[发明专利]栓柱焊枪和栓柱焊接方法

说明书

一种用于将焊接栓柱(20，120)沿焊接方向焊接至基材(30)的焊枪(40)，该焊枪包括用于在焊接操作期间固持该焊接栓柱的固持装置(144)，其中，该焊接栓柱具有接触表面(125)，该接触表面旨在在该焊接操作之前和/或期间与该基材接触，该焊枪进一步包括用于将该固持装置与该焊接方向相反地运送到沉降开始位置的栓柱提升装置(150)、进一步包括用于从该沉降开始位置沿该焊接方向运送该固持装置的栓柱沉降装置(160)、进一步包括具有用于将该焊枪支撑在该基材上的支承表面(175)的支承元件(170)、并且进一步包括用于相对于该支承表面沿该焊接方向自动适配该沉降开始位置的装置。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于将栓柱紧固至基材的装置和方法、并且还涉及此类栓柱。

背景技术

存在多种已知装置和方法，在不同的应用中，通过这些装置和方法将多种不同栓柱紧固到基材上。例如，使得栓柱与基材接触并且向其施加电流。出于此目的，用导电的栓柱固持器固持栓柱。

一旦电流在栓柱与基材之间流动，就将栓柱从基材提起以形成电弧。释放出的能量使得栓柱和基材的材料部分液化。然后断开电流并且将栓柱沉降入液化的材料中，同时此材料冷却并且变成固体。于是栓柱就以整体结合的方式连接至基材。

为了提供使栓柱和基材的材料在足够短的时间内液化所必需的能量，存在已知装置，这些装置产生非常高强度的电流并且使用相应规制的电缆将该电流馈送至栓柱。为了避免液化的材料氧化，已知的是，用惰性气体包围栓柱与基材之间的接触面积。

例如在建筑或造船应用的情况下中，使用了用于将物体拧紧到其上的多种不同尺寸的螺柱，以便将物体紧固到基材上。紧固方法的一些参数(例如持续时间和电流的电功率)由使用者在装置上设定并且使得其与所使用的栓柱相适配。使用者最后借助于视觉检查来评估栓柱与基材之间的连接品质。因此，连接品质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使得将栓柱紧固至基材更容易和/或有所改进的装置和/或方法。

此目的通过一种用于将焊接栓柱沿焊接方向焊接至基材的焊枪来实现，该焊枪包括用于在焊接操作期间固持该焊接栓柱的固持装置，其中，该焊接栓柱具有接触表面，该接触表面旨在在该焊接操作之前和/或期间与该基材接触，该焊枪进一步包括用于将该固持装置与该焊接方向相反地运送到沉降开始位置的栓柱提升装置、进一步包括用于从该沉降开始位置沿该焊接方向运送该固持装置的栓柱沉降装置、进一步包括具有用于将该焊枪支撑在该基材上的支承表面的支承元件、并且进一步包括用于相对于该支承表面沿该焊接方向优选地自动适配该沉降开始位置的装置。沉降开始位置不像在已知焊枪的情况中那样取决于支承元件沿焊接方向的位置，而是取决于接触表面的位置。结果是，即使对于非平面基材，例如对于具有弯曲、凹陷、灰尘或先前已去除表面层的基材，仍确保期望的沉降开始位置。该装置优选地被设置用于自动适配沉降开始位置以便使栓柱提升装置相对于支承表面沿焊接方向移动，也就是说用于自动适配栓柱提升装置与支承表面之间沿焊接方向的距离。

有利实施例的特征在于，该焊枪包括用于将该栓柱提升装置锁定在相对于该支承表面的两个或更多个不同位置上的锁定元件。

有利实施例的特征在于，该焊枪包括可在驱动位置与释放位置之间移动的驱动元件，其中，该驱动元件处于该驱动位置将该固持装置的与该焊接方向相反的移动传递到该栓柱提升装置，并且其中，该驱动元件处于该释放位置使得该固持装置能够相对于该栓柱提升装置与该焊接方向相反地移动。

有利实施例的特征在于，该焊枪包括固持弹簧，该固持弹簧相对于该栓柱提升装置沿该焊接方向促推该固持装置。另外的有利实施例的特征在于，该焊枪包括驱动弹簧，该驱动弹簧相对于该支承元件沿该焊接方向促推该栓柱提升装置。该驱动弹簧的弹簧常量优选地大于该固持弹簧的弹簧常量。

有利实施例的特征在于，该栓柱提升装置适用于当该固持装置被运送到该沉降开始位置时使该驱动元件从该驱动位置移动到该释放位置。