CN105499750A - 用于焊接至少两个金属带的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法用于焊接至少两个金属带(1、2)，其中分段地制造焊缝(4)。在第一进给运动(A)期间将焊接电流(I)在接通时至少分段地逐渐提高到第一预定的(11)和/或在第一进给运动(A)期间在断开时至少分段地逐渐降低到第二预定的值(12)。本发明还涉及一种金属带(1、2)，其用一种上述类型的方法制造。最后本发明涉及一种用于实施所述方法的设备(5)。

Description

用于焊接至少两个金属带的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于焊接至少两个金属带的方法，其中将所述至少两个金属带在步骤a)中平行布置，并且在步骤b)中接通焊接电流，借助于沿焊缝以第一进给运动移动的焊头分段地焊接金属带，并且紧接着重新断开焊接电流。在步骤c)中使焊头和金属带以基本上相同的位移实施反向于第一进给运动的运动。重复步骤b)和c)，直到金属带完全相互焊接。并且本发明还涉及一种金属带，其利用上述型式的方法制造。最后本发明还涉及一种设备用以焊接至少两个金属带，包括焊头和用以使焊头实施第一进给运动和与第一进给运动反向的运动的装置。

背景技术

上述型式的一种方法、一种设备和一种金属带基本上是已知的。例如使用这样的方法和这样的设备，以便例如当不存在或者说制造要求的宽度的金属带时，将各较长的金属带相互焊接。为了保持小的宽度范围，分段地制造焊缝，亦即焊缝在最终效果中由各相互串联的段或部分构成。在此成问题的是，按照已知的方法不均匀地构成焊缝，并且特别在各个部分的末端上具有相对焊缝的剩余部分不同的接缝并且在几何尺寸方面也是不同的。这经常在各个部分的末端上由于在那里相互邻接的焊缝的各个段而导致加宽或“结节”。

在许多使用情况中这种不均匀性和加宽不导致进一步干扰。但对于规定的使用目的，焊接的金属带需要具有很高的表面品质，例如如果将其用于平板形的或薄膜状的材料，特别用于照片的薄膜、LCD(液晶)荧光屏或用于人造宝石的话。对此将液态的和粘稠的材料涂敷在被驱动的/移动的带上并且至少部分地凝固的材料被抬起。用这样的金属带制成的产品的表面品质直接取决于金属带的表面品质。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种改进的方法、一种改进的设备和一种改进的金属带。特别是避免或至少减小焊缝在各个部分/段的末端上的不均匀性和加宽。

利用一种开头所述的方法达到本发明的目的，其中将焊接电流在第一进给运动期间在接通时至少分段地逐渐提高到第一预定的值和/或在第一进给运动期间在断开时至少分段地逐渐降低到第二预定的值、特别是降到零。

还利用一种金属带达到本发明的目的，它按照一种上述型式的方法制造。

最后也利用一种开头所述型式的设备达到本发明的目的，它具有控制/调节装置，该控制/调节装置设计用于，将焊接电流在第一进给运动期间在接通时至少分段地逐渐提高至第一预定的值和/或在第一进给运动期间在断开时至少分段地逐渐降低至第二预定的值、特别是降到零。

借助于所建议的措施在焊缝的各个部分之间建立平缓的过渡。这一方面涉及接缝，而另一方面也涉及几何尺寸。因此焊缝基本上表现为一个整体或一个单元。在理想情况下在焊缝的各部分之间的边界不再是可看到的或明显的。

一般电流变化曲线除逐渐的改变或者说连续的部分之外也可以具有跃变，特别在低的电流值时，在该低电流值时不导致对焊缝的值得一提的影响。通常符合目的的是，将焊接电流快速地和可选地以一个阶跃函数提高到一值，从该值起发生对焊缝的显著的影响。同样可以将焊接电流快速地或借助于一个阶跃函数从一这样的值降到零。

原则上应当指出，在电流变化曲线中的逐渐改变或连续的部分也可以由较小的各单个阶梯组合而成，特别是当使用数字的控制或调节装置时。对于本发明来说，这样的阶梯应不考虑，当其高度保持在焊接时最大出现的电流的10％以下时。进一步优选的值小于5％和小于1％。常常由数字的控制或调节装置预定的阶梯在现实中总归特别是通过焊接电路中的电感这样强地磨掉，使得这些阶梯实际上不再能被觉察到。

总体上，“基本上”在本发明的范围内意思是特别是偏差至多10％。就在反向于第一进给运动的运动期间在由焊头走过的位移与由各金属带走过的位移之间的差别而言，“基本上”特别是意味着相对于由焊头在第一进给运动期间走过的位移的最大10％的偏差。进一步优选的值是最大5％和最大2％。

