CN113677471B - 用于实施多重焊接工艺的方法和焊接设备 - Google Patents

Abstract

为了提出一种具有改善的开始过程的多重焊接工艺，按照本发明规定，实施多重焊接工艺的开始过程，其方式为，引导电极的控制单元(9A)开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极运动了规定的路段(zA)或规定的时间(tA)时，将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元(9B)上，并且在引导电极接触工件(6)之前，跟随电极的控制单元(9B)根据获得的同步信号(Y)开始跟随电极的焊丝进给。

Description

用于实施多重焊接工艺的方法和焊接设备

技术领域

本发明涉及一种用于实施多重焊接工艺的方法，其中利用至少两个焊丝作为熔化电极在工件上分别实施焊接过程，将第一焊丝设置为引导电极，而将所述至少一个另外的焊丝设置为跟随电极，由控制单元或一个共同的控制单元分别控制引导电极和跟随电极的焊接过程。此外，本发明涉及一种用于在工件上利用至少两个焊接装置实施多重焊接工艺的焊接设备。

背景技术

本发明涉及一种具有多个熔化电极的多重焊接工艺，特别是已知的MIG(熔化极惰性气体保护焊)/MAG(熔化极活性气体保护焊)焊接。在此例如已知多重脉冲焊接工艺，在所述多重脉冲焊接工艺中至少两个电极熔化到一个共同的熔池中。为此，对于每个电极需要独立的焊接装置，亦即分别一个电流源、一个焊炬和一个焊丝进给单元。在此，利用每个焊接装置实现脉冲焊接过程，但是原则上也能实施其他的焊接过程、例如短电弧焊接过程、喷射电弧焊接过程、具有反向的焊丝进给的短电弧焊接过程等。多重脉冲焊接可以这样运行，使得开始并且相互独立地运行各焊接过程，亦即对于每个焊接过程单独调整焊丝进给速度和脉冲频率。但是这对于焊接人员来说是耗费的，因为在所有焊接装置中必须相应地设置焊接参数。除此之外，人员因此对由于同时进行的焊接过程引起的可能的相互影响具有很少直至没有影响，这可能降低焊接质量。因此，也已经已知具有同步的焊接过程的多重脉冲焊接工艺，其中一个焊接装置设置脉冲频率，另外的焊接装置跟随该脉冲频率。两个焊接过程因此相互同步并且以同一脉冲频率焊接。

在多重焊接工艺中例如也可以设有包括多个、特别是两个电极的单个焊炬。于是，各电极以定义的固定的间距和角度相对于彼此定位在所述焊炬上，以便优选地在工件上一个共同的熔池中工作。但是，各电极或各焊丝无须强制地熔化到一个共同的熔池中，也可设想的是，各电极这样间隔开距离，使得形成两个分开的熔池。但是尽管如此也言及多重焊接过程。两个电极与焊炬一起相对于工件运动。为此，所述焊炬例如可以设置在焊接机器人上，所述焊接机器人实施预定的焊接运动。但是也可以设有分别具有至少一个电极的两个单独的焊炬，所述焊炬相对于彼此定位并且基本上共同运动。例如又可以分别由一个焊接机器人来实施所述运动，其中，所述两个焊炬在焊接过程期间优选地不相对于彼此运动。

通常将多重焊接工艺的至少两个电极或焊丝中的一个电极或焊丝用作引导电极，而所述第二电极(或其他电极)用作所谓的跟随电极。通常将沿所述共同的焊炬的运动方向(或者分开的焊炬的共同的运动方向)设置在前面的电极用作引导电极，而将沿所述运动方向设置在之后的电极用作跟随电极。但是也可设想的是，设有两个焊接机器人，所述焊接机器人使两个焊炬沿相反的方向运动。于是，将一个焊炬的电极用作引导电极，而将另一个焊炬的电极用作跟随电极。对引导电极和跟随电极的电弧的点火至今通常随机地进行。例如开始两个电极的焊丝进给，并且首先点火首先接触工件的那个电极。但是这可能或许导致焊丝的非精确的定位和/或导致失控的材料损坏，这是不利的。

CN 108 176 915A公开一种利用一个焊炬的串列焊接工艺(Tandemschweiβverfahren)的开始过程，在所述焊炬上设有两个焊丝。首先，开始第一焊丝的进给。如果第一焊丝接触工件，则形成短路并且进行电弧点火。如果电弧被稳定点火，则开始第二焊丝的进给，并且如果第二焊丝到达第一焊丝的正在点燃的电弧，则进行电弧点火。

JP 2002 224833A公开一种具有引导电极和跟随电极的多重焊接工艺。为了开始焊接过程，首先仅开始引导电极的进给，直至该引导电极接触工件并且形成短路，随后进行电弧点火。此后，机器人控制单元控制焊炬具有沿焊接方向的焊接速度。当经过跟随电极时间时，机器人控制单元开始跟随电极的进给。

US 2015/343549 A1公开一种具有用于分别在工件上实施焊接过程的两个焊接装置的多重焊接工艺，其中分别由一个控制单元控制焊接过程。所述两个焊接装置的控制单元通过同步控制单元相连接，所述同步控制单元在时间上同步各焊接过程、特别是同步焊接电流的相移。

在EP 2 830 807 B中例如提出，在确定引导电极和跟随电极之后同时开始两个电极的焊丝进给。只要引导电极接触工件，由相应的焊接装置就探测到短路，并且立即进行电弧点火。在跟随电极上，同样在接触工件时探测到短路，然而在此不立刻进行电弧点火，而是使跟随电极置于准备位置。仅在确定的等待时间之后，才使跟随电极从准备位置出发朝工件的方向运动，并且在接触时进行电弧点火。但是该方法限于所谓的推拉系统，所述推拉系统包括在焊炬上非常高功率的焊丝进给单元，所述焊丝进给单元交替地朝工件的方向和远离工件的方向能实现高动态的焊丝进给。因为仅在这样的系统中可以在足够小的时间内进行开始过程。在动态性较差的焊接系统、特别是所谓的推动系统——所述动态性较差的焊接系统在焊炬上不具有单独的焊丝进给单元和因此能实现相对缓慢的焊丝进给速度并且无法实现焊丝的高动态的向前运动和反向运动——中，该方法是不适合的，因为点火过程将持续过长。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种具有改进的开始过程的多重焊接工艺，所述多重焊接工艺即使在由于结构类型而存在相对缓慢的焊丝进给速度的情况下也能实现快速且可重现的开始。

