MXPA04008441A - Soldadura de arco metalico con gas regulada por voltaje que utiliza una fuente de energia de corriente constante y alimentador de alambre que tiene ganancia variable. - Google Patents

Abstract

Un sistema y metodo para duplicar el modo CV de operacion con una fuente de energia CC incluye un alimentador (20) disenado para ajustar automaticamente (60, 70, 88, 98) la velocidad a la cual es suministrado alambre consumible a una soldadura para mantener un voltaje de objetivo fijado por un usuario. El alimentador de alambre (20) esta disenado para ser operativo en una fuente de energia CC aunque ajusta automaticamente (60, 70, 88, 98) la WFS en un rango de ajuste en base a la WFS inicial de manera que se mantiene un voltaje de objetivo seleccionado por usuario en la soldadura. Un controlador (34) dentro del alimentador de alambre (20) esta programado para leer una entrada desde el usuario para el alimentador de alambre (20) que identifica un voltaje de objetivo, determina (58, 66, 86, 94) el rango de ajuste, y controla la velocidad (60, 70, 88, 98) por medio de lo cual un ensamble impulsor (30) suministra relleno de metal a la soldadura en base al voltaje de objetivo. Al ajustar de manera automatica (60, 70, 88, 98) la WFS, no se requiere que el usuario ajuste en forma manual la WFS para mantener el voltaje de objetivo en la soldadura.

Description

SOLDADURA DE ARCO METÁLICO CON GAS REGULADA POR VOLTAJE QUE UTILIZA UNA FUENTE DE ENERGÍA DE CORRIENTE CONSTANTE Y AL1MENTADOR DE ALAMBRE QUE TIENE GANANCIA VARIABLE REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud es una continuación en parte y reclama la prioridad de U.S. No. de Serie 10/605,022 presentada el 22 de septiembre de 2003, la descripción de la cual está incorporada a la presente por medio de referencia y cedida al Cesionario de ésta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a sistemas de soldadura y, en forma más particular, a un alimentador de alambre conectado a una fuente de corriente constante (CC) y diseñado para ajustar automáticamente la velocidad a la cual es suministrado el alambré consumible para una soldadura a fin de mantener un voltaje de objetivo en la soldadura. Los alimentadores de alambre son utilizados de manera común en una soldadura durante un proceso de soldadura tal como Soldadura con Arco Metálico de Gas (GMAW) y otros procesos de soldadura. Los alimentadores de alambre comunes tienen un ensamble de rodillo impulsor para impulsar la alimentación de metal desde un eje de alimentación a través de una pistola de soldadura para introducción a la soldadura. La energía es suministrada al ensamble de rodillo impulsor por medio de un suministró de energía de soldadura a través de un cable de soldadura. El amperaje o corriente generada por el suministro de energía controla la velocidad a la que la alimentación de alambre es alimentada a la soldadura, o la velocidad de alimentación de alambre (WFS). De manera general, a mayor amperaje suministrado al alimentador de alambre, mayor la WFS. A la inversa, si se emplea un voltaje para controlar la WFS, a menor voltaje, mayor la WFS. En consecuencia, la velocidad a la cual el alimentador de alambre suministra el material de relleno a la soldadura es una función directa de la energía suministrada al alimentador de alambre y, por lo tanto, la soldadura. El espesor del metal que es soldado determina la energía requerida en la soldadura y por lo tanto la WFS necesaria para suministrar esa energía. Un metal más grueso requiere mayor energía para soldar de manera efectiva. De manera común, las fuentes de energía, las cuales pueden estar diseñadas para suministrar energía al alimentador de alambre, se han construido para operar ya sea en un modo de corriente constante (CC) o un modo de voltaje constante (CV). Para aquellas aplicaciones de soldadura que requieren una entrada de corriente constante hacia el alimentador de alambre, el alimentador de alambre es conectado a una fuente de energía CC. A la inversa, para aquellas aplicaciones de soldadura que requieren un voltaje constante en una soldadura, el alimentador de alambre es conectado a una fuente de energía CV. Para el modo de operación CC, el usuario puede ajustar la velocidad a la cual el relleno de metal o electrodo consumible es suministrado a una soldadura para mantener un voltaje deseado en la soldadura. A la inversa, para un modo de operación CV, el usuario puede ajustar la velocidad de alimentación de alambre para mantener un nivel de corriente de objetivo en la soldadura. La velocidad de alimentación de alambre (WFS) y el voltaje en la soldadura están inversamente relacionados para incrementar por tanto el voltaje de arco en la soldadura, la WFS debe ser disminuida y para reducir el voltaje en la soldadura, la WFS debe ser incrementada. En contraste, la WFS y la corriente están directamente relacionadas y, como tales, un incremento en WFS ocasionará un incremento en