CN101778689B - 以第一工件沿第二工件多次向前用于产生电弧的瞬时螺柱连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将例如螺柱的第一工件用其端面接合到例如金属板的第二工件的接合表面上的瞬时螺柱连接方法，该方法具有以下步骤：a)在端面和接合表面之间形成电弧，以便开始熔化端面和/或接合表面，以及b)将第一工件降低到第二工件上并且切断接合电流(IS)，使得熔体冷却下来并且在第一和第二工件之间获得刚性的接合连接。在该情况下，在步骤a)和b)之间第一工件沿第二工件的方向至少前进一次，以实现电弧的间歇短路，并且随后再次退回，以再次拉引出电弧。

Description

以第一工件沿第二工件多次向前用于产生电弧的瞬时螺柱连接方法

技术领域

本发明涉及将例如螺柱的第一工件用其端面连接到例如金属板的第二工件的接合表面上的热瞬时螺柱连接方法，该方法具有以下步骤： 

a)在端面和接合表面之间形成电弧，以开始熔化端面和/或接合表面，以及 

b)将第一工件降低到第二工件上并且切断接合电流，使得熔体冷却并且在第一和第二工件之间获得刚性的接合连接。 

背景技术

一般公知的瞬时螺柱焊接方法，例如来自DE102004062376A1。 

螺柱在工件上特别是在金属板上的焊接称为螺柱焊接。在用上升点燃(lift ignition)的方法与用尖端点燃(tip ignition)的方法之间产生差别。 

在用上升点燃的螺柱焊接中，如图5所示，第一工件10放置在第二工件12上。随后，在焊接前电流时间t_v中，接通导频电流I_p。随后，第一工件10离开第二工件，在第一工件的端面14和第二工件12的接合表面16之间引起引导电弧18。引导电弧的产生导致在第一工件10和第二工件12之间产生引导电弧电压U_p。 

在焊接时间t_s中，随后是接通比导频电流I_p大得多的焊接电流I_s。由于焊接电弧20，端面14和接合表面16开始精确地熔化。 

随后，第一工件10朝向第二工件12前进，以便因为确定的力和/或位移控制是精确的，使得电弧熄灭。焊接电压U_s变为零，并且切断焊接电流I_s。第一和第二工件之间的全部熔体凝固，使得第一工件10刚性连接到第二工件12。 

在图5中，可以看到，在最后的步骤中，第一工件下降到初始零位置下方，以实现良好的接合效果(由S_d示出)。 

具有上升点燃或引起的电弧的该类型的螺柱焊接被大规模地广泛应用 于，例如汽车工业中的汽车生产安装中。以此方式焊接的螺柱(或其它第一工件)用作车体上的锚，用于紧固部件、电缆等。 

该瞬时螺柱焊接工艺的特征在于短的焊接时间，在6毫秒至100毫秒持续时间的范围内。另外，焊接电流可处于从200A至1800A的范围内。另一方面，导频电流通常倾向于大约为20A。 

焊接工艺的短的持续时间以实现在两个工件之间刚性的接合连接允许以非常高的周期率实施该方法。 

尽管描述的螺柱焊接方法以大规模地方式得以非常可靠地应用，但是需要改进，特别是当在工件中使用非常薄的金属板和/或使用不同材料或合金时。 

发明内容

总而言之，因此需要一种瞬时螺柱焊接方法，该方法灵活且可用高周期时间实现，以便特别地在使用不同的材料、涂层和/或合金时是精确的。 

在开始提及的瞬时螺柱接合的方法的情况中，通过在步骤a)和b)之间第一工件沿第二工件的方向至少前进一次，以实现电弧的间歇短路，并且随后再次退回，以再次拉引出电弧，可实现上述目的。 

尽管期望瞬时螺柱接合的焊接操作非常短暂，如开始所述，但是根据本发明建议在间歇时第一工件朝向第二工件前进，至少达到接合电弧短路的程度。 

该方法可有利地用于许多方面以例如相对于热量引入接合处来优化螺柱接合工艺。 

在当前情况下，使用的术语螺柱等效于术语“第一工件”，并且将以广泛的意义上来理解。其可包括螺栓、销、头螺栓、T螺栓、具有内螺纹的销等。然而，术语螺柱还期望覆盖其它的能够以螺柱焊接方法的方式焊接到诸如金属板的其它工件上的工件，例如螺母，端部焊接的保持板等，也就是说通常地具有例如圆、椭圆、正方形、矩形、多边形或管状形状的端面的工件。优选地，角构件形成在第一工件(螺柱)的端面上以促使电子离开。 

