[发明专利]焊接装置和焊接方法

说明书

公开了一种将焊接螺柱(20)焊接至基材(30)的装置和方法。在焊接螺柱(20)和基材(30)之间向焊接螺柱(20)施加焊接电流，使得焊接螺柱(20)的材料和基材部分液化。然后将焊接螺柱(20)沉浸到焊接螺柱(20)或基材(30)的固化材料中，以便在焊接螺柱(20)和基材(30)之间形成内部粘结。

技术领域

本发明一般涉及一种将螺柱固定到基材上的装置和方法，以及这样的螺柱。

背景技术

目前存在多种公知的装置和方法，通过这些装置和方法可以在不同的应用场景下将各种螺柱固定到基材上。例如，可以将螺柱与基材接触，并向其施加电流。只要螺柱和基材之间有电流流动，螺柱就会从基材被提升形成电弧。进而，所释放的能量使得螺柱的材料和基材部分液化。接着，在被液化的材料冷却变成固体之前将螺柱沉浸此材料中，从而最终将螺柱粘结到基材上。

有一些已知的装置，这些装置会产生高强度的电流，并使用相应额定的电缆将该电流供给螺柱，以提供在较短时间内液化螺柱材料和基材所需的能量。为了避免液化材料被氧化，众所周知，可以用惰性气体包围螺柱和基材之间的接触区域。

例如，在建筑物配置或造船的应用场景中，会用到各种尺寸的物品拧紧到其上的螺纹螺柱，以使该物体固定到基材上。上述固定方法的一些参数，例如电流的持续时间和电功率，可以由使用者在装置上进行设置，以适配所使用的螺柱。最后是通过使用者的目测来评估螺柱和基材之间的连接质量，因此，连接的质量还取决于使用者的经验和能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种将螺柱更容易和/或更改进地固定到基材的装置和/或方法。

本申请的主题是一种将焊接螺柱焊接到基材的装置。该装置包括：螺柱夹持器；焊接电流接触元件，其用于向该焊接螺柱施加焊接电流，以部分液化焊接螺柱的材料和/或基材；以及螺柱沉浸装置，其用于在由于焊接电流使得焊接螺柱和/或基材部分液化时将焊接螺柱沉浸到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中。此外，该装置优选地包括螺柱提升装置，其用于在保持焊接螺柱与基材之间的焊接电流流动的同时从基材提升该焊接螺柱，从而，特别优选地，在焊接螺柱与基材之间形成电弧。同样优选地，螺柱夹持器包括焊接电流接触元件。

根据本申请的一个方面，该装置包括影响焊接螺柱速度的装置，该速度是在焊接螺柱沉浸到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中时由螺柱沉浸装置引起的速度。这使得焊接螺柱的运动受控，从而稳定了焊接操作。

有利的配置在于，所述影响焊接螺柱速度的装置具有第一致动器和第二致动器。第一致动器优选地包括第一提升磁体。第二致动器同样优选地包括第二提升磁体。

有利的配置在于，第二致动器沿与第一致动器相反的方向作用。在替代的配置中，第二致动器沿与第一致动器相同的方向作用。

有利的配置在于，第二致动器对由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的速度产生的影响是可控的。在替代的配置中，第二致动器对由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的速度产生的影响是指定的。

有利的配置在于，该装置包括控制装置，其用于控制上述螺柱提升装置和/或螺柱沉浸装置和/或影响焊接螺柱速度的装置。

有利的配置在于，上述影响焊接螺柱速度的装置包括线性或非线性的传动机构，优选地耦合传动机构或肘杆传动机构，用于将螺柱提升装置和/或螺柱沉浸装置的运动传递到螺柱夹持器的运动中。

有利的配置在于，所述影响焊接螺柱速度的装置旨在用于，优选地多次，延迟和/或逆转由焊接螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的运动。

根据本申请的一个方面，该装置包括检测装置，其用于检测在焊接操作期间产生的排放，优选地在焊接螺柱沉浸焊接螺柱和/或基材的被液化的材料期间产生的排放。这使得焊接螺柱与基材之间的焊接连接质量能够根据客观标准来进行评估。

有利的配置在于，检测装置旨在用于检测声、电、磁和/或光排放。