[发明专利]具有自动调节的焊丝进给速度的焊接设备和焊接方法

说明书

为了在焊接方法中简单地调节焊丝(8)到焊接点(25)的供应，规定，借助焊丝(8)截取由焊接电流(I_S)在电极(4)周围产生的电位(P)并基于截取的电位(P)实施对焊丝进给速度(v_D)的控制并且通过控制产生平均焊丝进给速度

技术领域

本发明涉及一种焊接方法和焊接设备，其包括具有电极的焊炬和焊丝，所述焊丝以焊丝进给速度被供应到焊接点，其中，为了进行焊接，通过流过电极的焊接电流在电极和待焊接工件之间维持电弧。

背景技术

本发明涉及一种使用电极的焊接方法。焊接电流流过电极，以便在电极和待焊接工件之间形成并维持电弧。电弧在焊池中熔化工件的材料。在熔化电极的情况下，电极也熔化，以已知方式补充熔化电极。焊接填料以焊丝的形式(本身具有任意横截面)被保持在电弧或焊池中，由此焊接填料也熔化并在焊池中与工件的材料结合。通常，还使用惰性保护气体(通常是氩气或氦气)来防止熔体与环境空气接触。另外，也可将加热电流引入焊丝中，以便电加热焊丝并辅助焊接填料的熔化。已知的此类焊接方法是使用由钨或钨合金制成的不熔化电极的WIG焊接(钨极惰性气体保护焊)，或者分别使用熔化电极的MIG焊接(金属惰性气体保护焊)或MAG焊接(金属活性气体焊接)。

在这种焊接方法中，常常借助焊丝进给器将焊丝供应到焊接点。在此通常根据设定的焊接电流水平设定恒定的焊丝进给速度。在此焊丝常常过深地浸入焊池中或者焊丝失去与焊池的接触并离开焊池太远。这两种情况都会使焊接效果劣化并可导致焊缝不均匀或焊缝缺陷。这尤其是发生在手动操作焊炬时，在其中无法精确保持焊炬和工件之间的距离。但这也可能发生在机器人控制的焊炬中，例如在焊接更复杂的几何形状和/或以不同的焊接速度焊接时。

为了消除该问题，由WO 2010/082081 A1已知利用流过焊丝的加热电流来检测焊丝和工件之间的电压变化。当电压变化超过预定的极限值时，在定义的时间段内将加热电流减小到非常小的值，以防止焊丝快速熔化。利用剩余的小加热电流，检测焊丝与工件(更确切地说是与焊池)的重新接触。在这种接触中产生短路，从而焊丝与工件之间的电压降至零。当识别重新接触时，再次增加流过焊丝的加热电流。因此，该方法只能用于热焊丝应用(通过加热电流对焊丝进行附加加热)，而不能用于冷焊丝应用(没有这种加热电流)。而该方法也只能在很窄的范围内有效，因为不能可靠地解决在错误或不利地设定焊丝进给速度时的基本问题(焊丝过深地浸入焊池，焊丝与焊池之间的接触消失)。

在JP 60-036860B中评估在电极周围产生的电位，以改变焊丝相对于工件的位置。电位可作为焊丝与工件之间的电压来测量并用于由其推导焊丝在焊池中的浸入位置。由此调节焊丝相对于工件的位置，具体地说是焊丝与工件之间的距离，以设定最佳的浸入位置。该方法是基于在焊池和焊丝之间始终存在接触。因此在焊丝和工件之间实际上总是存在短路并且可检测的电压非常小并且在非常窄的范围内，这使得该方法容易出错并且不可靠。除此之外，需要附加的控制器和致动器来相对于工件以及相对于焊炬调节焊丝的位置。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种焊接方法以及一种相应的焊接设备，其具有电极和焊丝形式的焊接填料，通过所述焊接方法/焊接设备能够以简单而可靠的方式消除与将焊丝进给到焊池相关的问题(焊丝过深地浸入焊池，焊丝与焊池分离)。

根据本发明，所述任务由此解决：借助焊丝截取由焊接电流在电极周围产生的电位并基于截取的电位实施对焊丝进给速度的控制并且通过该控制产生平均焊丝进给速度。通过检测到的电位可直接确定焊丝是否与焊池接触以及焊丝距焊池多远。因此，这样截取的电位可用于控制焊丝进给速度，以使焊丝不会浸入焊池太深，也不会距离焊池太远。因此，不必直接控制焊丝进给速度，而是调节焊丝相对于焊池的位置，从而间接地调节产生的平均焊丝进给速度。