CN104768697A - 用于对容器体进行滚缝焊的方法和设备 - Google Patents

用于对容器体进行滚缝焊的方法和设备 Download PDF

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Abstract

在对容器体进行滚缝焊时，利用焊接辊(10、11)进行第一焊接并且紧接着利用焊接辊(20、21)对焊接过的容器体进行第二焊接。与用于焊接质量的焊接参数相关地对第二焊接的焊接力进行设定，该焊接参数在第一焊接时被确定。通过该方式也可以以高的焊接质量对难以焊接的板材进行焊接并且可以提高焊接质量。

Description

用于对容器体进行滚缝焊的方法和设备
本发明要求享有2012年11月6日的申请号为2260/12的瑞士专利申请的优先权，该专利申请的全部内容以此通过引用被并入本发明。
技术领域
本发明涉及一种用于对一系列容器体坯件的搭接地或对接地定位的边缘进行滚缝焊(roll seam welding)的方法，由此形成一系列容器体，其中，在对容器体坯件进行焊接期间分别测定和评价与焊接质量相关的至少一个焊接参数。此外，本发明涉及一种滚缝焊设备，该滚缝焊设备包括焊接辊、输送装置、校准装置和控制器，所述输送装置和所述校准装置用于将具有搭接地或对接地定位的边缘的容器体坯件输送给设备的焊接辊，所述控制器设计用于在容器体焊接时测定和评价与产生的焊缝的质量相关的至少一个焊接参数。
背景技术
已知：预先弄成圆形的容器体坯件、尤其是罐体坯件的纵向接缝借助滚缝焊进行焊接。容器的焊缝并且尤其是用于食品或用于气溶胶的罐的焊缝必须满足高的质量要求。除了焊缝的液密性和气密性之外，该焊缝也必须适用于利用用于容器的内涂层和外涂层的涂层材料进行无缺陷的涂覆。取代众所周知地被用于容器的镀锡钢板(马口铁)，也可以将例如电解镀锡钢板(ECCS；Electrolytically Chromium CoatedSteel)用于包装工业，这对焊接方法提出了更高的要求。此外力求进一步提高焊接速率。为了提高焊接质量在EP-A 2 243 584中建议，测定焊接时的至少一个干扰变量并且改变焊接时的机械的或电气的控制变量，以便降低干扰变量的影响。
发明内容
本发明的任务在于，提高对容器体进行滚缝焊时的焊接质量。由此可以实现使用难以焊接的板材和/或提高焊接速率。
该任务通过如下方式解决：对于所述一系列容器体中的至少一个容器体而言使之前产生的焊缝经受第二滚缝焊，其中，与测定出的所述至少一个焊接参数相关地设定第二焊接的焊接力。
已证明，通过具有一种焊接力的第二焊接也可以在高的焊接速率时产生容器的质量非常高的纵向接缝，该焊接力以在容器体的焊缝的第一焊接时测定出的焊接参数为基础，其中，通过该方式尤其是也可以以具有高质量的焊缝对不镀锡的板和例如ECCS板进行焊接。
优选两个焊接在容器坯件和容器体同一次通过焊接机时直接先后进行。作为选择地，可以在第一焊接机下游串接第二焊接机。在此被第一焊接辊焊接过的容器体优选被输送机构获取并且被该输送机构输送给第二焊接辊。因此，在空间上彼此相离的两个焊接机也可以实施所述方法。
优选测定在第一焊接时或在第一焊接之后的焊接温度作为焊接参数。这可以利用已知的焊接监控器以简单的方式实现。作为选择地或附加地，测定由在第一焊接电极之间的电压降与焊接电流得到的能量值作为焊接参数。如果两个焊接参数都被测定，则优选与两个焊接参数相关地对第二焊接电极的焊接力进行设定。优选对电解镀铬钢板(ECCS；Electrolytically Chromium Coated Steel)进行焊接。
与被测定的焊接参数相关地将第二焊接时的焊接力设定成比在第一焊接时小或者与在第一焊接时相等或者比在第一焊接时大。此外通过一系列试验体优选与测定出的焊接参数相关地确定第二焊接力的设定，这些试验体通过第一焊接和第二焊接被焊接并且之后对这些试验体的焊缝质量进行视觉和机械检查。
此外，本发明的任务是提供一种改进的滚缝焊设备。
该任务在开头所述的滚缝焊设备中通过如下方式解决：所述滚缝焊设备具有第二组焊接辊，该组焊接辊沿着容器体输送的方向位于第一焊接辊下游，并且所述控制器设计用于，与测定出的焊接参数相关地对用于容器体的第二组焊接辊的焊接力进行设定。
