专利名称：用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法和用于在焊接操作之前施加热量的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法，其中在熔融焊丝和工件之间的短路过程中执行从所进行的焊接处理改变到随后的焊接处理。此外，本发明还涉及一种用于在焊接操作之前施加热量的方法。
背景技术：
WO 2006/089322描述了一种用于控制和/或调控在点燃电弧之后执行冷金属过渡(CMT)焊接处理的焊接装置和/或焊接电流源，其中焊丝朝向工件移动直到焊丝接触工件为止，然后在触发短路之后的短路阶段过程中将移动方向反置(反向)，并且将焊丝从工件移动开直到短路断开为止。为了控制施加到工件中的热量和/或附加材料的引入，在至少一些短路阶段过程中将改变焊接电流和/或焊接电压的极性，且将焊接电流和/或焊接电压的幅度设置成规定值，以防止焊丝和/或短路桥熔化，同时确保在将焊丝从工件移除时再次可靠地点燃电弧。因此，在“负CMT处理”和“正CMT处理”之间进行改变。与此相关的缺点是在极性反置过程中观察不到任何干扰。因而，极性的反置可以通过高功率进行，因为观察不到因为(由焊接电流电路的长度引起的)电感引起的电流变化的持续时间。这尤其将引起短路的不稳定性。而且，焊接池中的波动可能导致在改变处理过程中短路断开，从而导致热量施加以及焊接飞溅不受控制。在改变过程中极性反置的方向也未观察到。这些干扰是降低处理稳定性的主要因素。通常，从现有技术中还公知所谓的“热启动”，该热启动包括在焊接处理之前向工件中施加热量。这里的缺陷是该“热启动”使用喷射电弧进行。结果，所施加的热量将过高， 特别是在两个薄的金属片之间的间隙必须被桥接的情况下，从而导致材料熔化。这是因为喷射电弧需要高功率，从而基本上只能调整热启动的持续时间。因此，在短时间段上向工件施加大量的能量和/或热量，且并不针对所述材料修改所述热量施加。
发明内容
本发明的目的是创造出像以上列举出的那些方法的用于具有高处理稳定性的焊接处理的方法，使得能够进行低且灵活的可调节的热量施加以及同时提供高熔敷率和小变形。公知方法的缺点应该能够减少或消除。本发明的目的通过上述用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法实现，其中， 在检测到所进行的焊接处理的短路时，所述焊丝依然在移动方向上前进规定的持续时间， 并根据所述随后的焊接处理的焊接电流的阈值而随后停止，于是在达到所述焊接电流的所述阈值时，所述焊丝在相反方向上移动以便所述启动所述随后的焊接处理。这里，优点在于，在焊接处理的改变的持续时间过程中，短路不会由于焊接池内的波动以及液滴尺寸大小而断开，这是因为在检测到短路时焊丝进一步向焊接池内移动。另一个优点是，所述改变并不与依赖于焊接电流电路的长度，这是因为观察到了由于电感引起的电流改变的持续时间，从而高处理稳定性不会被所述改变中断。术语焊接电流电路用来表示由电源、线路和工件形成的电路。另一个优点在于，确保了在短路中焊接处理的可靠改变，因为只要电流改变没有完成就不开始到随后的焊接处理的改变和/或短路的断开。这样，至少在电流改变的持续时间过程中将维持所述短路。而且，有利的是，与从现有技术中公知的情况相比，能够以更高的处理稳定性桥接更大的间隙，特别是在加工薄的金属片时。这是因为当与公知的 CMT处理相比时以同等低的热量施加实现了更高的熔敷率并且/或者以同等的熔敷率实现了甚至更低的热量施加，因此通过焊接操作可以桥接具有例如连续增加和/或减少的宽度的间隙。而且，不同的焊接处理导致热量施加和/或熔敷率的灵活设置。优选通过达到所进行的焊接处理的焊接电流的阈值来执行焊接处理的所述改变。 由此，可以在低性能下执行极性的反置，因为所述反置在规定的阈值处进行。结果，可以使用节省成本的硬件。另一个优点是在具有相反极性的两个焊接处理之间交替，这是因为由于这种交替而必须被覆盖的大电流差取决于在短路中的焊接电流的电感，因为在该时间过程中维持短路。焊接处理和极性的改变还以有利方式在一定短路中执行。