CN110386764A - 具有喷嘴状的焊头和在该焊头中延伸的通道的焊接工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接工具，所述焊接设备具有喷嘴状的焊头和在该焊头中延伸的用于输送热气的通道，其中，所述通道过渡到用于排出热气的开口中，并且借助于热气能加热所述焊头和焊接周围环境的区域。按照本发明，所述焊头具有一个或多个接触面，所述接触面具有表面结构，所述表面结构与焊接对象的表面结构相对应，使得所述焊接对象能以最小的热阻力与所述焊头热接触，其中，借助对所述焊头的套装和对焊接对象的接触，通过所述开口的热气射束获得至少一个换向或转向。

Description

具有喷嘴状的焊头和在该焊头中延伸的通道的焊接工具

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的焊接工具，所述焊接工具具有喷嘴状的焊头和在该焊头中延伸的用于输送热气的通道，其中，所述通道过渡到用于排出热气的开口中并且借助于热气不仅能加热所述焊头而且能加热焊接周围环境的区域。

背景技术

从现有技术预先已知所谓的接触焊法。在这里，借助于直接接触向要焊接的、亦即要连接的元件中引入热能。在这里，最耳熟能详的实例是使用传统焊铁。在焊接到玻璃上或者印银时仅加热小面积。这可能导致：由于热输入在周围的玻璃上出现裂纹，因为经加热的区域膨胀并且在此由较冷的未膨胀的区域包围。

因此，接触焊的具有例如5秒的短过程时间的优点换来在玻璃中的可能的裂纹形成的缺点。技术上实现的产品在这种情况中例如是机动车的窗玻璃，所述窗玻璃设有热导体或印刷天线并且所述窗玻璃必须经由焊烙垫接触。

此外，热风焊也属于现有技术。在此，经由气流在一定程度上无接触地向焊接对象中引入热能。

在热风焊中期望10秒至15秒范围内的较长的过程时间。

已经证实的是：焊接对象按照其热容量和其空间膨胀作为冷却体起作用，使得经过一定的时间直至整个焊接对象达到足以熔化焊料的温度。

在这段时间期间通过热风流也对绕焊接部位的空间加热。

如果在这里又涉及玻璃基体上的焊接部位，则要确定的是：所使用的玻璃具有小得多的导热性。这意味着：非常快速地局部受限地存在较高的温度。

基于铜材料的导热性比玻璃的导热性高约300倍且在优质钢或FeNi中导热性比玻璃的导热性高20倍的事实，在直接靠近焊接部位的地方、亦即紧靠焊接部位的周围环境中获得显著的温度峰值。

在热风焊中的其他问题在于：必须采取附加的措施，以便在载体上、例如玻璃板上焊接期间固定焊接对象、亦即要焊接的构件。

由DE2440005A1预先已知一种用于加热气态的和/或液态的流动介质的设备。那里的设备能够输出定向的介质流、特别是气流。具体而言，预先已知的解决方案示出通过电的焊接设备输送经加热的空气的定向流。

在根据US5483040A的电焊铁中，玻璃被电加热并且通过金属焊头引导，该金属焊头被深度开缝或起棱，以便确保最大程度的热传递。缝也可以如此成形，使得热气向前经由焊头排出，以便给焊接对象、亦即工件同样输送热。

缝也可以如此构造，使得热气可以侧向或向后导出，以便在从焊接过程的周围环境去除有害物质时进行帮助。

US5804795A公开了一种焊头蓄热器。在此，焊头与蓄热器组合起来，其中，蓄热器基本上包括空心柱，该空心柱既设置在柱形加热器的上方也设置在金属焊头的一部分的上方。

在一种实施方式中，与此相关的焊接设备的作业头(Arbeitsspitze)设有缝，以便能实现热气排出。取代热气也可以将保护气体引导到焊接区域。

由现有技术概括而言，已知的接触焊法和热风焊法都具有优点和缺点，其导致：非此即彼的方法仅最佳地适于某些应用，因为否则在焊接对象处或在焊接对象的周围环境中出现损坏或产生过大的过程周期，其在经济方面应被避免。

发明内容

因此，由上述内容出发，本发明的目的在于：给出一种扩展的焊接工具，所述焊接工具具有喷嘴状的焊头和在所述焊头中延伸的用于输送热气的通道，其中，所述焊接工具将被证明的接触焊的优点与热风焊的优点相结合，然而保证：在局部的温度峰值的意义中避免焊接对象与基体之间的温度梯度，以便避免特别是基体上的损坏。

