CN111163892B - 焊接装置和焊接方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种将焊接螺柱(20)焊接至基材(30)的装置和方法。在焊接螺柱(20)和基材(30)之间向焊接螺柱(20)施加焊接电流，使得焊接螺柱(20)的材料和基材部分液化。然后将焊接螺柱(20)沉浸到焊接螺柱(20)或基材(30)的固化材料中，以便在焊接螺柱(20)和基材(30)之间形成内部粘结。

Description

焊接装置和焊接方法

技术领域

本发明一般涉及一种将螺柱固定到基材上的装置和方法，以及这样的螺柱。

背景技术

目前存在多种公知的装置和方法，通过这些装置和方法可以在不同的应用场景下将各种螺柱固定到基材上。例如，可以将螺柱与基材接触，并向其施加电流。只要螺柱和基材之间有电流流动，螺柱就会从基材被提升形成电弧。进而，所释放的能量使得螺柱的材料和基材部分液化。接着，在被液化的材料冷却变成固体之前将螺柱沉浸此材料中，从而最终将螺柱粘结到基材上。

有一些已知的装置，这些装置会产生高强度的电流，并使用相应额定的电缆将该电流供给螺柱，以提供在较短时间内液化螺柱材料和基材所需的能量。为了避免液化材料被氧化，众所周知，可以用惰性气体包围螺柱和基材之间的接触区域。

例如，在建筑物配置或造船的应用场景中，会用到各种尺寸的物品拧紧到其上的螺纹螺柱，以使该物体固定到基材上。上述固定方法的一些参数，例如电流的持续时间和电功率，可以由使用者在装置上进行设置，以适配所使用的螺柱。最后是通过使用者的目测来评估螺柱和基材之间的连接质量，因此，连接的质量还取决于使用者的经验和能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种将螺柱更容易和/或更改进地固定到基材的装置和/或方法。

本申请的主题是一种将焊接螺柱焊接到基材的装置。该装置包括：螺柱夹持器；焊接电流接触元件，其用于向该焊接螺柱施加焊接电流，以部分液化焊接螺柱的材料和/或基材；以及螺柱沉浸装置，其用于在由于焊接电流使得焊接螺柱和/或基材部分液化时将焊接螺柱沉浸到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中。此外，该装置优选地包括螺柱提升装置，其用于在保持焊接螺柱与基材之间的焊接电流流动的同时从基材提升该焊接螺柱，从而，特别优选地，在焊接螺柱与基材之间形成电弧。同样优选地，螺柱夹持器包括焊接电流接触元件。

根据本申请的一个方面，该装置包括影响焊接螺柱速度的装置，该速度是在焊接螺柱沉浸到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中时由螺柱沉浸装置引起的速度。这使得焊接螺柱的运动受控，从而稳定了焊接操作。

有利的配置在于，所述影响焊接螺柱速度的装置具有第一致动器和第二致动器。第一致动器优选地包括第一提升磁体。第二致动器同样优选地包括第二提升磁体。

有利的配置在于，第二致动器沿与第一致动器相反的方向作用。在替代的配置中，第二致动器沿与第一致动器相同的方向作用。

有利的配置在于，第二致动器对由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的速度产生的影响是可控的。在替代的配置中，第二致动器对由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的速度产生的影响是指定的。

有利的配置在于，该装置包括控制装置，其用于控制上述螺柱提升装置和/或螺柱沉浸装置和/或影响焊接螺柱速度的装置。

有利的配置在于，上述影响焊接螺柱速度的装置包括线性或非线性的传动机构，优选地耦合传动机构或肘杆传动机构，用于将螺柱提升装置和/或螺柱沉浸装置的运动传递到螺柱夹持器的运动中。

有利的配置在于，所述影响焊接螺柱速度的装置旨在用于，优选地多次，延迟和/或逆转由焊接螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的运动。