在当前情况下，“热瞬时螺柱连接”目的在于理解为意味着螺柱焊接、螺柱铜焊和螺柱钎焊工艺的所有形式和组合。在钎焊或铜焊的情况下，焊接剂和/或助焊剂目的在于已经呈现在工件中的至少一个上，例如在端面上和/ 或在接合表面上，以及还可为涂层(电镀等)的形式，使得在处理期间至少不需要提供焊接剂。因此，端面和/或接合表面的初始熔化还指的是在端面和/或接合表面上的焊接剂的初始熔化。 

为了呈现更清楚的概观，此后总是参考焊接。然而，术语“焊接”在下文中通常还以上面接合的意义来理解。 

因此，如果在间歇步骤中将焊接电流的量减小至比在间歇步骤之前使用的焊接电流小的短路电流，那么这是特别有利的。 

这使得熔体浴可能在间歇步骤的阶段中冷却下来。另外，蒸发金属可泄露。在此情况下间歇步骤必须保持非常短暂使得熔体不凝固。 

优选地，焊接电流在电弧仍燃烧的时候已经减小。 

在间歇短路中，焊接电流的大小优选地大于在焊接操作的开始时使用的用于电弧点燃的导频电流。因而，能够实现电弧的可靠点燃。 

在间歇步骤之后，焊接电流可再次增加，优选地在产生电弧的间歇步骤的末尾或其后不久(＜1ms)。 

更少热量的引入使得可能保持接合区域中的熔体浴温度相对低，并且例如如此之低以至于工件的钎焊或铜焊也是可能的。 

特别地当使用具有不同材料或涂层或合金的工件时，这允许显著减少焊渣。 

这样的例子是涂上铝或锌用于腐蚀保护的钢质工件，以及例如包括镁和/或锌作为合金成分的铝质工件。 

通过根据本发明的方法，还可能够显著减小焊接电流的大小，例如对于以前使用1800A的场合，减小到从700到1200A的值。 

已经发现，尽管这样的焊接方法占用更长的总时间，但是由此可实现的周期时间不受影向，或不会显著地受影响。 

另外，在该方法的情况下可能在甚至比以前更薄的工件上，特别地在甚至更薄的金属板上实现螺柱焊接连接。 

根据另一优选的实施例，焊接电流设置为直流电。 

在该实施例的情况下，焊接电流在间歇步骤之后具有与以前相同的极性。 

特别地只要使用相对薄的第二工件时，例如从0.4mm至0.7mm厚度的钢板，优选使用这样的直流电。因此，以此方式可以可靠地防止第二工件的点状焊接。优选地，在此情况下极性被选择为使得第一工件(螺距)具有负极性 

在替换实施例的情况下，焊接电流设置为具有交替符号的交流电。 

特别地在相对厚的第二工件的情况下(例如从0.7mm的壁厚起)，结果，第二工件可不仅仅作为散热器而被处理。而是，还可被有效加热，以避免熔体的凝固。相似的情况适合于较厚的铝工件。 

如果焊接电流的符号改变在间歇步骤期间发生，那么在此情况下，这是特别优选的。 

这样的短路阶段提供了最好的时间点以实现极性的可靠改变。 

所需要的电压可比先前方法的情况中的要更低，其中由于处于闲置期间，在极性改变的情况下不得不进行电弧的再次点燃，同时工件彼此相距一定距离。 

总而言之，同样优选的是焊接电流的量设置得在焊接操作开始时比将近焊接操作结束时更高。 

以此方式，特别地在焊接操作的开始时，能够防止熔体的凝固，并且能够减少热量引入到接合处。 

根据再一优选实施例，电弧的产生的持续时间设置得在焊接操作的开始时比将近焊接操作结束时更长。 

以此方式，还可能实现如下效果，与将近焊接操作结束相比，在焊接操作的初始阶段引入相对更大的热量，特别地为了在焊接操作的开始时，允许快速起始熔化，或防止熔体的凝固。 

如果在接合操作的至少第一接合阶段期间，接合电流包括至少两个脉冲，那么这是更优选的。 

在接合操作的第一接合阶段期间，与随后的接合阶段相比，接合电流不得不提供最大的能量。在第一接合阶段期间，接合电流必须将焊接区域内部的表面一直加热到工件的熔化温度。另外，接合电流必须将这些表面熔化相当大的量。为了避免产生过热而飞溅的任何风险，优选通过将接合阶段期间的接合电流分成至少两个脉冲，使放热慢下来。 

