的熔滴将向着熔池的中心转移。此外，负脉冲724可以是同步的，以致负脉冲724在波形710的本底电流714的相位期间发生脉冲。本底焊接电流714维持电弧110并且因此具有相关联的磁场，虽然弱于正脉冲712的磁场。当负脉冲724被脉动时，两个电流的磁场将具有相反的极性，并且电弧110将如上面所讨论的被向前推动(参见图6B)。由于没有熔滴被转移，电弧110将预加热工件115。而且，通过在这一时间期间向前推动电弧110，本底焊接电流714、脉冲724可以帮助清理板(例如，当焊接比如镀锌板或盖覆底漆的板的盖覆的材料时)。此外，在一些系统中，相反极性的操作可以通过偏转电弧110远离熔池112以使得熔池冷却来帮助防止焊穿。因此，通过适当地使热丝电流波形(可以是可变极性波形)的脉冲与焊接波形同步，磁场可以被操纵来使过程(例如，接合过程、熔敷过程等)最佳化。
在上面的示例性实施方案中，脉冲712和脉冲722被同步以提供处于相同的时间的峰值电流。然而，本发明不限于这种配置。如上面与其他示例性实施方案所讨论的，热丝电流脉冲722与焊接波形买冲712的同步和/或脉冲724与本底电流714的同步可以如针对稳定操作/优化所期望的以相位角Θ偏移。此外，如上面与其他示例性实施方案所讨，脉冲712、脉冲722和脉冲724的宽度可以如所期望的变化。
如上面所看到的，改变/影响电弧110的位置的能力是期望的。然而，常规的热丝电源供应器被平衡，其中常规热丝电源供应器甚至向初始热源(例如，TIG炬)的电弧提供推力/拉力。但在许多应用中，如果电弧被轻微地向着热丝侧拉动，电弧更稳定并且过程变得更有效率。而且，如上面所看到的，在一些情况下推动电弧向前也可以是期望的。为了这个目的，本发明的一些示例性实施方案为使用者提供指向于控制电弧相对于熔池的位置的控制。
如图8中所图示说明的，感测和电流控制器195包括平衡控制装置802、偏移控制装置804和死区偏移控制装置806。这些控制装置可以如以下所讨论的那样被使用来调整热丝电流波形。感测和电流控制器195可以包括相关于焊接操作的其他控制装置。然而，为了简洁，只有有关于解释本发明的那些控制装置被示出和讨论。当然，在一些实施方案中，以下所讨论的波形控制装置可以位于热丝电源供应器135上。
平衡控制装置802相对于热丝电流波形的负极性持续时间调整正极性的持续时间。控制平衡的方法不是限制性的。例如，平衡控制装置802可以被配置来选择正极性和负极性之间的比率。在这种情形中，比率1意味着正脉冲的持续时间等于负脉冲的持续时间，即，脉冲的宽度是相等的。平衡控制装置802还可以被配置来选择正脉冲或负脉冲二者之一的实际时间，例如，平衡控制装置802可以调整脉冲持续时间中的一个并且其他的可以由感测和电流控制器195自动地确定。例如，如果脉冲的总时间是10ms，平衡控制装置802可以将正脉冲持续时间设置到例如6ms，其中负脉冲持续时间将被感测和电流控制器195自动地设置到4ms。平衡控制装置802还可以被配置来选择极性将是正或负二者之一的时间的百分比。例如，平衡控制装置802可以为正脉冲持续时间选择例如60％，并且负脉冲持续时间将被感测和电流控制器195自动地设置到40％。然后，对于正脉冲和负脉冲以毫秒计的实际持续时间值可以被感测和电流控制器195自动地设置。当然，平衡控制装置802可以被配置，以致脉冲(正或负)中只有一个在任何给定的时间被调整。此外，本发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离本发明的精神。
感测和电流控制器195可以被配置具有一个或更多个基本(或参考)热丝电流波形，然后基本热丝电流波形将基于控制装置802-806被修改。例如，如图9中所图示说明的，感测和电流控制器195可以包括设置用于50％的平衡的基本波形910，其中正脉冲912的持续时间等于负脉冲914的持续时间。在这个实施例中，基本波形910的正脉冲912与焊接波形900的脉冲902同步。基于应用，操作者可以决定，将电弧110拉动到熔池112的中间更长的持续时间是期望的，因为，例如，更长的持续时间将提供更好的焊缝、更稳点的电弧、更有效率的过程等。作为一个实施例，因为熔敷操作正在被执行，操作者可能要拉动电弧110更长的持续时间，以便减少熔深和混合。因此，操作者可以调整平衡控制装置802到例如60％而不是50％。如波形920中所看到的，这种操作的作用是相比较于基本波形910增加正脉冲922的持续时间并且减少负脉冲924的持续时间。这将与用具有50％平衡的基本波形910相比更长的持续时间向着丝140拉动电弧110。