按照本发明，该目的通过如下方式解决，即，实施多重焊接工艺的开始过程，其方式为，引导电极的控制单元开始所述引导电极的焊丝进给，并且当引导电极运动了规定的路段或规定的时间时，将同步信号发送到跟随电极的控制单元上，并且在引导电极接触工件之前，跟随电极的控制单元根据获得的同步信号开始跟随电极的焊丝进给，其中，所述跟随电极在引导电极之前接触工件，跟随电极的控制单元探测短路并且将同步信号发送到引导电极的控制单元上，引导电极的控制单元停止引导电极的焊丝进给，并且跟随电极的控制单元停止跟随电极的焊丝进给，跟随电极的控制单元使跟随电极远离于工件地运动到确定的电极间距并且将同步信号发送到引导电极的控制单元上，引导电极的控制单元开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极接触工件时，在引导电极上进行电弧点火，引导电极的控制单元在电弧点火时将同步信号发送到跟随电极的控制单元上，并且跟随电极的控制单元根据获得的同步信号开始跟随电极的焊丝进给，当跟随电极接触工件或进入到被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，则在跟随电极上进行电弧点火。

有利地，所述引导电极在跟随电极之前接触工件，其中，在引导电极上在接触工件时进行电弧点火，并且当跟随电极接触工件或者进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。在此，电离能必须足够大，以便能够进行电弧点火。

有利地，所述跟随电极在引导电极之前接触工件，跟随电极的控制单元探测到短路并且将同步信号发送到引导电极的控制单元上，其中，引导电极的控制单元停止引导电极的焊丝进给，并且跟随电极的控制单元停止跟随电极的焊丝进给，跟随电极的控制单元使跟随电极远离于工件地运动到确定的电极间距并且将同步信号发送到引导电极的控制单元上，引导电极的控制单元开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极接触工件时，在引导电极上进行电弧点火，其中，引导电极的控制单元在电弧点火时将同步信号发送到跟随电极的控制单元上，并且跟随电极的控制单元根据获得的同步信号开始跟随电极的焊丝进给，其中，当跟随电极接触工件或进入到被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。由此确保：即使跟随电极首先接触工件，也首先在引导电极上进行电弧点火。

按照另一个有利的设计方案规定，如果跟随电极在引导电极之前接触工件，则将跟随电极规定为引导电极而将引导电极规定为跟随电极，在引导电极上在接触工件时进行电弧点火，并且当跟随电极接触工件或者进入到被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。由此可以通过简单的方式交换引导电极与跟随电极的配置，由此使开始过程加速。

有利地，所述引导电极的控制单元在对引导电极的电弧点火时将同步信号发送到跟随电极的控制单元上，所述跟随电极的控制单元在获得同步信号时停止跟随电极的焊丝进给，并且使跟随电极在等待位置中保持确定的等待时间，并且在经过等待时间之后所述跟随电极开始跟随电极的焊丝进给，其中，当跟随电极接触工件或者进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。由此也能够实现在所述两个或更多个电极的点火之间的更长的时间。

优选地，作为引导电极和/或跟随电极的焊接过程而实施脉冲焊接过程、具有反向的焊丝进给的焊接过程、喷射电弧焊接过程或短电弧焊接过程。利用这些已知的焊接过程能够实现良好的焊接结果，其中，多个焊接过程也可以组合。

优选地，将引导电极和跟随电极输送给工件上的一个共同的熔池。由此能够实现更高的熔化功率或更高的材料施加，并且因为跟随电极进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中，所以为了对跟随电极点火而需要更低的点火能，并且因此为了点火需要更少的能量、特别是更小的焊接电流。

优选地，为引导电极的控制单元和跟随电极的控制单元设置一个共同的控制单元，该共同的控制单元控制在引导电极上的焊接过程和在跟随电极上的焊接过程。由此例如能够减少在传输同步信号中的延迟时间。

该目的此外利用一种焊接设备通过如下方式解决，即，为了实施多重焊接工艺的开始过程，所述引导电极的控制单元构成用于，操控引导电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极运动了规定的路段或规定的时间时，将同步信号发送到跟随电极的控制单元上，并且所述跟随电极的控制单元构成用于，操控跟随电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便根据获得的同步信号开始跟随电极的焊丝进给，其中，所述跟随电极的控制单元构成用于，如果跟随电极在引导电极之前接触工件，则探测短路并且将同步信号发送到引导电极的控制单元上，所述引导电极的控制单元构成用于，在获得所述同步信号的情况下操控引导电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便停止引导电极的焊丝进给，并且所述跟随电极的控制单元设置为，操控跟随电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便停止跟随电极的焊丝进给，所述跟随电极的控制单元构成用于，操控跟随电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便使所述跟随电极远离于工件地运动到确定的电极间距并且将同步信号发送到引导电极的控制单元上，所述引导电极的控制单元构成用于，在获得同步信号的情况下操控引导电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极接触工件时，在引导电极上进行电弧点火，所述引导电极的控制单元构成用于，在电弧点火时将同步信号发送到跟随电极的控制单元上，并且所述跟随电极的控制单元构成用于，操控跟随电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便根据获得的同步信号开始跟随电极的焊丝进给，并且当跟随电极接触工件或进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。

