MXPA03010088A

MXPA03010088A - Sistema de soldadura con arco electrico.

Info

Publication number: MXPA03010088A
Application number: MXPA03010088A
Authority: MX
Inventors: S Houston William
Original assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2004-07-23
Also published as: US20050092726A1; AU2004200158A1; EP1439021B2; DE602004012786T3; CA2444326C; US7411156B2; BR0304757A; EP1439021A2; US6847008B2; KR20040067902A; ATE390978T1; JP3950846B2; EP1439021A3; KR100589931B1; US20040140302A1; JP2004223613A; AU2004200158B2; EP1439021B1; DE602004012786D1; US20070034618A1

Abstract

Un sistema de soldadura con arco electrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentacion y segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentacion conforme el primer y el segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura donde cada una de la primer y segunda fuentes de alimentacion comprenden un inversor de conmutacion de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de las formas de onda es controlada por una senal. La primer forma de onda de CA tiene una porcion positiva substancialmente diferente en energia que su porcion negativa y/o tiene ya sea una forma diferente y/o una porcion sinusoidal sintetizada.

Description

SISTEMA DE SOLDADURA CON ARCO ELÉCTRICO DESCRIPCIÓN Antecedentes y campo de la invención La presente invención se relaciona con el campo de soldadura con arco eléctrico y más particularmente a un sistema de soldadura con arco eléctrico para operar electrodos en tándem. La presente invención se refiere a un sistema de soldadura con arco eléctrico que utiliza fuentes de alimentación de circuito alterno de gran capacidad para excitar dos o más electrodos en tándem del tipo usado en la soldadura de costura de grandes piezas de metal. Aunque la invención puede usarse con cualquier fuente de alimentación de CA normal con conmutadores para cambiar la polaridad de la salida, se prefiere que las fuentes de alimentación utilicen el concepto de conmutación descrito en Stava 6,111,216 en donde la fuente de alimentación es un inversor que tiene dos grandes conmutadores de polaridad de salida, reduciéndose la corriente de arco antes de que los conmutadores inviertan la polaridad. Por consiguiente, el término "punto de conmutación" es un procedimiento complejo por medio del cual la fuente de alimentación primero se apaga esperando una corriente menor de un valor preseleccionado, tal como 100 amperios. Al alcanzar el umbral de 100 amperios, los conmutadores de salida de la fuente de alimentación se invierten para invertir la polaridad del eslabón de salida de CD del inversor. Asi, el "punto de conmutación" es una orden de apagar la salida, conocida como una orden "cortar", para el inversor de la fuente de alimentación seguida por una orden conmutar para invertir la polaridad de la salida. La salida en corte puede ser una calda a un nivel de corriente menor. Este procedimiento se duplica en cada inversión de polaridad sucesiva de manera que la fuente de alimentación de CA invierta la polaridad sólo a una corriente baja. De esta manera, los circuitos de protección para los conmutadores que controlan la polaridad de salida se reducen en tamaño o se eliminan. Puesto que este concepto de conmutación se prefiere para definir los puntos de conmutación como se utilizan en la presente invención, Stava 6,111,216 se incorpora a manera de antecedentes . El concepto de una corriente de CA para electrodos en tándem es conocido en el medio. La patente No. 6,207,929 describe un sistema en el cual cada uno de los electrodos en tándem son energizados por una fuente de alimentación del tipo de inversor separada. La frecuencia se varia para reducir la interferencia entre la corriente alterna en los electrodos en tándem adyacentes. De hecho, esta patente anterior del cesionario se relaciona a fuentes de alimentación para excitar ya sea un electrodo energizado por CD seguido por un electrodo de CA o dos o más electrodos excitados por CA. En cada caso, se utiliza una fuente de alimentación de tipo inversor separada para cada electrodo y, en las fuentes de alimentación de gran capacidad de corriente alterna, se utiliza el concepto de punto de conmutación de Stava 6,111,216. Este sistema para excitar por separado cada uno de los electrodos en tándem por una fuente de alimentación de gran capacidad forma parte de los antecedentes de la presente invención y se incorpora en ésta como tal. De manera similar, la patente de los Estados Unidos de América No. 6,291,798 describe un sistema adicional de soldadura con arco en el cual cada electrodo en una operación de soldadura en tándem se excita por medio de dos o más fuentes de alimentación independientes conectadas en paralelo con un solo arco de electrodo. El sistema involucra un solo conjunto de conmutadores que tienen dos o más fuentes de alimentación balanceadas con precisión que forman la alimentación o entrada a la red de inversión de polaridad del conmutador operada de acuerdo con Stava 6,111,216. Cada una de las fuentes de alimentación se excita por medio de una señal de orden única y, por consiguiente, comparten el valor de corriente idéntico combinada y dirigida a través de los conmutadores de inversión de polaridad. Este tipo de sistema requiere grandes conmutadores de inversión de polaridad puesto que toda la corriente al electrodo se pasa a través de un solo conjunto de conmutadores. La patente No. 6,291,798 muestra una combinación principal y esclavo (maestro-esclavo) de fuentes de alimentación para un solo electrodo y describe información general de antecedentes para el campo de la invención. Por esa razón, esta patente también se incorpora a manera de antecedentes de la presente invención. Una mejora para operar electrodos en tándem con puntos de conmutación controlados se describe en Houston 6,472,634. Esta patente se incorpora a manera de antecedentes . Aplicaciones relativas a soldadura, tales como la soldadura de tubería, requieren a menudo corrientes altas y la utilización de varios arcos creados por electrodos en tándem. Tales sistemas de soldadura son bastante propensos a ciertas inconsistencias provocadas por perturbaciones del arco debido a interacción magnética entre dos electrodos en tándem adyacentes. Un sistema para corregir las desventajas causadas por electrodos en tándem adyacentes excitados por CA se describe en Stava 6,207,929. En esa patente anterior, cada uno de los electrodos excitados por CA tiene su propia fuente de alimentación basada en inversor. La frecuencia de salida de cada fuente de alimentación se varía para impedir interferencia entre los electrodos adyacentes . Este sistema requiere una fuente de alimentación separada para cada electrodo. Debido a que la demanda de corriente para un electrodo dado excede la capacidad de corriente de la fuente de alimentación basada en inversor, debe diseñarse y debe fabricarse una nueva fuente de alimentación. Así, tal sistema para operar electrodos para soldar en tándem exige gran capacidad o fuentes de energía de gran capacidad para obtener la alta corriente requerida para la soldadura de tubería. Para disminuir la necesidad de fuentes de alimentación especiales de gran capacidad de corriente para electrodos operados en tándem, la cesionaria desarrolló el sistema descrito en Stava 6,291,798, en el cual cada electrodo de CA se excita por dos o más fuentes de alimentación de inversor conectadas en paralelo. Estas fuentes de alimentación en paralelo tienen su corriente de salida combinada en el lado de entrada de una red que cambia la polaridad. Así, cuando se requieren corrientes superiores para un electrodo dado, se utilizan dos o más fuentes de alimentación en paralelo. En este sistema, cada una de las fuentes de alimentación se opera al mismo tiempo y comparten igualmente la corriente de salida. Así, la corriente requerida por cambios en las condiciones de la soldadura sólo puede proporcionarse por la capacidad de sobrecorriente de una sola unidad. ün sistema equilibrado de corriente permite la combinación de varias fuentes de alimentación menores; sin embargo, las fuentes de alimentación tuvieron que ser conectadas en paralelo en el lado de la entrada de la red de conmutación de inversión de polaridad. Asi, se requirieron conmutadores grandes para cada electrodo. Por consiguiente, tal sistema superó la desventaja de requerir fuentes de alimentación especiales para cada electrodo en una operación de soldadura en tándem del tipo usada en la soldadura de tubería; pero, existe aún la desventaja de que los conmutadores deben ser bastante grandes y la entrada, fuentes de alimentación en paralelo, deben ser igualadas con precisión mediante la excitación proveniente de una sola señal de orden de corriente. Stava 6,291,798 utiliza el concepto de una señal de sincronización para cada celda de soldadura que dirige corriente a cada electrodo en tándem. Sin embargo, el sistema aún requiere conmutadores grandes. Este tipo de sistema estuvo disponible para operar en una red de ethernet que interconecta las celdas de soldadura. En las interconexiones de ethernet, la elección del momento adecuado no puede controlarse con precisión. En el sistema descrito, la elección del momento adecuado de conmutación para una necesidad de electrodo dada sólo se cambia en una base de tiempo, pero no requiere identificarse con precisión durante un tiempo especifico. Asi, el sistema descrito que requiere equilibrar la corriente y una red de un conmutador ha sido la manera de obtener corriente de gran capacidad para operaciones de soldadura de arco en tándem cuando se utiliza una red de ethernet o un sistema de control de Internet o de ethernet. Existe el deseo de controlar soldadoras por medio de una red de ethernet, con o sin un eslabón de Internet. Debido a la limitación de sincronización, estas redes eléctricas dictaron el uso de sistemas de electrodo en tándem del tipo que utiliza sólo técnicas de sincronización generales. Tales sistemas podrían ser controlados por una red; sin embargo, el parámetro para cada fuente de alimentación en paralelo no podría variarse. Cada una de las celdas sólo podría desfasarse entre ellas por medio de una señal de sincronización. Tales sistemas no fueron convenientes para control central por medio del control de red de Internet y/o de red de área local porque una red detallada para proporcionar meramente el desfasamiento entre las celdas no era ventajosa. Houston 6,472,634 describe el concepto de una celda sencilla de soldadura de arco de CA para cada electrodo en donde la propia celda incluye una o más fuentes de alimentación en paralelo cada una de las cuales tiene su propia red de conmutación. La salida de la red de conmutación se combina entonces para excitar el electrodo. Esto permite el uso de conmutadores relativamente pequeños para invertir la polaridad de las fuentes de alimentación individuales en el sistema. Además, pueden ponerse en paralelo fuentes de alimentación relativamente pequeñas para construir una entrada de corriente alta a cada uno de varios electrodos utilizados en una operación de soldadura en tándem. La utilización de varias fuentes de alimentación en paralelo controladas independientemente después de la red de conmutación de polaridad para excitar un solo electrodo permite el uso ventajoso de una red, tal como la Internet o ethernet. En Houston 6,472,634, se conectan en paralelo fuentes de alimentación menores en cada sistema para energizar un solo electrodo. Coordinando los puntos de conmutación de cada fuente de alimentación en paralelo con una interfaz de gran exactitud, la corriente de salida de CA es la suma de corrientes provenientes de las fuentes de alimentación en paralelo sin combinación antes de que la polaridad conmute. Utilizando este concepto, la red ethernet, con o sin un eslabón de Internet, puede controlar los parámetros de soldadura de cada una de las fuentes de alimentación en paralelo del sistema de soldadura. La elección del momento adecuado (sincronización) de los puntos de conmutación se controla de forma exacta por la novedosa interfaz, en tanto que los parámetros de soldadura dirigidos al controlador para cada fuente de alimentación puede proporcionarse por una red ethernet que no tiene ninguna base de tiempo exacta. Asi, puede utilizarse un eslabón Internet para dirigir los parámetros a los controladores de la fuente de alimentación individuales del sistema de soldadura para excitar un solo electrodo. No hay necesidad de una exactitud basada en el tiempo de estos parámetros de soldadura codificados para cada fuente de alimentación. En la aplicación preferida, el punto de conmutación es una orden "cortar" que espera la detección de una calda de corriente debajo de un umbral mínimo, tal como 100 amperios. Cuando cada fuente de alimentación tiene una orden conmutar, entonces ellas conmutan. Los puntos de conmutación entre fuentes de alimentación paralelas, ya sea instantáneos o en secuencia involucran una orden "cortar" con un retraso de espera, se coordinan con precisión por medio de una tarjeta de interfaz que tiene una exactitud de menos de 10 µ? y preferentemente en la gama de 1 5 µ3. Esta exactitud de la elección del momento adecuado coordina e iguala la operación de conmutación en las fuentes de alimentación en paralelo para coordinar la corriente de salida de CA. Utilizando la red Internet o la red de área local ethernet, el conjunto de parámetros de soldadura para cada fuente de alimentación está disponible en una red de información menos exacta, a la cual se interconectan los controladores para las fuentes de alimentación en paralelo con una tarjeta de interfaz digital de gran exactitud. Asi, se coordinan la conmutación de las fuentes de alimentación individuales, en paralelo del sistema. Ésta es una ventaja que permite el uso del control de red Internet y de red de área local de un sistema de soldadura. La red de información incluye sincronizar señales para iniciar varios sistemas de soldadura con arco conectados a varios electrodos en una operación de soldadura en tándem en una relación de fase seleccionada. Cada uno de los sistemas de soldadura de un electrodo tiene puntos de conmutación individuales controlados de forma exacta mientras los sistemas se cambian o retardan para impedir interferencia magnética entre los diferentes electrodos. Esto permite excitar varios electrodos de CA utilizando una red de información común. El sistema de Houston 6,472,634 es especialmente útil para fuentes de alimentación en paralelo para energizar un electrodo dado con corriente de CA. Los puntos de conmutación son coordinados por una interfaz exacta y el parámetro de soldadura para cada fuente de alimentación en paralelo se proporciona por la red de información general. Estos antecedentes son tecnología desarrollada y patentada por el cesionario y necesariamente no constituyen estado de la técnica sólo porque se usan aquí como "antecedentes". Como una característica del sistema en Stava 6,207,929, dos o más fuentes de alimentación pueden excitar un solo electrodo. Así, el sistema comprende un primer controlador para que una primer fuente de alimentación provoque que la primer fuente de alimentación cree una corriente de CA entre el electrodo y la pieza de trabajo generando una señal de conmutación con puntos de conmutación invirtiendo la polaridad en relación general cronometrada con respecto a una señal de sincronización de sistema recibida por el primer controlador. Este primer controlador se opera con primeros parámetros de soldadura al principio en respuesta a un conjunto de primeras señales de parámetros específicos de fuente de alimentación dirigidas al primer controlador. Se provee por lo menos un controlador esclavo para operar la fuente de alimentación esclava para crear una corriente de CA entre el mismo electrodo y la pieza de trabajo invirtiendo la polaridad de la corriente de CA en puntos de conmutación. El controlador esclavo opera con segundos parámetros de soldadura en respuesta al segundo conjunto de señales de parámetros específicos de fuente de alimentación al controlador esclavo. Una red de información conectada al primer controlador y al segundo controlador o controlador esclavo contiene primeras y segundas señales de parámetros específicos de fuente de alimentación digitales para los dos controladores y la señal de sincronización específica ' de sistema. Así, los controladores reciben las señales de los parámetros y las señales de sincronización provenientes de la red de información, la cual puede ser una red ethernet con o sin un eslabón de Internet, o solamente una red de área local. La invención involucra una interfaz digital que conecta al primer controlador y al controlador esclavo para controlar los puntos de conmutación de la segunda fuente de alimentación o fuente de alimentación esclava por medio de la señal de conmutación proveniente del primer controlador o controlador principal. En la práctica, el primer controlador inicia una inversión de corriente en un punto de conmutación. Este evento se transmite con gran exactitud al controlador esclavo para iniciar su proceso de inversión de corriente. Cuando cada controlador detecta una corriente de arco menor a un valor dado, se crea una señal "listo". Después de una señal "listo" de todas las fuentes de alimentación en paralelo, todas las fuentes de alimentación invierten la polaridad. Esto ocurre al recibir una orden de muestreo o examinar cada 25 µß. Así, la conmutación está en armonía y tiene un retraso de menos de 25 µe. Por consiguiente, los dos controladores tienen datos interconectados que controlan los puntos de conmutación de la corriente de CA para el único electrodo. Los mismos controladores reciben información de parámetros y una señal de sincronización de una red de información la cual en la práctica comprende una combinación de Internet y ethernet o una red ethernet de área local . La exactitud de la elección del momento adecuado de la interfaz digital es menor de aproximadamente 10 µß y, preferentemente, en la gama general de 1-5 µ?. Asi, los puntos de conmutación para los dos controladores que excitan un solo electrodo son ordenados dentro de menos de 5 µß . Entonces, realmente la conmutación ocurre dentro de 25 µe. Al mismo tiempo, relativamente se recibe menos información sensible al tiempo de la red de información también conectada a los dos controladores que excitan la corriente de CA a un solo electrodo en una operación de soldadura en tándem. El retraso máximo de 25 µ3 puede cambiarse, pero es menor que la exactitud de la orden de conmutación. El sistema de control único descrito en Houston 6,472,634 se utiliza para controlar la fuente de alimentación para los electrodos en tándem usados principalmente para soldadura de costura de tubería y descrito en Stava 6,291,798. Esta patente de Stava se refiere a una serie de electrodos en tándem movibles a lo largo de una trayectoria de soldadura para colocar perlas de soldadura sucesivas en el espacio entre los bordes de una tubería rolada o los extremos de dos secciones de tubo adyacentes. Las formas de onda de CA individuales utilizadas en esta tecnología única son creadas por medio de varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con una magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de onda. Esta tecnología se remonta a Blankenship 5,278,390. la formación de las ondas en las corrientes de CA de dos electrodos en tándem adyacentes es conocida y se muestra en no sólo las patentes arriba expresadas, sino en Stava 6,207,929. En esta última patente de Stava, la frecuencia de la corriente de CA a los electrodos en tándem adyacentes se ajusta para impedir la interferencia magnética. Todas estas tecnologías patentadas por The Lincoln Electric Company de Cleveland, Ohio han sido adelantos en la operación de electrodos en tándem donde cada uno de los cuales se opera por una forma de onda de CA separada creada por la tecnología de forma de onda establecida en estas patentes. Estas patentes se incorporan a manera de antecedentes de la invención. Sin embargo, estas patentes no describen la presente invención que se refiere al uso de tal tecnología de la forma de onda para uso en soldadura en tándem por medio de electrodos adyacentes utilizando cada uno corriente de CA. Esta tecnología, como la tecnología de transformadores normal, ha experimentado la dificultad de controlar la dinámica del baño de fusión de la soldadura. Por tanto, existe la necesidad, de un sistema de soldadura con arco eléctrico para electrodos en tándem adyacentes que se diseñe específicamente para controlar la dinámica y física del baño de fusión de la soldadura fundida durante la operación de soldadura. Estas ventajas no pueden obtenerse solamente cambiando la frecuencia para reducir la interferencia magnética.