在一个有利方式中，依赖于用于焊接处理的特性曲线对存储焊接电流的阈值和持续时间的测量将导致自动地为用户设置参数值。本发明的目的通过上述用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法实现，其中所述改变在短路焊接处理和脉冲焊接处理之间进行，并且在改变阶段中根据所进行的焊接处理修改所述焊丝的顶端以用于随后的焊接处理。由此，焊丝顶端将被完美地准备好(液滴尺寸大小、导热性和电弧长度)用于随后的焊接处理，以保证高处理稳定性。另一优点是在焊丝的顶端处基本总是存在液滴，从而焊丝的顶端将永远不会冷却。该液滴根据完成的以及随后的焊接过程通过电流/时间曲线来形成。因而，该电流/时间曲线还调控所述热量施加。通过在改变阶段过程中依赖于随后的焊接处理来定位焊丝，可以设置用于脉冲焊接处理的正确电弧长度，并且可以生成用于短路焊接处理的短路。另一优点是所述改变阶段结合有极性反置过程，从而可以同时改变处理和极性。通过在极性反置之后在所述改变阶段过程中测量形成在焊丝的顶端处的液滴(该液滴在所述修改之后立即通过脉冲焊接处理的脉冲分离)，以有利的方式实现了在所述改变阶段中发生第一循环的接地电流阶段，因而能够进行快速改变。从一开始就具有高处理稳定性也是有利的。如果在改变到脉冲焊接处理之后至少一个参数从初始值变化到最终值，可以使用在随后的脉冲焊接处理中对脉冲参数进行的有充分针对性的修改来抵消焊丝顶端的所更改的温度曲线，以便建立平衡的能量状态。该参数例如可以是脉冲焊接处理的焊接电流、脉冲宽度、脉冲频率或焊丝馈送速度。在用于反置极性的过程之前的改变阶段中，可以改变焊丝的馈送速度，以便形成用于短路焊接处理的短路，并且可以修改所述焊接电流以形成液滴，由此修改用于短路焊接处理的焊丝顶端并形成短路，从而能够将极性反置。另外，本发明的目的通过上述用于在焊接操作之前施加热量的方法实现，其中在开始焊接操作之前，执行起动阶段，在所述起动阶段中，通过至少一个焊接处理的可调节数量的循环来调控向工件施加的热量。这里，有利之处在于，材料在焊接处理之前就被完美地预加热，这是因为热量施加能够借助于循环的数量而得以精确地控制并且/或者热量施加能够得到调节而精确地适合于所述材料。因而，在延长的时间段上向工件施加很少的能量和/或热量。可以为此使用不同极性或不同焊接处理的循环。当在不同焊接处理的循环之间改变时，优选执行如上所述列举的用于改变焊接处理的方法。从已经描述的优点还可以理解由此得到的更多优点。
通过所附示意图更详细地描述本发明，其中包含在整个说明书中的公开内容以类似方式通过相同附图标记参考相同部件。而且，来自所示的示例性实施方式的单个特征也可以构成根据本发明的个别方案。在附图中
图1示出了焊接装置的示意图2示出了在包括短路焊接处理和脉冲焊接处理的焊接操作中焊丝的焊接电流和移动速度的示意性时间历程，该时间历程包括根据本发明的改变阶段和极性反置过程，其中在脉冲焊接处理过程中改变了脉冲宽度；
图3示出了在包括两个短路焊接处理的焊接操作中焊丝的焊接电流和移动速度的示意性时间历程，该时间历程包括根据本发明的极性反置过程；
图如和图4b以详细视图示出了在极性反置过程中焊丝的焊接电流和移动速度的示意性时间历程；
图5示出了在包括短路焊接处理和脉冲焊接处理的焊接操作中焊丝的焊接电流和移动速度的示意性时间历程，该时间历程包括根据本发明的改变阶段和极性反置过程，其中在脉冲焊接处理过程中改变了焊接电流的安培数；
图6示出了在包括短路焊接处理和脉冲焊接处理的焊接操作中焊丝的焊接电流和移动速度的示意性时间历程，该时间历程包括根据本发明的改变阶段和极性反置过程，其中在脉冲焊接处理过程中改变了脉冲频率；
图7示出了在包括短路焊接处理和脉冲焊接处理的焊接操作中焊丝的焊接电流和移动速度的示意性时间历程，该时间历程包括根据本发明的改变阶段和脉冲焊接过程，其中在该脉冲焊接处理过程中改变了移动速度；
图8示出了包括根据本发明的起动阶段的焊接操作的焊接电流的示意性时间历程； 图9示出了包括根据本发明的起动阶段的焊接操作的焊接电流的另一个示意性时间历程。