已证明，通过第二组焊接辊也可以在高的焊接速率和特殊的金属板品种时得到具有非常高质量的容器焊缝，该第二组焊接辊允许实现具有如下焊接力的第二焊接：该焊接力以在容器体坯件的焊缝的第一焊接时测定出的焊接参数为基础。
优选所述滚缝焊设备设计成，使得被第一焊接辊焊接过的容器体在从第一焊接辊中出来时能够被第二焊接辊获取。作为选择地可以设置输送机构，该输送机构设计用于获取被第一焊接辊焊接过的容器体并且用于将容器体输送给第二焊接辊。
优选滚缝焊设备设计成，使得该滚缝焊设备在第一焊接过程中测定焊缝温度作为焊接参数。作为选择地，滚缝焊设备设计成，使得该滚缝焊设备设计用于测定由在第一焊接电极之间的电压降与焊接电流得到的能量值作为焊接参数。
在另外的方案中，所述滚缝焊设备设计成，使得该滚缝焊设备设计用于测定两个焊接参数，其中，能够测定焊缝温度作为第一焊接参数并且能够由在第一焊接电极之间的电压降与焊接电流得到的能量值作为第二焊接参数，并且第二焊接电极的焊接力能够与两个焊接参数相关地被滚缝焊设备设定。
附图说明
本发明的另外的设计、优点和应用由从属权利要求得出并且根据附图由后续说明得出。在附图中：
图1示意性示出根据现有技术的滚缝焊设备和方法；
图2以同样示意的示图示出根据本发明的方法或根据本发明的滚缝焊设备。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的、在对容器体尤其是罐进行焊接时的方法。焊接设备1具有焊接辊10和11。下部焊接辊10支承在焊接机的未示出的下臂上，该下部焊接辊被相应的容器体包围，但为了更好地解释说明该下部焊接辊在图中显示为可见的，就好像容器体是透明的。上部焊接辊11安装成可被驱动成旋转的并且将该上部焊接辊挤压到下部焊接辊上的力是可手动设定的，以便可以设定焊接力。通过适当的装置实现的驱动装置和焊接力设定装置以方框12示出。一系列2容器体坯件3至6沿着焊接机的所谓的Z形轨9朝向焊接辊10和11被输送，这些容器体坯件由未示出的旋压机构成。在此所述系列2罐体坯件彼此以小的间隔沿着Z形轨9被输送，其中，输送装置(除了Z形轨9以外)在此未示出，因为这是本领域技术人员已知的。在焊接辊10、11上游通常设置有校准工具8，该校准工具仅示意性示出。校准工具8和将容器体的待焊接的纵向边缘搭接的Z形轨9为焊接过程如此准备容器体坯件，使得用于焊接的边缘位置是正确的并且在焊接过程期间维持。在图1中，容器体6的纵向接缝被焊接并且该容器体随后作为容器体离开焊接机并且以本领域技术人员已知的步骤进一步加工为成品容器。容器体3、4和5仍是具有未被焊接过的边缘的坯件。
取代对搭接的边缘进行搭接焊接也可以对彼此贴靠的边缘进行对接焊接，在这种情况下，Z形轨被所谓的S形轨替换。
下部焊接辊10通常可以绕着刚性支承的旋转轴旋转，上部焊接辊11是弹性地安装的且安装成可被驱动成旋转的并且允许借助已说明的驱动装置和焊接力设定装置12来设定焊接力，该焊接力设定装置与焊接机的控制器15连接。由焊接电源14连同焊接变压器13提供的焊接电流I经由导电轨传导给上部焊接辊11、经由容器体坯件的待焊接边缘流向下部焊接辊10并且经由焊接机的未示出的下臂和另外的导电轨再次传导给焊接变压器13。为了对焊接机进行控制而设置已提及的控制器15。所谓的焊接监控器16(其可以是控制器15的一部分)可以测定焊接数据并且提供给控制器15。这是已知的。
图2以与图1类似的示意图示出根据本发明的方法。与在图1中相同的附图标记被用于相同的或功能相同的元件。再次设置焊接辊10和11，这些焊接辊对罐体坯件6进行焊接。已被焊接辊10、11焊接过的罐体已经离开这些焊接辊。根据本发明对相应的已经焊接过的容器体接着进行第二焊接，在此对已经焊接过的罐体7进行焊接。为此设置焊接辊20和21。第二焊接通过由第一焊接的焊接参数中导出的焊接力实现。