la corriente y viceversa. Para la mayoría de las aplicaciones GMAW, es necesario que el alimentador de alambre esté conectado a una fuente de energía CV. Por ejemplo, la transferencia de corto circuito es una aplicación de soldadura que está caracterizada por un voltaje de arco de menos de 21 voltios. Con una fuente de energía CV, el usuario puede fijar un voltaje de objetivo deseado que puede ser de menos de 21 voltios y ajustar la velocidad a la que es suministrado el alambre a la soldadura para controlar la corriente de salida. En consecuencia, el usuario puede incrementar la corriente de salida al incrementar la WFS en tanto que el voltaje en la soldadura se mantiene en el nivel de objetivo por medio de la fuente de energía. En contraste, las fuentes de energía CC típicamente no son utilizables para aplicaciones de transferencia de corto circuito. Las fuentes de energía están diseñadas para mantener un nivel de corriente de salida constante. El usuario introduce un nivel de corriente de objetivo deseado en la fuente de energía y los circuitos operativos de la fuente de energía operan para mantener un nivel de corriente de salida. El usuario puede entonces ajustar la WFS para regular un voltaje en la soldadura. Para incrementare el voltaje en la soldadura, se disminuye la WFS. Para disminuir el voltaje, se incrementa la WFS. Si la soldadura no está energ izada, la soldadura será insuficiente para unir de manera adecuada los materiales que están soldados. Por otra parte, si la soldadura está sobrecargada de energía, es posible "quemar" los materiales que se están soldando. Como tal, el usuario debe monitorear de manera proactiva la soldadura y ajustar la WFS en consecuencia. Sin embargo, de manera común, el alimentador de alambre controlará la WFS dentro de un rango limitado de valores. Como un resultado, cuando el alimentador de alambre está operando en una fuente de energía CC, el usuario no puede obtener un nivel de voltaje deseado en la soldadura. Por ejemplo, para aplicaciones de transferencia de corto circuito, se requiere de manera general un arco de voltaje de menos de 21 voltios. Sin embargo, puede no ser posible el lograr un arco e voltaje de 21 voltios dado el nivel de corriente constante que se mantiene por medio de la fuente de energía. Es decir, en el nivel de corriente seleccionado por el usuario, puede ser necesaria energía adicional en la soldadura para fundir de manera suficiente los materiales. Para incrementar la energía, el usuario disminuirá la WFS para incrementar el voltaje de arco. Debido a que el alimentador de alambre tiene un rango limitado de valores WFS aceptables, puede no ser posible para el usuario disminuir la WFS hasta un nivel necesario para incrementar de manera adecuada el voltaje de arco. Como un resultado, la soldadura esta subalimentada y los materiales pueden no ser fundidos de manera adecuada. De manera similar,, para evitar el "quemado" el usuario puede buscar el incrementar la WFS para impulsar el voltaje hacia abajo hasta un nivel que no está permitido por el alimentador de alambre. Por lo tanto, para llevar a cabo una aplicación de transferencia de corto circuito, se puede requerir una fuente de energía CV la cual incrementa los costos de equipo y acentúa la subutilización de la fuente de energía CC. De manera adicional, múltiples fuentes de energía incrementan los costos asociados con el mantenimiento así como de almacenamiento. Por lo tanto sería deseable tener un sistema y método capaces de duplicar el modo de operación CV con una fuente de energía CC.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema y método para duplicar el modo de operación CV con una fuente de energía CC que supera las desventajas antes mencionadas. La invención incluye un alimentador de alambre diseñado para ajusfar en forma automática la velocidad a la que el alambre consumible es alimentado a una soldadura a fin de mantener un voltaje de arco e objetivo fijado por un usuario. El alimentador de alambre está diseñado para ser operativo con una fuente de energía CC aunque ajusta la WFS de manera que se mantienen en la soldadura un voltaje de objetivo seleccionado por el usuario. Un controlador dentro del alimentador de alambre está programado para leer una entrada desde el usuario para un panel de control en el cimentador de alambre que identifica un voltaje de objetivo y controla la velocidad a la cual un ensamble impulsor suministra el relleno de metal a la soldadura en base al voltaje de objetivo. El voltaje de objetivo se fija de manera preferible para un valor de forma que la soldadura es energizada de manera suficiente para fundir adecuadamente los materiales en la soldadura. Al ajustar de manera automática la EFS, no se requiere que el usuario ajuste en forma manual la WFS para mantener el voltaje de objetivo en la soldadura. Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, un alimentador de alambre para un sistema de soldadura GMAW incluye una entrada de energía configurada para recibir energía a un nivel de corriente sustancialmente constante desde la fuente de energía. El alimentador de alambre incluye también un ensamble impulsor configurado par introducir un electrodo consumible a una soldadura a una WFS así como un controlador para fijar una WFS inicial en base a una entrada del usuario. El controlador también está configurado para ajustar de manera automática la WFS para reducir en forma no incremental una diferencia entre un voltaje de arco de objetivo y un voltaje de arco real. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un sistema de soldadura GMAW incluye una fuente de energía configurada para proporcionar una salida de corriente constante. El sistema de soldadura incluye además un alimentador de alambre conectado para recibir la salida de corriente constante y configurado para suministrar un electrodo consumible a- una soldadura en una WFS inicial y ajustar de manera automática la WFS en un rango de ganancia que varía con la WFS para mantener el voltaje de objetivo en la soldadura. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un controlador. El controlador está programado para fijar una WFS inicial, un rango de ajuste desde la WFS inicial, y monitorear un voltaje n una soldadura durante el proceso de soldadura CC y ajusta la WFS a un rango de ajuste si el voltaje en la soldadura se desvía desde el voltaje de arco de objetivo. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un método para ejecutar un proceso de soldadura de corriente constante incluye las etapas de recibir retroalimentación de voltaje de un voltaje en una soldadura y comparar el valor del voltaje real en la soldadura con un voltaje de objetivo. El método incluye además la etapa de ajustar una velocidad a la cual es suministrado el alambre consumible hacia la soldadura a una velocidad que varía con la WFS inicial para reducir la diferencia entre el voltaje real y el voltaje de objetivo. Otras muchas características, objetos y ventajas de la presente invención se volverán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y los dibujos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los dibujos ilustran una modalidad preferida considerada actualmente para llevar a cabo la invención.

En los dibujos: La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de soldadura. La figura 2 es una vista en sección del alimentador de alambre tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la figura 1. La figura 3 es una vista en elevación frontal de un panel de control del alimentador de alambre ilustrado en la figura 1. La figura 4 es un diagrama de flujo que establece las etapas de un algoritmo de control ejecutado por un controlador en el alimentador de alambre para mantener un voltaje de arco de objetivo en base a una entrada de usuario al panel de control ilustrado en la figura 3. La figura 5 es un diagrama de flujo que establece las etapas de un algoritmo de control alterno ejecutado por un controlador en el alimentador de alambre para mantener un voltaje de arco de objetivo en base a una entrada de usuario para el panel de control ilustrado en la figura 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Haciendo referencia a la figura 1 , se muestra un sistema tipo de soldadura 10 que incorpora la presente invención. El sistema 10 incluye una fuente de energía 12, la cual puede ser un suministro de energía de soldadura CA o CD operable en un modo de corriente constante (CC). La fuente de energía 12 tiene un cable de trabajo 14 y un sujetador 16 diseñado para retener una pieza de trabajo. La fuente de energía 12 está conectada a un alimentador de alambre 20 por medio del cable 22. Conectado entre la fuente de energía 12 y el alimentador de alambre 20 es un cable soldado 22. El alimentador de alambre 20, el cual en una modalidad es portátil, incluye también un soplete o pistola de soldadura 24 y un cable sensible al voltaje con abrazadera 26 configurado para proporcionar voltaje en la retroalimentación de soldadura para el alimentador de alambre. Un cilindro de gas de blindaje también está conectado al alimentador de alambre 20 para proporcionar gas de blindaje para el proceso de soldadura. Cuando el soplete de soldadura 24 está colocado próximo a una pieza de trabajo 18, el alambre de soldadura es alimentado en contacto con la pieza de trabajo 18. Una vez activados, una corriente eléctrica y voltaje son generados para ocasionar que el alambre de soldadura sea calentado y fundido. Como un resultado, se establece un arco eléctrico que ocasiona que el alambre siga fundiéndose así como transferir el alambre de soldadura fundido a la pieza de trabajo 18 en donde el alambre de soldadura se funde y enfría con la pieza de trabajo 18. Debido a que la energía eléctrica suministrada al sistema de soldadura comúnmente es mayor que aquella requerida para fundir el alambre de soldadura, la mayor parte de