根据本申请的一个方面，该装置包括检测装置，其用于检测在焊接操作期间产生的排放，优选地在焊接螺柱沉浸焊接螺柱和/或基材的被液化的材料期间产生的排放。这使得焊接螺柱与基材之间的焊接连接质量能够根据客观标准来进行评估。

有利的配置在于，检测装置旨在用于检测声、电、磁和/或光排放。

有利的配置在于，该装置包括控制装置，其用于根据所检测到的排放来控制焊接操作的一个或多个参数。该控制装置优选地旨在用于控制焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向。

有利的实施例在于，该装置具有输出装置，其用于输出与所检测到的排放有关的信息和/或从所检测到的排放导出的信息。该输出装置优选地包括视觉显示器。

有利的配置在于，可以由输出装置输出的信息包括与焊接操作的质量有关和/或与改善焊接操作的措施有关的信息。

另一有利的配置在于，该输出装置包括无线传输装置。

根据本申请的另一方面，该装置包括：识别装置，其用于检测焊接螺柱的一个或多个螺柱特性；以及控制装置，其用于根据检测到的螺柱特性来控制焊接操作的一个或多个参数。因此，在一些场景中，焊接操作本身的上述参数无需装置的使用者进行设置。

有利的配置在于，识别装置旨在用于检测焊接螺柱的长度和/或宽度和/或直径和/或材料和/或出厂时贴附在焊接螺柱上的焊接螺柱的识别元件。如果检测到上述识别元件，则可以将所提及的变量中的一个或多个和/或材料分配给焊接螺柱。

另一有利的配置在于，控制装置旨在用于分别基于检测到的焊接螺柱的螺柱特性来控制焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向。

另一有利的配置在于，该装置具有输出装置，其用于输出与所检测到的螺柱特性有关的信息和/或从所检测到的螺柱特性导出的信息。该输出装置优选地包括无线传输装置。

根据本申请的另一方面，该装置包括：检测装置，其用于检测焊接操作的一个或多个参数；数据存储器，其用于存储该检测装置检测到的参数；以及控制装置，其适用于将检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器中的参数进行比较。这使得可以确定装置运行期间所发生的变化，例如由于磨损和/或污染引起的变化。

有利的配置在于，该装置还包括输出装置，其中，上述控制装置用于通过该输出装置输出检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器中的参数之间的差异和/或从该差异导出的信息。所导出的信息优选地包括清洁和/或维护装置的建议或指令。

另一有利的配置在于，该输出装置包括视觉显示器。另一有利的配置在于，该输出装置包括无线传输装置。

另一有利的配置在于，可由检测装置检测的焊接操作的参数包括焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向、和/或所执行的焊接操作的数量。

另一有利的配置在于，该控制装置适用于根据检测装置在先前焊接操作期间检测到的参数来控制后续焊接操作的一个或多个参数。因此，在一些场景中，已确定的焊接操作参数的变化可以得到补偿。

根据本申请的另一方面，该装置适用于将焊接螺柱焊接到基材的指定位置，并且包括用于找到该指定位置的装置。

另一有利的配置在于，上述用于找到指定位置的装置包括检测装置，其用于检测能区分该指定位置和基材的剩余表面的变量。

上述能区分指定位置和基材的剩余表面的变量优选地包括装置与基材之间和/或螺柱与基材之间的接触电阻。上述能区分指定位置和基材的剩余表面的变量同样优选地包括指定位置与基材的剩余表面之间的高度差。该检测装置特别优选地包括光学传感器，其用于检测该装置和基材的与螺柱和/或螺柱夹持器相对设置的区域之间的距离。替代地或附加地，该检测装置特别优选地用于检测焊接螺柱和/或螺柱夹持器相对于装置的其余部分的位置，以便检测该指定位置与基材的剩余表面之间的高度差。

另一有利的配置在于，上述找到指定位置的装置包括投影装置，其用于投影一条或多条辅助线。另一有利的配置在于，该装置具有一个或多个显示元件。

根据本申请的另一方面，该装置包括确定装置，其用于确定表征由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中的沉浸运动的一个或多个变量。因此，在一些场景中，可以对焊接螺柱与基面之间的焊接连接的质量进行客观评估。