具体实施例方式首先，应注意使用相同的附图标记表示示例性实施方式的相同部件。图1示出了用于许多不同处理和/或操作(MIG/MAG焊接和/或TIG焊接或电极焊接、双丝/串联焊接操作、等离子体操作或铜焊和锡焊操作等)的焊接装置1和/或焊接设备。焊接装置1包括其中布置有电源元件3的电源2、控制单元4以及其他没有示出的元件和导线，例如开关部件、控制阀等。控制单元4可以连接至在气体储存器6和(焊接)焊炬7 之间布置在用于气体5 (特别是诸如C02、氦气或氩气等保护气体)的供给线路中的控制阀。另外，控制单元4还可以用于控制MIG/MAG焊接共用的焊丝馈送单元8，且附加材料和/或焊丝9借助于供给线路从供给辊10和/或线卷供给到焊炬7的区域。当然，如从现有技术中公知的那样，可以将焊丝馈送单元8集成在焊接装置1中，特别是集成在电源2 的壳体11内，而不是如图1中所示位于推车12上的附加装置。这被称为紧凑型焊接装置 1。这里，还可以将焊丝馈送单元8直接放置在焊接装置1的顶部上，即电源2的壳体11形成在顶表面上，以便接收焊丝馈送单元8，从而可以将推车12省去。焊丝馈送单元8还可以在焊炬7外部将焊丝9和/或附加材料供给到处理现场，在这种情况下，如通常在TIG焊接中那样，优选将非熔化电极布置在焊炬7内。在待焊接工件14借助于没有示出的用于另一电势的另一焊接线路(尤其是返回导线)连接至电源2的情况下，用于在电极和/或焊丝9与优选由一个或更多个部分构成的工件14之间产生电弧13 (特别是工作电弧)的电流通过没有示出的焊接线路从电源2的电源元件3供给焊炬7，特别是电极和/或焊丝9，从而通过所产生的电弧13和/或等离子束产生用于处理的电路。当使用具有内部电弧13的焊炬时，没有示出的两个焊接线路都通到所述焊炬，从而可以与使用等离子体焊炬的情况一样，能够在焊炬内建立适当的电路。为了冷却焊炬7，可以通过冷却装置15和可能的中间部件诸如流量控制器将焊炬 7连接至具有液位指示器17的液体箱特别是水箱16，其中用于位于水箱16内的液体的冷却装置15特别是液体泵将在起动焊炬7时启动，以便执行焊炬7的冷却。如在图示的示例性实施方式中所示，在将电源2放置在推车12上之前将冷却装置15定位在推车12上。该焊接设备的各个部件，即电源2、焊丝馈送单元8和冷却装置15形成为使得它们具有各自的凸起和/或凹部，从而它们能够安全地堆叠或放置在彼此之上。焊接装置1特别是电源2进一步包括输入和/或输出装置18，所述输入和/或输出装置18用于设置和/或获取和显示焊接装置1的所有各种焊接参数、操作模式或焊接程序。已经由输入和/或输出装置18设置的焊接参数、操作模式或焊接程序传送至控制单元 4，该控制单元4然后启动焊接设备和/或焊接装置1的各个部件并且/或者定义用于调控或控制的对应设定点。这里，当使用适当的焊炬7时也可以借助于焊炬7进行各种设置过程，在这种情况下，焊炬7配备有焊炬输入和/或输出装置18。在这种情况下，焊炬7优选通过数据总线特别是串行数据总线连接至焊接装置1特别是电源2或焊丝馈送单元8。为了启动焊接处理，焊炬7通常包括没有示出的启动开关，因此可以通过致动所述启动开关而点燃电弧13。为了防止用户受到电弧13的强大的热辐射，焊炬7可以配备有热防护罩 20。而且，在所示的示例性实施方式中，焊炬7通过软管套21连接至焊接装置1和/ 或焊接设备，所述软管套21通过防压曲装置22附接至焊炬7。在软管套21中，各个线路诸如供给线路和/或用于焊丝9、气体5、冷却回路、数据传输等的线路从焊接装置1布置到焊炬7，同时反馈导线优选分别地连接至电源2。软管套21通过没有示出的联接装置连接至电源2或焊丝馈送单元8，而软管套21内的各个线路通过防压曲装置附接至焊炬7或焊炬7内。为了确保软膏套21的适当应力释放，软管套21可以通过没有示出的应力释放装置连接至电源2的壳体11或焊丝馈送单元8。通常，应注意的是，对于不同的焊接操作和/或焊接装置1，诸如TIG装置或MIG/ MAG装置或等离子装置，并不是以上提到的所有部件都必须使用和/或结合。例如，焊炬7 可以形成为空气冷却的焊炬7，从而例如冷却装置15可以省去。因而，可以说，焊接装置1 由至少电源2、焊丝馈送单元8和冷却装置15形成，其中这些部件还可以布置在共用的壳体11中。