除了平衡控制装置802，感测和电流控制器195可以包括偏移控制装置804。偏移控制装置相对于负极性的振幅调整正极性的振幅。就是说，“零”线被调整来给出更大的正振幅或更大的负振幅二者之一。例如，波形930图示说明示例性情形，其中偏移被移动，以致脉冲932(P′)的振幅大于基本波形910的脉冲912的振幅(P)，并且负脉冲934(N′)的绝对值小于基本波形910的负脉冲914(N)的绝对值。通过调整偏移控制装置804以致振幅更加正，在焊接脉冲902被脉冲的时间期间，电弧110上向着熔池112的偏转大于基本波形910。相反地，在本底焊接电流904的时间期间，电弧110向前的偏转小于基本波形910。偏移调整不限于任何一种方法。例如，调整可以基于实际电流值，例如允许±200安培的范围内(或任何其他期望的范围)的调整。偏移调整还可以依据百分比。例如，+10％的调整可以意味着“零”将关于例如峰对峰值被移动10％(或一些其他振幅参照)，以致如图9中所示出的，波形930将具有对于脉冲932更加正的峰值(P′)和对于负脉冲934(N′)更小的绝对峰值。基于偏移控制装置804的设置，感测和电流控制器可以自动地以安培为正峰值和负峰值设置实际电流振幅。
感测和电流控制器195还可以包括死区偏移控制装置806。“死区”是从正向负转换期间(参见波形910的916)和从负向正转换期间(参见918)热丝电流被保持在零的时段。死区偏移控制调整从正到负的死区相对于从负到正的死区的比率。当然，其他方法可以被使用来控制每个死区916和死区918的持续时间，而不偏离本发明的精神。死区偏移调整被使用来将电弧上的热丝磁场最小化。例如，如图10中所图示说明的，如果热丝磁场在电弧110上，可以期望的是在热丝电流处于零值的时刻(即，死区)具有焊接电流脉冲，以将作用最小化。这可以通过使脉冲912以如图10中所示出的相位角Θ偏移来完成，以致当焊接脉冲902被脉动时，脉冲912不发生脉冲。然而，基本波形910具有仍可以与焊接脉冲902以期望的相位角Θ相干扰的负脉冲914。为将负脉冲914的作用最小化，死区偏移控制装置806可以被配置来调整死区916和死区918的比率，以致焊接脉冲902与热丝电流波形的死区对准。如图10的波形910′中所示出的，通过调整空载偏移控制装置806，死区916的持续时间被减少并且死区918被增加，以致负脉冲914被移动得更接近于正脉冲912。通过移动负脉冲914，焊接脉冲902能够在波形910′的死区918期间发生脉冲。因此，基于死区偏移控制装置806的设置，感测和电流控制器195可以自动地以安培为每个零转换设置死区。
如在以上所讨论的示例性实施方案中所看到的，可变极性热丝电流波形提供许多优势，比如，例如使用电弧型功率源的系统中的稳定操作、对准具有如所期望的死区或热丝电流脉冲的熔滴从消耗性电极的转移的能力以及执行防止焊穿的相反极性操作的能力，仅举出几个优势。
在一些实施方案中，焊接电流波形可以是具有短路电弧型过程的那种，比如短路电弧转移、表面张力转移(STT)、短路收缩焊接等。图11图示说明可以被使用在图1的系统中的短路电弧转移焊接波形1100。示例性焊接波形1100是从电源供应器130到丝140的输出，焊接波形1100从本底电流IBS(1103)倾斜到电流值IPS。在本底电流相位1103期间，电弧110呈现，但没有来自丝140的材料被转移。当丝140短路于焊接熔池112时，焊接电流在值上增加(参见1101)直到来自丝140的熔滴被转移到焊接熔池112(参见IPS，1102)。由于针于每个被转移的熔滴的值可以变化，电流值IPS是近似的。一旦熔滴被转移(1102)，电流下降到本底电流IBS。短路电弧转移在本领域中是已知的，并且除了由于对解释本发明是必要的，短路电弧转移将不被进一步详细讨论。
因为过程以低热输入沉积金属，短路电弧转移(以及其他短路电弧型过程)已经传统地使用在比许多应用(比如，接合薄金属、熔敷、堆焊等)中。然而，熔敷率可以被限制，例如，高至大约225ipmwfs。当与热丝系统(例如，热丝送进系统104(图1))相结合时，并且通过如以下所讨论的使热丝电流波形脉冲与焊接波形脉冲同步，系统(热丝和焊接消耗品一起)的熔敷率可以增加二到三倍，例如对于0.45in直径的丝高达500ipm。
