包括用于加热工件的起作用的加热装置的焊接设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于焊接工件焊接设备，特别是激光焊接设备，该焊接设备包括至少一个焊接头、特别是激光焊接头，所述焊接头在工作位置中对准工作区域。本发明也涉及一种焊接方法。
【背景技术】
[0002]EP0739678B1公开一种用于制造焊接钢管的方法。在此，使用感应器，该感应器向一侧敞开并且由此可以通过待焊接件的管定位。感应器用于管的预热。这种感应器的缺点在于，预热不能不均匀地在管的整个周边上进行，由此，在焊接部位的区域中产生不希望的应力。
[0003]DE19637465C1结合束焊接公开一种用于预热工件的双线圈的半壳感应器。不均匀预热的缺点在这里比在上述文献的焊接设备中还强烈地显现。
[0004]DE4017634A1和EP0262363B1同样公开待焊接件的工件的感应式预热。在这里缺点在于，所述工件必须穿入到感应器中并且因此仅能沿其纵向延伸输送或者放入到焊接设备中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，消除由现有技术产生的缺点并且提供一种焊接设备，利用该焊接设备一方面在(未来的)焊缝的紧邻区域中也可取得工件的均匀加热。在各实施方式中应大大简化工件或两个相互要连接的工件部分的放入。所述焊接设备的特征应在于节省空间的设计并且可容易控制。
[0006]该目的通过文首提及类型的焊接设备通过如下方式得以实现:焊接设备包括至少一个作用到所述工作区域上的加热装置，用以特别是在焊接过程之前和/或之后加热工件。这提高焊接质量并且特别是阻止材料中的裂纹。优选地，加热装置附加于焊接头地设置，亦即构成单独的热源或能量源。
[0007]所述加热装置可以构造为预热单元和/或再加热单元。即使在真正的焊接过程期间，加热装置也可以置于运行中，以便通过焊接头辅助支持热引入。加热装置也可以构造为预热单元(激光源)并且另一个加热装置可以构造为再加热单元(感应器)。
[0008]工作区域理解为在投入运行的焊接头的一个工作位置或多个工作位置中直接(熔化)和间接(温度引入)被影响的区域。换言之，在此为绕(产生的)焊缝的区域。工作区域不是限制于焊接部位本身，而是也包括绕焊接部位延伸的区域。焊接头例如可以构造成，使得该焊接头在每个焊接周期中重新移动到工作位置上并且在此期间保持在等待位置中。
[0009]—种优选的实施方式通过如下方式得出:所述加热装置或所述加热装置的至少一个部件相对于所述工作区域可运动，其中，优选所述加热装置或所述加热装置的至少一个部件与驱动装置连接并且通过该驱动装置可驱动。这简化了工件的放入和更换，由此，可以提高生产周期。所述加热装置或其中的部件可以从工作区域移开，以便在那里暂时提供空间。如果工件被定位，则加热装置或其部件又可以移动到其工作位置中，以便在那里用于加热工件。加热装置或其部件的驱动装置也可以用于确保均匀地加热工件，例如加热装置可以在加热过程期间绕工作区域旋转。
[0010]优选地，工作区域在工作位置中由壳体状的结构包围，该结构构成绕产生的焊缝的区域的室。壳体状的结构可以具有至少一个用于引入保护气体的开口和/或至少一个用于排出保护气体的开口和/或用于引入焊接头的能量的工作开口。由此，使热保持在焊接部位的区域中并且确保节约地使用冲洗介质。
[0011 ]优选地，壳体状的结构由隔热材料构成或由隔热层包围。
[0012]—种优选的实施方式通过如下方式得出:所述加热装置包括至少一个设置在所述工作区域中的电磁的感应器，用以通过感应来加热工件。这保证特别简单且均匀的加热。电磁感应器的操控和调节证实为特别可靠。
[0013]—种优选的实施方式通过如下方式得出:所述感应器由至少两个感应器部件构成，所述感应器部件相对于彼此可运动，以便在工作位置中包围待焊接件的工件并且在所述感应器部件彼此隔开间距的打开位置中释放工件。
[0014]该实施方式的优点特别在于，将工件或要相互连接的工件部件(连接焊接)放入到焊接设备中或者将工件定位在焊接头的工作区域中可以以非常简单的方式进行。在感应器的打开位置中，感应器部件彼此隔开足够间距，从而工件可以沿不同方向、特别是也横向于工件的纵向延伸放入。不再需要将(长形的)工件穿入到感应器中。
[0015]感应器部件优选是整体上环形的构成物的部段，该构成物在其工作位置中包围长形的工件。在一种优选的实施方式中，设置两个感应器部件，这两个感应器部件构成感应器的基本上一样大的半部段。当然，也可设想多于两个感应器部件，所述感应器部件的相同的大小也是非强制性的。环形的构成物不是必须一定要是圆环形的，而是也可能设有角部(例如四角形的或也多角形的)。
[0016]焊接设备优选是包括激光加工头的激光焊接设备，因为发射的光子通过感应器的磁场保持不受影响并且因此感应式加热也在真正的焊接过程期间(激光束对准工件)无问题地进行。但原则上也可设想以其他原理起作用的焊接设备:束焊接(激光、电子)、电弧焊、MAG0
[0017]—种优选的实施方式通过如下方式得出:所述感应器部件沿横向于、优选垂直于所述感应器的轴线方向相对于彼此可运动。这构成特别节省空间的并且在工件处理方面有利的解决方案。
[0018]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述感应器部件中的至少一个感应器部件与驱动装置连接并且通过该驱动装置相对于另一个感应器部件可驱动。手动操纵由此不是必需的，这特别是在高的温度下具有大的优点。当然也可能的是，两个感应器部件通过一个共同的或分开的驱动装置来驱动。重要的是，达到能够将工件放入到工作区域中的打开位置。
[0019]在另一种实施方式中，加热装置或加热装置的至少一个部件可以平行于工件的纵轴线可移动地构造。
[0020]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述焊接设备包括控制设备，该控制设备与驱动装置连接并且自动地控制该驱动装置。这能实现焊接过程的达到远距离的自动化。与用于运来和运走工件或用于将工件定位在工作区域中的输送设备、特别是被驱动的链或带一起，可以自动化地进行整个过程。