而且，还可以布置和/或包括其他零件和/或部件，诸如焊丝馈送单元8上的拖拽保护装置13或支架15上的用于气体储存器6的可选的托架M等。被设计成用于所谓的AC焊接操作的焊接装置1进一步包括逆变器模块37。这使得能够改变焊接电流I的极性。逆变器模块37可以集成在壳体11内，或者可以具有其自身的壳体。如果逆变器模块具有其自身的壳体，则逆变器模块的壳体优选布置在冷却装置15和壳体11之间。因而，这种焊接装置1被设计成用于执行不同的焊接处理。这意味着在焊接操作过程中可能组合至少两个焊接处理，例如，以具有正极性的焊接处理和具有负极性的焊接处理周期性地交替的方式进行，其中执行每个焊接处理的至少一个循环。在这种情况下，在短路时完成焊接处理的改变。根据本发明，现在设置成，焊丝9指向焊接池内，在改变阶段30过程中修改焊丝9 的顶端，脉冲焊接处理26的至少一个参数从初始值改变至最终值并且/或者在焊接处理之前执行起动阶段31。这样，对薄金属片来说可以实现同时获得低热量施加和高熔敷率。为此，焊接处理的改变与焊丝9的前后运动相关联。下面一起参照图2至图9描述本发明。为了提供一个概述，在图2和图3中示出了采用本发明或个别发明的至少一部分的两个处理变型。图2示出了脉冲焊接处理沈或喷射电弧焊接处理与负CMT处理27 (短路焊接处理)的组合，而图3示出了正CMT处理28 (短路焊接处理)与负CMT处理27即两个短路焊接处理的组合。基本上，脉冲焊接处理沈和正CMT处理28具有正极性，而负CMT处理27展示出电流I的负极性。在各自极性改变的情况下，焊丝9的极性也改变。在处理时，正极性负责向工件14施加热量，且对作用在工件14的表面上的电弧13具有附加清洁作用。而且，出现被称为箍缩力的力，从而在例如脉冲焊接处理沈时导致液滴分离。相反， 负极性负责相对于热量施加的熔敷率的程度。因而，焊丝9的顶端的液体可能显著增大，因为由于合流线的低密度而基本上不会产生任何使液滴自动分离的箍缩力。因而，根据图2，脉冲焊接处理沈和负CMT处理27优选周期性地交替，其中示出了焊接电流I以及焊丝9的移动速度vd的一部分历程。因而，焊接处理和极性始终在短路时一起改变。为了在足够高的处理稳定性和所需热量施加的情况下完成这一改变，该改变通过极性反置过程四和改变阶段30进行。其具体原因是焊接处理一从脉动到短路一和极性均改变。在极性反置过程四中，焊丝9优选指向焊接池内，而在改变阶段30中，修改焊丝9的顶端。如果合适的话，可以将脉冲焊接处理沈的参数从初始值改变至最终值，并且可以在焊接处理之前执行起动阶段31。根据图3，正CMT处理28和负CMT处理27优选周期性地交替，其中示出了焊接电流I和焊丝9的移动速度vd的一部分历程。同样，焊接处理和极性都改变。然而，这里不需要改变阶段30，因为所述改变在具有相反极性的两个短路焊接处理之间发生。如上所述， 焊丝9在极性反置过程四中优选指向焊接池内，并且/或者焊丝9的移动停止。如果合适的话，这里也可以在焊接处理之前执行起动阶段31。基本上，可以说用于图2和图3的所需设置存储在焊接装置1中。这意味这，如果焊工选择了所谓的特性曲线并且在该特性曲线上放置工作点，则自动地执行根据本发明的方法。当然，焊工也可以调节每个个别焊接处理的循环数量以适合于热量施加，从而可以以灵活方式设置所需要的热量施加。最好根据附图，在短路过程中通过向回移动焊丝9即从工件14将焊丝9移开来改变焊丝9的移动速度vd的方向。下面将详细描述本发明的各个部件。各个焊接处理将不再详细描述，因为它们在现有技术中是公知的。图如和图4b详细地示出了如何执行极性反置过程四或极性改变。一直到时间点tl，执行具有从现有技术中公知的正极性的焊接处理一诸如正CMT处理观或脉冲焊接处理沈，且在时间点tl在焊丝9和工件14之间检测到短路。根据本发明，从该时间点tl 开始，焊丝9将进一步移动规定持续时间32 (例如在一直到大约Ims的范围内)，从而焊丝更深地浸没在焊接池中。这通过在例如从大约20米/分钟至40米/分钟的范围内的移动速度vd进行，从而使得附着有液滴的焊丝9的顶端浸没在焊接池内一直到规定长度。