[发明专利]用于清洁以及将接合元件接合到工件上的方法和装置

说明书

一种用于将接合元件(18)接合到工件(20)上的方法(50)，特别是用于螺柱焊接或螺柱胶合的方法，其特征在于以下步骤：提供接合元件(18)和工件(20)，所述接合元件(18)将接合到所述工件(20)上；检测所述工件(20)和/或所述接合元件(18)的至少一个特征变量(52)；评估所述至少一个特征变量，并将所述至少一个特征变量分类为至少第一变量类和第二变量类中的一者(54)；如果所述至少一个特征变量被分类为所述第一变量类，则执行接合过程(58；64)；以及如果所述至少一个特征变量被分类为所述第二变量类，则对所述工件(20)和/或所述接合元件(18)执行清洁过程(66)，并且在所述清洁过程(66)之后，执行接合过程(68)。

技术领域

本发明涉及一种用于将接合元件接合到工件上的方法，特别是用于螺柱焊接或螺柱胶合的方法。

本发明还涉及一种用于将接合元件接合到工件上的接合装置，特别是用于实现上述方法的接合装置，其中接合装置具有接合头，该接合头包括用于接合元件的保持设备，并且借助该保持设备，接合元件可相对于工件沿接合轴线移动。

背景技术

例如在所谓的螺柱焊接或胶合领域，这种接合方法和相关的接合装置是众所周知的。

在这方面，螺柱以这样的方式接合到诸如金属板等工件上：螺柱相对于工件的表面垂直地突出。以这种方式接合的部件可用于例如将塑料夹子紧固到螺柱上。夹子可以用于例如相对于工件固定管道或线缆，例如燃料管线或制动管线。因此，通用类型的接合方法特别用于机动车辆的车身制造领域。

在螺柱焊接中，在接合元件和工件之间建立电流，其中接合元件相对于工件升高，从而在它们之间使得电弧通过。电弧导致工件和接合元件相对的表面熔合(或熔化)。此后，将接合元件下降到工件上，使得电接合电流短路。整个熔体硬化，并且结束接合过程。

在螺柱胶合中，接合元件通常利用可激活的粘合剂预先设置在接合表面上。然后通过激活粘合剂实现螺柱胶合。此后，将接合元件和工件彼此压在一起，最后使粘合剂固化。这可以通过使用各种外部因素(特别是通过加热)来完成。

这种接合连接的质量，这不仅是取决于实际接合过程。这里，工件(也可能是接合元件)的材料特性和表面质量对接合连接的质量也起了重要的作用。这适用于工件和接合元件由钢制成的情况。特别是，当工件和接合元件分别由铝合金制成时，存在这些问题。

在基于铝合金的接合连接中，工件特性的变化尤其明显。这些性质可包括铝合金是否由回收材料构成。另外，确切地说，特别是在挤塑成型材料的情况下，在上层的不均匀的晶粒尺寸方面会出现问题，该层可以达到最多1mm的深度。

这种不均匀的晶粒尺寸会导致不同的导电率。因此，这可以影响通过电弧的电流。

此外，许多工件是在铸造过程中生产的。这产生了表面涂有脱模剂的问题，脱模剂可以由蜡、油、聚硅氧烷、烃、聚合物等构成。特别是当这种脱模剂的涂层在整个区域上不均匀时，很难适当地调整接合参数。在涂有碳的情况下，这会导致焊接接头中的孔或收缩孔，因此总体上导致焊接接头的较高孔隙率，这会不利地影响焊接接头的强度。

此外，合金元件会对可焊性产生影响。

一般而言，尽管要求物料具有限定或规范的表面规格，但是实践上，并不总是适当地观察这些接合过程是根据接合参数特别定制的表面规格。

在螺柱焊接领域中，已知在实际螺柱焊接过程之前执行电弧清洁过程(“电弧清洁(clean flash)”)。在这方面，在实际焊接过程之前，建立具有交替极性的电弧，基于该电弧，杂质被电离并从工件表面剥离。该过程的一般问题是杂质其后附着在螺柱上的另一个接合表面上，因此，在这种情况下，在一致的接合连接方面也会出现问题。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是限定一种用于将接合元件接合到工件上的改进方法和一种用于此目的的改进的接合装置。