这些至少两个脉冲在每个接合阶段具有相同的极性。两个脉冲的提供要被理解为在各个接合阶段期间，至少一次减小接合电流。 

尽管对于第一接合阶段特别优选提供包括至少两个脉冲的接合电流，但是还可能在随后的接合阶段的至少一个中，以至少两个脉冲的形式提供接合电流。 

再一优选的实施例规定，在步骤a)和b)之间，第一工件沿第二工件的方向至少前进两次，为了在每一情况下实现电弧的间歇瞬时短路，并且在每种情况下随后再次退回，为了再次拉引出电弧。 

在该实施例的情况下，热量的引入能够以更加目标化的方式被控制并且保持较低。因此，这提供了一种第一工件(螺柱)来回地执行摆动运动的螺柱焊接方法。 

在此情况下，特别有利的是间歇短路的持续时间在焊接操作的开始时比将近焊接操作的结束时设置得更短。 

以此方式，反过来可能实现的效果是防止熔体在焊接操作开始时凝固。 

如果至少在一些阶段中焊接操作以时间受控的方式进行，那么这也是有利的。 

一方面，这具有相当简单的控制的效果，另一方面，具有相对少的工艺变化性的效果。 

作为替换或除此之外，如果至少在一些阶段中焊接操作以事件受控的方式进行，那么这是有利的。 

这允许对事件立即反应，例如在间歇步骤结束时电弧的产生，并且以与闭环控制处理相类似的方式，这导致更加可靠的处理时序。在此不言而喻，例如在螺柱焊接工艺的各个阶段期间，可控制电流强度和/或螺柱位置为特定值或为变量。 

如果电弧电压的产生和/或短路被用作用于控制焊接操作的事件，那么在此情况下这是特别有利的。 

在两个工件之间产生的电弧电压能够相当容易地测量。另外，在每种情况下，电弧的熄灭或产生使焊接操作的特定子处理开始，因此这可最优地受到控制。 

根据再一优选实施例，焊接操作至少在一些阶段中以次序受控的方式进行。 

这意味着焊接方法的具体步骤仅在其它步骤已经完成时才开始。 

例如，在间歇步骤结束时，螺柱的退回应该仅在焊接电流已经充分地降低时才执行。 

不言而喻，根据本发明的螺柱焊接方法优选地作为时间、事件和时序受控的方法进行，以便以此方式允许整体优化焊接工艺。 

如果在接通焊接电流之后预定时间，间歇步骤通过第一工件朝向第二工件前进而开始，那么这是特别优选的。 

这允许各个焊接电流阶段以临时限定的方式发生。 

根据再一优选实施例，间歇步骤通过在接通焊接电流之后预定时间将焊接电流减小而开始。 

优选地，第一工件的前进和焊接电流的减小以彼此耦合或同步的方式执行。不言而喻，它们不必同时发生，但是彼此应处于确定的时间关系中。 

如果间歇步骤通过在电弧的短路之后的一定时间内第一工件再次退回而结束，那么这也是有利的。 

如果在焊接电流已经减小到预定值之后或在减小到预定值之后的预定时间，第一工件在间歇步骤中再次退回，那么这也是有利的。 

在一个实施例中，焊接电流在间歇步骤中减小到比零大的值。 

然而，根据优选实施例，接合电流在电弧的间隙短路实现之前减小到零。 

对于该实施例，能够具有接合珠滴，该接合珠滴形成在第一工件上以便被容易地沉积在其它工件的熔体中，其中避免了在该步骤期间大的能量转移。因此，能够以更加有效的方式控制能量转移到接合区域。 