在该过程中，工件14的在焊接池下面的材料未被接触到，以便避免断续(stuttering)并确保处理稳定性。因而，该持续时间32包括由用于焊丝9的馈送器的马达引起的延迟。因此，持续时间32内的水平进度对应于进一步移动，而陡坡对应于延迟的移动速度vd。这确保了在时间点t2即持续时间32已经终止时焊丝9的移动停止。然而，这也意味着安全地提供了用于极性反置过程四的短路。在极性反置过程四中，焊接电流I的极性必须相应地改变。如图所示，极性从正极性反置为负极性，诸如负CMT处理27。该电流改变速度受到由焊接电流电路的可变长度产生的电感的影响。因此，极性反置过程四的持续时间发生变化。 首先，在时间点tl和时间点t3之间，焊接电流I在短路中降低至阈值33。相应地，该阈值
33(例如在从大约30A至170A的范围内)以如下方式限定可以通过逆变器模块37的硬件进行极性改变。因而，如果在时间点tl焊接电流I高于阈值33，则焊接电流I必须降低至阈值33，如能够在时间点t3所看到的那样。该降低的持续时间取决于焊接电流电路的电感。基本上，在时间点t3的极性改变通过逆变器模块37完成。在极性已经改变之后，电流 I在时间点t3和时间点t4之间依赖于焊接电流电路上升至阈值34。因此，根据图如，焊丝 9的移动速度vd保持停止在时间点t3和时间点t4之间，从而保持短路不受影响。该阈值
34(例如在大约120A的范围内)以如下方式依赖于特性曲线来限定辉丝9的顶端被适当地预加热，并且可以开始短路的断开。这主要取决于随后焊接处理的执行区域以及工件14 的材料。因而，根据图如，等待到达阈值34，直到由焊丝9的反向运动启动了短路的断开为止。然后，通过断开所述短路开始随后的焊接处理。这意味着，在极性反置过程四之前，即在极性已经改变和/或电流改变已经执行之前，不能像在时间点t4那样开始短路的断开。 这样，在从时间点tl到时间点t4的极性反置过程四中确保短路。根据图4a，这是通过在时间点tl和时间点t2之间将焊丝9指向焊接池内，并且使焊丝9的移动从时间点t2到时间点t4停止而实现的。在时间点t4，通过使焊丝9向回移动即从工件14移开而相应地开始短路的断开，并且之后点焊相对应的电弧13。因而，可以执行在极性反置过程四之后计划好的随后焊接处理。根据图如，焊丝9的移动从时间点t2到时间点t4停止。以类似的方式，根据图4b
9当时间点t2和时间点t4 一致(相同)时这是不需要的。在这种情况下，焊丝9的移动方向反置，而不使焊丝停止较长时间段。然而，可能会注意到，在时间点t2进行检查焊接电流是否达到阈值33和阈值34和/或更低。如果情况如此，则移动方向基本上在时间点t2 (图 4b)反置。如果情况不是这样，则焊丝9的移动停止，并且装置等待到达阈值33和34 (图 4a)0这可以概括为焊丝9根据阈值34而停止。也就是说，或者直到达到阈值34，或者直到焊丝9的移动方向反置。根据本发明以及根据图如和图4b，焊丝9在时间点tl和时间点t2之间被浸没在焊接池中。因而，这些时间点之间的时间间隔以及移动速度vd确定了焊丝浸没多深。浸没深度主要取决于工件14的材料和材料厚度、要求或期望的焊缝、焊接池的粘度、以及在极性反置过程四之前已经执行的焊接处理的极性和执行区域(特别是取决于于此的焊接池的振动)。这样，浸没深度相应地与特性曲线同步并被修改而适合于热量施加。这里，极性影响焊丝9的顶端处的液滴的尺寸大小。在浸没过程中，该液滴由于表面张力而分离，并且为了执行理想的极性反置过程四该短路绝不能断开。结果，浸没深度基本被修改以适合于在极性反置过程四之前执行的焊接处理。然而，当仅仅在短路时改变焊接处理即极性保持相同时也可以包含该极性反置过程29。在这种情况下，焊丝9基本上更深地浸没在焊接池中并且/或者焊丝9的移动停止， 从而在改变焊接处理时确保可靠的短路。例如，这可以在从脉冲焊接处理沈改变到正CMT 处理观时使用。当然，该极性反置过程四也可以在相反方向上执行。现在参照图2和图5至图7，将详细地描述改变阶段30以及脉冲焊接处理沈的参数从初始值到终止值的改变。关于这一点，改变阶段30基本上用于将脉冲焊接处理沈与短路焊接处理诸如负CMT处理27或正CMT处理28组合。