有利的配置在于，该确定装置适用于确定沉浸运动的持续时间、和/或在沉浸运动期间焊接螺柱的速度、和/或在提升运动之前和/或沉浸运动之后焊接螺柱的位置。

有利的配置在于，该装置还包括控制装置，其用于控制上述螺柱提升装置、和/或螺柱沉浸装置、和/或焊接电流的电压和/或电流强度。

有利的配置在于，该装置还包括控制装置，其用于根据所确定的变量来控制焊接操作的一个或多个参数。该控制装置优选地用于控制焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向。

另一有利的配置在于，该装置还包括输出装置，其用于输出与所确定的变量有关的信息和/或从所确定的变量导出的信息。该输出装置优选地包括视觉显示器和/或无线传输装置。

另一有利的配置在于，可以由输出装置输出的信息包括与焊接操作的质量有关和/或与改善焊接操作的措施有关的信息。

同样，本申请的主题是一种将焊接螺柱焊接至基材的方法。该方法包括：提供焊接螺柱并在焊接螺柱与基材之间施加焊接电流；部分液化并允许固化焊接螺柱的材料和/或基材；以及在固化之前将焊接螺柱沉浸到焊接螺柱或基材的被液化的材料中。优选地，在保持焊接螺柱与基材之间的焊接电流流动的同时将该焊接螺柱从基材提升，由此，特别优选地，在焊接螺柱和基材之间形成电弧。

根据本申请的一个方面，在该方法中，当将焊接螺柱沉浸到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中时，焊接螺柱的速度会受到影响。

有利的配置在于，启动优选包括第一提升磁体的第一致动器和优选包括第二提升磁体的第二致动器以影响焊接螺柱的速度。该第二致动器优选地沿与第一致动器相反的方向作用。

有利的配置在于，第二致动器对由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的速度的影响是可控的。替代的配置在于，第二致动器对由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱的速度的影响是指定的。

另一有利的配置在于，第一致动器和第二致动器交替和/或同时运行。

另一有利的配置在于，延迟和/或逆转，特别地多次延迟和/或逆转焊接螺柱在沉浸到焊接螺柱或基材的被液化的材料期间的运动。

根据本申请的另一方面，在该方法中，检测在焊接操作期间产生的排放，优选地检测在焊接螺柱沉浸焊接螺柱和/或基材的被液化的材料期间的排放。

另一有利的配置在于，所检测的排放是声、电、磁和/或光排放。

另一有利的配置在于，根据检测到的排放来控制焊接操作的一个或多个参数。

另一有利的配置在于，上述参数是焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向。

另一有利的配置在于，输出与检测到的排放有关的信息和/或从检测到的排放导出的信息。优选地，输出与焊接操作的质量有关和/或与改善焊接操作的措施有关的信息。

另一有利的配置在于，在执行焊接操作之后，使用者能够输入对焊接操作质量的评估，并且使用者的输入用来评估未来的焊接操作的质量。

根据本申请的另一方面，记录焊接螺柱的一个或多个螺柱特性；以及根据检测到的螺柱特性控制焊接操作的一个或多个参数。

有利的配置在于，将焊接螺柱的长度和/或宽度和/或直径和/或材料和/或出厂时贴附在焊接螺柱上的焊接螺柱的识别元件作为螺柱特性进行检测。

另一有利的配置在于，将焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向作为焊接操作的参数进行控制。

另一有利的配置在于，输出与检测到的螺柱特性有关的信息和/或从检测到的螺柱特性导出的信息。

优选地，无线传输与检测到的螺柱特性有关的信息或从检测到的螺柱特性导出的信息。

根据本申请的另一方面，在该方法中，检测并存储焊接操作的一个或多个参数。比较检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器中的参数。