Breve descripción de la invención La presente invención se relaciona a una mejora en la tecnología de forma de onda descrita en Blankenship 5,278,390 y utilizada para sistemas de soldadura de electrodos en tándem por varias patentes, incluyendo Stava 6,207,929; Stava 6,291,798; y Houston 6,472,634. La mejora sobre de esta tecnología bien desarrollada es el control de las formas de onda de CA generadas por los electrodos en tándem adyacentes de una manera en la cual el baño de fusión de la soldadura está inmóvil durante la operación de la soldadura. Se alcanza este objetivo utilizando un sistema que controla la relación entre la corriente de CA de los electrodos en tándem adyacentes para limitar el tiempo de relaciones de polaridad concurrentes, tal como polaridad igual y polaridad opuesta, al tiempo que obtiene una diferencia en la penetración y la deposición. Se ha encontrado que durante las veces de polaridad igual en las formas de onda de dos electrodos en tándem adyacentes, el baño de fusión de soldadura de metal fundido se colapsa físicamente mientras que durante la polaridad opuesta de las formas de onda por electrodos en tándem adyacentes el baño de fusión de la soldadura se rechaza. Si los pulsos de CA adyacentes tienen un tiempo largo, que excede 20 µe, con una relación de polaridad concurrente, la acción de colapso o rechazo del metal fundido en el baño de fusión de la soldadura afecta al proceso de soldadura. la perla de soldadura resultante que solidifica posteriormente no es uniforme. Utilizando una corriente de CA para los electrodos adyacentes, la invención asegura que no hay ninguna relación de polaridad específica de larga duración. Éste es un aspecto de la invención. Otro aspecto de la invención es formar la forma de onda de una operación de soldadura de CA en cada uno de los electrodos en tándem adyacentes donde las formas de onda son sinusoidales en una o ambas polaridades. En el pasado, las formas de onda sinusoidales se crearon por los transformadores y se utilizaron para sistemas de soldadura del tipo de tecnología de forma de onda, como se mostró en las patentes hasta ahora descritas propiedad de Lincoln Electric. Por consiguiente, otro aspecto de la invención es la creación de formas de onda en una operación de soldadura con CA mediante la tecnología de forma de onda que utiliza un formador de ondas y un modulador de ancho de pulso incorporado en el controlador normal de una soldadora u obtenido como un estándar fuera del microcircuito de estante del modulador de ancho de pulso utilizado en un controlador para una soldadora. Por consiguiente, la presente invención se refiere a controlar la dinámica del baño de fusión de la soldadura mediante la selección y creación de formas de onda de CA especificas en los electrodos en tándem adyacentes operados por la tecnología de la forma de onda de Lincoln y la aplicación de formas de onda que tienen configuraciones sinusoidales en ya sea polaridad positiva o polaridad negativa y/o en ambas polaridades. Estos dos aspectos de la invención son únicos y permiten la operación de electrodos en tándem con ondas de forma de CA que definen la soldadura con CA sin agitación del metal fundido y obteniendo las ventajas de una forma de onda de CA. De acuerdo con la invención, se desarrolla un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura con CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y segundo electrodos se mueven al unisono. Los electrodos en tándem son cada uno excitados por una corriente de CA que tiene una forma de onda creada con una forma especifica. La creación de la forma de onda es por medio de una fuente de alimentación que comprende una gran velocidad que conmuta el inversor para crear su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada uno de los pulsos de corriente controlado por un formador de ondas y la polaridad de las formas de onda controlada por una señal lógica. Cada una de las fuentes de alimentación es del tipo general mostrado en varias patentes anteriores donde la forma de onda a través del electrodo es controlada por un formador de ondas. La conmutación entre las polaridades es controlada por una señal, tal como una señal lógica, como se describe en Houston 6,472,634. Este tipo de fuente de alimentación produce formas de onda que tienen una forma determinada por un formador de ondas, el cual a veces se llama un generador de formas de onda. La invención se refiere a este tipo de fuente de alimentación utilizada para electrodos en tándem cada uno de los cuales se excitan por medio de una corriente de CA. De acuerdo con por lo menos un aspecto de la invención, la primera forma de onda de CA tiene una porción positiva de substancialmente menos energía que su porción negativa y es de fase cambiada respecto de la segunda forma de onda de CA. Por consiguiente, la penetración causada por la porción positiva de la forma de onda emplea una energía diferente que la deposición provocada por la porción negativa de la forma de onda. Las formas de onda se cambian de manera que las formas de onda de CA de electrodos en tándem adyacentes no correspondan y así provoquen períodos largos de concurrencia de polaridad, donde ocurran ya sea polaridades iguales o polaridades opuestas durante mucho tiempo durante la operación de soldadura. De acuerdo con otro aspecto de la invención, las formas de onda incluyen formas de onda sinusoidales que se generan por medio de un formador de ondas que utiliza una serie creada rápidamente de pulsos de corriente. La corriente sinusoidal puede estar durante la porción positiva de la forma de onda, durante la porción negativa de la forma de onda o durante ambas porciones de la forma de onda. Hasta aquí la operación en tándem de electrodos cada uno excitado por una corriente de CA del tipo creado por formas de onda provenientes de un formador de ondas no ha creado formas sinusoidales ni limitado el tiempo de coexistencia de relaciones de polaridad. Éstas son ventajas obtenidas por la presente invención. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la porción negativa de una o más de las formas de onda de CA tiene substancialmente menos energía que su porción positiva. De esta manera, la forma de onda se ajusta a la medida para aumentar la penetración durante la deposición por la forma de onda durante la operación de soldadura. La diferencia de energía puede lograrse aumentando la magnitud máxima de ya sea la porción positiva o la porción negativa de la forma de onda o ajusfando el tiempo de la porción negativa comparado con el de la porción positiva. Así, el control de la energía de la polaridad negativa y la positiva en la forma de onda creada se logra ya sea por medio de la magnitud o por medio del tiempo de una porción con respecto a la otra porción. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la primera forma de onda de CA creada por el formador de ondas tiene una porción positiva substancialmente diferente en longitud que la porción negativa. Este procedimiento logra un balance entre la penetración y la deposición para el uso por electrodos en tándem adyacentes cada uno operado por una corriente de CA, en donde cada corriente es ondas de forma creadas por un formador de ondas o generador de formas de ondas . Todavía un aspecto adicional de la presente invención es el proveer un sistema de soldadura con arco eléctrico, como se definió anteriormente, en donde los períodos de relaciones de polaridad concurrentes definidos tal como polaridades iguales y polaridades opuestas son menores a 20 µ3. Preferentemente, estos períodos son menores que la duración de cualquiera de las dos formas de onda. Preferentemente, la relación concurrente es menor que la duración de una mitad del tiempo de una forma de onda creada. Utilizando la presente invención, el baño de fusión de la soldadura se controla y/o pueden formarse corrientes de CA para los electrodos en tándem adyacentes en porciones sinusoidales. Éste es el objeto primario de la presente invención. ün objeto primario adicional de la presente invención es proveer un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear dos arcos de soldadura de CA en electrodos en tándem adyacentes, cuyo sistema de soldadura limita el tiempo cuando hay una concurrencia de una relación de polaridad específica. Todavía otro objeto de la presente invención es el proveer un sistema de soldadura con arco eléctrico, como se definió anteriormente, cuyo sistema de soldadura utilice las formas de onda sinusoidales creadas en las porciones ya sea positivas, negativas o ambas de las formas de onda creadas . Todavía otro objeto de la presente invención es el proveer un sistema de soldadura con arco eléctrico, como se definió anteriormente, cuyo sistema controla la dinámica del baño de fusión de soldadura para impedir la agitación del baño de fusión y obtener una perla de soldadura uniforme . Todavía un objeto adicional de la presente invención es el proveer un sistema de soldadura con arco eléctrico, como se definió anteriormente, cuyo sistema utilice tecnología de forma de onda al tiempo que obtenga las ventajas de control de baño de fusión de soldadura así como un perfil sinusoidal para las formas de onda creadas. Éstos y otros objetos y ventajas se harán claros de la siguiente descripción tomada en conjunto con los dibujos anexos.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de bloques de la modalidad preferida de la presente invención; La figura 2 es un diagrama de alambrado eléctrico de dos fuentes de alimentación en paralelo cada una de las cuales incluye una salida de conmutación cuyas fuentes de alimentación se utilizan en la práctica de la invención. La figura 3 es una vista lateral en corte de tres electrodos en tándem operados de acuerdo con la presente invención para soldar la costura de una tuberia. La figura 4 es un diseño esquemático en forma de bloques de un sistema de soldadura para tres electrodos que utilizan lo descrito en . Houston 6,472,634 y Stava 6,291,798. La figura 5 es un diagrama de bloques que muestra un solo electrodo excitado por el sistema como se muestra en la figura 4 con un generador de pulsos variable descrito en Houston 6,472,634. La figura 6 es una gráfica de corriente para uno de dos pulsos de sincronización ilustrados y que muestra una forma de onda de CA balanceada para un electrodo en tándem. La figura 7 es una gráfica de corriente sobrepuesta a una señal que tiene lógica para determinar la polaridad de la forma de onda como se utiliza en la práctica de la presente invención.

