[发明专利]使用两个相互错开的焊接机头对带材和/或板材进行连续焊接的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用至少两个焊接机头将对接导引的带材或板材于接合边缘上连续焊接的装置和方法，焊接机头特别指激光焊接机头，并且在待焊接的带材或板材的两侧，成对地垂直于该带材或板材的输送方向上设置的张紧辊在带材或板材的对接处区域形成缝隙，通过该缝隙由至少两个焊接机头中的第一焊接机头发出的能量射线作用在待焊接的带材边缘或纵向边缘上，其中，至少两个焊接机头中的第二焊接机头设置在带材或板材的相反一侧，该第二焊接机头的能量射线在该相反一侧作用在待焊接的带材边缘或纵向边缘上。

背景技术

文献DE 3723611C2公开了这样一种装置。该装置以至少一束激光射线进行工作。该装置的张紧辊由中空轴以及安装在中空轴上的轴向相互间隔设置的辊套构成，其中，每个激光射线焊接机头都设置在至少一个张紧辊的中空轴内部。在此，辊套和中空轴的开孔之间的缝隙用作激光射线的通道。在文献DE 3723611C2中公开了，通常情况下，两个相对设置的张紧辊其中之一设有一个单独的焊接机头就足够了。然而当焊接特别厚的板材或带材时，作为适宜的结构方案提出了，在设置于板材或带材两侧上的张紧辊中分别设有至少一个焊接机头，和/或在设置于带材一侧上的张紧辊中于带材输送方向相继错开设有多个焊接机头。

此外，在文献DE 10131883B4中公开了一种用于焊接金属零件的方法，其中，使金属零件在两侧的焊缝区域中通过至少各一束焊接射线、特别是激光射线以热传递的形式经由基本上整个焊缝横截面而熔化，其中，产生金属零件和焊接射线之间的相对运动，并且其中，作用在金属零件的相对侧面上的焊接射线的熔池区域借助于焊接射线沿着焊缝方向上适宜地相对定位而形成至少局部重叠。

当通过作用在板材顶侧上的激光射线焊接经涂层的、厚度在0.6mm至3.0mm范围内的车身板材时，特别在与激光焊接机头相背的板材一侧上产生显著的灰尘沉积。灰尘颗粒以高强度向下放射。在DE 3723611C2公开的焊接设备中，这样的灰尘通过水冷却的喷射装置或抽气装置来除掉。然而在实际情况下，这样的操作不能够完全达到效果，时不时需要人工清洁，以除去堆积到一起的灰尘。

在DE 3723611C2的焊接设备中进行板材连续焊接的另一问题在于，待焊接的板材存在明显的缝隙。缝隙宽度例如为约0.2mm。虽然缝隙非常狭窄，但是在焊接过程中仍有较大一部分激光射线穿过缝隙而射透。因此，相对设置的第二焊接机头在焊接过程中将遭受持续的激光射线轰击，所以必须通过适宜的方式进行保护。而且该问题仍然通过这样的情况而恶化，即，在生产设备中由于控制过程的反应时间以及板材和焊接机中的公差而导致不能精确地在板材的开始和结束处打开或关闭激光照射。这表明，可能会分别在焊接过程的开始和结束时，在待焊接板材上的全激光功率导致向下击穿该板材。因此，将两个焊接点或激光焊接机头的相对的设置方案应用在DE 3723611C2的连续焊接设备中于技术上几乎不能实现。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于连续焊接对接导引的带材的装置以及方法，该装置和方法即使在较薄的带材或板材的条件下也能够制造出均匀且相对平滑的焊缝，并且相对于传统的焊接设备，本发明能够具有明显较高的焊接速度。

根据本发明，上述目的通过具有权利要求1的技术特征的装置以及具有权利要求8的技术特征的方法来实现。

本发明的装置具有至少两个焊接机头，这些焊接机头在待焊接的带材或板材的两侧并且沿着带材或板材的输送方向相互错开设置，从而使焊接射线在待焊接的带材边缘或纵向边缘上的作用点相互间隔，该相互间隔的距离至少为朝向第一能量射线的张紧辊的外直径的一半。

在此，两侧的焊接点的距离以这样的尺寸确定，即，使至少两个焊接机头中的第二焊接机头既不设置在围住第一焊接机头的张紧辊中，也不设置在同样相对设置的张紧辊中。

适宜地，本发明的方法的特征在于，至少两个焊接机头在带材或板材输送方向上相互错开地设置，以使能量射线在待焊接的带材边缘或纵向边缘上的作用点相互间隔，该相互间隔的距离至少为朝向第一能量射线的张紧辊的外直径的一半；对至少两个焊接机头的能量射线功率这样进行调整，即，使由各束能量射线产生的熔池侵入深度不延伸超过待焊接的带材或板材的部分厚度，或者在带材或板材具有不同厚度的条件下不延伸超过待焊接的带材或板材之中较薄的一块的部分厚度。