在该实施例中，如果在第一工件再次退回之前，再次接通接合电流至中间电流，那么这是优选的。 

因而，中间电流流过接合区域，使得此后可能使第一工件退回，并且由此再次拉引出电弧。 

如果中间电流的绝对值与接合工艺开始时产生的导频电流的绝对值基本上相同，那么这是特别有利的。 

因此电流的绝对值适合于拉引出电弧而不用将太多的能量转移到接合区域。 

在该实施例中，还优选，在基于导频电流已经重新产生电弧之后，再次接通全部接合电流。 

如果再次拉引出电弧之前，在间歇步骤中接合电流减小到低于特定的最大值的值，那么这也是优选的。 

以此方式，可能防止当螺柱从接合区域拉出时，在丝状收缩中关于电弧的重新拉引形成过多的电流密度，可能导致收缩区域中爆发性地蒸发。

如果焊接电流在间歇步骤中没有充分地下降(例如由于在焊接电路中存在大的感应系数)，并且另一方面控制再次抬升螺柱，那么可使用下面的实施例。 

具体而言，包括使用合适的方法，以便一旦再次拉引出电弧就在焊接步骤中将接合电流减小到低于特定的最大值的值，并且在该时间点接合电流还没有达到最大值。 

优选地，这可在非常短暂的时间内发生，并且持续非常短暂的时间。 

如果接合电流在间歇步骤中通过瞬时切断用于产生电弧的电流源，而减小到低于最大值的值，那么在此情况下这是特别优选的。 

结果是，通过自感应而保持的电流也用于在电弧(如果已经形成)处产生电压，使得极大地减小关于电压下降的时间常数(例如10倍)。因而，通过电弧的电流可急剧地减小到低于最大值的值。 

在此不言而喻，电流源仅切断非常短暂的时间，例如小于1ms。该时间周期适合于将焊接电流减小到低于最大值的值。 

接合电流的最大值优选是150A，并且优选地小于150A。 

对于更大的电流，存在由于高电流密度而产生的上述爆发性蒸发的收缩风险，这将导致相当多的飞溅形成物。 

类似地，如果只要电弧电压大于特定的阈值，焊接电流就增加，通过第一工件退回而结束间歇步骤，那么这是有利的。 

因而，对于重新焊接阶段，焊接电流的增加仅在已经再次拉引出电弧时产生。 

如果焊接电流仅在电弧产生后的预定时间(例如小于1ms)再次增加，那么在此情况下这是优选的。这允许防止在接合区域中过热。 

总而言之，如果间歇步骤被控制为以便形成在工件上的焊接珠滴在间歇步骤中被沉积在其它工件的熔体中，并且当第一工件退回时基本上保留在其中，那么这也是优选的。 

这使得可能防止焊接珠滴从一个工件上分离，同时第一工件仍处在离第二工件一定距离处。因为这样的收缩对于过度的加热特别敏感，并且因此在此可容易地发生焊接飞溅，因此焊接飞溅的出现通过优选实施例而显著地减少。 

在该情况下，取决于工件的相对位置(以及可能地取决于焊接电流的极性)，焊接珠滴可从第一工件沉积到第二工件上或反之亦然。 

在优选实施例的情况下，因为这样的焊接珠滴在短路阶段期间与工件分离，因此短路电流应该设置得尽可能小，以避免过热和在收缩(细丝(filament))中爆发性蒸发。这可通过上述实施例来实现，其中考虑到确保焊接电流在中间步骤下降到低于最大值的值。 

因为根据本发明的方法通常允许用更低的焊接电流焊接，因此可能使用更小的且便宜的能源。 

另外，不言而喻，对于已知为清洁闪光(clean-flash)阶段可能结合到根据本发明的焊接方法中。这包括在产生引导电弧之后并且在接通焊接电流之前接通清洁电流，在这样的清洁或清洁闪光电弧的帮助下是为了通过蒸发用于去除防蚀涂层。工件之间的距离通常设置得更大，例如在此设置为等于3mm的值，清洁电流通常小于300A。 

另外，如果第一工件朝向第二工件的前进与减小焊接电流有关，从而在间歇步骤中的短路之前获得比在实际焊接阶段期间更小的电流值，那么整体上这是有利的。 

不言而喻，上述特征和那些仍将在下文中解释的特征不仅可以以各自的特定结合而且可以以其它的结合或独立地使用，而没有脱离本发明的范围。 

附图说明

本发明的示例性实施例在下面的描述中将更加详细地进行解释，并且表示在附图中，其中： 

图1示出了根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的实施例的示例性时序的示意图； 

图2示出了根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的另一实施例的与图1比较的视图； 

图3示出了在根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的再一实施例的情况下，表示各种事件和时序的与图1比较的视图； 