[0021]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述焊接设备具有至少两个壳体部件，所述壳体部件相对于彼此可运动，以便在工作位置中构成绕所述工作区域的室，并且所述感应器部件中的一个感应器部件整合在所述壳体部件中的一个壳体部件中并且另一个感应器部件整合在另一个壳体部件中。所述壳体部件构成或多或少封闭的室，该室可以用于将冲洗介质节约地提供到工作区域中。此外，所述壳体部件阻止热量向外失去。因此，这种过程的(能量)效率能够大大提高。
[0022]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述感应器部件分别放置在所述壳体部件的内壁上。这能实现特别紧凑的且节省空间的解决方案，其中，感应器部件可以特别靠近(未来的)焊缝地设置。
[0023]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述壳体部件中的至少一个壳体部件具有用于导入冲洗介质的进入口。
[0024]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述壳体部件中的至少一个壳体部件具有用于导出冲洗介质的排出口。
[0025]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述壳体部件中的至少一个壳体部件具有工作开口，热能可以通过该工作开口从设置在所述室的外部的焊接头到达工件。在此，焊接头设置在壳体部件的外部。引入到室中并且因此引入到工作区域中的热能仅非常缓慢地发出到周围环境中。
[0026]优选地，所述壳体部件以由隔热材料构成的隔热部包围，由此，在工作区域中的热集中的效果进一步加强。
[0027]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:在所述工作区域中设置有温度传感器，该温度传感器优选耦联在所述感应器部件中的一个感应器部件上。在紧邻的工作区域中的温度测量能实现重要的过程参数、特别是功率的调节，由此，确保焊缝的特别良好的质量。
[0028]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述感应器的匝数关于大大工作区域对称。这确保均匀的感应式的预加热和/或再加热或者在真正的焊接过程期间的均匀的感应式加热。在上下文中，对称意味着:在焊接部位两侧设置相同数量的导电线圈。
[0029]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述焊接设备包括控制设备，该控制设备与所述感应器的供电装置、焊接头并且可选地与温度传感器连接。由此，能够实现按照本发明的焊接设备的全自动化的控制。
[0030]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述加热装置是辐射源、特别是激光源，其中，优选所述辐射源通过驱动装置绕所述工作区域可旋转。通过可旋转性可以均匀地照射焊接部位的所有区域。
[0031]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述加热装置具有辐射转向器件，该辐射转向器件使由所述焊接头发射的辐射转向并且对准工所述作区域。在该实施方式中，焊接头的能量可以同时用于预热和/或再加热。
[0032]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述加热装置包括至少一个电的加热元件。
[0033]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:至少一个加热装置构造成，使得所述加热装置在焊接部位的两侧作用到工件上。
[0034]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:第一加热装置作用到焊接部位的一侧上并且第二加热装置作用到焊接部位的另一侧上。
[0035]两个实施方式同样用于均匀地加热工件。
[0036]另一种优选的实施方式通过如下方式得出:所述焊接设备包括至少两个并排设置的焊接位置或焊接轨道，所述焊接位置或所述焊接轨道能由至少一个可移动的工件承载件装备待焊接件的工件或工件部件，并且至少一个加热装置构造成，使得所述工件或所述工件部件能在时间上有节拍地利用所述加热装置加热，其中，优选每个焊接位置或每个焊接轨道包括单独的加热装置。这允许并行的工作流程，由此，可以显著地缩短生产周期。因此，可以在第一焊接轨道上进行预热，而另一个焊接轨道可以已经装备有工件。如果在第一焊接轨道上焊接，则在第二焊接轨道上可以已经预热。工件承载件用于焊接轨道的持续装料。不存在停机时间。
[0037]此外，可能适宜的是，所述焊接设备包括保持装置，焊接附加物借助于该保持装置可放入第一构件的第一接合面和第二构件的第二接合面之间，其中，所述焊接附加物构造为成形的焊接附加体，所述焊接附加体具有可贴靠到第一构件的第一接合面上的第一贴靠面和可贴靠到第二构件的第二接合面上的第二贴靠面。在这里有利的是，焊接附加体可以与真正的焊接过程或焊接方法无关地制造并且在焊接方法期间可以放入要接合的构件之间。由此，焊接附加体可以借助于任意的制造方法，例如铸造、粉末注塑和随后的烧结、选择性的激光熔化或通过机械的加工来制造。因此可能的是，焊接附加体具有准确的预限定的形状，由此，两个构件之间的法向间距能精确预给定，或者在焊接附加体中的确定的合金分布可预给定。按照本发明的焊接附加物的另一个优点在于，该焊接附加物可以在不同的制造单元上生产并且因此可以与焊接方法无关地并且也与待焊接件的构件无关地预生产或提供。
[0038]该目的也通过用于利用按照上述权利要求中