La figura 8 es una gráfica de corriente que muestra un aspecto amplio de la modalidad preferida de la presente invención. Las figuras 9 y 10 son dibujos esquemáticos que ilustran la dinámica del baño de fusión de la soldadura durante relaciones de polaridad concurrentes de electrodos en tándem para explicar la ventaja de la presente invención. La figura 11 es un par de gráficas de corriente que muestran las formas de onda en dos electrodos en tándem adyacentes que emplea la presente invención. La figura 12 es un par de gráficas de corriente de las formas de onda de CA en electrodos en tándem adyacentes con áreas de relaciones de polaridad concurrente . La figura 13 son gráficas de corriente de las formas de onda en electrodos en tándem adyacentes en donde la forma de onda de CA de un electrodo es forma de onda substancialmente diferente del otro electrodo para limitar el tiempo de relaciones de polaridad concurrente. La figura 14 son gráficas de corriente de dos formas de onda sinusoidales para electrodos adyacentes operados por un sistema de acuerdo con la presente invención para usar diferentes formas de formas de onda para los electrodos adyacentes.

La figura 15 son gráficas de corriente que muestran formas de onda en cuatro arcos de CA adyacentes de electrodos en tándem formados y sincronizados de acuerdo con un aspecto de la invención. La figura 16 es un diseño esquemático del programa de software para provocar la conmutación de las fuentes de alimentación en paralelo en cuanto las órdenes de conmutación coordinadas se han procesado y se ha creado la siguiente señal coincidente.