la energía restante está en la forma de calor que es transferido a la superficie de la pieza de trabajo 18 dando como resultado que la pieza de trabajo 18 también se funde y mejora la unión entre el alambre de soldadura fundido y la pieza de trabajo 18. A medida que el soplete de soldadura 24 es trasladado a través de la pieza de trabajo 18, el alambre de soldadura fundido es transferido de manera continua a la pieza de trabajo 18. El alimentador de alambre está diseñado para introducir alambre de soldadura con núcleo de fundente, de acero sólido o de acero inoxidable a una soldadura. Alguien con experiencia en la técnica apreciaría que lo anterior es solamente ilustrativo de un ensamble de soldadura particular y que la presente invención es aplicable de manera equivalente con otros sistemas de soldadura que tienen diferentes especificaciones de operación. Haciendo referencia ahora a la figura 2, el alimentador de alambre 20 incluye un ensamble Impulsor de alambre 30 para impulsar el alambre desde un carrete 32 diseñado para soportar el alambre de soldadura (no mostrado) que es suministrado hacia la soldadura bajo el control de un controlador 34 presentado en circuitos operativos asegurados al tablero de circuitos 34 que están conectados a la fuente de energía 12 a través de un microprocesador capaz de ser programado para operar de acuerdo con ciertos algoritmos y/o programas. Las selecciones o entradas del usuario recibidas por el controlador desde una pantalla y panel de control, figura 3, y un algoritmo programado de manera interna ocasionan que el sistema de soldadura 10 opere de acuerdo con las selecciones de usuario. Haciendo referencia ahora a la figura 3, se ilustra una vista en elevación frontal de un panel de control de un alimentador de alambre. El panel de control 36 está diseñado para permitir que el usuario introduzca varios parámetros de soldadura para definir el proceso de soldadura que se va a llevar a cabo. De manera específica, el pan el de control incluye un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO 38 que permite al usuario encender y apagar el alimentador de alambre. El panel de control 36 también incluye un botón o interruptor de IGUALACIÓN/DEPURACIÓN 40 que permite al usuario depurar o remover e gas existente desde el alimentador de alambre. Es decir, el alimentador de alambre incluye un controlador que detecta la activación del botón de depuración 40 y en respuesta a ello transmite una señal de control hacia el ensamble de válvula de gas del alimentador de alambre para ocasionar que el ensamble impulsor depure cualquier gas residual desde el alimentador de alambre. El panel e control 36 incluye también un botón de IGUALACIÓN que cuando es seleccionado ocasiona que el controlador dentro del alimentador de alambre transmita un comando de igualación al ensamble impulsor. Él panel de control 36 proporciona también una interfaz de usuario en el alimentador de alambre que permite que el usuario fije un voltaje de objetivo por medio de una perilla 42 así como una velocidad de alimentación de alambre inicial por medio de la perilla 44. Alguien con experiencia en la técnica apreciará que la funcionalidad lograda con las perillas diales 42 y 44 también se puede lograr con una sola perilla telescópica. Como se describirá con mayor detalle a continuación, el controlador de alimentación de alambre regulará el ensamble impulsor de manera que el voltaje de objetivo seleccionado por el usuario al ajustar la perilla 42 se mantiene en forma sustancial en la soldadura. De manera adicional, el controlador, en base al ajuste de usuario de la perilla de velocidad de alimentación de alambre 44, fijará una velocidad inicial a la cual se suministrará el alambre de soldadura hacia la soldadura. Sin embargo, cornos e describirá con mayor detalle a continuación, el controlador, en base a la retroalimentación recibida desde la soldadura, ajustará de manera automática- la velocidad de alimentación de alambre de manera que se mantiene el voltaje de objetivo seleccionado por el usuario. Se debe observar, en una modalidad, que una leyenda 46 asociada con la perilla de ajuste de voltaje 42 representa un nivel de voltaje escalado del voltaje de objetivo deseado. Es decir, el ajuste de usuario de la perilla 42 para el número de referencia 2 de la leyenda 46 representa que el usuario desea que el voltaje de objetivo sea de 20V. El panel de control 36 ilustrado en la figura 3, representa un ejemplo de un panel de control que puede ser incorporado en el alimentador de alambre. Alguien con experiencia en la técnica apreciará fácilmente que la apariencia y/u orientación de los interruptores, perillas, botones de selector y similares pueden diferir de aquellos ilustrados de manera específica. En forma adicional, LCDs y LEDs (no mostrados específicamente) también se pueden utilizar y están considerados dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, el panel de control 