有利的配置在于，输出检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器的参数之间的差异和/或从该差异导出的信息。所导出的信息优选地包括清洁和/或维护装置的建议或指令。

有利的配置在于，视觉输出检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器的参数之间的差异或从该差异导出的信息。另一有利的配置在于，无线传输检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器的参数之间的差异或从该差异导出的信息。

另一有利的配置在于，检测到的焊接操作的参数包括焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向、和/或所执行的焊接操作的数量。

另一有利的配置在于，根据在先前焊接操作期间检测到的参数来控制后续焊接操作的一个或多个参数。

根据本申请的另一方面，在该方法中确定表征由螺柱沉浸装置引起的焊接螺柱到焊接螺柱和/或基材的被液化的材料中的沉浸运动的一个或多个变量。

有利的配置在于，根据确定的变量来控制焊接操作的一个或多个参数。优选地，上述被控制的参数是指焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向。

另一有利的配置在于，输出与所确定的变量有关的信息和/或从所确定的变量导出的信息。优选地，上述信息是与焊接操作的质量有关和/或与改善焊接操作的措施有关的信息。

另一有利的配置在于，在执行焊接操作之后，使用者能够输入对焊接操作质量的评估，并且使用者的输入用来评估后续焊接操作的质量。

附图说明

下面将基于示例性实施例并参考附图更详细地解释本发明。附图中：

图1示意性地示出了焊接装置。

图2示意性地示出了焊枪。

图3示出了基材。

图4示出了焊枪以及

图5示出了焊接方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了将焊接螺柱20焊接至基材30的焊接装置10。焊接螺柱20的材料和基材30的材料可以导电，特别地，是金属材料。焊接装置10包括：具有形成为按钮开关的触发开关41的焊枪40、焊接单元50、第一电缆61、具有连接端子63的第二电缆62、形成为例如电力电缆的供电电缆64、电通信线路65、形成为气瓶的气体储存器70、管状气体供应线71、以及气体软管72。

第一电缆61用于通过焊接单元50向焊接螺柱20供应电流。第二电缆62用于当连接端子63被夹紧到基材30时将基材30电连接到焊接单元50。当焊接螺柱20与基材30接触时，电路闭合，使得焊接单元50能够将例如直流或交流形式的焊接电流施加到焊接螺柱20。为实现上述目的，焊枪40包括图1未示出的焊接电流接触元件。焊接单元50包括将来自供电电缆64的电流转换成焊接电流的装置(未示出)。该装置包括例如电容器、晶闸管、具有绝缘栅电极的双极晶体管或来自电力电子设备的其它部件，还包括具有微处理器的相关联的控制单元，以便提供期望电压和电流强度的焊接电流。

气体供应线71和气体软管72用于从气体储存器70向焊接螺柱20和基材30之间的接触区域供应惰性气体，以防止接触区域在焊接操作期间被来自周围区域的氧气氧化。为了控制接触区域的气流，气体储存器70、气体供应线71、焊接单元50、气体软管72或焊枪40包括阀(未示出)，特别是可控阀。

焊接单元50具有输入装置51和输出装置53，该输入装置51具有致动元件52，并且该输出装置53具有视觉显示元件54和无线传输单元。焊接装置10的使用者可经由输入装置51输入利用焊接装置10执行的焊接方法的参数，例如焊接电流的电压、电流强度、功率和持续时间、螺柱的位置和速度等。输出装置53用于向使用者输出信息，例如与焊接方法的参数有关的信息、与焊接方法的所检测的排放或其他变量有关的信息、与焊接操作的质量有关的信息、与改进焊接操作的措施有关的信息、与检测到的焊接螺柱的特性有关的信息或从前述变量导出的信息、和/或清洁和/或维护焊接装置10，特别是焊枪40的建议或指令。