例如，已经发现的是，在消耗性的丝140正在接触熔池112的时间期间提供热丝电流脉冲协助熔滴从丝140的转移。因为热丝电流和焊接电流的极性同相位，来自热丝电流脉冲的磁场将帮助从丝140“拉动”熔滴以协助短路电弧转移过程。因此，本发明的示例性实施方案可以被配置来使热丝电流脉冲同步，以与丝140被短路于熔池112的时间时段对准(参见波形1100的1101)。
例如，感测和电流控制器195(或一些其他装置)可以使电流脉冲1112同步，以致当丝140在焊接波形1100的时段1101期间被短路时，脉冲112被启动。因为脉冲1112和在1101处的焊接电流具有相同的极性，磁场处于图6A中所示出的配置。因此，磁场的净力将要迫使丝140和丝145靠的更近。虽然净磁力没有强大得足够偏转焊丝，随着焊接电源供应器130执行短路电弧转移过程，这种力将帮助从丝140转移(“拉动”)熔滴。在图11的示例性实施方案中，只要感测和电流控制器195(或一些其他的装置)感测到丝140短路于熔池112，脉冲1112开始。感测短路的方法不是限制性的。例如，感测和电流控制器195可以使用比如电弧电压V1、电流I1、来自电源供应器130的功率等的反馈来感测何时丝140已经短路于熔池112。然而，如在以上所讨论的示例性实施方案，热丝脉冲的起始可以基于焊接过程以如所期望的相位角变化。此外，如在以上的示例性实施方案中，脉冲1112的宽度和振幅可以如所期望的变化。
在一些实施方案中，期望的是在短路电弧转移的“峰值&收尾”时段期间向着热丝145拉动电弧110。例如，如果电弧110位于熔池112上，随着炬120向前行进，电弧110可以帮助洗刷熔池112。为完成这一目的，感测和电流控制器195(或一些其他的装置)可以使热丝电流波形1110与短路电弧转移波形1100同步，以致热丝电流脉冲1114将与“峰值&收尾”时段(即，波形1100的起弧时段(参见图11))对准。如图6A中所示出的，因为脉冲1114和波形1100具有相同的极性，电弧110将在熔池112上被拉动得更远。类似于以上所讨论的示例性实施方案，感测和电流控制器195可以使用比如弧电压V1、电流I1、来自电源供应器130的功率等的反馈，以感测何时丝140在起弧时段中，以便控制何时脉冲1114应该被启动。此外，如所期望的，脉冲1114的起始可以被延迟一相位角。进一步地，脉冲1114的宽度和振幅可以如所期望的变化。相反地，在一些实施方案中，控制器195可以使用比如弧电压V1、电流I1、来自电源供应器130的功率等的反馈，以感测何时丝140被短路以便增加通过热丝145的电流并且通过控制丝送进器155减少丝送进速度。这增加熔敷率，但由于丝140被短路于熔池112并且不存在电弧，增加的热丝电流不影响电弧。
如示例性波形1110中所图示说明的，热丝电流脉冲1112和热丝电流脉冲1114可以被包括在相同的波形中，以致脉冲1112可以如以上所描述的帮助转移熔滴并且脉冲1114可以拉动电弧110来洗刷熔池112。当然，如所期望的，本发明的实施方案可以包括脉冲1112和脉冲1114中的仅一个。
在一些实施方案中，可以期望的是在波形1100的“峰值&收尾”时段期间在熔池112之前推动电弧110。通过向前推动电弧110，电弧110可以预加热工件115，以便改进“润湿作用”。如以上所讨论的，为了在熔池112之前推动电弧110，热丝电流脉冲和焊接电流脉冲需要具有相反极性。因此，在本发明的一些实施方案中，可变热丝电流波形与短路电弧型过程一起被使用。如图11中所示出的，热丝电流波形1120包括负脉冲1124。负脉冲1124与波形1100的“峰值&收尾”时段同步。因为脉冲1124和波形1100具有相反的极性，在这个时间时段期间，电弧110在熔池112之前被脉动。如以上与其他示例性实施方案所讨论的，相位角可以变化，以致脉冲1124如所期望的在波形1100的“峰值&收尾”时段之内的任何位置开始，以满足应用的需要。此外，脉冲1124的宽度和振幅可以如所期望的变化，例如通过分别使用平衡控制装置802和偏移控制装置804。
示例性波形1120还可以包括脉冲1122，脉冲1122与焊接波形1100的短路时段同步(参见1101)。脉冲1122的作用类似于以上所描述的示例性实施方案的脉冲1112的作用，即，脉冲1122将在丝140被短路的时间期间帮助从丝140转移熔滴。因此，脉冲1122将不被进一步讨论。在一些示例性实施方案中，脉冲1122和脉冲1124可以被包括在相同的波形中，以致脉冲1122可以如以上所描述的帮助转移熔滴，并且脉冲1124可以推动电弧110以预加热工件115。当然，一些实施方案可以如所期望的只包括脉冲1122和脉冲1124中的一个。