36 puede ser construido de manera que una LCD exhibe uno o más menús que permiten al usuario fijar de manera interactiva el voltaje de arco de objetivo así como la velocidad de alimentación de alambre inicial. A este respecto, el usuario puede navegar a través de una serie de menús que son exhibidos en la LCD en la definición de los parámetros operativos del proceso de soldadura que se va a llevar a cabo. Como se observó antes, la presente invención proporciona un controlador que está configurado para ajustar de manera automática la velocidad a la cual es suministrado un electrodo consumible a una soldadura de manera que se mantiene el voltaje de objetivo seleccionado por el usuario. Como tal, se logra un voltaje de arco relativamente constante además de la entrada de corriente constante suministrada al alimentador de alambre desde la fuente de energía CC. Haciendo referencia ahora a la figura 4, se ilustra una técnica o algoritmo de control 50 para mantener de manera automática un voltaje relativamente constante en una soldadura logrado por un controlador dentro de un alimentador de alambre conectado a una fuente de energía CC. La técnica o proceso 50 inicia en la etapa 52 con un usuario que fija un nivel de corriente constante en una fuente de energía CC así como la fijación de una velocidad de alimentación de alambre inicial y voltaje de objetivo en un menú de control en el alimentador de alambre tal como se ilustra en la figura 3. El controlador dentro del alimentador de alambre ejecuta el proceso 50 y fija después la WFS y el voltaje de objetivo en base a las entradas seleccionadas de usuario. El controlador transmitirá entonces una señal de control para el ensamble impulsor del alimentador de alambre de manera que el alambre es alimentado a una velocidad igual a aquella identificada por la entrada de usuario. Una vez que inicia el proceso de soldadura, el controlador monitoreará el voltaje en la soldadura en la etapa 56 en base a la retroalimentación de voltaje. A partir de la. retroalimentación, el controlador comparará el voltaje de arco real o el voltaje en la soldadura con la entrada de voltaje de objetivo del usuario para el menú de control. Si el voltaje real en la soldadura excede el voltaje de objetivo 58, 60, el controlador enviará una señal de control hacia el ensamble impulsor del alimentador de alambre ocasionando un incremento en WFS 62. Debido a que el voltaje y la WFS tienen una relación inversa, un incremento en la WFS ocasionará un decremento en el voltaje real. Como tal, la señal de control transmitida hacia el ensamble impulsor por el controlador está diseñada para ocasionar que el ensamble impulsor incremente la WFS hasta un nivel suficiente para impulsar el voltaje real hasta el nivel de voltaje de objetivo. Como tal, la diferencia entre el voltaje real y el voltaje de objetivo deseado se reduce y, de manera preferible, es llevada hasta cero. Si el voltaje de arco real no excede el voltaje de objetivo deseado por el usuario 58, 64, el controlador determina entonces si el voltaje real es menor que el voltaje de objetivo 66. De ser así, 66, 68, el controlador transmite una señal de control hacia el ensamble impulsor de alambre ocasionando que el ensamble impulsor disminuya la velocidad a la que es suministrado el electrodo o alambre de soldadura consumible hacia la soldadura 70. Como se mencionó antes, el voltaje y la WFS están inversamente relacionados; por lo tanto, una disminución de la WFS ocasiona un incremento en el voltaje. Como tal, el controlador indica al ensamble impulsor que disminuya la WFS hasta un nivel que ocasionará un incremento en el voltaje de arco hasta un nivel que reduce la diferencia entre el voltaje de objetivo y el voltaje de arco real. Ya sea que exista un incremento en la WFS, una disminución en la WFS, o no haya cambio en la WFS, el proceso 50 regresa a la etapa 56 con el monitoreo continuado del voltaje de arco. El monitoréo y el ciclo de incremento/decremento se repetirán a través de todo el proceso de soldadura hasta que el proceso de soldadura termine en 74. En una modalidad alternativa, el controlador puede ejecutar el proceso 50 de manera que una comparación de un valor de umbral se lleva a cabo antes de que ocurra un ajuste en la WFS. Es decir, el controlador puede comparar la diferencia entre el voltaje de arco real y el voltaje de arco de objetivo con un umbral de error para determinar primero si la diferencia entre los voltajes de arco reales está en un nivel suficiente para ocasionar un cambio en la WFS. Por ejemplo, el controlador y el alimentador de alambre pueden estar programados de manera que un cambio en la instrucción WFS no se transmite al ensamble impulsor hasta que el valor absoluto de la diferencia entre un voltaje de arco real y un voltaje de arco de objetivo exceda medio voltio. A este respecto, una desviación de umbral debajo menor desde el voltaje de objetivo como un resultado de una