因而，改变阶段30结合至极性反置过程四，使得在极性反置过程四中，焊丝9指向焊接池内并且/或者如果适当的话可以停止焊丝9的移动，以在改变阶段30调节焊丝9的顶端。在图如和图4b的描述中将发现如何停止焊丝9的移动以及如何将焊丝9浸没在焊接池中的描述。焊丝9的顶端的修改是必须的，因为脉冲和短路之间的焊接处理以及极性均改变。具体地说，焊丝9的顶端处的液滴、热量施加以及/或者电弧长度都受到调节。由于焊接处理通常周期性地切换，因此根据所进行的焊接处理以及随后的焊接处理为了执行所需的改变需要两个改变阶段30。这意味着，改变阶段30基本也将脉冲焊接处理沈与短路焊接处理分离。在极性反置过程之后，需要从短路焊接过程到脉冲焊接过程沈的第一改变阶段30a。该第一改变阶段30a基本上在极性反置过程四的时间点t4开始，即以电弧13开始。在极性反置过程四之前需要从脉冲焊接处理26到短路焊接处理的第二改变阶段30b。在第二改变阶段30b结束时，适当地启动短路，且极性反置过程四以所述短路开始。根据图2，这意味着，从负CMT处理27到脉冲焊接处理沈的改变发生在第一改变阶段30a。在负CMT处理27中，电弧13以非常牢固方式包围焊丝顶端，从而导致焊丝顶端极大地加热。如果此时在短路中发生到脉冲焊接处理沈的改变，并且没有改变阶段30，起初有比所需多得多的能量可用于液滴的没有短路的分离。这将导致焊接飞溅物与液滴一起分离。为了避免这种情况，第一改变阶段30a在极性反置过程四之后跟随进行。基本上， 其包括从负CMT处理27从极大加热的焊丝顶端形成液滴的电流脉冲。附加地，在该改变阶段30a，焊丝9从焊接池缩回和/或在焊接池外定位成足够远，以设置用于脉冲焊接处理沈的电弧长度。对于该修改来说，改变阶段30需要适当的持续时间，例如，该持续时间在大约 Ims至Ij 15ms的范围内。因而，将电流脉冲的安培数也修改为适合于该持续时间，使得所形成的液滴具有所需的尺寸大小。这里，该安培数例如在从大约20A到170A的范围内，且脉冲焊接处理沈的循环以高达大约500Hz的频率重复，并且脉冲的安培数在大约200A到300A的范围内。液滴基本上由脉冲焊接处理26的脉冲分离，该脉冲焊接处理沈紧随第一改变阶段30a之后。 因而，第一改变阶段30a基本上取代了脉冲焊接处理沈的第一循环的基本电流阶段。如果第一改变阶段30a的持续时间并不足以修改温度，则如果合适的话也可以将脉冲焊接处理 26的至少一个参数从较低的初始值改变至较高的最终值。这意味着，在改变阶段30之后的循环中，将进行脉冲的脉冲宽度(图2)、脉冲和/或接地电流(图5)的安培数、脉冲的频率 (图6)的逐步调节(从初始值开始)和/或焊丝9的移动速度vd的连续和/或逐步修改，直到达到对应的最终值。据此，将递增地增加热量施加。在第二改变阶段30b中，进行从脉冲焊接处理沈到负CMT处理27的改变。在脉冲焊接处理26中，具体地说需要一定安培数的脉冲和脉冲宽度，以便根据脉冲的频率借助于箍缩效应实现最佳液滴分离。在各种因素中，对此来说最重要的因素是焊丝9的移动速度vd的校正、焊丝9的直径、保护气体5和/或电弧长度。因而，这导致焊丝顶端的对于脉冲焊接处理26来说理想的温度。现在，如果在脉冲焊接处理沈的规定数量的循环和/或步长大小之后发生到负CMT处理27的改变，需要为该焊接处理修改的温度。该温度适当地低于在脉冲焊接处理沈过程中的温度，并且在第二改变阶段30b中设置，该第二改变阶段 30b在极性反置过程四之前发生。在该第二改变阶段30b，通过短路在焊接池中分离的液滴与电流脉冲一起形成。为了实现短路，在第二改变阶段30b中也相应地改变焊丝9的移动速度vd，例如在高达四米/分钟的范围内。如图所示，该速度可以根据所进行的脉冲焊接处理沈的执行区域与所述改变一即增加或减小一一起增加。因此，第二改变阶段30b可以在建立起短路时终止，并且可以执行根据图如和图4b的极性反置过程四。而且，第二改变阶段30b需要一定量时间来修改焊丝9的温度、移动速度等以用于负CMT处理27。基本上，焊接操作不会在改变焊接处理时被极性反置过程四和/或改变阶段30 所中断，因为是它们始终与短路相关联。因此，在焊接操作过程中平均起来发生恒定的热量施加和恒定的高熔敷率。