附图说明

以下参照图1至4更详细地阐明本发明，各图示例性、示意性且非限制性地示出本发明的有利的设计方案。图中：

图1示出具有两个用于实施多重焊接过程的焊接装置的焊接设备，

图2a-2d示出多重焊接过程的开始过程的流程，

图3a-3d示出多重焊接过程的开始过程的另外的流程，

图4示出引导电极的焊接电流和跟随电极的焊接电流关于时间的变化曲线的示意图。

具体实施方式

在图1中简化地示出具有两个相互独立的焊接装置A、B的焊接设备1。焊接装置A、B在此设计为具有熔化电极的焊接装置(MIG/MAG焊接)。但是原则上也可以应用具有非熔化电极(WIG焊接)、具有焊接填料的自动焊丝进给的一个或多个焊接装置。在示出的示例中，利用两个焊接装置A、B分别在一个共同的工件6上实施焊接过程。自然地也可以设有多于两个焊接装置A、B，然而设置两个焊接装置A、B对于理解本发明是足够的。焊接装置A、B也无须强制地构成为单独的单元，而是也可设想的是，所述两个(或更多个)焊接装置A、B例如设置在一个共同的壳体中。但是这不改变每个焊接装置A、B本身构成用于实施焊接过程的一个单独的焊接电路。

已知地，焊接装置A、B分别具有焊接电流源2A、2B、焊丝进给单元14A、14B以及焊炬4A、4B(MIG/MAG焊接装置)。焊接电流源2A、2B分别提供所需要的焊接电压UA、UB，分别将所述焊接电压施加到作为熔化电极的焊丝3A、3B上(或者在具有非熔化电极的焊接工艺、例如WIG焊接的情况下施加到非熔化电极上)。借助于焊丝进给单元14A、14B将焊丝3A、3B以确定的焊丝进给速度vA、vB输送给相应的焊炬4A、4B。输送例如可以在软管束5A、5B之内亦或软管束之外进行。焊丝进给单元14A、14B可以分别集成在焊接装置A、B中，但是也可以是单独的单元，如在图1中所示的那样。在焊丝进给单元14A、14B之内例如可以设有焊丝卷筒16A、16B，焊丝3A、3B卷绕在所述焊丝卷筒上。但是，焊丝3A、3B例如也可以设置在容器、例如桶中并且从那里输送给焊炬4A、4B。此外可以设有合适的驱动单元17A、17B，控制单元9A、9B操控所述驱动单元，以便将焊丝3A、3B从焊丝卷筒16A、16B中或从容器中退绕并且以焊丝进给速度vA、vB输送给焊炬4A、4B。

为了实施焊接过程分别在焊丝3A、3B与工件6之间进行电弧点火，如在此通过闪电表征的那样。一方面，通过电弧局部熔化工件6的材料并且产生所谓的熔池15。另一方面，借助于确定的焊丝进给速度vA、vB将焊丝3A、3B输送给熔池15并且被电弧熔化，以便将焊接填料的材料(在此焊丝3A、3B作为熔化电极)施加到工件6上。在焊炬4A、4B相对于工件6运动的情况下可以由此构成焊缝(在图1中法向地朝向图平面)。

在焊接装置A、B与相应的焊炬4A、4B之间在相应的软管束5A、5B中必要时也可以设有另外的管路(例如未示出的控制管路或冷却剂管路)。通常也使用保护气体来屏蔽熔池15以防环境空气、特别是包含在空气中的氧气，以便避免氧化。在此通常使用惰性气体(例如氩气)、活性气体(例如CO2)或者其混合物，同样可以通过软管束5A、5B借助于合适的保护气体管路12A、12B将所述惰性气体、活性气体或者其混合物输送给焊炬4A、4B。保护气体通常存放在单独的(压力)容器7A、7B中，例如可以通过合适的管路将所述保护气体输送给焊接装置A、B(或者直接输送给焊炬4A、4B)。在使用相同的保护气体的情况下，也可以为两个(所有)焊接装置A、B设有一个共同的容器。自然地，必要时也可以在没有保护气体的情况下进行焊接。例如通过合适的耦联器可以将软管束5A、5B耦联在焊炬4A、4B和焊接装置A、B上。

为了分别构成焊接装置A、B的焊接电路，焊接电流源2A、2B分别利用接地线8A、8B与工件6相连接。焊接电流源2A、2B的一个极、通常是负极与接地线8A、8B连接。焊接电流源2A、2B的另一个极、通常是正极通过合适的导线13A、13B与焊炬4A、4B连接(或反之亦然)。因此对于每个焊接过程通过电弧和工件6构成焊接电路。

在焊接装置A、B中也分别设有控制单元9A、9B，所述控制单元控制和监控包括相应的焊丝进给的相应的焊接过程。为此，在控制单元9A、9B中对于焊接过程所需要的焊接参数、例如焊丝进给速度vA、vB、焊接电流IA、IB、焊接电压UA、UB、脉冲频率、脉冲电流持续时间等是预定的或是可调整的。为了控制焊接过程，控制单元9A、9B与焊接电流源2A、2B和焊丝进给单元14A、14B(例如特别是驱动单元17A、17B)相连接。为了输入或为了显示一定的焊接参数或焊接状态也可以设有与控制单元9A、9B相连接的用户界面10A、10B。此外在焊接装置A、B上也可以设有合适的(未示出的)接口，焊接装置A、B可以通过所述接口与外部控制单元连接，通过所述外部控制单元控制焊接装置A、B。例如可以设有(未示出的)中央控制单元，所述中央控制单元与两个焊接装置A、B(或者更多个焊接装置)相连接，并且通过所述中央控制单元可以控制焊接装置A、B的焊接过程。所述焊接装置A、B自然是足够已知的，因此在这一点上不再对此更详细地讨论。