condición transitoria no ocasionará un cambio en la WFS. En otra modalidad más, el controlador que ejecuta el proceso 50 puede estar programado para ejecutar un ciclo de sincronización que determina si la diferencia entre el voltaje real y el voltaje de objetivo en tanto que no es suficiente para garantizar un cambio en la WFS inicialmente puede mantenerse durante un intervalo significativo indicando de esta manera que la diferencia menor en el voltaje real comparado con el voltaje de objetivo no ha sido ocasionada por una condición transitoria y por lo tanto es indicativa de una condición de sistema más permanente. A este respecto, el controlador puede entonces Indicar al ensamble impulsor que incremente/disminuya la velocidad de alimentación de alambre a pesar de la diferencia entre el voltaje real y el voltaje de objetivo que es menor que el umbral fijado. En otra modalidad, la presente invención incluye una técnica de control que mantiene un voltaje relativamente constante en una soldadura utilizando ajustes de ganancia variables para ajustar de manera automática la velocidad de alimentación de alambre en base a una velocidad de alimentación de alambre inicial de entrada o identificada por usuario. Haciendo referencia ahora a la figura 5, la técnica o algoritmo de control 76 inicia en la etapa 78 con un usuario que fija un nivel de corriente constante en una fuente de energía CC así como la fijación de una velocidad de alimentación de alambre inicial y voltaje de objetivo 80 en un menú de control en el alimentador de alambre tal como se ilustra en la figura 3. El controlador dentro del alimentador de alambre que ejecuta el proceso 76 fija después la WFS inicial y el voltaje de objetivo en base a las entradas seleccionadas por el usuario. El controlador transmitirá entonces una señal de control hacia el ensamble impulsor del alimentador de alambre de manera que el alambre es alimentado hacia la soldadura a una velocidad igual a aquella identificada por la entrada de usuario. De manera adicional, el controlador determina y fija una ganancia de alimentación de alambre 82 en base a la fijación de velocidad de alimentación de alambre inicial. Por ejemplo, para una velocidad de alimentación de alambre inicial de 100 pulgadas/minuto, la ganancia se puede fijar para un valor de diez y para una velocidad de alimentación de alambre inicial de 500 pulgadas/minuto, la ganancia se puede fijar a dos. Como se describirá a continuación, el valor de la ganancia determinará el rango al cual se incrementa o disminuye de manera automática la velocidad de alimentación de alambre. Una vez que inicia el proceso de soldadura, el controlador monitoreará el voltaje en la soldadura en la etapa 84 en base a la retroalimentación de voltaje. A partir de la retroalimentación, el controlador comparará el voltaje de arco real o el voltaje en la soldadura con la entrada de voltaje de objetivo del usuario para el menú de control.1 Si el voltaje real en la soldadura excede el voltaje de objetivo 86, 88, el controlador enviará una señal de control al ensamble impulsor del alimentador de alambre ocasionando un incremento en la WFS 90. Debido a que el voltaje y la WFS tienen una relación inversa, un incremento en la WFS ocasionará una disminución en el voltaje real. Como tal, la señal de control transmitida hacia el ensamble impulsor por el controlador está designada para ocasionar que el ensamble impulsor incremente la WFS hasta un nivel suficiente para impulsar el voltaje real hasta el voltaje de objetivo. Además, la velocidad de alimentación de alambre se incrementa a una velocidad definida por la fijación de ganancia en 82. Como tal, se mejora el tiempo de respuesta. A este respecto, la diferencia entre el voltaje real y el voltaje de objetivo deseado se reduce y, de manera preferible, es llevada a cero en forma relativamente rápida. Si el voltaje de arco real no excede el voltaje de objetivo deseado por el usuario 86, 92, el controlador determina entonces si el voltaje real es menor que el voltaje de objetivo 94. De ser así, el controlador transmite una señal de control hacia el ensamble impulsor de alambre ocasionando que el ensamble impulsor disminuya la velocidad a la que es suministrado el electrodo o alambre de soldadura consumible hacia la soldadura 98. Como se mencionó antes, el voltaje y la WFS están inversamente relacionados; por lo tanto, una disminución de la WFS ocasiona un incremento en el voltaje. Como tal, el controlador indica al ensamble impulsor que disminuya la WFS hasta un nivel que ocasionará un incremento en el voltaje de arco hasta un nivel que reduce la diferencia entre el voltaje de objetivo y el voltaje de arco real. Además, la velocidad de alimentación de alambre se disminuye en un rango definido por la fijación de ganancia establecida en 82 en base a la velocidad de alimentación de alambre inicial fijada por el usuario. Ya sea que haya un incremento en la WFS, una disminución