在所示的实施例中，焊接辊20和21直接紧接着第一焊接辊10和11设置。因此，在第一焊接辊10、11之间焊接过的罐体7在不离开焊接机的情况下，在同一个焊接机中直接紧接着第一焊接辊10、11到达第二焊接辊20和21之间。为此可以设置从外面作用在所述罐体上的、与校准工具相似或相同的输送机构25，该输送机构将罐体在第一焊接之后输送给第二焊接操作。这可以是不需要的，如果第二焊接辊如此接近第一焊接辊10地被设置，使得被第一焊接辊10、11焊接过的罐体在离开这些辊时就已经到达第二焊接辊20、21之间，从而该罐体被这些第二焊接辊接纳以进行进一步的输送。在该情况下，两个焊接辊对之间的距离小于容器体的高度。
替代地，第二焊接机可以直接紧接着具有第一焊接辊的第一焊接机，该第二焊接机具有第二焊接辊并且该第二焊接机相应地被所述控制器运行，使得第二焊接与至少一个所述焊接参数相关地被实现。在该情况下，在第一焊接机和第二焊接机之间设置有传送装置，该传送装置将罐体从第一焊接机的输出端传送给第二焊接机的输入端。这种传送装置是本领域技术人员已知的。
第二上部焊接辊21被驱动成旋转的并且该第二上部焊接辊对第二下部焊接辊20的压紧力可以通过控制器15进行设定。这通过布置系统12’示出，该布置系统原则上具有与已知的布置系统12相同的结构。为了说明能够利用布置系统12’设定焊接力，在图2中示出沿着焊接力的力方向的、与布置系统12’相连的灰色箭头。该箭头还包括另外一个方框，该方框以象征性的图示示出上部焊接辊，该上部焊接辊被弹簧施加力F。该图示应使理解更容易。第二下部焊接辊20同样可旋转地固定在焊接机的未示出的下臂上。该第二下部焊接辊在图中显示为可见的，尽管它被罐体包围并且因此不可见。焊接监控器16以本领域技术人员公知的方式确定至少一个焊接参数，该焊接参数在利用焊接辊10、11进行第一焊接时被用作为焊接质量的指标。从该焊接参数中导出借助焊接辊20和21进行第二焊接的焊接力设定值。下面对此给出一个实施例：
在一个实施例中在容器体由DR8材料制成的情况下，第一焊接通过50daN的焊接力和4500A的焊接电流实现。由控制器或监控器测定出焊缝温度作为焊接参数。这例如通过在与焊接辊很小的间距处进行的温度测量实现并且在已知的焊接监控器中已经作为测量已知。可以测定由在焊接电极之间的电压降和在焊接回路中的电流得出的能量值作为第二焊接参数。这些焊接参数中的一个焊接参数或者两个焊接参数都被用于设定第二焊接的焊接力。这同样可以手动进行，其方式为：显示器示出待设定的焊接力，或者第二焊接辊的焊接力可以通过设定装置自动地进行设定，例如以电动、气动或磁性的方式实现。
第二焊接的焊接力可以与第一焊接的一个焊接参数或两个焊接参数相关地被设定为与在第一焊接时相同的或比在第一焊接时大的或比在第一焊接时小的。因此，焊接力在第二焊接的所述实施例中设定为小于50daN并且优选可以设定在25daN左右或45daN左右。或者用于第二焊接的焊接力也被设定为50daN。或者所述焊接力被设定为大于50daN，例如在55至70daN的范围内。这不仅可以在手动设定第二焊接力的情况下而且可以在自动设定第二焊接力的情况下实现。选择到底应通过较低、较高还是相同的焊接力实现第二焊接，以便在第二焊接结束时可以获得最佳的焊接结果，可以通过对一系列测试容器体的试验确定，在这些试验中在第二焊接之后测定焊缝质量。这一方面以已知的方式通过对焊缝的视觉检查并且另一方面通过撕开接缝实现。利用测试容器体对于焊接参数(焊缝温度和/或由在第一焊接电极之间的电压降与焊接电流得出的能量值)的不同的值来测定：在第二焊接时测试体的焊接力的较低的值或较高的值或相同的值是否改善焊接结果。如果焊接力的值被确定，则该值可以被使用于一系列容器体。在对一系列容器体进行焊接期间所述测定也可以随机地或以周期性的间隔进行。当然，焊接参数和焊接力值可以被存储在表中并且在对相同或相似的板材重新进行焊接时再次被调用，使得可以避免与焊接参数相关的第二焊接力的值的重新确定，因为可以参考已经事先确定的值。特别有利的是，本发明应用在由电解镀铬的钢板(ECCS；Electrolytically Chromium Coated Steel)制成的容器体中。
在本申请中描述了本发明的优选实施形式，但应清楚地指出的是：本发明不限于此并且也可以在下面的权利要求的范围内以其它方式实施。