实质上，所描述的内容也适合于正CMT处理28和脉冲焊接处理沈之间的周期性改变。主要区别在于，在第一改变阶段30a之后，即在从主CMT处理观改变到脉冲焊接处理沈期间，脉冲焊接处理的至少一个参数从较高的初始值改变成较低的最终值。因而，热量施加得以减小。根据本发明，在焊接处理过程中同时实现了焊丝9的低的热量施加和高的熔敷率。其先决条件在于用于预先加热材料诸如铝及其合金的预加热区域。这在焊接处理开始时是最重要的，因为在此之前没有进行任何焊接处理，因而没有向材料和/或工件14进行任何热量施加。在焊接处理开始时的热量施加主要依赖于材料和待桥接的间隙，从而需要可调节的热量施加。根据本发明，这通过在焊接处理之前的起动阶段31中调控热量施加来解决。为此，可以以灵活方式调节循环的数量。这里，所述循环优选对应于脉冲焊接处理 26、负CMT焊接27和/或正CMT焊接处理28的循环，这些处理在焊接处理过程中因而也相组合。因此，热量施加可以通过设定正循环和负循环之间的比来在起动阶段31中调控。然而基本上，所述循环的比与焊接处理中的循环的比无关。关于热量施加的调控，一个正极性 (正CMT处理28和/或脉冲焊接处理沈)循环比一个负极性(负CMT处理27)循环施加更多的热量。因而，在焊接处理开始时也存在所需要的加热区域，从而能够进行最佳焊接处理。在图8和图9中示出了用于起动阶段31的实施例。这里，可以看出，首先在点燃阶段35点燃电弧13，然后在称为热起动阶段36的阶段中通过喷射电弧向工件快速地施加热量，而在随后的起动阶段31中修改热量施加以适应于焊接处理。因此，热量施加将通过起动阶段31以受控方式增加，从而工件14的任何材料都不会熔化掉，并且获得了理想的焊接结果。该起动阶段31可以包括规定数量的正循环(图8)或交替的正循环和负循环(图 9)。优选地，起动阶段31应该以具有与焊接处理的第一循环的极性相反极性的循环终止。 这样，确保了基本上恒定的热量施加。起动阶段31的定义例如由焊工在焊接装置1的控制面板上设置。同样，用户可以在该控制面板上选择是否执行热起动阶段36。因而，热起动阶段36仅仅当因为将要焊接的工件14而需要时才执行。在起动阶段31执行规定数量的循环之后，以相对应的方式执行焊接处理。为了进行焊接操作，用户优选选择其中存储了根据本发明的方法的特性曲线。相对应地，该特性曲线的所有参数都被修改以适合热量施加及其执行区域。然而，用户当然还可以手动地设置根据本发明的方法或改变相关的存储参数。以类似的方式，用户可以设置循环的数量。例如，对于起动阶段31来说可以使用十个循环，而焊接处理可以使用六十个循环，根据所述热量施加，自动地选择适当的焊接处理，从而获得特别是所需的热量施加和熔敷率。
权利要求
1.一种用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法，其中在熔融焊丝(9)和工件 (14)之间的短路过程中执行从所进行的焊接处理改变到随后的焊接处理，其特征在于，在检测到所进行的焊接处理的短路时，所述焊丝(9)依然在移动方向上前进规定的持续时间 (32)，并根据所述随后的焊接处理的焊接电流(I)的阈值(34)而随后停止，于是在达到所述焊接电流(I)的所述阈值(34)时，所述焊丝(9)在相反方向上移动以便启动所述随后的焊接处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在达到所进行的焊接处理的焊接电流(I) 的阈值(33)时执行所述改变。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述改变在具有相反极性的两个焊接处理之间执行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述焊接电流(I)的所述阈值(34)以及所述持续时间(32)根据特性曲线而存储用于所述焊接处理。