本发明的所述目的的解决方案利用按照权利要求1的特征组合的焊接工具进行，其中，从属权利要求包括至少适宜的设计方案和改进方案。

因此，从具有喷嘴状的焊头的焊接工具出发。

用于输送热气的通道在所述焊头中延伸，其中，所述通道过渡到用于排出热气的开口中。

借助于热气能加热所述焊头和焊接周围环境的区域。

按照本发明，所述焊头具有一个或多个接触面，所述接触面具有表面结构，所述表面结构与焊接对象的表面结构相对应。

在这里，特别是涉及平坦的接触面。

利用这样的构造，焊接对象能以最小的热阻力由所述焊头热接触和机械固定。

借助对所述焊头的套装和对焊接对象的机械接触，通过所述开口的热气射束获得至少一个换向或转向。

就此而言，热气射束不再直接且尽可能无阻碍地到达基体上，焊接对象要紧固在该基体上。具体而言，流动转向导致：在考虑焊接对象与基体之间的不同热膨胀系数的情况下尽可能均匀地加热所述基体。由此，避免由热决定的应力。

基于焊头的接触面直接触碰焊接对象的表面的事实，补充地发生热能向焊接对象的快速传递，这导致过程时间的缩短。

因此，表面的能量传递通过焊接工具、亦即喷嘴状的焊头与焊接对象的接触发生。周围环境借助热气、特别是热风间接地且较缓慢地加热。因此，对不同温度传导性能的一定补偿，以使在基体、特别是玻璃中的热分布较均匀。

在本发明的第一实施方案中，所述焊头构造为空心柱形的喷嘴，其中，在指向焊接对象的喷嘴端处在空心柱的中央构造有至少一个所述接触面，并且所述接触面由多个用于排出热气射束的开口包围。