所述两个焊炬4A、4B在位置上也可以相对于彼此这样设置，使得这些焊丝3A、3B在两个分开的熔池中工作，而不是如在图1中所示的那样在工件6上的一个共同的熔池15中工作。这种相互的布置结构可以是固定的，例如在所述布置结构中两个焊炬4A、4B设置在一个(未示出的)焊接机器人上，所述焊接机器人操纵两个焊炬4A、4B。但是该布置结构也可以是可变的，例如在该布置结构中每个焊炬4A、4B由一个焊接机器人操纵。代替焊接机器人自然也可以设有另外的合适的操纵装置、例如一种类型的龙门起重机(Portalkran)，所述龙门起重机优选地能实现沿多个、优选三个轴的运动。但是也可以设有用于两个焊丝3A、3B的一个共同的焊炬，如在图1中用虚线标明的那样。在此不重要的是，利用焊炬4A、4B是实现连接焊接还是堆焊还是其他焊接工艺。自然通过手的手动焊接也是可能的。

焊接装置A、B借助于通信连接11相连接，通过通信连接可以在焊接装置A、B之间相互交换同步信号Y。通信连接11例如可以是在控制单元9A、9B之间或者在用户界面10A、10B之间的有线或无线连接。通常在多重焊接工艺中将一个电极设置为引导电极，而相应的另一个(或者另外的多个)电极设置为所谓的跟随电极。通常将沿焊接方向、亦即沿焊炬(或者所述共同的焊炬)的运动方向设置在前部的电极选择为引导电极，而沿焊接方向设置在之后的电极选择为跟随电极。引导电极和跟随电极的选择例如可以在开始多重焊接工艺之前由用户手动地调整，例如通过用户界面10A、10B或通过一个共同的用户界面，但是引导电极和跟随电极的选择也可以固定地预定。如果例如为焊接装置A、B提供一个焊接机器人，那么相应的焊接装置A、B可以通过一个合适的接口与焊接机器人的控制单元相连接。于是，例如可以通过所述焊接机器人的用户界面来进行对焊接装置A、B的操作以及还有对引导电极和跟随电极的选择。也不排除在焊接期间改变引导电极和跟随电极的配置并且例如可以自动进行，例如在焊炬4A、4B的焊接运动的方向改变时。引导电极和跟随电极的自动配置也是可能的。焊接装置A、B和/或使焊炬4A、4B运动的焊接机器人例如可以通过合适的通信连接相互通信并且连接到中央控制单元。例如可以根据在中央控制单元中实现的程序独立地进行引导电极和跟随电极的确定，例如根据确定的参数、例如焊炬4A、4B的位置等。在示出的示例中，将焊丝3A(作为熔化电极)规定为引导电极，而将焊丝3B(作为熔化电极)规定为跟随电极。自然，相反的情况也是可能的。例如可以自动确定引导电极，其方式为，首先焊接装置A、B的控制单元9A、9B(所述控制单元加载了所选择的或预先调整的焊接程序)将相应的焊接装置A、B的焊丝3A、3B规定为引导电极。于是，相应的控制单元9A、9B可以将同步信号Y发送到相应的另外的焊接装置A、B的控制单元9A、9B上，并且所述另外的焊接装置的控制单元将相应的焊丝3A、3B规定为跟随电极。

为了确保多重焊接工艺的定义的且尽可能能稳定重现的开始过程规定，如果引导电极运动了规定的路段zA或规定的时间tA，那么所述引导电极的控制单元(在此为控制单元9A)开始所述引导电极的焊丝进给并且发送同步信号Y到跟随电极的控制单元(在此为控制单元9B)上，并且所述跟随电极的控制单元9B根据获得的同步信号Y开始跟随电极的焊丝进给，如以下根据图2a-2d和图3a-3c更详细地阐明。

在图2a-2d中示出多重焊接工艺的开始过程的示例性流程。焊接设备1基本上相应于如在图1中所述的焊接设备，但是简化地示意性地示出。在图2a中示出在开始位置中的焊接设备1，在该开始位置中焊丝3A、3B优选以相同大小的电极间距EA＝EB远离于工件6并且具有焊丝进给速度vA＝vB＝0。相同的电极间距EA＝EB例如可以这样实现，其方式为利用合适的工具将焊丝3A、3B手动调整到相同的长度。但是例如也可以由控制单元9A、9B自动地调整确定的预定的或能调整的初始电极间距EA、EB。但是这不是强制必需的，而是也可以设置不同的电极间距EA≠EB，如以下根据图3a-3c还将更详细地阐明。但是优选地，这样控制焊丝进给单元14A、14B，使得焊丝3A、3B在每个多重焊接过程结束时(例如在焊缝末端)具有相同的长度。

在图2a中示出的开始位置中，现在首先开始引导电极、在此为焊丝3A的焊丝进给。为此由控制单元9A操控焊丝进给单元14A(未示出)，以便使焊丝3A以确定的预定的或可调整的焊丝进给速度vA朝工件6的方向运动。跟随电极、在此为焊丝3B在此处于静止，亦即焊丝进给速度vB＝0。在引导电极或焊丝3A运动了确定的预定的或可调整的路段zA或时间tA之后，引导电极的焊接装置A的控制单元9A通过数据通信连接11将同步信号Y传送到跟随电极的焊接装置B的控制单元9B上，如在图2b中示出。控制单元9B处理所获得的同步信号Y并且根据所述同步信号Y以确定的预定的或可调整的焊丝进给速度vB开始跟随电极、在此为焊丝3B的焊丝进给。在数据通信连接11的简单的设计方案中，同步信号Y例如可以是以电流或电压脉冲形式的同步脉冲。如果数据通信连接11构成为数据总线，那么同步信号Y例如也可以是相应的总线消息。