本发明的进一步有利的实施形式和进一步构成得自各从属权利要求和结合附图的说明。

有利的是，各金属带在步骤c)中移动的位移比由焊头走过的位移短一个差异位移。按这种方式焊缝的各邻接的部分相互重叠，并且可以实现焊缝的特别均匀的延伸。

此外有利的是，各位移(在这些位移上焊接电流在接通和断开时至少分段地逐渐提高或降低)是等长的。按这种方式还可更好地实现焊缝的均匀的延伸。如果各位移(在这些位移上焊接电流在接通和/或断开时至少分段地逐渐提高或降低)分别基本上等于上述的差异位移，则这特别有利。

此外有利的是，将第一进给运动的速度在焊接电流接通时至少分段地逐渐提高到第三预定的值和/或在断开时至少分段地逐渐降低到第四预定的值(特别是降到零)。由此提供另一参数用于影响焊接结果。特别是进给速度的这种变化具有优点，当焊接电流不能以需要的程度改变时，例如当应当利用现有的然而不完全满足要求的焊接电源实施制造金属带的方法时。如同焊接电流的变化，进给速度的变化也可以具有跃变。

此外有利的是，线性地、指数地、对数地、沿正弦半波或沿正弦四分之一波完成焊接电流和/或进给速度的逐渐提高/降低。由此在焊缝的各个部分之间可以实现特别平缓的过渡。

也特别有利的是，这样实现焊接电流和进给速度的逐渐提高/降低，即对于每一位移单位而言引入焊缝中的能量线性地、指数地、对数地、沿正弦半波或沿正弦四分之一波改变。因此在制造方法的该方案中考虑引入焊缝中的能量的变化，该变化基本上由焊接电流和进给速度的变化得出。与高的进给速度相比，小的进给速度在相同的焊接电流时导致对于每一位移单位而言较高的能量引入。

也有利的是，用交变分量叠加焊接电流和/或进给速度的恒定的值。由此在某些情况下有助于电弧的焊接和/或稳定性。

最后有利的是，用于焊接金属带的设备具有用于实施各金属带的反向于第一进给运动的运动的装置。按这种方式可以完全自动地进行金属带的制造，并且可以停止各金属带的手工的继续移动。

在这方面应当指出，为制造方法公开的方案和由此产生的优点同样涉及公开的设备和反之。

附图说明

为了更好地理解本发明借助以下各图更详细地说明本发明。分别以大大简化的示意图示出：

图1用于焊接至少两个金属带的示意示出的系统的侧视图，

图2图1的系统的俯视图，

图3如同图1，但包括焊接电流的示例性的变化曲线，

图4焊接电流或进给速度的另一示例性的变化曲线，包括多个阶梯形部分，

图5焊接电流和进给速度的另外示例性的变化曲线，

图6一个示例，其中用交变分量叠加焊接电流/进给速度的一个恒定值，

图7焊接电流、进给速度和引入焊缝的能量的示例性的变化曲线，和

图8示例性的用于焊接两个金属带的设备。

具体实施方式

开头应该确认，在不同的描述的实施形式中相同的部分设有相同的附图标记或相同的构件标记，其中包括于整个说明书中的公开内容可以合理地转到具有相同的附图标记或相同的构件标记的相同的部分上。在描述中选择的位置说明，如例如上面、下面、侧面等也涉及直接描述的和示出的图并且在位置改变时合理地转到新的位置上。此外单个特征或由所示的和描述的不同的实施例的特征组合本身也可以构成独立的按照本发明的方案。

图1和2示出一个大大简化的和示意示出的系统的侧视图(图1)和俯视图(图2)，用于借助于焊头3沿焊缝4焊接至少两个金属带1、2。金属带1、2的焊接分段地实现。具体地，依次焊接部分或分段C1…C4。在此在所实施的方法的第一步骤a)中相互平行定位金属带1、2。在接下来的步骤b)中接通焊接电流I并且分段地相互焊接金属带1、2，其中焊头3沿焊缝4以第一进给运动A移动并且在部分C1…C4的末端上断开焊接电流。接着在一个步骤c)中同时或依次或者说在时间上错开地实施两个运动。金属带1、2实施一个反向于第一进给运动A的运动B(走过位移x)。焊接头3也实施一个反向于进给运动A的运动B(走过位移y)，位移y基本上与位移x等长。接着如此长时间地循环地实施步骤b)和c)，直到金属带1、2完全相互焊接，亦即依次焊接部分C1…C4。图1和2在此示出一个状态，在该状态下正好焊接部分C2，亦即正好第二次实施步骤b)。按这种方式在窄的空间上也可以在全长度上焊接较长的金属带1、2。

