[发明专利]用于通过在焊接之前、期间或之后的退火来焊接线材的方法和装置；所制造的线材；在该方法中对小管的应用

说明书

本发明涉及用于焊接特别是细的尤其是含碳的线材的方法和装置。

由现有技术已知各种不同的线材焊接方法，据此，要焊接的线材通过供电被焊接，接下来通过用于提高温度的继续供电或者在退火腔室中被后续处理，但所产生的焊点作为增粗部分始终明显突出于被焊接的线材的径向横截面。根据现有技术的通过供电焊接工作的所有焊接方法都有问题，即随着直径变小，规定的触点（用于触发电流的触点的表面和特性）越来越差，这导致故障点大量出现。焊点区域中的增粗部分也是个问题，致使对于至关重要的应用来说，通常以机械方式必须将这些点拉平，必要时随后还要执行另一退火步骤，以便确保足够的抗拉能力和抗弯能力，在此例如参见US 6,311,684 B1。

尽管事后进行两次退火，但相应的焊接往往没有足够的机械抗拉和抗弯能力，其中机械地去除焊点区域的增粗部分（焊接毛刺）和在炉中相当不利地进行耗能的退火，这些都是耗费大量时间、能量的因素，进而是成本高昂的因素。

本发明所基于的问题或其目的在于，至少部分地减小或者避免上述缺点，特别是要机械地去除线材焊点区域的增粗部分，同时还要避免多次退火，以便由此提供成本低廉的、快速而可靠的细线材焊接方法。

根据本发明，该问题通过根据权利要求1的方法、根据权利要求17的装置、根据权利要求33的线材和根据权利要求34的应用来解决。

本发明的方法是一种用于焊接线材的方法，特别是高强度的线材，亦即通常高含碳量的线材，尤其是高强度的细线材，也就是其直径往往不大于0.5mm而其含碳量大于10％（重量）的线材，其特征在于，使用激光源把至少两个线材相互焊接起来，其中例如特别是采用脉冲式固体激光器作为激光源，其中在焊接之前利用热气流对至少一个要焊接的线材进行退火，和/或在焊接期间利用热气流至少对所产生的焊点进行退火，紧接着利用热气流对所产生的焊点进行退火处理（退火），所述焊点也是焊接部位（焊瘤）并称为焊接部位。热气流特别是被定向成点状。热气流的温度特别是例如介于+250℃~+500℃之间。

利用点状热气流进行退火，除了能实现方法过程极为极化和节省大量时间外，特别是还带来了如下优点：只需点状地对相关的焊接区进行热处理，与焊接不相关的线材因而不会受到改变其特性的处理。

根据本发明特别重要的是，使用激光源把线材相互焊接起来，因为借助这种均匀的、与线材直径无关的能量载体，且借助稍后说明的机械的过程控制组件，形成一种焊点，这种焊点的空间尺寸基本上不超过要焊接的线材的径向横截面伸展，其中应用热气流带来了优点，优选例如该热气流选自一组空气、氮气、惰性气体，因为这些物质在实践中已表明非常适宜，另外实际上已表明非常有利的是，使用喷嘴把热气施喷到焊点上，从而能有针对性地在有限的较窄空间内释放热量，使得在退火过程期间有利地在焊点处产生最高温度，故可确定从焊点观察沿着线材的纵轴向温度连续地下降，这基本上确保材料特性在退火区之外得以保持。

以此方式提供一种用于焊接线材的方法，其确保可靠地且可再现地进行焊接，这种焊接无需机械地去除否则按照现有技术在焊点处的突出的焊接毛刺，这导致明显节省时间和金钱，另一方面，该方法不像现有技术那样通常在炉中进行退火或者通过供电提高温度，而是利用热气流进行特殊的退火，通过所形成的温度变化情况受控地在被焊接的线材的金属结构中进行再结晶过程，以便以此方式产生或保证很高的抗弯能力和抗拉能力。

此外最好使用保护气体例如特别是氩气进行线材焊接，以便要么避免起皮（Verzundern），要么实现焊点的高质量。

另外有益的是，使用用于热气的喷嘴也就是从中喷出热气的喷嘴来施喷保护气体，以便由此实现一种简单的器材结构。

此外有利地是，在焊接期间，要相互焊接在一起的线材的最大温度位于焊接中心，以便以此方式得到朝向两侧均匀的温度梯度变化情况，以便以后为退火提供最佳基础，这最终表现在高的抗拉能力和抗弯能力上。

特别有益的是，要焊接的线材利用引导设备在特别是可破坏的小管所谓的精度补偿小管中伸展，用于使得各种不同的直径相匹配，也用于明显地改善特别是在玻璃小管中对细线材的操作，所述引导设备本身能实现相向地引导线材、把相互熔为一体的线材压紧，也能实现其在焊接过程期间的进给，以及实现其行程限制。在焊接过程期间参数精确地保持所有力和行程，这能实现可再现地在径向圆周上与线材相应地进行线材焊接。所使用的精度补偿小管最好能在处理之后通过机械压力例如利用钳子被去除。