通信线路65用于在焊枪40(特别地是图1中未示出的焊枪40的控制装置)和焊接单元50(特别地是控制单元和/或输入装置51和/或输出装置53)之间进行通信。通过上述通信，例如与焊接操作参数有关的信息可以实现交换，以便例如实现或促进焊接电流与焊接螺柱20的运动同步。在未示出的示例性实施例的情况下，焊枪与焊接单元之间的通信可以以无线的方式，通过无线电或承载焊接电流的第一电缆进行。

图2更详细地示出了焊枪40，其具有固定到基材30的焊接螺柱20。焊枪40包括具有开口46的壳体42，具有触发开关41的手柄43从该壳体42伸出。图2还示出了第一电缆61、具有连接端子63的第二电缆62、电通信线路65和气体软管72，其中，该连接端子63被夹紧至基材30。

焊枪40还具有螺柱夹持器44，在焊接操作期间，焊接螺柱20被夹持在螺柱夹持器44上。为此目的，螺柱夹持器包括例如两个、三个、四个或更多个弹性臂(未详细示出)，焊接螺柱20通过夹紧配合插入并夹持在上述多个弹性臂之间。焊枪40还具有用于向焊接螺柱20施加焊接电流的焊接电流接触元件45，其例如以一个或多个弹性臂的形式集成在螺柱夹持器44中。

焊枪40还具有控制装置200，用于控制焊枪和焊接单元50的多个部件和装置。控制装置200用于控制焊接操作的一个或多个参数。为此目的，控制装置200包括多种电子部件，例如一个或多个微处理器、一个或多个临时或永久数据存储器等。

焊枪40还具有形成为第一提升磁体的螺柱提升装置80，在致动该螺柱提升装置80后，其会以远离开口46的力向后(图2中向上)作用在螺柱夹持器44上。控制装置200经由信号线(未示出)与螺柱提升装置80通信，以便控制螺柱提升装置80，特别是将其致动和停止活动。

焊枪40还具有形成为第二提升磁体的螺柱沉浸装置90，致动该螺柱沉浸装置90后，其会以朝向开口46的力向前(图2中向下)作用在螺柱夹持器44上。控制装置200经由信号线(未示出)与螺柱沉浸装置90通信，以便控制螺柱沉浸装置90，特别是将其致动和停止活动。在未示出的示例性实施例的情况下，螺柱沉浸装置形成为弹簧元件。当螺柱夹持器通过螺柱提升装置向后运动时，该弹簧元件被张紧，只要停止该螺柱提升装置活动，该弹簧元件就向前移动螺柱夹持器。

焊枪40还具有影响装置100，其对由螺柱沉浸装置90引起的焊接螺柱的速度产生影响。影响装置100包括作为第一致动器且形成为第一提升磁体的螺柱提升装置80和作为第二致动器且形成为第二提升磁体的螺柱沉浸装置90。在这种情况下，第二致动器沿与第一致动器相反的方向作用。在未示出的示例性实施例的情况下，第二致动器沿与第一致动器相同的方向作用。在上述两种情况下，焊接螺柱的速度都会受到螺柱提升装置80和螺柱沉浸装置90的影响，他们会被控制装置200交替和/或同时致动和停止运动。这使得可以重复地延迟和/或逆转螺柱沉浸装置90引起的焊接螺柱20的运动。

焊枪40还具有检测装置210，用于检测在焊接操作期间产生的排放。检测装置210包括例如用于检测声、电、磁和/或光排放的振动传感器、麦克风、温度传感器、辐射传感器、照相机等。控制装置200经由信号线(未示出)与检测装置210通信，以便接收指示检测到的排放的信号并相应地执行对焊接操作的控制。