控制单元9B例如可以在获得同步信号Y时立即开始焊丝3B的焊丝进给(不中断引导电极、亦即焊丝3A的焊丝进给)。焊丝3B例如可以以焊丝进给速度vB＝vA朝工件6的方向运动，亦或也可以以与引导电极不同的焊丝进给速度vB≠vA朝工件的方向运动。控制单元9A例如可以由焊丝进给速度vA和时间tA来求取路段zA。但是自然地也可以设有单独的测量机构、例如合适的传感器，以便探测确定的所经过的路段zA。

如在图2b中示出的那样，引导电极、在此为焊丝3A在将同步信号Y发送到控制单元9B上的时刻以电极间距EA远离于工件6，所述电极间距小于跟随电极、在此为焊丝3B的电极间距EB(EA＜EB)。如果在获得同步信号Y时立即开始跟随电极或焊丝3B的焊丝进给，那么现在两个焊丝3A、3B同时朝工件6的方向运动，优选地以相同的焊丝进给速度vB＝vA同时朝工件的方向运动，如在图2b中所标明的那样。因此，焊丝3A或引导电极基本上以时间上提前tA或路段提前zA地领先于焊丝3B或跟随电极。

如在图2c中所示的那样，焊丝3A首先、亦即在焊丝3B之前接触工件6，其中，(在焊丝进给速度相同vA＝vB的情况下)跟随电极或焊丝3B的电极间距EB在此相应于引导电极的在图2b中示出的所经过的路段zA。在焊丝3A与工件6接触时，在焊丝3A与工件6之间进行电弧点火，如通过闪电所标明的那样。为此，控制单元9A例如通过焊接电流IA的突然的上升来识别在焊接装置A的焊接电路中的短路(在图4中的开始阶段PST)，此后控制单元9A在开始阶段PST之后调整、特别是调节相应要实施的焊接过程的焊接参数。在脉冲焊接过程的情况下，这例如是具有确定的基准电流IG、脉冲电流IP、焊接电压U、脉冲频率f、焊丝进给速度v等的周期性的焊接循环，如在图4中所示。在引导电极或焊丝3A上进行电弧点火之后或许也可以以与在进行电弧点火之前不同的另外的焊丝进给速度vA将焊丝3A输送给熔池15。特别是，在点火之前的焊丝进给速度vA例如可以小于在焊接过程期间的焊丝进给速度。在发生电弧点火之前的焊丝进给速度vA例如可以处于0.5m/min的范围内，而在点火之后处于20m/min的范围内。

在引导电极上进行电弧点火并且已经实施相应预定的或可调整的焊接过程期间，跟随电极、在此为焊丝3B在示出的示例中继续以焊丝进给速度vB基本上持续地被输送给工件6，所述焊丝进给速度又可以与焊丝进给速度vA相同或不同。在图2d中的时刻，跟随电极3B到达工件6并且同样进行电弧点火，如通过第二闪电所标明的那样。随后，焊接装置B的控制单元9B也调整经调整的焊接过程的焊接参数。因此，现在利用两个焊接装置A、B并行地实施两个单独的焊接过程。

在示出的示例中，所述两个焊炬4A、4B相对于彼此这样设置，使得将焊丝3A、3B输送给一个共同的熔池15。当焊丝3B到达在焊丝3A与工件6之间已经点燃的电弧时，由此可以在接触工件6之前已经对焊丝3B上的电弧进行点火。特别是在此可以利用如下效应，即电弧周围的空气被引导电极的电弧电离，由此可以降低焊接装置B的用于点燃在焊丝3B上的电弧的必要的点火能。但是，焊炬4A、4B也可以相对于彼此这样设置，使得在工件6上产生两个单独的熔池。于是优选地，当焊丝3B接触工件6时，点燃在跟随电极或焊丝3B与工件6之间的电弧，亦即基本上以常规的方式，亦即类似于在引导电极上的情况。

按照所述方法的另外的有利的设计方案，在获得同步信号Y之后进行跟随电极或焊丝3B的焊丝进给，不是如至今描述的那样持续地或者不中断地直至焊丝3B与引导电极的电弧或与工件6接触。在该情况下，控制单元9A在对引导电极上的电弧点火时将同步信号Y发送到控制单元9B上，并且控制单元9B停止跟随电极的焊丝进给。随后，跟随电极或在此为焊丝3B在等待位置中保持确定的预定的或可调整的等待时间tW。在经过等待时间tW之后，控制单元9B又开始跟随电极的焊丝进给，并且当跟随电极接触工件6或者进入到被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，通过施加焊接电流IB对跟随电极上的电弧进行点火。由此，在跟随电极上的电弧可以比在引导电极上的电弧晚任意时间地被点火，特别是与引导电极领先跟随电极的所经过的路段zA或时间tA无关。例如可以在用户界面10B上调整所述等待时间tW或者也可以根据实施的焊接过程来预定所述等待时间。如果——如已经提到的那样——例如设有焊接机器人，所述焊接机器人与焊接装置A、B通过合适的接口相连接，则例如也可以通过焊接机器人的用户界面来预定所述等待时间tW。但是自然地，也可以通过另外的外部控制单元进行控制，所述另外的外部控制单元与焊接装置A、B相连接。例如可以设有中央控制单元，所述中央控制单元控制多个焊接机器人和多个焊接装置。

如果例如设有另外的(未示出的)电极、例如第二跟随电极，那么自然地优选地，引导电极的焊接装置A的控制单元9A也将同步信号Y传送到另外的焊接装置N的控制单元9N上。于是，所述第二跟随电极例如可以类似于第一跟随电极(在此焊丝3B)地被操控。由此，第一和第二跟随电极例如可以基本上同时进行电弧点火，并且同时开始焊接过程。但是焊接装置B的控制单元9B例如也可以将另外的同步信号Y发送到另外的焊接装置N的控制单元9N上，并且又可以仅根据第一跟随电极的焊接装置B的所获得的同步信号Y开始第二跟随电极(焊丝3N)的焊丝进给。由此，所述三个焊接过程将相继地以规定的时间间隔开始。自然地，在存在第二跟随电极的情况下也可以又设有等待时间tW，在对第一跟随电极上电弧进行点火之后所述第二跟随电极在等待位置中保持所述等待时间。优选地，焊炬4A、4B、…4N在开始过程期间不相对于彼此运动且有利地也不(或者仅非常缓慢地)相对于工件6运动，以便确保受控的且可重现的材料施加。