为了在各个分段C1…C4之间建立平缓的过渡并且从而提供均匀的带表面，将焊接电流I在第一进给运动A期间在接通时至少分段地逐渐提高到第一预定的值和/或将焊接电流在第一进给运动A期间在断开时至少分段地逐渐降低到第二预定的值、特别是降到零。有利的是，金属带1、2在步骤c)中移动的位移x比由焊头3走过的位移y短一个差异位移d，如在图1和2中所示。按这种方式在焊接时得出相互邻接的部分C1…C4的重叠。

图3在此示出焊接电流I的解释性的分布曲线，焊接电流在一个分段C1…C4的开始处或在接通时逐渐提高并且在一个分段C1…C4的末端上或在断开时逐渐降低。也可考虑的是，只在接通时逐渐提高或只在断开时逐渐降低电流I。在电流变化曲线的起端或末端于是与之相应地产生一个阶梯。在所示的实例中焊接电流从零线性地提高到一个恒定的值并且线性地从该值降到零。但这并不是强制的条件，正如接着还要借助图4至7说明的。

通过重叠和焊接电流的逐渐变化，在分段C1…C4之间得出特别平缓的过渡，借此焊缝4的修整工作可以保持微小的。有利的是，位移z1、z2(在这些位移上焊接电流在接通和断开时至少分段地逐渐提高或降低)如图3中所示是等长的并且此外(基本上)等于差异位移d，其通过位移的差值y-x构成。但这不是强制性的，原则上位移z1和z2也可以是不同长的并且也不必等于差异位移d。

图4现在示出焊接电流I的普遍一些的变化曲线，从其得出焊接电流I并不必强制地在整个的位移z1逐渐提高或在整个的位移z2上逐渐降低，而是也可以在电流变化曲线中设置阶梯或跃变。在图4的具体的纯解释性的示例中，将焊接电流I在接通时跃变地提高到一值I3，然后在一个时间长度上保持恒定并且而后线性提高到值I1。在断开时将焊接电流I在位移z2上首先线性降到一值I2，接着在一个时间长度上保持恒定并且接着跃变地降低到零值。这样的变化曲线是有利的，因为接近零的焊接电流I对焊缝4几乎没有影响。但通过各建议的措施对于焊接电流而言快速达到一水平，在该水平时存在对焊缝4的影响。

在所示的实例中焊接电流I可以与行程s或时间t相关。特别当第一进给运动A的速度v不变时，得出几乎全等的变化曲线。然而速度v不必须是恒定的，而是在接通焊接电流I时可以至少分段地逐渐提高到第三预定的值v1和/或在断开时至少分段地逐渐降低到第四预定的值v2。在速度变化曲线中的阶梯或跃变原则上也是可能的。图4中示出示例性的速度变化曲线v，其具有如电流变化I相同的形式。不过在这方面应当指出，电流变化曲线I与速度变化曲线v的相同自然不是必需的，而是有时甚至可以大大地彼此偏离。例如对于焊接电流I可以设置如图4中所示的变化曲线，并且对于速度v可以设置如图3中所示的变化曲线。

直到现在从线性的或阶梯形的变化曲线出发。但这决不是唯一的可能性。图5示出其他的实例，其中对于焊接电流I或进给速度v，除线性的上升(实线)外，也示出指数的变化曲线(虚线)、对数的变化曲线(点划线)、沿正弦半波的变化曲线(点线)或沿正弦四分之一波的变化曲线(点-点-划线)。

也可设想，给焊接电流I和/或进给速度v的恒定的值叠加交变分量，如其在图6中所示。例如可以给所述恒定的值叠加三角形变化曲线、矩形变化曲线或正弦形变化曲线。

在另一有利的方案中这样实现焊接电流I和进给速度v的逐渐提高/降低，使得对于每一位移单位而言引入焊缝4中的能量E线性地、指数地、对数地、沿正弦半波或沿正弦四分之一波改变。图7对此示出一示例，其中焊接电流I指数地变化并且进给速度v对数地变化，由此引入焊缝4中的能量E在这里线性地或接近线性地变化。

图8最后示出一个示例性的和示意示出的用于焊接至少两个金属带1、2的设备5，该设备包括与焊接电源6连接的焊头3，焊头安装在车7上，该车在导轨8被引导并且可以被驱动装置9移动。车7、导轨8和驱动装置9在该示例中因此构成用于使焊头3实施第一进给运动A和与第一进给运动反向的运动B的装置。此外设备5包括控制/调节装置10，其设置用于，将焊接电流I在第一进给运动A期间在接通时至少分段地逐渐提高到第一预定的值I1和/或在第一进给运动A期间在断开时至少分段地逐渐降低到第二预定的值I2。此外控制/调节装置10也与驱动装置9连接，从而不仅可以逐渐提高/降低焊接电流I而且也可以逐渐提高/降低进给速度v，借此例如可实现图4至7中所示的各变化曲线。