焊枪40还具有识别装置220，其用于检测焊接螺柱20的一个或多个螺柱特性。识别装置220适用于检测几何螺柱特性，例如焊接螺柱20的长度和/或宽度和/或直径。在未示出的示例性实施例的情况下，识别装置适用于检测焊接螺柱的材料或出厂时贴附在焊接螺柱上的焊接螺柱的识别元件。焊枪40还具有螺柱夹持器识别装置270，其用于检测贴附在螺柱夹持器44上的识别元件。如果每个螺柱类型均分配给一种螺柱夹持器类型，则可以间接检测螺柱特性。例如，螺柱夹持器44仅适用于夹持特定直径的螺柱，使得可以通过检测螺柱夹持器44得出焊接螺柱20的直径。控制装置200经由信号线(未示出)与识别装置通信，以便接收指示检测到的螺柱特性的信号并相应地执行对焊接操作的控制。在未示出的示例性实施例的情况下，识别元件贴附在焊接螺柱的包装上，且例如通过QR码或RFID来读取，特别地是经由手机或类似设备来读取。

焊枪40还包括：电压检测装置231，其用于检测在焊接操作期间施加在焊接螺柱20和基材30之间的电压；以及电流检测装置232，其用于检测焊接操作期间在焊接螺柱20和基材30之间流动的电流的强度。为此目的，电压检测装置231优选地包括测量触点，其例如安装在开口46处且用于探测基材30的电势。控制装置200通过信号线(未示出)与电压检测装置231和电流强度检测装置232通信以接收指示电压或电流强度的信号，将该信号存储在其中一个数据存储器中，并根据检测装置231、232在先前焊接操作期间检测到的参数来控制后续焊接操作的一个或多个参数。

焊枪40还包括确定装置260，其用于确定在焊接螺柱20的沉浸运动期间焊接螺柱的沉浸运动的持续时间和速度。位置检测装置250适用于确定在提升运动之前和在沉浸运动之后焊接螺柱的位置。而且，控制装置200适用于确定这两个位置之间的差异并且评估焊接螺柱20和基材30之间的焊接连接的质量。

焊枪40还具有输入装置151和输出装置153，该输入装置151具有致动元件152，并且该输出装置153具有视觉显示元件和无线传输单元。焊枪40的使用者可经由输入装置151输入利用焊枪40执行的焊接方法的参数，例如焊接电流的电压、电流强度、功率和持续时间、螺柱的位置和速度等。输出装置153用于向使用者输出信息，例如与焊接方法的参数有关的信息、与焊接方法的所检测的排放或其他变量有关的信息、与焊接操作的质量有关的信息、与改进焊接操作的措施有关的信息、与检测到的焊接螺柱的特性有关的信息或从前述变量导出的信息、和/或用于清洁和/或维护焊枪40的建议或指令。控制装置200经由信号线(未示出)与输入装置151和输出装置153通信，以接收经由输入装置151输入的信息或发送待输出的信息到输出装置153。

焊枪40还具有定向检测装置290，其用于检测焊枪40相对于重力方向的定向。定向检测装置290可以例如检测焊枪40在焊接操作期间是向下对齐、向侧面对齐、还是向上对齐。定向检测装置290可以例如通过评估螺柱夹持器在提升运动期间的加速度或通过评估焊接电流的电压的时间剖面来确定焊枪40的定向。与焊枪40的定向有关的信息用于改善控制焊接操作的参数。

作为用于找到为焊接螺柱指定的焊接位置的装置的一部分，焊枪40还包括检测装置240，其用于检测焊枪40(特别是开口46或螺柱夹持器44)与基材30之间的接触电阻和/或焊接螺柱20与基材30之间的接触电阻。另外，上述用于找到为焊接螺柱指定的焊接位置的装置包括位置检测装置250，其用于检测焊接螺柱20和螺柱夹持器44相对于焊枪40其余部分的位置，以检测指定位置与基材的剩余表面之间的高度差。控制装置200通过信号线(未示出)与检测装置240和位置检测装置250通信，以接收和处理指示焊接螺柱20和螺柱夹持器44的接触电阻或位置的信号。

作为上述用于找到为焊接螺柱20指定的焊接位置的装置的另一部分，焊枪包括投影装置280，其用于将一条或多条辅助线投影到基材30上。为此目的，投影装置280具有例如激光，可以将辅助线投影到基材30上。辅助线向焊枪40的使用者指示在焊枪40的相应位置处焊接螺柱20焊接到的基材30的位置。