在图3a-3c中示出所述多重焊接工艺的开始过程的另外的变型方案。在图3a中又示出在焊接工艺开始时的开始位置的焊接设备1。然而与之前图2a的区别在于，引导电极(焊丝3A)和跟随电极3B(焊丝3B)具有不同的电极间距EA、EB。特别是，跟随电极位于更接近于工件6，亦即具有更小的电极间距EB(EB＜EA)。现在基本上如之前那样不变地进行开始过程，其方式为，控制单元9A开始引导电极的焊丝进给。在经过规定的时间tA或经过规定的路段zA之后，如之前那样由控制单元9A将同步信号Y发送到第二焊接装置B的控制单元9B上。现在即使更早地开始引导电极的焊丝进给也或许可能发生，跟随电极首先、亦即在引导电极之前接触工件。于是，这特别是如下情况，即，在开始位置中在电极间距EA、EB之间的差大于引导电极领先跟随电极的所调整的或预定的路段zA。

在图3b中示出的时刻，虽然在电极间距EA、EB之间的差由于要领先的引导电极而已经减小，然而尽管如此跟随电极也在引导电极之前接触工件6。因为这通常是非期望的，所以在该情况下不对跟随电极或焊丝3B上的电弧进行点火。在接触焊丝3B时，控制单元9B探测在焊接装置B的焊接电路中的短路，停止焊丝3B的焊丝进给，并且将同步信号Y发送到控制单元9A上。控制单元9A在获得同步信号Y时基本上立即停止引导电极或焊丝3A的焊丝进给。

因此，基本上同时停止引导电极和跟随电极的焊丝进给。随后，控制单元9B这样操控跟随电极的焊丝进给单元14B，使得焊丝3B远离工件6地运动确定的预定的或可调整的电极间距EB，例如运动到例如0.1至1mm的预定的初始的电极间距EB，如在图3c中示出的那样。如果达到所述电极间距EB，那么跟随电极的控制单元9B将同步信号Y发送到引导电极的控制单元9A上。控制单元9A在获得所述同步信号Y时开始引导电极或焊丝3A的焊丝进给，并且当引导电极接触工件6时，进行电弧点火，如在图3d中通过闪电所示的那样。在进行电弧点火时，引导电极的控制单元9A又将同步信号Y发送到跟随电极的控制单元9B上。根据经调整的电极间距EB，跟随电极的控制单元9B可以直接对跟随电极上的电弧进行点火，或者首先使跟随电极或焊丝3B朝工件6的方向运动并且在接触工件6时(或者当焊丝3B进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时)进行电弧点火。自然地，也可以又设置等待时间tW，并且跟随电极可以在获得所述同步信号Y时仅在经过所述等待时间tW之后进行电弧点火和/或开始焊丝进给。

备选地，也可以形成按照图2a的有利的开始位置，其方式为在接触工件和识别出在跟随电极上的短路KS(图3b)之后停止两个焊丝3A、3B的焊丝进给并且将焊丝3A、3B手动地切剪到相同长度，而不通过控制单元9B来实施跟随电极的自动的反向运动。于是，又可以如根据图2a-2d所述的那样实施开始过程。

按照所述方法的另外的实施形式规定，如果跟随电极(在此焊丝3B)在引导电极(在此焊丝3A)之前接触工件6(类似于图3b)，那么将跟随电极或焊丝3B规定为引导电极而将引导电极或焊丝3A规定为跟随电极。因此，基本上交换引导电极和跟随电极与焊丝3A、3B的配置。于是，只要焊丝3B接触工件6，就在引导电极(现在是焊丝3B)上进行电弧点火。同时使跟随电极(现在是焊丝3A)朝工件6的方向运动，并且当跟随电极(焊丝3A)接触工件6时或者进入到被引导电极(焊丝3B)的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。由此能够使所述多重焊接工艺的开始过程加速，这例如在引导电极和跟随电极的配置是不关键的应用中是有利的。优选地，对于跟随电极首先接触工件6的情况可以通过在焊接装置A、B上的用户界面10A、10B或者通过中央控制单元来选择开始过程的模式。自然也可以预调整相应的模式。

在图4中示出引导电极的焊接电流IA和跟随电极的焊接电流IB关于时间t的变化曲线。在该示例中，利用两个焊接装置A、B分别实施脉冲焊接过程，但是自然也可以实施其他已知的焊接过程、例如短电弧焊接过程、喷射电弧焊接过程、具有反向的焊丝进给的焊接过程(所谓的冷金属转移焊接过程)等。也可设想的是，将不同的焊接过程进行组合，亦即例如利用引导电极实施脉冲焊接过程而利用跟随电极实施喷射电弧焊接过程。不同的焊接过程对于本领域内技术人员是已知的。实线表示引导电极(焊接装置A)的焊接电流IA的曲线，虚线(以及设有标记的线)表示跟随电极(焊接装置B)的焊接电流IB的曲线。

在示例性示出的脉冲焊接期间，基准电流IG和相比于此提高的脉冲电流IP周期性地以预定的脉冲频率f交替。脉冲频率f作为由具有脉冲电流IP的脉冲电流相位PP和具有基准电流IG的基准电流相位PG组成的焊接周期SA、SB的周期持续时间tSA、tSB的倒数得出。优选地，在所述脉冲电流相位PP期间分别将一个焊珠排放到熔池15中。在焊接期间，脉冲频率f和/或基准电流IG或脉冲电流IP的值也可以变化。自然地，在图4中理想化地且简化地示出焊接电流IG、IP的时间变化曲线。在基准电流相位PG(未示出)中通常设有短的中间电流脉冲，以便提高过程稳定性。但是这在焊接周期SA、SB的周期持续时间tSA、tSB上不改变，并且在由此得出的脉冲频率fA、fB上不改变。