图4示出了用于表示根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的再一实施例的示意图，其中两个清洁阶段在焊接操作中相结合； 

图5示出了根据现有技术的瞬时螺柱焊接方法的示意性表示； 

图6示出了根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的再一实施例的与图1比较的视图； 

图7示出了根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的再一实施例的与图1比较的视图；和 

图8示出了根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的再一实施例的与图1比较的视图。 

具体实施方式

图1以示意的形式示出了根据本发明的瞬时螺柱焊接方法的实施例，其中表示了在两个工件之间流动的电流I以及第一工件关于第二工件的位移(焊接电流I和螺柱位移s)。时序基于图5所示的方法。 

本方法基于第一工件已经置于第二工件上的状态。随后，在引导阶段P中，首先接通相对小的导频电流I_p，例如大约20A。随后，第一工件升高远离第二工件，使得拉引出引导电弧。 

在引导阶段结束之后，跟随的是第一焊接阶段S1，其中流过电弧的电流升高至相对高的焊接电流I_s，例如达到大约800A的值。 

虽然在现有技术中较长时间地使用非常高的焊接电流，但是根据本发明，短路阶段K1在第二焊接阶段K2之前的间歇步骤中发生。在该间隙阶段，焊接电流I_s减小，并且第一工件沿第二工件的方向再次降低，直到工件接触或电弧短路。在短路阶段K1中，更小的焊接电流(为短路电流)流动。因此第一工件上的焊接珠滴可自己分离而不滴落，并且与第二工件的熔体结合。热量到接合处的引入可显著地减少。然而，必须防止熔体凝固，因此短路阶段K1相对短暂。短路阶段K1通过第一工件再次退回更大的位移而结束。因此，一旦由于短路电流而拉引出电弧，电流再次增加到焊接电流I_s。第二焊接阶段S2可比第一焊接阶段S1稍微短暂。另外，在第二焊接阶段S2中，焊接电流I_s可以稍小。 

第二焊接阶段S2之后是第二短路阶段K2。第二短路阶段K2之后是第三焊接阶段S3，并且第三焊接阶段S3之后是第三短路阶段K3。第三短路阶段K3之后是第四且最后的焊接阶段S4。 

在第四焊接阶段S4结束时，第一工件以力和/或位移受控的方式，精确地移回到零线下方处于第二工件上。随着电弧的熄灭，焊接电流I_s被切断。 由此热量到接合区域的引入结束，并且熔体凝固，使得第一工件随后刚性固定到第二工件。 

选择焊接阶段S以及短路阶段K的长度被选择为以使引入到接合区域的热量最小化，但是必须防止熔体的凝固。因此，在焊接操作的开始热量的引入通常稍大(其结果是，第一焊接阶段S1更长或短路阶段K1更短和/或在第一焊接阶段S1中的焊接电流I_s更大)。 

尽管通常可能想到实施根据本发明的方法而不用减小短路阶段中的焊接电流，但是在短路阶段中减小焊接电流是重要的特征，用于减小引入到接合区域的热量，并且可能在少量的飞溅物或没有任何飞溅物的情况下再次点燃电弧。 

图2示出了根据本发明的螺柱焊接方法的替换实施例。通常的时序与第一实施例中的情况相同。然而，在图2的实施例的情况下，为焊接电流提供了交流电而不是直流电。 

引导阶段P之后是第一焊接阶段S1。第一焊接阶段S1之后是第一短路K1。在第一短路阶段K1中，极性改变，使得第二焊接阶段S2具有相反的极性。该第二焊接阶段S2之后是第二短路阶段K2，并且之后是第三焊接阶段S3，这反过来产生与第一焊接阶段S1的情况相同的极性。 

图3示出了与图1相比较的螺柱焊接方法，其中输入了一些时序和事件。另外，电弧电压被另外输入到图3中。 

在图3中使用的符号将如下理解：位移：来回移动；焊接电流：焊接的电流；电弧电压：电弧的电压；上升：退回；下降：前进。 

如在图1的实施例的情况中一样，引导阶段P之后是第一焊接阶段S1。其中，在引导阶段的结束之后，即在时期t_p过去之后，焊接电流I_s接通或增加，在此t_p发生，并形成引导电弧电压，也就是说电弧在引导阶段P中形成。一旦已经达到焊接电流I_s就发生时间控制。在一定时间之后，第一工件朝向第二工件前进，以便以此方式开始第一短路阶段K1。另外，焊接电流I_s也减小。一旦电弧熄灭(事件：短路)，短路阶段K1开始。于是执行第一工件的退回，优选地预定时间之后，但通常仅在焊接电流(短路电流)已经达到具体的低阈值时。这使得可能防止在过多的电流强度处重新产生电弧。 