图3示出了辅助线310，其通过投影装置280投影到基材30上。在焊接操作之前，使用者可以在焊接螺柱20的期望焊接位置320处画十字线。然后，使用者将焊枪40握在手中，使辅助线310与画出的十字线对齐，并在焊接操作期间使焊枪40一直保持在由此获得的该位置处。

图4示出了线性标记410，作为用于找到为焊接螺柱20指定的焊接位置的装置的另一部分，这些线性标记410被贴附到焊枪40的壳体42的外部。因此，使用者可以将标记410与指定焊接位置处画出的十字线对准，以便将焊枪40可靠地定位至期望的位置。优选地，壳体42具有四个标记410，它们均呈90°等角间隔贴附到壳体42的圆周上。

图5示意性地示出了将焊接螺柱焊接至基材的方法，例如将焊接螺柱20焊接至基材30的方法500。在步骤501中，提供基材。在步骤502中，提供具有控制装置的焊接装置。在另一步骤503，提供焊接螺柱。

在另一步骤504中，用户经由输入装置输入例如与后续焊接操作的期望参数有关的信息。在另一步骤505中，通过识别装置检测焊接螺柱的一个或多个螺柱特性，例如焊接螺柱的长度和/或宽度和/或直径和/或材料和/或出厂时贴附到焊接螺柱或其包装的焊接螺柱的识别元件。在另一步骤506中，通过输出装置输出与检测到的螺柱特性有关的信息和/或从检测到的螺柱特性导出的信息。

在另一步骤507中，在焊接螺柱和基材之间向焊接螺柱施加电流。在另一步骤508中，在保持焊接螺柱与基材之间的焊接电流流动的同时，通过螺柱提升装置将该焊接螺柱从基材提升，进而在焊接螺柱和基材之间形成电弧。在另一步骤509中，特别地，由于电弧产生的热量，部分液化焊接螺柱的材料和/或基材。

在另一步骤510中，利用螺柱沉浸装置将焊接螺柱沉浸到焊接螺柱或基材的被液化的材料中。在另一步骤511中，将焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向作为焊接操作的参数进行控制。为了在焊接螺柱沉浸到焊接螺柱或基材的被液化的材料中的同时影响焊接螺柱的速度，控制装置致动第一致动器和第二致动器，其中第二致动器沿与第一致动器相反的方向作用。多次逆转焊接螺柱在沉浸到焊接螺柱或基材的被液化的材料期间的运动，使得在一些情形下获得更均匀一致的液化材料。

在另一步骤512中，通过检测装置检测在焊接操作期间产生的排放。在另一步骤513中，通过确定装置确定焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向。

在另一步骤514中，固化焊接螺柱和/或基材的被液化的材料，从而将焊接螺柱粘结到基材上。在另一步骤5中，检测并存储焊接操作的一个或多个参数。

在另一步骤515中，将检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器中的参数进行比较。在另一步骤516中，输出检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器的参数之间的差异和/或从该差异导出的信息。所导出的信息优选地包括清洁和/或维护装置的建议和/或请求。检测到的焊接操作的参数包括焊接电流的电压和/或电流强度、和/或焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向、和/或所执行的焊接操作的数量。在另一步骤516中，根据先前焊接操作期间检测到的参数控制后续焊接操作的一个或多个参数。

在另一步骤517中，经由输出装置输出信息。所输出的信息可以是例如与检测到的排放有关的信息和/或从检测到的排放导出的信息、例如与焊接操作的质量有关和/或与改善焊接操作的措施有关的信息、或者与确定装置确定的变量有关的信息和/或从所确定的变量导出的信息。