在一种设计方案中，所述开口从接触面平面凹入(zurückversetzt)。

所述至少一个接触面设计成垂直于空心柱纵轴线地延伸。

经由空心柱的壁厚能够预先给定或者说设定所述焊头的热容量。

较大的壁厚导致较大的热容量并且因此导致对在一定程度上较大的蓄热器的实现。由此，较大的焊接对象也可以快速地且安全地在短的过程时间之内成功地材料锁合地连接。

在本发明的第二实施方式中，所述焊头构造为空心柱形的喷嘴，其中，多个接触面作为柱壁的轴向凸起实现。

在各所述凸起之间设置有自由空间，所述自由空间构成用于排出流过柱内部的热气的开口。

在这里，所述凸起可以城垛状地实现。

通过所述开口的位置和构造能预先给定热气射束方向，使得能够有针对性地实现用于保护焊接对象处或附近的热敏感部件的遮蔽区域。

附图说明

下面要借助实施例以及借助附图详细描述本发明。

图1a示出按照本发明的喷嘴状的焊头的第一实施方式的侧视图；

图1b示出按照第一实施例的焊头的接触面侧的俯视图；

图1c示出按照第一实施例的焊头沿着线A-A的纵剖视图；

图1d示出按照第一实施例的喷嘴状的焊头的透视图；

图2a示出喷嘴状的焊头的第二实施例的侧视图，该焊头具有城垛状的凸起；

图2b示出城垛状的接触面的俯视图；

图2c示出喷嘴状的焊头的第二实施方式沿按照根据图2b的线A-A的纵剖视图；

图2d示出喷嘴状的焊头的第二实施方式的透视图；

图3示出按照第一实施例的喷嘴状的焊头的实际应用的原理图，其具有通过箭头标示的转向的热气射束；

图4示出与根据图3的图示类似的图示，然而使用按照第二实施例的喷嘴状的焊头。

具体实施方式

按照第一实施例的具有喷嘴状的焊头的焊接工具首先从空心柱1出发，该空心柱按照图1c和图2c可以具有不同的壁厚，由此能控制对应焊头的热容量。

按照图1a至图1d的图示的焊头具有中央的接触面2。

中央的接触面由多个用于排出热气射束的开口3包围。

开口3从接触面平面2出发关于附图中的图示向下指向地凹入。

按照图2a至图2d的实施例，焊头又从基本结构起是空心柱1，然而与根据图1c的实施例相比设有较大的壁厚。

多个接触面4；5；6；7作为柱壁的轴向凸起延伸并且构成用于将热传递到焊接对象、例如焊脚8上的接触面，例如在图4中示出的那样。

在各凸起4；5；6；7之间保留自由空间，所述自由空间具有与对于第一实施例阐述的开口3类似的功能。

凸起4；5；6；7是城垛状的或者说构造为圆弓。在考虑空心柱的直径的情况下可以实现与焊接对象8的对应较大的接触面。

从图3和图4的图示可看到：通过开口3的位置和构造可以预先给定热气射束方向。

在这里，也出现热气射束的遮蔽，从而保护位于焊接对象处或附近的热敏感部件。

图3和图4现在说明：如何在一定程度上最后的步骤中实行焊接过程。按照图1a至图1d的喷嘴状的焊头如在图3中可看到的那样施加到作为典型焊接对象的焊脚8上并且在表面侧接触该焊脚。通过这种接触将热能施加到焊接对象包括处于其下面的焊剂层和承载基体上。

焊接对象的通常经由小导热性的周围环境通过转向的热气射束如此加热，使得在焊接部位旁边不会产生损害的温度峰值。

按照根据图4的图示使用根据图2a至图2d的第二实施例的焊头。这样的喷嘴状的焊头特别是可以在焊接铜箔时应用。通过与焊接对象的较大的接触面实现必需的热能的较好且较快的传递。

空心柱形的焊头的可用的较大壁厚导致较大的热容量和改进的过程引导。

热气射束的引导以与借助图3已经描述的优点相同的优点进行。

基于已实施的试验实验可以证实：利用组合焊头特别是可以将铜箔令人满意地焊接到复合安全玻璃上。可以缩短过程时间并且避免玻璃中的裂纹。

首要的能量传递通过焊头的相应接触面之间的机械接触来实现，并且对周围环境的有针对性的避免温度峰值的加热通过热气射束的转向来实现。

Claims (10)

1.焊接工具，所述焊接工具具有喷嘴状的焊头和在所述焊头中延伸的用于输送热气的通道，所述通道过渡到用于排出热气的开口(3)中，并且借助于热气能加热所述焊头和焊接周围环境的区域，其特征在于，所述焊头具有一个或多个接触面(2；4；5；6；7)，所述接触面具有表面结构，所述表面结构与焊接对象的表面结构相对应，使得焊接对象能以最小的热阻力由所述焊头热接触，其中，借助对所述焊头的套装和对焊接对象的接触，通过所述开口(3)的热气射束获得至少一个换向或转向。

2.按照权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，所述焊头构造为空心柱形的喷嘴(1)，其中，在指向焊接对象的喷嘴端处在空心柱的中央构造有至少一个所述接触面(2)，其中，所述接触面(2)由多个用于排出热气射束的开口(3)包围。

3.按照权利要求2所述的焊接工具，其特征在于，所述开口(3)从接触面平面凹入。

4.按照权利要求1或2所述的焊接工具，其特征在于，所述至少一个接触面(2)垂直于空心柱纵轴线地延伸。

5.按照权利要求2至4中任一项所述的焊接工具，其特征在于，经由空心柱(1)的壁厚能预先给定所述焊头的热容量。

6.按照权利要求1所述的焊接工具，其特征在于，所述焊头构造为空心柱形的喷嘴，其中，多个接触面(4；5；6；7)作为柱壁的轴向凸起实现。

7.按照权利要求6所述的焊接工具，其特征在于，在各所述凸起(4；5；6；7)之间设置有自由空间，所述自由空间构成用于排出流过柱内部的热气的开口(3)。

8.按照权利要求6或7所述的焊接工具，其特征在于，所述凸起(4；5；6；7)城垛状地构造。

9.按照上述权利要求中任一项所述的焊接工具，其特征在于，通过所述开口的位置和构造能预先给定热气射束方向，使得有针对性地实现用于保护在焊接对象处或附近的热敏感部件的遮蔽区域。

10.按照上述权利要求中任一项所述的焊接工具，其特征在于，所述焊接工具在组合的热气和接触焊中的应用，其中，基于喷嘴几何结构一方面对喷嘴的接触面以及另一方面对所述接触面的周围环境并且因此对焊接对象的周围环境进行加热，使得能够用热风对周围环境进行间接且缓慢的加热，而快速且通过热接触将焊接对象置于相应的焊接温度。