当第一工件再次退回时，在具体时间点点燃电弧(事件：V_acr)。焊接电流(短路电流)在此仍然相对低。然而，此后，焊接电流再次增加。在第二 焊接阶段S2中，焊接电流I_s可比第一焊接阶段S1中的相比要小δI_s。 

第二焊接阶段S2之后是第二短路阶段。如所述，第二短路阶段可比第一短路阶段更长。另外，第二焊接阶段S2可比第一焊接阶段S1更短暂。 

改变这些参数可实现如下效果：在焊接操作开始时，相对较大量的热量引入到接合区域中，并且将近焊接操作的结束时减小热量的引入。 

第二短路阶段K2之后是第三焊接阶段S3(反过来具有减小的焊接电流I_s和可能具有仍更短暂的持续时间)。在第三焊接阶段S3的结束时，随着电弧的熄灭(事件：短路)，发生焊接电流到零的降低的减小。另外，在该阶段中，前进速度减小，为了避免第一工件过于快速地进入第二工件的熔体中。 

在图3中，还可看到，与在第一短路阶段K1中相比，在第二短路阶段K2中，第一工件可定位在离第二工件稍远的距离处。在焊接阶段S1、S2、S3中，该距离可逐渐增加，以实现方法的优化。 

图4示出了根据本发明的螺柱焊接方法的再一实施例，该实施例通常可与图2的实施例相比较，具体使用交流电源。 

在此情况下，清洁阶段(清洁闪光)C1被结合在引导阶段P和第一焊接阶段S1之间，在所述清洁阶段中，根据导频电流和焊接电流之间的量存在的清洁电流被接通，同时工件之间存在相对大的距离。 

在实际接通焊接电流之前，这允许去除表面涂层和污染物。 

在一些实施例的情况中，焊接操作是取决于极性的。 

因此，为了优化方法，第二清洁阶段C2可结合在第一短路阶段之后的焊接操作中，在此方面也为了实现方法的优化。 

图6示出了具有根据本发明的方法的再一替换实施例的示意图。焊接阶段S1、S2、S3基本上与上述焊接阶段相同。然而，由于短路阶段可在不同焊接操作的情况下或在一个焊接操作中发生，因此短路阶段不同。 

在第一短路阶段K1中，可以看到，焊接电流I_s还没有充分地减小(例如到达低于例如150A，特别地120A的最大值I_M的值)，以避免当螺柱退回时在收缩中形成高电流密度，这处于爆发性蒸发的风险中。因此，随着电弧的产生或在电弧产生之前不久，切断用于产生焊接电流的电流源，使得焊接电流可急剧地下降(至低于最大值I_M)。该切断仅瞬时发生(例如小于1ms)。 

图7示出了具有根据本发明的方法的再一替换实施例的示意图。焊接阶段S1、S2、S3基本上与上述的焊接阶段相同。然而，如下面所述，短路阶 段不同。 

在图7的实施例中，螺柱在时刻t₁沿第二工件的方向移置。这典型地在完全焊接电流时出现。此后不久，在时刻t₂，焊接电流I减小到零。这在螺柱已经到达第二工件并且电弧短路(在t₃)之前出现。 