此外设备5也包括一个机器工作台11和两个驱动装置12、13，它们在所示的示例中构成用于使金属带1、2实施反向于第一进给运动A的运动B的装置。驱动装置12和13在该示例中同样连接于控制/调节装置10，由此可实现包括步骤a)至d)的流程用以焊接两个金属带1、2。

通常应指出，特别是对于进给速度v而言，由于焊头3、车7和驱动装置9的惯性，不能实现任意的变化曲线。特别是按照由系统决定的最大可达到的加速度预定速度的最大斜度。借助于各建议的措施，对于焊接电流I而言可以校准到与进给速度v的变化相适配的变化，从而对于焊缝4而言得出均匀的外观。

此外应当指出，也可以不同于所说明地构成用于实施第一进给运动A的装置7、9。例如焊头3也可以安装在关节臂机器人的臂上。当然也可以不同地构成用于移动金属带1、2的装置12、13。

各实施例示出金属带1、2的制造方法的各种可能的实施方案，其中在这方面应当指出，本发明并不限于具体示出的各实施方案，而更确切地说各个实施方案相互不同的组合也是可能的并且由于根据本发明的教导对于本领域普通技术人员而言可以得到各种变型可能性。因此也由保护范围一起包括全部可设想的实施方案，其通过所示的和描述的各实施方案的单个细节的组合是可能的。

特别也应当指出，所示的各设备在现实中也可以或多或少包括所描述的构件并且有时大大简化地示于各图中。

为了有序起见最后应该指出，所示的各设备及其组成部分为更好地理解其结构此外部分地不按比例和/或放大地和/或缩小地示出。

可以从说明书中得知本发明的方案的目的。

附图标记清单

1金属带8导轨

2金属带9焊头的驱动装置

3焊头10控制/调节装置

4焊缝11机器工作台

5焊接装置12金属带的驱动装置

6焊接电源13金属带的驱动装置

7车A进给运动

B返回运动t时间

C1…C4焊接部分v速度

d差异进给位移x金属带的进给位移

E能量y焊头的进给位移

I焊接电流z1通电位移

s行程z2断电位移

Claims (11)

1.一种用于焊接至少两个金属带(1、2)的方法，包括各步骤：

a)平行布置所述至少两个金属带(1、2)，

b)接通焊接电流(I)，借助于沿焊缝(4)以第一进给运动(A)移动的焊头(3)分段地焊接金属带(1、2)，并且断开焊接电流(I)，

c)使焊头(3)和金属带(1、2)以基本上相同的位移(x、y)实施与第一进给运动(A)反向的运动(B)，

d)重复步骤b)和c)，直到金属带(1、2)完全相互焊接，

其特征在于，将焊接电流(I)在第一进给运动(A)期间在接通时至少分段地逐渐提高到第一预定的值(I1)和/或在第一进给运动(A)期间在断开时至少分段地逐渐降低到第二预定的值(I2)。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c)中金属带(1、2)移动的位移(x)比由焊头(3)走过的位移(y)短一个差异位移(d)。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，各位移(z1、z2)——在这些位移上焊接电流(I)在接通和断开时至少分段地逐渐提高或降低——是等长的。

4.按照权利要求2和3所述的方法，其特征在于，各位移(z1、z2)——在这些位移上焊接电流(I)在接通和/或断开时至少分段地逐渐提高或降低——分别基本上等于差异位移(d)。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将第一进给运动(A)的速度(v)在焊接电流(I)接通时至少分段地逐渐提高到第三预定的值(v1)和/或在断开时至少分段地逐渐降低到第四预定的值(v2)。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，焊接电流(I)和/或进给速度(v)的逐渐提高/降低线性地、指数地、对数地、沿正弦半波或沿正弦四分之一波实现。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，如此实现焊接电流(I)和进给速度(v)的逐渐提高/降低，即对于每一位移单位而言被引入焊缝(4)中的能量(E)线性地、指数地、对数地、沿正弦半波或沿正弦四分之一波改变。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，用交变分量叠加焊接电流(11、12)和/或进给速度(V1、V2)的恒定的值。

9.一种金属带(1、2)，其特征在于，该金属带利用一种按照权利要求1至8中任一项所述的方法制造。

10.一种用于焊接至少两个金属带(1、2)的设备，包括焊头(3)和用于使焊头(3)实施第一进给运动(A)和与第一进给运动反向的运动(B)的装置(7..9)，其特征在于，设置控制/调节装置(10)，该控制/调节装置设计用于，将焊接电流(I)在第一进给运动(A)期间在接通时至少分段地逐渐提高至第一预定的值(I1)和/或在第一进给运动(A)期间在断开时至少分段地逐渐降低至第二预定的值(I2)。

11.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，设置用于使金属带(1、2)实施与第一进给运动(A)反向的运动(B)的装置(12、13)。