en la WFS, o no haya cambio 100 en la WFS, el proceso 76 regresa con el monitoreo continuado del voltaje de arco. Además, la velocidad de alimentación de alambre en un rango definido por la fijación de ganancia establecida en 82 en base a la velocidad de alimentación inicial fijada por el usuario. El monitoreo y el ciclo de incremento/disminución se repetirá a través de todo el proceso de soldadura hasta que el proceso de soldadura termine en 02. La presente invención es aplicable con un número de procesos GMAW que incluyen la transferencia de corto circuito, la transferencia por aspersión, la transferencia globular y la transferencia por aspersión de impulso. En tanto que cada uno de esos procesos tiene matices particulares en los que el voltaje y los niveles de corriente son manejados para controlar el proceso, cada proceso puede beneficiarse por la presente invención por lo que una fuente de energía diseñada para suministrar una salida de corriente constante puede ser útil con un alimentador de alambre para controlar la WFS a fin de mantener un voltaje relativamente constante en la soldadura. Por ejemplo, con la soldadura de transferencia de corto circuito, cuando el alambre de electrodo hace contacto con el depósito de soldadura, resulta un corto circuito en el flujo de corriente que ocasiona que se extinga el arco entre el electrodo y la pieza de trabajo. Posteriormente, la salida de amperaje del sistema es controlada de manera dinámica para incrementar hasta un nivel suficiente para superar la condición de corto circuito lo que ocasiona la regeneración del arco entre el electrodo y la pieza de trabajo o el depósito de soldadura. Este ciclo se repite a través de todo el proceso de soldadura. Con los modos de operación de transferencia de corto circuito así como otros procesos de soldadura, el control del voltaje y la corriente en la soldadura controla el tipo de soldadura que se logra. Por ejemplo, en un proceso de transferencia de corto circuito, el voltaje de control aplicado en la soldadura controla la intensidad y la frecuencia del ciclo ENCENDIDO/APAGADO mencionado con anterioridad, el cual controla finalmente la altura y anchura del lecho de soldadura. En consecuencia, la presente invención puede ser aplicable con dicho modo de transferencia que se lleva a cabo con una fuente de energía CC de manera que se mantiene el voltaje deseado con un grado sustancial de consistencia. Por lo tanto, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, un alimentador de alambre para un sistema de soldadura GMAW incluye una entrada de energía configurada para recibir energía a un nivel de corriente sustancialmente constante desde una fuente de energía. El alimentador de alambre incluye también un ensamble impulsor configurado para introducir un electrodo consumible a una soldadura a una WFS así como un controlador para fijar una WFS inicial en base a una entrada de usuario. El controlador está configurado también para ajustar de manera automática la WFS para reducir de manera no incremental una diferencia entre un voltaje de arco de objetivo y un voltaje de arco real. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, un sistema de soldadura GMAW incluye una fuente de energía configurada para suministrar una salida de corriente constante. El sistema de soldadura incluye además un alimentador de alambre conectado para recibir una salida de corriente constante y configurado para suministrar un electrodo consumible a una soldadura a una WFS inicial y ajustar de manera automática la WFS en un rango de ganancia que varía con la WFS inicial para mantener el voltaje de objetivo en la soldadura. De acuerdo con una modalidad más de la presente invención, se proporciona un controlador para regular la salida de un alimentador de alambre. El controlador está programado para fijar una WFS inicial, un rango de ajuste desde la WFS inicial, y un voltaje de arco de objetivo para un proceso de soldadura CC. El controlador está programado además para monitorear un nivel de voltaje en una soldadura durante el proceso de soldadura CC en un rango de ajuste si el nivel de voltaje en la soldadura se desvía del voltaje de arco de objetivo. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método de ejecución de un proceso de soldadura de corriente constante. El método incluye las etapas de recibir retroalimentacion de voltaje de un voltaje en una soldadura y comparar el valor del voltaje real en una soldadura con un voltaje de objetivo. El método incluye además una etapa de ajuste de una velocidad a la cual es suministrado el alambre de soldadura consumible hacia la soldadura en un rango que varía con al WFS para reducir la diferencia entre el voltaje real y el voltaje de objetivo. Como lo apreciará de manera completa alguien con experiencia en la técnica, la descripción de los dispositivos de soldadura incluye no solamente soldadores, sino que de igual manera incluye cualquier sistema