在螺柱再次退回之前，在时刻t₄接通中间电流。该中间电流具有与在处理开始时产生的导频电流相同或相似的绝对值(如关于图5已经所述的)。 

一旦已经产生中间电流，螺柱再次退回(在时刻t₅)。在已经再次拉引出电弧(在时刻t₆)之后，电流再次切换到完全焊接电流，以开始下一焊接阶段S。 

对于所有的焊接阶段S1、S2、S3，焊接电流I的极性可相同。然而，如图7中的虚线所示，极性可转换，如相对于图2已经基本解释的。 

图8示出了具有根据本发明的方法的再一替换实施例的示意图。该示意图示出了两个焊接阶段S1、S2和短路阶段K1，该短路阶段基本上与图7中的短路阶段相同。 

在图8的实施例中，在焊接操作的第一焊接阶段S1期间，焊接电流I_s包括两个脉冲。 

换句话说，一旦在第一焊接阶段S1期间，焊接电流I_s减小到减小的电流I_R。减小的电流I_R基本上小于焊接电流I_s，但是典型地大于导频电流I_p。 

在焊接阶段S1期间，通过将电流减小到减小的电流I_R，由此形成焊接电流的两个脉冲，放热慢下来以减小飞溅危险。 

要理解到，在第一焊接阶段期间，焊接电流可形成两个或更多的脉冲。此外，在一个或更多的随后焊接阶段期间，焊接电流还可通过两个或更多的脉冲而形成。 

在本发明的范围内使用的电流源优选的是定时电流源(例如具有20kHz的频率)，并具有各自的工作时间和空闲时间的占空因数(例如在几微秒的每种情况下，空闲时间比工作时间更长，例如具有从1∶10至1∶100范围内的占空因数)。在此只要提及电流源的切断，这因此在某种意义上也意味着，对于随后的时间，在该时间点可能处于空闲时间中的电流源将不再接通，也就是说让电流源断开。 

在第二短路阶段K2中，对于焊接电流I_s而言，能够在间歇步骤中充分地减小(至低于最大值I_M的值，同时仍处于短路阶段中)。然而，为了避免 接合区域的过热，在产生电弧之后的预定时间，焊接电流I_s仅再次增加到通常值(例如延迟小于1ms的预定时期，特别地大约100μs)。 

Claims (17)

1.一种将第一工件(10)用其端面(14)连接到第二工件(12)的接合表面(16)上的热瞬时螺柱连接方法，该热瞬时螺柱连接方法包括步骤：

a)在所述端面(14)和所述接合表面(16)之间形成电弧(20)，以使得接合电流(I_s)流过它们之间以便熔化所述端面(14)和／或所述接合表面(16)，以及

b)将所述第一工件(10)降低到所述第二工件(12)上并且切断所述接合电流(I_s)，使得所述熔体冷却下来并且在所述第一工件(10)和所述第二工件(12)之间获得刚性的接合连接，

其特征在于，在步骤a)和b)之间，所述第一工件(10)沿所述第二工件(12)的方向至少前进一次，以实现所述电弧(20)的间歇短路，并且随后再次退回，以再次拉引出电弧(20)，以使得接合电流(I_s)再次流动以便再次熔化所述端面(14)和／或所述接合表面(16)。

2.根据权利要求1所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在所述间歇步骤中，所述接合电流(I_s)的量减小。

3.根据权利要求1所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述接合电流(I_s)设置为直流电。

4.根据权利要求1所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述接合电流(I_s)设置为具有交替符号的交流电。

5.根据权利要求4所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述接合电流(I_s)的符号改变发生在所述间歇步骤的过程中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述接合电流(I_s)的量设置得在接合操作的开始时比将近接合操作的结束时更高。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在所述接合操作的至少第一接合阶段(S1)期间，所述接合电流(I_s)包括至少两个脉冲。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在步骤a)和b)之间，所述第一工件(10)沿所述第二工件(12)的方向至少前进两次，以便在每种情况下实现所述电弧(20)的间歇短路，并且在每种情况下随后再次退回，以再次拉引出电弧(20)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在接通所述接合电流(I_s)之后的预定时间，所述间歇步骤通过所述第一工件(10)朝向所述第二工件前进而开始。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在接通所述接合电流之后的预定时间，所述间歇步骤通过将所述接合电流(I_s)减小而开始。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在所述电弧的短路之后的预定时间，所述间歇步骤通过所述第一工件(10)再次退回而结束。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在实现所述电弧(20)的间歇短路之前，所述接合电流(Is)减小到零。

13.根据权利要求12所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，在所述第一工件(10)再次退回之前，再次将所述接合电流接通至中间电流。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，只要检测到电弧电压(U)大于特定的阈值，那么通过所述接合电流(I_s)再次增加并且所述第一工件(10)退回而结束所述间歇步骤。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述间歇步骤被控制为以使形成在所述第一工件(10)上的焊接珠滴在所述间歇步骤中被沉积在其它工件(12)的熔体中，并且当所述第一工件(10)退回时基本上保留在其中。

16.根据权利要求1所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述第一工件为螺柱。

17.根据权利要求1所述的热瞬时螺柱连接方法，其特征在于，所述第二工件为金属板。

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