Modalidad preferida Con referencia ahora a los dibujos en donde lo mostrado es con el propósito de sólo ilustrar una modalidad preferida de la invención y no con el propósito de limitar la misma, el sistema para llevar a cabo la invención se muestra en detalle en las figuras 1, 2 y 16. En la figura 1 hay un solo sistema de soldadura con arco eléctrico S en la forma de una sola celda para crear una corriente alterna tal como un arco en la estación de soldadura WS. Este sistema o celda incluye una primer soldadora principal A con los conductores de salida 10, 12 en serie con el electrodo E y la pieza de trabajo W en la forma de una unión de costura de tubería u otra operación de soldadura. El transductor de corriente de efecto Hall 14 proporciona un voltaje en la línea 16 proporcional a la corriente de la soldadora A. Se general menos datos críticos de tiempo, tales como parámetros de soldadora, en un control central remoto 18. De manera similar, una soldadora seguidora esclava B incluye conductores 20, 22 conectados en paralelo con los conductores 10, 12 para dirigir una corriente adicional de CA a la estación de soldadura WS. El transductor de corriente de efecto Hall 24 crea un voltaje en la línea 26 que representa niveles de corriente en la soldadora B durante la operación de soldadura. Aunque se muestra una sola soldadora esclava o seguidora B, pueden conectarse cualquier número de soldadoras adicionales en paralelo con la soldadora principal A para producir una corriente alterna a través del electrodo E y la pieza de trabajo W. La corriente de CA se combina en la estación de soldadura en lugar de antes de una red de conmutación de polaridad. Cada soldadora incluye una fuente de alimentación basada en controlador e inversor ilustrada como un controlador principal y fuente de alimentación 30 combinados y un controlador esclavo y fuente de alimentación 32. Los controladores 30, 32 reciben datos de parámetros y datos de sincronización de una red lógica de nivel relativamente bajo. La información de parámetros o datos es fuente de alimentación específica con lo que cada una de las fuentes de alimentación se proporciona con los parámetros deseados tal como corriente, voltaje y/o velocidad de alimentación de alambre. Una red digital de nivel bajo puede proporcionar la información de parámetros; sin embargo, la corriente de CA para invertir la polaridad ocurre al mismo tiempo. El ""mismo" tiempo indica una diferencia de tiempo de menos de 10 µß y preferentemente en la gama general de 1-5 µe. Para lograr coordinación precisa de la salida de CA de la fuente de alimentación 30 y de la fuente de alimentación 32, los puntos de conmutación e información de polaridad no pueden proveerse desde una red lógica general en donde la elección del momento adecuado es menos precisa. Las fuentes de alimentación de CA individuales son coordinadas por la interfaz lógica de alta velocidad de CD muy exacta, llamada compuertas". Como se muestra en la figura 1, las fuentes de alimentación 30, 32 se proveen con los parámetros de operación necesarios indicados por los conductores bidireccionales 42m, 42s, respectivamente. Esta información no sensible al tiempo se provee por medio de una red digital mostrada en la figura 1. La fuente de alimentación principal 30 recibe una señal de sincronización como se indicado por la linea unidireccional 40 para cronometrar la operación de los controladores de su corriente de salida de CA. La polaridad de la corriente de CA para la fuente de alimentación 30 se emite como se muestra por la linea 46. La orden de conmutación de corriente para la corriente de CA de la fuente de alimentación principal 30 se emite en la linea 44. La orden de conmutación le dice a la fuente de alimentación S, en la forma de un inversor, "cortar", que es una reducción drástica de corriente. En una alternativa, ésta es realmente una señal de conmutador para invertir la polaridad. Los Apuntos de conmutación" u orden en la linea 44 son preferentemente ordenes de "cortar" e invertir corriente utilizando los "puntos de conmutación" como se establece en Stava 6,111,216. Asi, los puntos de conmutación u órdenes son emitidos desde la fuente de alimentación 30 por la linea 44. Estos puntos de conmutación u órdenes pueden involucrar una fuente de alimentación "cortar" seguida por una señal de conmutador listo a una corriente baja o meramente un punto de inversión de corriente. El conmutador "listo" se utiliza cuando el concepto "cortar" se lleva a cabo porque ninguno de los inversores realmente se invierte hasta que ellos están por debajo de la corriente establecida. Esto se describe en la figura 16. La polaridad de los conmutadores del controlador 30 controla la lógica en la linea 46. La fuente de alimentación esclava 32 recibe el punto de conmutación o lógica de orden en la linea 44b y la lógica de polaridad en la línea 46b. Estas dos señales lógicas se interconectan entre la fuente de alimentación principal y la fuente de alimentación esclava a través de la interfaz lógica muy exacta mostrada como compuerta 50, la compuerta transmisora y la compuerta 52, la compuerta receptora. Estas compuertas son tarjetas de interfaz de red para cada una de las fuentes de alimentación para que la lógica en las lineas 44b, 45b se sincronicen estrechamente a la lógica en las lineas 44, 46, respectivamente. En la práctica, las tarjetas de interfaz de red o compuertas 50, 52 controlan esta lógica dentro de 10 µß y preferentemente dentro de 1-5 µß . Una red de baja exactitud controla las fuentes de alimentación individuales para los datos provenientes del control central 18 a través de las lineas 42m, 42s, ilustras como provistas por las compuertas o tarjetas de interfaz. Estas lineas contienen datos desde áreas remotas (tal como el control central 18) que no son sensibles al tiempo y no utilizan las características de exactitud de las compuertas. Los datos muy exactos para cronometrar la inversión del conmutador interconectan señales lógicas a través de tarjetas de interfaz de red 50, 52. El sistema en la figura 1 es una sola celda para un solo arco de CA; sin embargo, la invención se refiere a electrodos en tándem en donde se crean dos o más arcos de CA para llenar el gran hueco encontrado en la soldadura de la tubería. Así, la fuente de alimentación principal 30 para el primer electrodo recibe una señal de sincronización que determina la elección del momento adecuado u operación de fase del sistema S para un primer electrodo, es decir ARC 1. El sistema S se utiliza con otros sistemas idénticos para generar ARC 2, 3 y 4 cronometrados por las salidas de sincronización 84, 86 y 88. Este concepto se ilustra esquemáticamente en la figura 5. Las señales sincronización o fijación de fase 82, 88 se muestran en la figura 1 con sólo uno de los electrodos en tándem. Una red de información N que comprende una computadora de control central y/o servidor web 60 provee información digital o datos relativos a fuentes de alimentación especificas en varios sistemas o celdas que controlan electrodos diferentes en una operación en tándem. La información de Internet se conduce a una red de área local en la forma de una red ethernet 70 que tiene lineas de interconexión locales 70a, 70b, 70c. Lineas de interconexión similares se conducen a cada fuente de alimentación usada en las cuatro celdas creando los ARC 1, 2, 3 y 4 de una operación de soldadura en tándem. La descripción del sistema o celda S aplica a cada uno de los arcos en los otros electrodos. Si se emplea la corriente de CA, se utiliza una fuente de alimentación principal. En algunos casos, sólo se utiliza una fuente de alimentación principal con una señal de sincronización de celda especifica. Si se requieren corrientes superiores, los sistemas o celdas incluyen una combinación de fuente de alimentación principal y esclava como se describió con respecto al sistema S de la figura 1. En algunos casos, se utiliza un arco de CD con dos o más arcos de CA sincronizados por el generador 80. A menudo el arco de CD es el electrodo principal en un electrodo en una operación de soldadura de electrodos en tándem, seguido por dos o más arcos de CA sincronizados. Una fuente de alimentación de CD no requiere sincronizarse, ni tampoco existe la necesidad de interconexión exacta de la lógica de polaridad y puntos de conmutación u órdenes. Algunos electrodos energizados por CD pueden conmutarse entre positivo y negativo, pero no a la frecuencia de un electrodo excitado de CA. Independiente de la elaboración de los arcos, la red ethernet o de área local 70 incluye la información de parámetros identificada en un modalidad cifrada designada para fuentes de alimentación especificas de los varios sistemas utilizados en la operación de soldadura en tándem. Esta red también utiliza señales de sincronización para las diferentes celdas o sistemas con lo cual los sistemas pueden desfasarse en una relación de tiempo. Estas señales de sincronización se descifran y reciben por una fuente de alimentación principal como se indica por la linea 40 en la figura 1. De esta manera, los arcos de CA se compensan en una base de tiempo. No se requiere que estas señales de sincronización sean tan exactas como los puntos de conmutación a través de tarjetas de interfaz de red o compuertas 50, 52. Las señales de sincronización en la red de datos son recibidas por una interfaz de red en la forma de un generador de pulsos variables 80. El generador crea señales de sincronización de desfasamiento en las líneas 84, 86 y 88. Estas señales de sincronización dictan la fase de las celdas de corriente alternas individuales para electrodos separados en la operación en tándem. las señales de sincronización pueden generarse por medio de la interfaz 80 o realmente pueden recibirse por el generador a través de la red 70. En la práctica, la red 70 sólo activa el generador 80 para crear el modelo de retraso para las muchas señales de sincronización. También, el generador 80 puede variar la frecuencia de las celdas individuales por medio de la frecuencia de los pulsos de sincronización si se desea esa característica en la operación de soldadura en tándem. Puede utilizarse una variedad de controladores y fuentes de alimentación para poner en práctica el sistema descrito en la figura 1; sin embargo, la aplicación preferida del sistema se establece en la figura 2 en donde la fuente de alimentación PSA se combina con el controlador y la fuente de alimentación 30 y la fuente de alimentación PSB se combina con el controlador y la fuente de alimentación 32. Estas dos unidades son esencialmente iguales en estructura y se etiquetan con los mismos números cuando sea apropiado. La descripción de la fuente de alimentación PSA aplica igualmente a la fuente de alimentación PSB. El inversor 100 tiene un rectificador de entrada 102 para recibir corriente de linea de tres fases Ll, L2 y L3. El transformador de salida 110 se conecta a través de un rectificador 112 de salida al inductor derivado 120 para excitar los conmutadores de polaridad opuesta Ql, Q2. El controlador 140a de fuente de alimentación PSA y el controlador 140b de PSB son esencialmente iguales, excepto que el controlador 140a emite información de sincronización al controlador 140b. Los puntos de conmutación o líneas 142, 144 controlan la condición conductiva de los conmutadores de polaridad Ql, Q2 para invertir la polaridad en el momento indicado por la lógica en las líneas 142, 144, como se explicó con más detalle en Stava 6,111,216 incorporada aquí a manera de antecedentes. El control es digital con un procesador lógico; así, el convertidor A/D 150 convierte la información de corriente en la línea 16 o la línea 26 de retroalimentación para controlar valores digitales para el nivel de salida proveniente del amplificador de error 152 el cual se ilustra como un amplificador de error analógico. En la práctica, éste es un sistema digital y no hay ninguna señal analógica adicional en la arquitectura de control. Como se ilustra, sin embargo, el amplificador tiene una primera entrada 152a proveniente del convertidor 150 y una segunda entrada 152b proveniente del controlador 140a ó 140b. La señal de orden de corriente en la linea 152b incluye la forma de onda o la forma de onda requerida para la corriente de CA a través del arco en la estación de soldadura WS. Ésta es práctica normal como se menciona por varias patentes de Lincoln Electric, como Blankenship 5,278,390, incorporadas como antecedente. También ver Stava 6,207,929, incorporada como antecedente. La salida del amplificador 152 se convierte a una señal de voltaje analógico por medio del convertidor 160 para excitar el modulador de ancho de pulso 162 a una frecuencia controlada por el oscilador 164 que es un programa de cronómetro en el software del procesador. La forma de la forma de onda en los arcos es el voltaje o número digital en las lineas 152b. La frecuencia del oscilador 164 es mayor que 18 kHz. La arquitectura total de este sistema se digitaliza en la modalidad preferida de la presente invención y no incluye reconversión de nuevo en señal analógica. Esta representación es esquemática para propósitos ilustrativos y no se pretende que limite el tipo de fuente de alimentación utilizada al llevar a la práctica la presente invención. Podrían emplearse otras fuentes de alimentación. La práctica de la presente invención que utiliza los conceptos de las figuras 1 y 2 se ilustra en las figuras 3 y 4. La pieza de trabajo 200 es una costura en una tubería que se suelda en conjunto por medio de electrodos en tándem 202, 204 y 206 energizados