应当注意的是，对于所描绘的具有DC和可变极性热丝电流波形的示例性实施方案，虽然GMAW系统被示出和讨论，在包括接合/焊接、熔敷、钎焊以及这些的组合等的应用中，本发明的示例性实施方案也可以与TID、等离子、FCAW、MCAW和SAW系统一起被使用。当然，与TIG和等离子系统一起使用的电极不是消耗性的。
尽管已经参照本发明的示例性实施方案特别地示出和描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施方案。本领域中的普通技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而不偏离如下面的权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
参考编号
100系统404正脉冲
102电弧焊接系统405负脉冲
104前后排列的热丝系统406本底部分
110电弧710焊接电流波形
112熔池712脉冲
115工件714本底电流水平
117熔池720丝电流波形
120炬722正脉冲
125导电管724负脉冲
130电源供应器802平衡控制装置
135电源供应器803控制
140焊接电极/丝804偏移控制装置
145丝805控制
150丝送进器806偏移控制装置
155丝送进器808本底电流控制装置
180运动控制器900焊接波形
190机器人902脉冲
195电流控制器910基本波形
201焊接波形910′波形
202电流脉冲912正脉冲
203电流波形914负脉冲
204电流脉冲916死区
205加热电流波形918死区
206脉冲920波形
207丝电流922正脉冲
208脉冲924负脉冲
210本底水平930波形
211本底水平932脉冲
310热丝波形934脉冲
310′波形1100焊接波形
312峰值脉冲1101时段
312′脉冲1102时段
314本底电流1103本底电流
314′本底电流1112脉冲
401电流1114脉冲
402电流/脉冲1122脉冲
403热丝电流1124脉冲
I1焊接电流角度
I2加热电流IBS电流值
V2电压IPS电流值

Claims (15)

1.一种焊接系统(100)，所述系统包括：
炬(110)；
第一丝送进器(150，155)，所述第一丝送进器(150，155)送进第一丝(145)到所述炬(120)；
第一电源供应器(130，135)，所述第一电源供应器(130，135)经由所述炬(120)输出焊接电流波形到所述第一丝(140，145)，所述焊接电流波形包括第一电流段和第二电流段，当所述第一丝(140，145)与工件(115)相接触以熔化和转移所述第一丝(140，145)的一部分时，所述第一电流段被输出，在所述第一丝(140，145)和所述工件(115)之间的起弧时段期间，所述第二电流段被输出，所述电弧(110)在所述工件上创建熔融熔池(112)；
第二丝送进器(150，155)，所述第二丝送进器(150，155)经由导电管(125)送进第二丝(140，145)到所述熔融熔池(112)；
第二电源供应器(130，135)，所述第二电源供应器(130，135)输出加热电流波形，所述加热电流波形包括第一加热电流脉冲和第二加热电流脉冲中的至少一个，所述第一加热电流脉冲基于由所述焊接电流波形和所述加热电流波形创建的磁场影响所述第一丝(140，145)的所述部分的所述转移，所述第二加热电流脉冲基于由所述焊接电流波形和所述加热电流波形创建的磁场影响所述电弧(110)相对于所述熔融熔池(112)的位置，所述第二电源供应器(130，135)经由所述导电管(125)向所述第二丝(140，145)提供所述加热电流波形；以及
控制器，所述控制器执行第一同步和第二同步中的至少一个，所述第一同步使所述第一加热电流脉冲与所述第一电流段同步，所述第二同步使所述第二加热电流脉冲与所述第二电流段同步。
2.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述加热电流波形包括所述第一加热电流波形和所述第二加热电流波形二者，并且
其中所述控制器执行所述第一同步和所述第二同步二者。