que requiera salidas de alta energía, tales como sistemas de calentamiento y de corte. Por lo tanto, la presente invención es aplicable de manera equivalente con cualquier dispositivo que requiera salida de alta energía, incluyendo soldadores, cortadores de plasma, calentadores de inducción y similares. La referencia a energía de soldadura, energía tipo soldadura, o soldadores de manera general, incluyen energía de soldadura, corte o de calentamiento. La descripción de un aparato de soldadura ilustra solamente una modalidad en la cual se puede implementar la presente invención. La presente invención es aplicable de manera equivalente con muchos sistemas de alta energía, tales como sistemas de corte y de calentamiento por inducción, o cualesquiera sistemas similares. De manera adicional, alguien con experiencia en la técnica apreciará que la soldadura GMAW se puede llevar a cabo en un número de modos de transferencia. La presente invención por lo tanto es aplicable con procesos de soldadura de transferencia por aspersión, transferencia globular, transferencia por aspersión de impulso y transferencia de corto circuito. Se ha descrito la presente invención en términos de la modalidad preferida, y se reconoce que son posibles equivalentes, alternativas y modificaciones, además de aquellas establecidas en forma expresa, y están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un alimentador de alambre para un sistema de soldadura GMAW, el alimentador que comprende: una entrada de energía configurada para recibir energía en un nivel de corriente sustancialmente constante desde una fuente de energía; un ensamble impulsor configurado para introducir un electrodo consumible a una soldadura a un velocidad de alimentación de alambre; y un controlador para fijar una velocidad de alimentación de alambre inicial para reducir de manera no incremental una diferencia entre un voltaje de arco de objetivo y un voltaje de arco real.

2. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el controlador está configurado además para comparar el voltaje de arco real con el voltaje de arco de objetivo, fijado por un usuario, y, a partir de la comparación, ajustar de manera no incremental la velocidad de alimentación de alambre en base a la fijación de ganancia de velocidad de alimentación de alambre determinada a partir de la velocidad de alimentación de alambre inicial.

3. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el controlador está configurado además para disminuir la velocidad de alimentación de alambre si el voltaje de arco real es menor que el voltaje de arco de objetivo.

4. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el controlador está configurado además para incrementar la velocidad de alimentación de alambre si el voltaje de arco de objetivo es menor que el voltaje de arco real.

5. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el controlador está configurado además para ajustar la velocidad de alimentación de alambre en un primer rango de ganancia para una primera velocidad de alimentación de alambre inicial y a un segundo rango de ganancia para una segunda velocidad de alimentación de alambre inicial, y en donde el primer rango de ganancia es menor que el segundo rango de ganancia si la primera velocidad de alimentación de alambre inicial es mayor que la segunda velocidad de alimentación de alambre inicial.

6. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende además un panel de control configurado para permitir a un usuario seleccionar la velocidad de alimentación de alambre inicial y el voltaje de arco de objetivo escalado.

7. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , incorporado en un sistema de soldadura GMAW que comprende una fuente de energía configurada para proporcionar una salida de corriente constante; y en donde el alimentador de alambre está conectado para recibirla salida de corriente constante y suministrar un electrodo consumible a una soldadura a una velocidad de alimentación de alambre inicial y ajustar de manera automática la velocidad de alimentación de alambre en un rango de ganancia que varía con la velocidad de alimentación de alambre inicial para mantener un voltaje de objetivo en la soldadura.

8. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el alimentador de alambre incluye un menú diseñado para permitir a un usuario introducir un voltaje de objetivo deseado y la velocidad de alimentación de alambre inicial e incluye además un controlador diseñado para leer las entradas.

9. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el alimentador de alambre incluye un alimentador de alambre detectado por voltaje diseñado para operar por lo menos en base a la retroalimentación de voltaje desde la soldadura.

10. El alimentador de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , incorporado en un alimentador de alambre portátil configurado para introducir alambre de soldadura consumible a la soldadura.