Claims (16)

1.一种用于对一系列(2)容器体坯件(3-7)的搭接地或对接地定位的边缘进行滚缝焊的方法，利用该方法形成一系列容器体，其中，在对容器体坯件进行焊接期间分别测定和评价与焊接质量相关的至少一个焊接参数，其特征在于，对于所述一系列容器体中的至少一个容器体(7)而言，使之前产生的焊缝经受第二滚缝焊，其中，与被测定出的所述至少一个焊接参数相关地设定所述第二焊接的焊接力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二焊接在同一个焊接机中紧接着第一焊接进行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，被第一焊接辊焊接过的容器体在从第一焊接辊(10、11)中出来时由第二焊接辊(20、21)获取。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，被第一焊接辊焊接过的容器体由输送机构(25)获取并且被该输送机构输送给第二焊接辊。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，测定焊缝温度作为焊接参数。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，测定由在第一焊接电极之间的电压降和焊接电流得到的能量值作为焊接参数。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，测定两个焊接参数，其中，测定焊缝温度作为第一焊接参数并且测定由在第一焊接电极之间的电压降和焊接电流得到的能量值作为第二焊接参数，并且与这两个焊接参数相关地设定第二焊接电极的焊接力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，对电解镀铬的钢板(ECCS；Electrolytically Chromium Coated Steel)进行焊接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，与测定出的焊接参数相关地将在第二焊接时的焊接力设定成比在第一焊接时小或者与在第一焊接时相等或者比在第一焊接时大。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，通过一系列试验体与测定出的焊接参数相关地确定第二焊接力的设定，该一系列试验体通过第一焊接和第二焊接进行焊接并且之后对该一系列试验体的焊缝质量进行视觉检查和机械检查。
11.一种滚缝焊设备(1)，其包括焊接辊(10、11)、输送装置(9)和校准装置(8)以及控制器(15、16)，所述输送装置和校准装置用于将具有搭接地或对接地定位的边缘的容器体坯件(3-7)输送给设备的焊接辊，所述控制器设计用于在容器体进行焊接时测定和评价与产生的焊缝的质量相关的至少一个焊接参数，其特征在于，所述滚缝焊设备具有第二组焊接辊(20、21)，该第二组焊接辊沿着容器体输送的方向位于第一焊接辊下游，并且所述控制器(15、16)设计用于与测定出的焊接参数相关地设定用于容器体的第二组焊接辊的焊接力。
12.根据权利要求11所述的滚缝焊设备，其特征在于，所述滚缝焊设备设计成，使得被第一焊接辊焊接过的容器体在从第一焊接辊(10、11)中出来时能够被第二焊接辊(20、21)获取。
13.根据权利要求11所述的滚缝焊设备，其特征在于，所述滚缝焊设备具有输送机构(25)，该输送机构设计用于获取被第一焊接辊焊接过的容器体并且用于将所述容器体输送给第二焊接辊。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的滚缝焊设备，其特征在于，所述滚缝焊设备设计用于测定焊缝温度作为焊接参数。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的滚缝焊设备，其特征在于，所述滚缝焊设备设计用于测定由在第一焊接电极之间的电压降和焊接电流得到的能量值作为焊接参数。
16.根据权利要求11至13中任一项所述的滚缝焊设备，其特征在于，所述滚缝焊设备设计用于测定两个焊接参数，其中，能够测定焊缝温度作为第一焊接参数并且能够测定由在第一焊接电极之间的电压降和焊接电流得到的能量值作为第二焊接参数，并且第二焊接电极的焊接力能够与两个焊接参数相关地被滚缝焊设备设定。
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