por las fuentes de alimentación individuales PS1, PS2, PS3, respectivamente. Las fuentes de alimentación pueden incluir más de una fuente de poder coordinadas de acuerdo con la tecnología en Houston 6,472,634. La modalidad ilustrada involucra un arco de CD para el electrodo primario 202 y un arco de CA para cada uno de los electrodos en tándem 204, 206. Las formas de onda creadas de los electrodos en tándem son corrientes de CA e incluyen formas creadas por medio de un formador de ondas o generador de ondas de acuerdo con la tecnología de forma de ondas previamente descrita. Conforme se mueven los electrodos 202, 204 y 206 a lo largo de la trayectoria de la soldadura WP se deposita un baño de fusión de metal fundido P en la costura 200 de tubería con una porción de raíz abierta 210 seguida por los depósitos 212, 214 y 216 de los electrodos 202, 204 y 206, respectivamente. Como se describió previamente más de dos electrodos de CA excitados como se describirá e ilustrará por medio de las formas de onda de la figura 15, pueden operarse por la invención con relación a las corrientes de CA de electrodos adyacentes. Cada una de las fuentes de alimentación, como se muestra en la figura 4, incluye un inversor 220 que recibe un eslabón de CD del rectificador 222. De acuerdo con la tecnología de forma de onda de Lincoln, un microcircuito o etapa 224 de modulador de ancho de pulso programada interior se excita por medio de un oscilador 226 a una frecuencia mayor que 18 kfíz y preferentemente mayor que 20 kHz . Conforme el oscilador 226 excita al modulador 224 de ancho de pulso, la corriente de salida tiene una forma dictada por la forma de onda emitida desde el formados de ondas 240 como un voltaje o números digitales en la línea 242. La forma en tiempo real se compara con la corriente de arco real en la línea 232 por una fase ilustrada como el comparador 230 de manera que las salidas en la línea 234 controlan la forma de las formas de onda de CA. El número digital o voltaje en la línea 234 determina la señal de salida en la línea 224a para controlar el inversor 220 de manera que la forma de onda de la corriente en el arco sigue el perfil seleccionado emitido desde el formador de ondas 240. Ésta es tecnología normal de Lincoln de forma de ondas, como previamente se discutió. El suministro de energía PS1 crea un arco de CD en el electrodo principal 202; por consiguiente, la salida del formador de ondas 240 de esta fuente de alimentación es un estado estable que indica la magnitud de la corriente de CD. La presente invención no se refiere a la formación de un arco de CD. Por el contrario, la presente invención es el control de la corriente en dos arcos adyacentes de CA para electrodos en tándem, tal como los electrodos 204, 206. De acuerdo con la invención, el formador de ondas 240 involucra una entrada 250 empleada para seleccionar la forma deseada o perfil de la forma de onda de CA. Esta forma puede cambiarse en tiempo real por una programación interna representada esquemáticamente como el programa de cambio 252. El formador de ondas 240 tiene una salida que es una señal de prioridad en linea 254. En la práctica, la señal de prioridad es un bit de lógica, como se muestra en la figura 7. La lógica 1 indica una polaridad negativa para la forma de onda generada por el formador de ondas 240 y la lógica 0 indica una polaridad positiva. Esta señal lógica o controlador de bit 220 dirigido a la fuente de alimentación se lee de acuerdo con la tecnologia discutida en la figura 16. El inversor conmuta de una polaridad positiva a una polaridad negativa, o viceversa, en un momento "LISTO" especifico iniciado por un cambio del bit lógico en la linea 254. En la práctica, este bit se recibe del generador de pulsos variable 80 mostrado en la figura 1 y en la figura 5. El sistema de soldadura mostrado en las figuras 3 y 4 se utiliza en la práctica de la invención en donde la forma de corrientes de arco de CA en los electrodos 204 y 206 tiene nuevas formas para obtener un resultado benéfico de la presente invención, es decir un baño de fusión de metal P generalmente inmóvil y/o formas de onda sinusoidales sintetizadas cómpatibles con formas de onda del transformador utilizadas en soldadura de arco. El sistema de soldadura con arco eléctrico mostrado en las figuras 3 y 4 tiene un programa para seleccionar la forma de onda en "SELECCIONAR" programa 250 para el formador de ondas 240. De esta manera las únicas formas de onda de la presente invención se utilizan por los electrodos en tándem. Se ilustra esquemáticamente una de las fuentes de alimentación para crear un arco de CA en la figura 5. La fuente de alimentación o suministro se controla por medio del generador de pulsos variable 80, mostrado en la figura 1. La señal 260 del generador controla la fuente de alimentación para el primer arco. Esta señal incluye la sincronización de la forma de onda junto con el bit de polaridad emitido por el formador de ondas 240 en la linea 254. Las lineas 260a-260n controlan los arcos de CA en tándem subsecuentes deseados operados por el sistema de soldadura de la presente invención. La elección del momento adecuado de estas señales cambia el inicio de las otras formas de onda. La figura 5 solamente muestra la relación del generador de pulsos variables 80 para controlar los arcos sucesivos como se explicó con relación a la figura 4. En el sistema de soldadura de Houston 6,472,634, las formas de onda de CA se crean como se muestra en la figura 6 en donde el formador de ondas para el arco AC1 en el electrodo 204 crea una señal 270 que tiene porciones positivas 272 y porciones negativas 274. El segundo arco AC2 en el electrodo 206 se controla por medio de la señal 280 del formador de ondas que tiene porciones positivas 282 y porciones negativas 284. Estas dos señales son las mismas, pero se cambian por la señal del generador 80 una distancia x, como se muestra en la figura 6. Los pulsos de corriente o formas de onda creados por la tecnología de forma de onda en uno de los arcos son formas de onda que tienen porciones positivas 290 y porciones negativas 292 mostradas en la porción de fondo de la figura 6. Un bit lógico del formador de ondas determina cuándo la forma de onda se conmuta de la polaridad positiva a la polaridad negativa y viceversa. De acuerdo con la descripción en Stava 6,111,216 (incorporada como antecedentes) el modulador de ancho de pulso 224 generalmente se cambia a un nivel más bajo en el punto 291a y 291b. Entonces la corriente se reduce hasta alcanzar un nivel fijo, tal como 100 amperios. Por consiguiente, los conmutadores cambian la polaridad en los puntos 294a y 294b. Esto produce una linea vertical o forma 296a, 296b cuando la corriente transita entre la porción 290 positiva y la porción 292 negativa. Éste es el sistema descrito en la patente de Houston donde formas de onda similares se cambian para evitar la interferencia magnética. Las porciones de forma de onda 290, 292 son las mismas en el arco 2¾C1 y el arco AC2. Esto es diferente de la presente invención la cual se refiere a personalizar las formas de onda en el arco AC1 y en el arco AC2 para controlar el baño de fusión de metal fundido y/o sintetizar una forma de onda sinusoidal de una manera no utilizada hasta ahora. Lo descrito en la figura 6 se establece para mostrar el concepto de cambiar las formas de onda, pero no la invención que ajusta a la medida cada una de las formas de onda adyacentes . Se utiliza el mismo procedimiento de conmutación para crear una transición vertical entre las polaridades en la modalidad preferida de la presente invención. En la figura 7 se muestra de manera general la conversión del sistema de soldadura mostrado en la figura 6 a la presente invención. La lógica en la linea 254 se ilustra como ser una lógica 1 en las porciones 300 y una lógica 0 en las porciones 302. El cambio de la lógica o números de bit indica el tiempo cuando el sistema ilustrado en la figura 16 cambia de polaridad. Esto se ilustra esquemáticamente en la gráfica inferior de la figura 6 en los puntos 294a, 294b. De acuerdo con la invención, el formador de ondas 240 para cada uno de los arcos de CA adyacentes tiene una primer forma de onda 310 para una de las polaridades y una segunda forma de onda 312 para la otra polaridad. Cada una de las formas de onda 310, 312 se crea por la lógica en la linea 234 tomada en conjunto con la lógica en la linea 254. Asi, los pulsos 310, 312 como se muestran en la figura 7, son pulsos diferentes para las porciones de polaridades positivas y negativas. Cada uno de los pulsos 310, 312 se crea por separado y distintos pulsos de corriente 310a, 312a como se muestra. La conmutación entre las polaridades se cumple como se ilustra en la figura 6 en donde las formas de onda generadas por el formador de ondas se muestran como teniendo la forma general de formas de onda 310, 312. La polaridad positiva controla la penetración y la polaridad negativa controla la deposición. De acuerdo con la invención, los pulsos positivos y negativos de una forma de onda son diferentes y los puntos de conmutación son controlados de manera que la forma de onda de CA en un arco se controla tanto en polaridad negativa como en polaridad positiva para tener una forma especifica creada por la salida del formador de ondas 240. Las formas de onda para el arco adyacente al arco que tiene la corriente mostrada en la figura 7 se controlan de forma diferente para obtener las ventajas de la presente invención. Esto se ilustra mejor en la figura 8. La forma de onda en el arco AC1 está en la parte superior de la figura 8. Tiene porciones positivas 320 mostradas por pulsos de corriente 320a y porciones negativas 322 formadas por los pulsos 322a. La porción 320 positiva tiene una magnitud máxima a y un ancho o periodo b. La porción 322 negativa tiene una magnitud máxima d y un tiempo o periodo c. Estos cuatro parámetros se ajustan por medio del formador de ondas 240. En la modalidad ilustrada, el arco AC2 tiene la forma de onda mostrada en el fondo de la figura 8 donde la porción 330 positiva se forma por pulsos de corriente 330a y tiene una altura o magnitud a* y una duración o periodo b' . La porción negativa 332 se forma por los pulsos 332a y tiene una amplitud máxima b' y una duración c'. Estos parámetros se ajustan por el formador de ondas 240. De acuerdo con la invención, la forma de onda proveniente del formador de ondas en el arco AC1 está fuera de fase con la forma de onda para el arco AC2. Las dos formas de onda tienen parámetros o dimensiones que se ajustan para que (a) la penetración y la deposición se controlen y (b) no hay un tiempo largo durante el que el baño de fusión P se someta a una relación de polaridad especifica, sea ésta polaridad igual o de polaridad opuesta. Este concepto en la formulación de las formas de ondas impide relaciones de polaridad de largo término como se explica por los dibujos en las figuras 9 y 10. En la figura 9 los electrodos 204, 206 tienen la misma polaridad, determinada por las formas de onda de las corrientes adyacentes en cualquier momento dado. En ese caso, el flujo 350 magnético del electrodo 204 y el flujo magnético 352 del electrodo 206 están en la misma dirección y se cancelan entre si en el área central 354 entre los electrodos. Esto provoca que las porciones de metal fundido 360, 362 de los electrodos 204, 206 en el baño de fusión P fundido se muevan juntas, como se representa por las flechas c. Este movimiento hacia el interior en conjunto o colapso del metal fundido en el baño de fusión P entre los electrodos 204 provocará finalmente una acción efusiva ascendente, si no termina en un tiempo muy corto, es decir menos de alrededor de 20 µß. Como se muestra en la figura 10, el movimiento opuesto del baño de fusión ocurre cuando los electrodos 204, 206 tienen polaridades opuestas. Entonces, el flujo magnético 370 y el flujo magnético 372 se acumulan e incrementan en la porción central 374 entre los electrodos. Las grandes fuerzas entre los electrodos provoca que las porciones de metal fundido 364, 366 del baño de fusión P se retracten o se fuercen a alejarse mutuamente. Esto se indica por las flechas r. Tal forzamiento hacia afuera del metal fundido en el baño de fusión P provoca ruptura de la perla de soldadura si continúa durante un tiempo sustancial que generalmente es menor de 10 ms. Como puede verse de las figuras 9 y 10, es deseable limitar el tiempo durante el cual la polaridad de la forma de onda en los electrodos adyacentes es ya sea la misma polaridad o polaridad opuesta. La presente invención utiliza la forma de onda, como se muestra en la figura 6, para lograr este objetivo de impedir la larga duración de concurrencia de relaciones de polaridad especificas, sean éstas polaridades iguales o polaridades opuestas. Ambas relaciones son perjudiciales para la calidad de la soldadura y se evitan al utilizar la presente invención. Como se muestra en la figura 8, polaridades iguales y polaridades opuestas se retienen durante un tiempo muy corto, menor a la longitud del ciclo de las formas de onda en el arco AC1 y el arco AC2. Este desarrollo positivo de impedir ocurrencia larga de relaciones de polaridad junto con el novedoso concepto de pulsos que tienen formas diferentes y proporciones diferentes en las áreas positivas y negativas combina controlar del baño de fusión, controlar la penetración y controlar la deposición de una manera no obtenida hasta ahora en la soldadura con fuentes de alimentación de transformador normales o con el uso normal de la tecnología de Lincoln de forma de onda.