根据焊丝直径和电极材料，优选地使相应的脉冲焊接过程的焊丝进给速度vA、vB、焊接电流IA、IB、基准电流和脉冲电流持续时间和脉冲频率fA、fB这样相互协调，使得在每个电流脉冲中产生和排放一个焊珠。焊丝进给速度vA、vB和脉冲频率fA、fB在此通常依赖于彼此。出于简化的目的，焊接电流IA、IB的变化曲线在图4中基本上相同地示出，具有相同大小的基准电流IGA＝IGB和脉冲电流IPA＝IPB并且仅在时间上推迟确定的相移tP。但是，各变化曲线自然也可以不同，特别是可以设置不同的脉冲频率fA、fB，不同高度的焊接电流IA、IB或脉冲持续时间。同样地，自然也可以设置另外的相移tP，自然也可以不设置相移tP。

如果代替具有分开的熔池的两个独立的焊接过程而例如应用如下多重脉冲焊接工艺，在所述多重脉冲焊接工艺中两个焊丝3A、3B在一个共同的熔池15中工作(如在图1中所示的那样)，那么所述两个脉冲焊接过程有利地彼此同步。于是优选地，所述两个脉冲焊接过程的脉冲频率fA＝1/tSA、fB＝1/tSB彼此成确定的预定的关系，并且得出的焊接周期SA、SB彼此具有确定的预定的相位关系。优选地适用：脉冲频率fA、fB彼此成整数比。

在开始阶段PST中进行所述多重焊接过程的开始过程，如根据图2a-2d已经详细描述的那样，因此在此不再对此更详细地讨论。在时刻t1，引导电极、在此为焊丝3A接触工件6(参见图2c)。在进行电弧点火时，焊接电流IA快速上升到点火电流IZA，并且以已知的方式开始焊接过程、在此为脉冲焊接过程，其方式为控制单元9A在开始阶段PST之后调整、特别是调节脉冲焊接过程的焊接参数(焊接电流IA、焊接电压UA、焊丝进给速度vA、脉冲频率fA等)。为此，控制单元9A必要时可以检测焊接过程的一个或多个测量参量作为实际值、例如焊接电压UA、焊接电流IA、焊接电阻等。通过相比于基准电流IG和脉冲电流IP的更高的点火电流IZA来支持电弧点火，以便将电弧稳定化到一定的电弧长度。在引导电极上存在差的或不充分的电弧点火的情况下，优选地不允许在跟随电极上的点火。为此，例如可以由引导电极的控制单元9A将相应的同步信号Y发送到跟随电极的控制单元9B上。

因为引导电极领先于跟随电极路段zA或时间tA，所以跟随电极、在此为焊丝3B在时刻t2仅仅时间延迟时间tA地进入到包围引导电极的电弧的被电离的周围区域中。控制单元9B在该情况下无须探测短路，而是在焊接装置B的空载焊接电压的情况下基本上已经自动地开始对跟随电极上的电弧进行点火。在电弧点火之后可以实施预定的焊接过程，在此类似于在引导电极中的脉冲焊接过程。因此由控制单元9B调整或特别是调节跟随电极的脉冲焊接过程的焊接参数(焊接电流IB、焊接电压UB、焊丝进给速度vB、脉冲频率fB等)，如通过在图4中的虚线示出的那样。因为包围引导电极的电弧的空气被电弧能量电离，所以为了对跟随电极点火而需要更低的点火能，如在较低的点火电流IZB上能看出的那样。如果不将引导电极和跟随电极输送给所述共同的熔池15，而是分别输送到自身的熔池(未示出)中，那么在跟随电极上的点火优选地在接触工件时——基本上常规地——类似于在引导电极上那样进行，例如在探测到焊接装置B的焊接电路中的短路之后进行。

但是如已经描述的那样，也可以设置确定的预定的或可调整的等待时间tW，在该等待时间期间控制单元9B将跟随电极保持在等待位置中。在示出的示例中，这通过在开始阶段PST中的具有标记的线标明。这意味着，在时刻t1在引导电极上进行电弧点火之后不使跟随电极如之前那样基本上持续且不中断地朝工件6的方向运动。在该情况下，在对引导电极上的电弧进行点火时，引导电极的控制单元9A将同步信号Y发送到跟随电极的控制单元9B上，此后控制单元9B停止跟随电极的焊丝进给。在经过预定的或可调整的等待时间tW之后，控制单元9B继续跟随电极的焊丝进给，跟随电极接触包围引导电极的电弧的被电离的空气(或工件6)，此后在跟随电极上进行电弧点火并且实施相应的焊接过程。在对引导电极(焊丝3A)上的电弧进行点火与对跟随电极(焊丝3B)上的电弧进行点火之间的总时间因此由时间tA(引导电极领先跟随电极该时间)和等待时间tW组成，如在图4中所示的那样。由此能够更灵活地设计开始过程。特别是，这在存在多个跟随电极的情况下是有利的，因为例如能够单独地调整各个跟随电极的电弧点火的开始。但是原则上，只要引导电极的电离能是足够的，对在跟随电极上的电弧更早地进行点火就也是可能的，例如基本上同时或者紧邻引导电极的点火(在图4中的时刻t1)之后。然而这将导致在跟随电极上的相对长的电弧长度，这或许是非期望的。

Claims (10)