3.如权利要求1或2所述的系统(100)，其中所述影响所述电弧(110)的所述位置的操作包括通过设置所述磁场以相同方向流动来使所述电弧(110)向着所述第二丝(140，145)偏转，以及通过设置所述磁场以相反的方向流动来使所述电弧(110)远离所述第二丝(140，145)偏转。
4.如权利要求1至3的任一项所述的系统(100)，其中所述加热电流波形包括所述第一或第二加热电流脉冲，并且
其中所述第二加热电流脉冲和所述第二电流段具有相同的极性，和/或
其中所述第二加热电流脉冲和所述第二电流段具有相反的极性，
和/或
其中所述控制器执行所述第一同步操作，所述第一同步操作包括同步所述第一加热电流脉冲来以期望的相位角从所述第一丝(140，145)短路于所述熔融熔池(112)时开始，
和/或
其中所述控制器执行所述第一同步操作，所述第一同步操作包括同步所述第二加热电流脉冲来以期望的相位角从所述起弧时段的起始开始。
5.如权利要求1至4的任一项所述的系统(100)，其中所述控制器使用输出电压和所述第一电源供应器(130，135)的输出电流中的一个来确定何时所述第一丝(140，145)短路于所述熔融熔池(112)，和/或
其中所述控制器使用输出电压和所述第一电源供应器(130，135)的输出电流中的一个来确定何时所述第一丝(140，145)在所述起弧时段中。
6.如权利要求1至5的任一项所述的系统(100)，其中所述焊接电流波形是对应于短路电弧转移过程、表面张力转移过程或者短路收缩焊接过程的波形。
7.一种焊接的方法，所述方法包括：
送进第一丝到炬；
经由所述炬向所述第一丝提供焊接电流波形，所述焊接电流波形包括第一电流段和第二电流段，当所述第一丝与工件相接触以熔化和转移所述第一丝的一部分时，所述第一电流段被提供，在所述第一丝和所述工件之间的起弧时段期间，所述第二电流段被提供，所述电弧在所述工件上创建熔融熔池；
经由导电管送进第二丝到所述熔融熔池；
提供加热电流波形，所述加热电流波形包括第一加热电流脉冲和第二加热电流脉冲中的至少一个，所述第一加热电流脉冲基于由所述焊接电流波形和所述加热电流波形创建的磁场影响所述第一丝的所述部分的所述转移，所述第二加热电流脉冲基于由所述焊接电流和所述加热电流创建的磁场影响所述电弧相对于所述熔融熔池的位置；
经由所述导电管向所述第二丝提供所述加热电流波形；以及
执行第一同步和第二同步中的至少一个，所述第一同步使所述第一加热电流脉冲与所述第一电流段同步，所述第二同步使所述第二加热电流脉冲与所述第二电流段同步。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述加热电流波形包括所述第一加热电流脉冲和所述第二加热电流脉冲二者，并且
其中所述方法包括执行所述第一同步和所述第二同步二者。
9.如权利要求7或8所述的方法，其中所述影响所述电弧的所述位置的操作包括通过设置所述磁场以相同的方向流动来使所述电弧向着所述第二丝偏转，以及通过设置所述磁场以相反的方向流动来使所述电弧远离所述第二丝偏转。
10.如权利要求7至9的任一项所述的方法，其中所述加热电流波形包括所述第二加热电流脉冲，并且
其中所述第二加热电流脉冲和所述第二电流段具有相同的极性。
11.如权利要求7至10的任一项所述的方法，其中所述加热电流波形包括所述第二加热电流脉冲，并且
其中所述第二加热电流脉冲和所述第二电流段具有相反的极性。
12.如权利要求7至11的任一项所述的方法，其中所述加热电流波形包括所述第一加热电流脉冲，并且
其中所述方法进一步包括执行所述第一同步操作，所述第一同步操作包括同步所述第一加热电流脉冲来以期望的相位角从所述第一丝短路于所述熔融熔池时开始。
13.如权利要求7至12的任一项所述的方法，其中所述加热电流波形包括所述第二加热电流脉冲，并且
其中所述方法进一步包括执行所述第一同步操作，所述第一同步操作包括同步所述第二加热电流脉冲来以期望的相位角从所述起弧时段的起始时开始。
14.如权利要求7至13的任一项所述的方法，进一步包括：
基于所述第一丝中的电压和电流中的一个来确定何时所述第一丝短路于所述熔融熔池，和/或
基于所述第一丝中的电压和电流中的一个来确定何时所述第一丝在所述起弧时段中。
15.如权利要求7至14的任一项所述的方法，其中所述焊接电流波形是对应于短电弧转移过程、表面张力转移过程或者短路焊接过程的波形。
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