Una aplicación de la presente invención se muestra en la figura 11 en donde las porciones positivas y negativas de la forma de onda de CA del formador de ondas 240 son formas sinusoidales sintetizadas con una energía diferente en la porción positiva en comparación con la porción negativa de las formas de onda. La onda seno sintetizada o porciones sinusoidales de las formas de onda es nueva. Esto permite que las formas de onda sean compatibles con circuitos de soldadura con transformador y compatible con evaluación de soldadura de onda seno. En la figura 11, la forma de onda 370 está en el arco AC1 y la forma de onda 372 está en el arco AC2. Éstos arcos en tándem utilizan la corriente de soldadura de CA mostradas en la figura 11 en donde una pequeña porción sinusoidal positiva 370a controla la penetración en el arco AC1 en tanto que la porción negativa 370b más grande controla la deposición de metal en el arco AC1. Existe una conmutación entre las polaridades con un cambio en el bit lógico, como se discutió en la figura 7. La forma de onda sinusoidal 370 cae verticalmente de aproximadamente 100 amperios hasta corriente cero como se muestra en la línea 370c vertical. La transición entre la porción negativa 370b y la porción positiva 370a también inicia en una transición vertical en el punto de conmutación provocando una transición vertical 370d. De manera similar, la forma de onda 372 de fase cambiada del arco AC2 tiene una pequeña porción de penetración 372a y una gran porción de deposición negativa 372b. La transición entre las polaridades se indica por las lineas verticales 372c y 372d. La forma de onda 372 se cambia con respecto a la forma de onda 370 de manera que la dinámica del baño de fusión se controla sin colapso o repulsión excesivas del metal fundido en el baño de fusión causado por polaridades de arcos adyacentes AC1, AC2. En la modalidad mostrada en la figura 11, las formas de onda seno son las mismas y las frecuencias son iguales. Ellas se cambian sólo para impedir una ocurrencia larga de una relación de polaridad especifica. Otro aspecto de la invención se ilustra esquemáticamente en la figura 12 en donde la forma de onda 380 se utiliza para el arco AC1 y la forma de onda 372 se utiliza para el arco AC2. Las porciones 380a, 380b, 382a y 382b son sinusoidales sintetizadas y se ilustran como ser de la misma magnitud general. Cambiando estas dos formas de onda 90°, se identifican áreas de polaridad concurrente tal como las áreas 390, 392, 394 y 396. Utilizando las formas de onda cambiadas con perfiles sinusoidales, polaridades iguales o polaridades opuestas no permanecen durante ninguna longitud de tiempo. Asi, el baño de fusión de metal fundido no se agita y permanece inmóvil. Esta ventaja se obtiene utilizando la presente invención que también combina el concepto de una diferencia en energía entre las porciones de polaridad positiva y las porciones de polaridad negativa de una forma de onda dada. La figura 12 es ilustrativa en naturaleza para mostrar la definición de relaciones de polaridad concurrente y el hecho de que ellas deben permanecer durante sólo un período corto. Para lograr este objetivo, otra modalidad de la presente invención se ilustra en la figura 13 en donde la longitud de onda 380 previamente definida se combina con la forma de onda 400, mostrada como la forma de onda de dientes de sierra del arco AC2 (a) o la forma de onda 402 pulsante mostrada como la forma de onda para el arco AC2 (b) . Combinando la forma de onda 380 con la forma de onda 400 diferente de una forma de onda 402 produce áreas muy pequeñas o veces de relaciones de polaridad concurrente 410, 412, 414, etc. La invención ilustrada en la figura 14 tiene la forma de onda de CA generada en un arco drásticamente diferente a la forma de onda de CA generada en el otro arco. Este mismo concepto de formas de onda drásticamente diferentes para el uso en la presente invención se ilustra en la figura 14 en donde la forma de onda 420 es una forma de onda de perfil de pulso de CA y la forma de onda 430 es una forma de onda de perfil sinusoidal que tiene aproximadamente una y media veces el período de la forma de onda 420. La forma de onda 420 incluye una pequeña porción positiva de penetración 420a y una gran porción de deposición 420b con transiciones 420c de polaridad en linea recta. La forma de onda 430 incluye la porción positiva 430a y la porción negativa 430b con transiciones de polaridad vertical 430c. Teniendo estas dos formas de onda diferentes, el concepto de sintetizado sinusoidal es empleado para un electrodo y no hay ninguna relación de polaridad concurrente larga. Asi, el metal fundido en el baño de fusión P permanece algo inmóvil durante la operación de soldadura por ambos arcos ACl, AC2. Otro aspecto de la presente invención se ilustra en la figura 15 en donde las formas de onda 450, 452, 454 y 456 son generadas por el formador de ondas 240 de la fuente de alimentación para cada uno de cuatro arcos en tándem, arco ACl, arco AC2, arco AC3 y arco AC4. Los arcos adyacentes se alinean como se indica por la señal de sincronización 460 definiendo cuando corresponden las formas de onda y la transición de la porción negativa a la porción positiva. Esta señal de sincronización se crea por medio del generador 80 mostrado en la figura 1, excepto los pulsos de salida se alinean. En esta modalidad de la invención la primer forma de onda 450 tiene una porción positiva 450a, la cual se sincroniza con tanto la porción positiva como con la porción negativa de la forma de onda adyacente 452, 454 y 456. Por ejemplo, la porción positiva 450a se sincroniza con y se correlación con la porción 452a positiva y la porción negativa 452b de la forma de onda 452. De manera similar, la porción positiva 452a de la forma de onda 452 se sincroniza con y se coloca en correlación con la porción positiva 454a y la porción negativa 454b de la forma de onda 454. La misma relación existe entre la porción positiva 454a y las porciones 456a, 456b de la forma de onda 456. La porción negativa 450b se sincroniza con y se coloca en correlación con las dos porciones de polaridad opuesta de la forma de onda 452 alineada. La misma relación de la elección del momento adecuado existe entre la porción negativa 452b y la forma de onda 454. En otros términos, en cada arco adyacente una porción de polaridad de la forma de onda se pone en correlación con una forma de onda total del arco adyacente. De esta manera, las fuerzas de colapso y rechazo del baño de fusión P, como se discutió con relación a las figuras 9 y 10, se controlan de forma dinámica. En esta modalidad de la invención, una o más de las porciones positivas o negativas pueden ser ondas sinusoidales sintetizadas como se discutió con relación a un aspecto de la invención descrito en las figuras 11 y 12. Como se indica en las figuras 1 y 2, cuando el controlador principal de los conmutadores debe conmutar, una orden conmutar se emite al controlador principal 140a de la fuente de alimentación 30. Esto produce una señal "cortar" para ser recibida por el principal para que una señal de corte y la lógica de polaridad se transmitan rápidamente al controlador de una o más fuentes de alimentación esclavas conectadas en paralelo con un solo electrodo. Si se utilizan fuentes de alimentación de CA normales con grandes protectores en paralelo con los conmutadores de polaridad, se conmutan inmediatamente el o los controladores esclavos dentro de 1 a 10 µd después de que la fuente de alimentación principal recibe la orden conmutar. Ésta es la ventaja de las tarjetas o compuertas de interfaz de gran exactitud. En la práctica, la conmutación real para la inversión de corriente de las fuentes de alimentación en paralelo no ocurre sino hasta que la corriente de salida esté por debajo de un valor dado, es decir aproximadamente 100 amperios. Esto permite el uso de conmutadores menores . La aplicación de la conmutación para todas las fuentes de alimentación para un solo arco de CA utiliza la técnica de conmutación tardada cuando la conmutación real sólo puede ocurrir después de que todas las fuentes de alimentación están por debajo del nivel de baja corriente dado. El proceso de retraso se realiza en el software del procesador digital y se ilustra por el diseño esquemático de la figura 16. Cuando el controlador de fuente de alimentación principal 500 recibe una señal de orden como se representa por la linea 502, la fuente de alimentación inicia la secuencia de conmutación. La principal entrega una lógica en la linea 504 para proveer la polaridad deseada para conmutación de las esclavas para que correspondan con la conmutación de polaridad de la principal. En la secuencia de conmutadores ordenada, el inversor de fuente de alimentación 500 principal se apaga o baja de manera que la corriente al electrodo E se disminuya como se lee por el transductor de efecto Hall 510. La orden conmutar en la linea 502 provoca una señal "cortar" como se representa por la linea 512 a los controladores de las fuentes de alimentación esclavas en paralelo 520, 522 proveyendo corriente a la unión 530 como se mide por los transductores de efecto Hall 532, 534. Todas las fuentes de alimentación están en la secuencia de conmutación con inversores apagados o abajo. Los circuitos comparadores del software 550, 552, 554 comparan la corriente disminuida con una corriente baja dada, referenciada por el voltaje en la linea 556. Conforme cada fuente de alimentación disminuye debajo del valor dado, aparece una señal en las lineas 560, 562 y 564 a la entrada de circuitos muestra y de retención 570, 572 y 574, respectivamente. Los circuitos se emiten por una señal estroboscópica en la linea 580 de cada una de las fuentes de alimentación.