1.用于实施多重焊接工艺的方法，在所述方法中利用至少两个焊丝作为熔化电极在工件(6)上分别实施焊接过程，将一个焊丝设置为引导电极，而将至少一个另外的焊丝设置为跟随电极，分别由一个控制单元控制引导电极和跟随电极的焊接过程，其特征在于，实施所述多重焊接工艺的开始过程，其方式为，引导电极的控制单元(9A)开始所述引导电极的焊丝进给，并且当引导电极已经运动规定的路段(zA)或规定的时间(tA)时，将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元(9B)上，并且在引导电极接触工件(6)之前，跟随电极的控制单元(9B)根据获得的同步信号(Y)开始跟随电极的焊丝进给，其中，

所述跟随电极在引导电极之前接触工件(6)，跟随电极的控制单元(9B)探测短路(KSB)并且将同步信号(Y)发送到引导电极的控制单元(9A)上，引导电极的控制单元(9A)停止引导电极的焊丝进给，并且跟随电极的控制单元(9B)停止跟随电极的焊丝进给，跟随电极的控制单元(9B)使跟随电极远离于工件(6)地运动到确定的电极间距(EB)并且将同步信号(Y)发送到引导电极的控制单元(9A)上，引导电极的控制单元(9A)开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极接触工件(6)时，在引导电极上进行电弧点火，引导电极的控制单元(9A)在电弧点火时将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元(9B)上，并且跟随电极的控制单元(9B)根据获得的同步信号(Y)开始跟随电极的焊丝进给，当跟随电极接触工件(6)或进入到被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，则在跟随电极上进行电弧点火。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引导电极的控制单元在对引导电极的电弧点火时将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元上，所述跟随电极的控制单元在获得所述同步信号(Y)时停止跟随电极的焊丝进给，并且使跟随电极在等待位置中保持确定的等待时间(tW)，并且在经过等待时间(tW)之后所述跟随电极的控制单元开始跟随电极的焊丝进给，当跟随电极接触工件(6)或者进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为引导电极和/或跟随电极的焊接过程实施脉冲焊接过程、具有反向的焊丝进给的焊接过程、喷射电弧焊接过程或短电弧焊接过程。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将引导电极和跟随电极输送给在工件(6)上的一个共同的熔池(15)。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为引导电极的控制单元(9A)和跟随电极的控制单元(9B)设置一个共同的控制单元，所述共同的控制单元控制在引导电极上的焊接过程和在跟随电极上的焊接过程。

6.用于在工件(6)上利用至少两个焊接装置实施多重焊接工艺的焊接设备(1)，所述至少两个焊接装置用于实施相互独立的焊接过程，每个焊接装置具有作为熔化的电极的焊丝、焊丝进给单元以及用于控制相应的焊接过程的控制单元，一个焊丝设置为引导电极，而至少一个其余的焊丝设置为跟随电极，其特征在于，为了实施多重焊接工艺的开始过程，所述引导电极的控制单元(9A)构成用于，操控引导电极的焊接装置(A)的焊丝进给单元(14A)，以便开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极已经运动规定的路段(zA)或规定的时间(tA)时，将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元(9B)上，并且所述跟随电极的控制单元(9B)构成用于，在引导电极接触工件(6)之前，操控跟随电极的焊接装置(B)的焊丝进给单元(14B)，以便根据获得的同步信号(Y)开始跟随电极的焊丝进给，其中，

所述跟随电极的控制单元(9B)构成用于，如果跟随电极在引导电极之前接触工件(6)，则探测短路(KSB)并且将同步信号(Y)发送到引导电极的控制单元(9A)上，所述引导电极的控制单元(9A)构成用于，在获得所述同步信号(Y)的情况下操控引导电极的焊接装置(A)的焊丝进给单元(14A)，以便停止引导电极的焊丝进给，并且所述跟随电极的控制单元(9B)设置为，操控跟随电极的焊接装置(B)的焊丝进给单元(14B)，以便停止跟随电极的焊丝进给，所述跟随电极的控制单元(9B)构成用于，操控跟随电极的焊接装置(B)的焊丝进给单元(14B)，以便使所述跟随电极远离于工件(6)地运动到确定的电极间距(EB)并且将同步信号(Y)发送到引导电极的控制单元(9A)上，所述引导电极的控制单元(9A)构成用于，在获得同步信号(Y)的情况下操控引导电极的焊接装置(A)的焊丝进给单元(14A)，以便开始引导电极的焊丝进给，并且当引导电极接触工件(6)时，在引导电极上进行电弧点火，所述引导电极的控制单元(9A)构成用于，在电弧点火时将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元(9B)上，并且所述跟随电极的控制单元(9B)构成用于，操控跟随电极的焊接装置(B)的焊丝进给单元(14B)，以便根据获得的同步信号(Y)开始跟随电极的焊丝进给，并且当跟随电极接触工件(6)或进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。

7.根据权利要求6所述的焊接设备(1)，其特征在于，所述引导电极的控制单元构成用于，在对引导电极的电弧点火时将同步信号(Y)发送到跟随电极的控制单元上，所述跟随电极的控制单元构成用于，在获得所述同步信号(Y)的情况下操控跟随电极的焊接装置的焊丝进给单元，以便在引导电极的电弧点火时停止跟随电极的焊丝进给，在经过确定的等待时间(tW)之后又开始跟随电极的焊丝进给，并且当跟随电极接触工件(6)或者进入到引导电极的被引导电极的电弧而电离的周围区域中时，在跟随电极上进行电弧点火。

8.根据权利要求6或7所述的焊接设备(1)，其特征在于，作为引导电极和/或跟随电极的焊接过程而设置脉冲焊接过程、具有反向的焊丝进给的焊接过程、喷射电弧焊接过程或短电弧焊接过程。

9.根据权利要求6或7所述的焊接设备(1)，其特征在于，所述引导电极和跟随电极相对于彼此定位，以便被焊丝进给单元输送给工件(6)上的一个共同的熔池(15)。

10.根据权利要求6或7所述的焊接设备(1)，其特征在于，所述引导电极的控制单元(9A)和跟随电极的控制单元(9B)集成在一个共同的控制单元中。

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