5.一种用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法，其中在熔融焊丝(9)和工件(14) 之间的短路过程中执行从所进行的焊接处理改变到随后的焊接处理，其特征在于，所述改变在短路焊接处理和脉冲焊接处理(26)之间进行，并且在改变阶段(30)中根据所进行的焊接处理修改所述焊丝(9)的顶端以用于所述随后的焊接处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述改变阶段(30)中，所述焊丝(9)根据所述随后的焊接处理来定位。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述改变阶段(30)结合有极性反置过程(四)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述改变阶段(30)中的所述极性反置过程(29)之后，在所述焊丝(9)的顶端处形成液滴，该液滴在所述修改之后立即通过所述脉冲焊接处理(26)的脉冲而分离。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，在改变至所述脉冲焊接处理 (26)之后，所述脉冲焊接处理(26)的至少一个参数从初始值改变到最终值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，焊接电流(I)作为所述脉冲焊接处理 (26)的参数每个脉冲递增地改变。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，脉冲宽度作为所述脉冲焊接处理 (26)的参数每个脉冲递增地改变。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，脉冲频率作为所述脉冲焊接处理(26)的参数每个脉冲递增地改变。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述脉冲焊接处理(26) 的焊丝移动速度(vd)至少在一范围内每个脉冲连续地改变。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的方法，其特征在于，在所述极性反置过程 (29)之前的所述改变阶段(30)中，改变所述焊丝(9)的馈送速度，以便形成用于所述短路焊接处理的短路，并且修改所述焊接电流(I)以形成液滴。
15.一种在焊接操作之前施加热量的方法，其特征在于，在开始焊接操作之前，执行起动阶段(31)，在所述起动阶段中，通过至少一个焊接处理的可调节数量的循环来调控向工件(14)施加的热量。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使用不同极性的循环。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，使用不同焊接处理的循环。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，当在不同焊接处理的循环之间改变时，执行根据权利要求1所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于在焊接操作过程中改变焊接处理的方法，其中在熔融焊丝和工件之间的短路过程中执行从所进行的焊接处理改变到随后的焊接处理，本发明还涉及一种用于在焊接操作之前施加热量的方法。为了实现具有高处理稳定性的焊接处理，本发明设置成，在检测到所进行的焊接处理的短路时，所述焊丝(9)依然在移动方向上前进规定的持续时间(32)，并根据随后的焊接处理的焊接电流(I)的阈值(34)而随后停止，于是在达到所述焊接电流(I)的所述阈值(34)时，所述焊丝(9)在相反方向上移动以便启动随后的焊接处理。
文档编号B23K9/095GK102458747SQ201080026539
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月14日 优先权日2009年6月18日
发明者沃尔特·施蒂格尔鲍尔, 约尔格·卡滋梅尔, 约瑟夫·阿特尔斯梅尔, 维利·鲍曼 申请人:弗罗纽斯国际有限公司