Cuando se almacena una lógica fija en un circuito 570, 572 y 574, una lógica SÍ aparece en las lineas LISTO1, LISTO2, y LISTO3 en el momento de la señal estroboscópica . Esta señal se genera en las fuentes de alimentación y tiene un periodo de 25 µ?; sin embargo, podrían utilizarse otros estrobos de alta velocidad. Las señales se dirigen a un controlador C de la fuente de alimentación principal, mostrada en lineas punteadas en la figura 8. Una función ANDing de software representada por la compuerta Y 580 tiene una salida lógica SÍ en la línea 582 cuando todas las fuentes de alimentación están listas para conmutar polaridad. Esta condición de salida se dirige a la terminal de habilitación de reloj ECL del oscilador de software 600 que tiene su terminal D provista con la lógica deseada de la polaridad a ser conmutada como aparece en la línea 504. Un oscilador o cronómetro operado a aproximadamente 1 MHz cronometra el oscilador por una señal en la línea 602 a la terminal CK. Esto transfiere la lógica de orden de polaridad en la línea 504 a una terminal Q 604 para proveer esta lógica en la línea 610 para conmutar las esclavas 520, 522 al mismo tiempo que la lógica idéntica en la línea 612 conmuta la fuente de alimentación 500 principal. Después de la conmutación, la lógica de polaridad en la línea 504 cambia a la polaridad opuesta al tiempo que la fuente de alimentación principal espera la siguiente orden conmutar basada en la frecuencia de conmutación. Pueden utilizarse otros circuitos para efectuar el retraso en la secuencia de conmutación; sin embargo, la ilustración en la figura 16 es el esquema presente. La presente aplicación se refiere a las formas de onda controladas por un formador de ondas o generador de formas de onda de una fuente de alimentación de arco eléctrica que incluye una sola fuente de poder o varias fuentes de alimentación puestas en correlación como se describe en Houston 6,472,634 o Stava 6,291,798. La invención se relaciona a electrodos en tándem energizados por una forma de onda de CA. Los dos electrodos adyacentes tienen formas de onda que controlan la dinámica del baño de fusión de metal fundido entre los electrodos y/o utiliza ondas seno sintetizadas para poner en correlación la operación del sistema de soldadura en tándem con operaciones de soldadura de transformador normal. La invención involucra controlar la energía de las porciones positivas y negativas en cada una de las formas de onda de C7A creadas por un formador de ondas o generador de formas de onda a través del uso de un inversor de conmutación de alta velocidad de acuerdo con la práctica normal. Diferente energía en la porción positiva y la porción negativa controla la relación de la cantidad de penetración a la cantidad de deposición por un electrodo particular. Esto permite el funcionamiento de electrodos adyacentes de una manera tal que mantiene generalmente inmóvil el baño de fusión de la soldadura. Esta acción mejora la perla de soldadura resultante y la eficacia de la operación de soldadura. Para controlar el baño de fusión de la soldadura, formas de onda adyacentes generadas por el formador de ondas tienen formas diferentes para controlar la duración durante el cual exista una relación de polaridad dada entre los electrodos adyacentes. En otras palabras, el tiempo que las formas de onda de electrodos adyacentes tienen polaridad similar o polaridad opuesta se limita utilizando formas diferentes y relaciones diferentes entre las dos formas de onda de CA adyacentes generadas por la tecnología de forma de onda utilizando un formador de ondas o generador de formas de onda. Como se muestra en la figura 15, sincronizando las formas de onda de formas de onda generadas adyacentes que tienen una frecuencia de electrodos adyacentes que es esencialmente un múltiplo de dos. Todas estas únicas formas de onda son nuevas y proporcionan resultados benéficos en una soldadura con arco eléctrico utilizando electrodos en tándem, especialmente para la soldadura de costuras de tuberías en la fabricación de secciones de tuberías .