在另一步骤518中，在执行焊接操作之后，用户输入对焊接操作质量的评估。在另一步骤519中，使用用户的输入评估后续焊接操作的质量。

已经基于实例描述了本发明所述的将焊接螺柱焊接到基材的装置和方法。还可以根据需要在单个焊接装置或单个焊接方法范围内对上述实施例的特征彼此组合。需要说明的是，根据本发明的装置和根据本发明的方法也可适用于其他目的。

Claims (12)

1.一种将焊接螺柱焊接至基材的焊接装置，该焊接装置具有焊枪，所述焊枪包括：螺柱夹持器；焊接电流接触元件，其用于向所述焊接螺柱施加焊接电流以部分液化所述焊接螺柱的材料和/或所述基材；螺柱沉浸入装置，其用于在所述焊接电流使得所述焊接螺柱和/或所述基材部分液化时，将所述焊接螺柱沉浸到所述焊接螺柱和/或所述基材的被液化的材料中；检测装置，其用于检测焊接操作的一个或多个参数；数据存储器，其用于存储所述检测装置检测到的参数；以及控制装置，其适用于将所述检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在所述数据存储器中的参数进行比较，其中，所述检测装置旨在用于检测排放和/或螺柱特性，所述控制装置根据所检测到的排放和/或所检测到的螺柱特性来控制焊接操作的一个或多个参数，其中所述排放包括声、电、磁和/或光排放，其中所述螺柱特性包括所述焊接螺柱的长度和/或宽度和/或直径和/或材料和/或识别元件。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，还包括：输出装置，其中，所述控制装置用于通过所述输出装置输出所述检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在所述数据存储器的参数之间的差异和/或从所述差异导出的信息。

3.根据权利要求2所述的焊接装置，其中，所导出的信息包括清洁和/或维护所述焊接装置的建议和/或请求。

4.根据权利要求2或3所述的焊接装置，其中，所述输出装置包括视觉显示器。

5.根据权利要求2或3中任一项所述的焊接装置，其中，所述输出装置包括无线传输装置。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的焊接装置，其中，能够由所述检测装置检测到的所述焊接操作的参数包括所述焊接电流的电压和/或电流强度、和/或所述焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向、和/或所执行的焊接操作的数量。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的焊接装置，其中，所述控制装置适用于根据所述检测装置在先前焊接操作期间检测到的参数来控制后续焊接操作的一个或多个参数。

8.一种将焊接螺柱焊接至基材的方法，包括如下步骤：

a）提供焊接螺柱；

b）在所述焊接螺柱和所述基材之间向所述焊接螺柱施加焊接电流；

c）部分液化所述焊接螺柱的材料和/或所述基材；

d）允许所述焊接螺柱或所述基材的被液化的材料固化；

e）在固化之前，将所述焊接螺柱沉浸到所述焊接螺柱或所述基材的被液化的材料中；

f）检测焊接操作的一个或多个参数；

g）存储检测装置检测到的参数；以及

h）比较所述检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在数据存储器中的参数；

其中，输出所述检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在所述数据存储器的参数之间的差异和/或从所述差异导出的信息，其中，所述导出的信息包括清洁和/或维护焊接装置的建议和/或请求，

其中，检测排放和/或螺柱特性；根据所检测到的排放和/或所检测到的螺柱特性来控制焊接操作的一个或多个参数，其中所述排放包括声、电、磁和/或光排放，其中所述螺柱特性包括所述焊接螺柱的长度和/或宽度和/或直径和/或材料和/或识别元件。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，视觉输出所述检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在所述数据存储器的参数之间的差异或从所述差异导出的信息。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，无线传输所述检测装置在当前焊接操作期间检测到的参数与存储在所述数据存储器的参数之间的差异或从所述差异导出的信息。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，步骤f）中检测到的焊接操作的参数包括所述焊接电流的电压和/或电流强度、和/或所述焊接螺柱的运动的速度和/或位置和/或方向、和/或所执行的焊接操作的数量。

12.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，根据在先前焊接操作期间检测到的参数来控制后续焊接操作的一个或多个参数。

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