Pueden ponerse en correlación varias formas de onda descritas en esta invención para mezclar la relación de las formas de onda generadas de una manera definida en las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. ün sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y el segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de las formas de onda controladas por una señal, en donde por lo menos la primer forma de onda de CA tiene una porción positiva de substancialmente menos energía que su porción negativa y es de fase cambiada respecto de la segunda forma de onda de CA.

2. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

3. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

4. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

5. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

6. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

7. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

8. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades.

9. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades .

10. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades.

11. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades .

12. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades .

13. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades.

14. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades .

15. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA tiene una porción positiva de substancialmente menos energía que su porción negativa.

16. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA tiene una porción positiva de substancialmente menos energía que su porción negativa.

17. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA tiene una porción positiva de substancialmente menos energía que su porción negativa.

18. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA tiene una porción positiva de substancialmente menos energía que su porción negativa.

19. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

20. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

21. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

22. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

23. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque cada una de las porciones positivas de las formas de onda de CA tiene una duración menor que su porción negativa.

24. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las porciones positivas de las formas de onda de CA cada una tiene una duración menor que su porción negativa.

25. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque cada una de las porciones positivas de las formas de onda de CA tiene una duración menor que su porción negativa .

26. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque cada una de las porciones positivas de las formas de onda de CA tiene una duración menor que su porción negativa.

27. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada una las porciones positivas de las formas de onda de CA tiene una duración menor que su porción negativa .

28. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la trayectoria de la soldadura es una costura en una tubería.

29. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la trayectoria de la soldadura es una costura en una tubería.

30. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la trayectoria de la soldadura es una costura en una tubería.

31. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la trayectoria de la soldadura es una costura en una tubería.

32. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la trayectoria de la soldadura es una costura en una tubería.

33. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y segundo electrodos se mueven al unísono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de las formas de onda controladas por una señal lógica, caracterizada porque al menos la primer forma de onda de CA tiene una porción negativa de substancialmente menor energía que su porción positiva y es de fase cambiada respecto de la segunda forma de onda de CA.

34. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, S de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

35. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado 0 porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

36. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente 5 sinusoidal en por lo menos una polaridad.

37. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades. 0

38. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades .

39. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, 5 de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA tiene una porción negativa substancialmente menor que su porción positiva.

40. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque cada una de las porciones negativas de las formas de onda tiene una duración menor que su porción positiva.

41. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la porción negativa de la primer forma de onda tiene una duración menor que su porción positiva.

42. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la porción negativa de la primer forma de onda tiene una duración menor que su porción positiva.

43. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad creando su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de las formas de onda controladas por una señal lógica, caracterizado porque por lo menos la primer forma de onda tiene una porción positiva substancialmente diferente en longitud que su porción negativa.

44. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

45. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

46. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

47. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

48. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA tiene una porción positiva substancialmente diferente en longitud que su porción negativa.

49. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprenden un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de formas de onda controlada por una señal lógica, caracterizado porque las formas de onda tienen una forma diferente y donde hay períodos de relaciones de polaridad concurrentes definidos como polaridades iguales y polaridades opuestas con el periodo de cualquiera de las relaciones de polaridad concurrente menor de 20 µß.

50. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

51. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

52. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

53. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

54. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el periodo de cualquiera de las relaciones de polaridad concurrentes es substancialmente menor ½ de la longitud del ciclo de cualquiera de las formas de onda.

55. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el periodo de cualquiera de las relaciones de polaridad concurrentes es menor de 10 µ?.

56. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque una de las formas de onda tiene una porción positiva con substancialmente menos energía que su porción negativa.

57. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque las dos formas de onda tienen una porción positiva con substancialmente menos energía que su porción negativa.

58. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque una de las formas de onda tiene una porción negativa con menos energía que su porción positiva.

59. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque cada una de las dos formas de onda tiene una porción negativa con menos energía que su porción positiva.

60. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda . de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y el segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de formas de onda controlada por una señal lógica, caracterizado porque cada forma de onda tiene una porción positiva con una duración y una amplitud máxima con la duración de una porción de una polaridad de una forma de onda siendo substancialmente menor que la duración de la otra porción de polaridad opuesta de la una forma de onda.

61. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

62. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

63. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

64. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

65. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque la duración de una porción de polaridad de la otra de las formas de onda es substancialmente menor que la duración de la otra porción de polaridad de la otra de las formas de onda.

66. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de formas de onda controlada por una señal lógica, caracterizado porque cada forma de onda tiene una porción positiva con una duración y una amplitud máxima con la amplitud máxima de una porción de polaridad de una forma de onda que es substancialmente menor que la amplitud máxima de la otra porción de polaridad opuesta de la una forma de onda.

67. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

68. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

69. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

70. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

71. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque la duración de una porción de polaridad de la otra de las formas de onda es substancialmente menor que la duración de la otra porción de polaridad de la otra de las formas de onda.

72. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 71, caracterizada porque la amplitud máxima de una porción de polaridad de la otra de las formas de onda es substancialmente menor que la amplitud máxima de la otra porción de polaridad de la otra de las formas de onda.

73. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque la amplitud máxima de una porción de polaridad de la otra de las formas de onda es substancialmente menor que la amplitud máxima de la otra porción de polaridad de la otra de las formas de onda.

74. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y un segundo arco de soldadura de 0? con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y el segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura, cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de formas de onda controlada por una señal, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

75. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

76. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

77. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 76, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

78. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 77, caracterizado porque las formas de onda son substancialmente verticales cuando transitan entre polaridades.

79. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

80. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

81. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 80, caracterizado porque las formas de onda son substancialmente verticales cuando transitan entre polaridades.

82. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 79, caracterizado porque las formas de onda son substancialmente verticales cuando transitan entre polaridades.

83. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque las formas de onda son substancialmente verticales cuando transitan entre polaridades .

84. Un sistema de soldadura con arco eléctrico para crear un primer arco de soldadura de CA con una primer forma de onda de corriente entre un primer electrodo y una pieza de trabajo por medio de una primer fuente de alimentación y segundo arco de soldadura de CA con una segunda forma de onda de corriente entre un segundo electrodo y una pieza de trabajo por medio de una segunda fuente de alimentación conforme el primer y segundo electrodos se mueven al unisono a lo largo de una trayectoria de soldadura/ cada una de la primer y segunda fuentes de alimentación comprende un inversor de conmutación de alta velocidad que crea su forma de onda por varios pulsos de corriente que ocurren a una frecuencia de por lo menos 18 kHz con la magnitud de cada pulso de corriente controlada por un formador de ondas y la polaridad de formas de onda controlada por medio de una señal, caracterizado porque la primer forma de onda tiene una porción positiva generalmente sincronizada con y colocada en correlación a las porciones positivas y negativas de una de las segundas formas de onda y una porción negativa generalmente sincronizadas con y colocadas en correlación a la porción positiva y negativa de la siguiente segunda forma de onda que sigue a la una de las segundas formas de onda.

85. Un sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque las porciones positivas y negativas de la primer y segunda formas de onda son esencialmente de la misma forma pero contrarias en polaridad.

86. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

87. ün sistema de soldadura con arco eléctrico de conformidad con la reivindicación 86, caracterizado porque la primer forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades.

88. ün sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 87, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

89. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

90. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque la segunda forma de onda de CA es generalmente sinusoidal en por lo menos una polaridad.

91. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 90, caracterizado porque la segunda forma de onda de C¾. es generalmente sinusoidal en ambas polaridades .

92. Un sistema de soldadura con arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque la primer forma de onda es generalmente vertical cuando conmuta entre polaridades.