CN116583374A

CN116583374A - 多重焊接方法

Info

Publication number: CN116583374A
Application number: CN202180083861.9A
Authority: CN
Inventors: D·索林格
Original assignee: Fronius International GmbH
Current assignee: Fronius International GmbH
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2023-08-11
Also published as: EP4015130A1; JP2023553715A; EP4263105A1; WO2022129122A1; EP4263105B1; US20240033842A1

Abstract

为了提出利用至少两个进行熔化的电极(3A、3B)的多重焊接方法，所述方法能实现在所述电极(3A、3B)上稳定的焊接过程以及相比于多重脉冲焊接方法更低的到母材(6)中的热输入，按照本发明规定，在至少两个电极(3A、3B)上分别实施具有短路焊接阶段(SPA1、SPB1)和热焊接阶段(SPA2、SPB2)的焊接过程，所述热焊接阶段具有相对于短路焊接阶段(SPA1、SPB1)更高的到母材(6)中的热输入，其中，短路焊接阶段(SPA1、SPB1)与热焊接阶段(SPA2、SPB2)周期性地交替；且根据每个短路焊接阶段(SPA1、SPB1)的至少一个所定义的第一同步事件(SEA1、SEB1)在时间上同步所述至少两个电极(3A、3B)的焊接过程的所述短路焊接阶段(SPA1、SPB1)。

Description

多重焊接方法

技术领域

本发明涉及一种用于在母材上利用至少两个进行熔化的电极实施多重焊接方法的方法，其中，在每个电极上在点燃电弧之后，在电极与母材之间实施焊接过程，且在时间上同步所述至少两个电极的焊接过程。本发明此外涉及一种用于实施多重焊接方法的装置。

背景技术

金属保护气体焊接方法(MSG)多年来在现有技术中是已知的。金属保护气体焊接方法例如包括金属惰性气体方法(MIG)或还有金属活泼气体方法(MAG)，在所述方法中由金属电极材料构成的进行熔化的电极由所谓的保护气体包围。金属保护气体焊接方法通常用于在母材上施加焊缝(堆焊)或用于连接两个母材(搭焊)。在这两种情况下，借助于电气焊接电压或由此产生的电气焊接电流在电极与母材之间点燃电弧，所述电弧将电极和母材的在所述电极周围的区域熔化，由此形成材料锁合连接。通常使用与母材相同或相似的材料作为电极材料。将电极以特定的进给速度供给到焊接点，其中，进给速度可被固定地预定、例如在手动焊接中通过手工或通过在焊接设备上的调设而被固定地预定，或者所述进给速度也可以与其他参数(例如与电极相对于母材移动的焊接速度)有关或者与电流等有关。

为了提高焊接性能，也已经已知多重焊接方法，在这些方法中利用至少两个电极同时焊接，其中，分别实施一个自身的焊接过程。多重焊接方法例如包括所谓的双式脉冲焊接方法，在该方法中同时实施两个脉冲焊接过程。在此，至少两个以焊丝的形式的电极熔化到共同的熔池中或分别熔化到一个自身的熔池中。为此，通常对于每个脉冲焊接过程使用自身的焊接设备，亦即分别是电源、焊炬、控制单元以及必要时的焊丝进给单元。利用每个焊接设备实现脉冲焊接过程，其方式为相应的控制单元相应地控制或调节焊接参数(亦即特别是焊接电流、焊接电压、焊丝进给以及必要时的保护气体量)。为了防止同时进行的脉冲焊接过程的可能的负面的相互影响(这可能降低焊接质量)，也已知的是，可以在时间上同步这两个脉冲焊接过程。在此，例如在一个焊接设备上预定脉冲频率，另一焊接设备分别跟随所述脉冲频率。因此，两个焊接过程相互同步且以相同的脉冲频率进行焊接，从而在两个电极上出现稳定的熔滴脱落。具有经同步的焊接过程的双式焊接方法例如在文献DE 112014 001 441 T5和US 8,946,596 B2中公开。

在仅利用一个进行熔化的电极进行焊接的单重焊接方法中，一段时间以来也已知所谓的CMT-Mix焊接过程，如例如在文献EP 1 677940B1中公开。其中，具有相对低的到母材中的热输入的短路焊接阶段(在所述短路焊接阶段中实现焊丝的相反的移动)与具有相对于所述短路焊接阶段更高的热输入的脉冲焊接阶段交替。该方法相对于传统方法(例如纯脉冲焊接)的优点在于，通过在材料转变时所调节的电流供给和焊丝移动的辅助作用实现对母材的仅非常低的热输入。因此，CMT-Mix方法此外可以用于金属混合连接，例如用于钢与铝的连接。然而，到目前为止，由于在此可能产生不稳定的焊接过程，在两个电极上可以实施CMT-Mix焊接过程的多重焊接方法还是未知的。

发明内容

因此，本发明的一个任务在于，提出一种多重焊接方法，所述多重焊接方法能实现在电极上稳定的焊接过程以及相比于多重脉冲焊接方法更低的到母材中的热输入。

按照本发明，所述任务通过如下解决，即，在至少两个电极上分别实施具有短路焊接阶段和热焊接阶段的焊接过程，所述热焊接阶段具有相对于短路焊接阶段更高的到母材中的热输入；其中，短路焊接阶段与热焊接阶段周期性地交替；且根据每个短路焊接阶段的至少一个所定义的第一同步事件在时间上同步所述至少两个电极的焊接过程的至少短路焊接阶段。由此，多重焊接方法的在电极上实施的短路焊接阶段相对于彼此具有限定的时间关系，由此可以避免焊接过程的相互的负面的影响。

优选地，在此在时间上同步短路焊接阶段，其方式为在第一同步事件之间规定第一相移，其中，例如可以使用在短路焊接阶段中短路形成的时刻或者为了短路形成而实施的提高进给速度的时刻作为第一同步事件。由此，可以通过简单的方式调设在短路焊接阶段之间的固定的时间关系，其中，例如可以以相位角或相位时间的形式确定相移。

在短路焊接阶段中优选地实施至少一个短路周期，在所述短路周期中使相应的电极朝母材的方向移动直至形成短路，且在形成短路之后沿相反的方向远离母材移动，其中，优选地在短路焊接阶段中实施一至十个短路周期。通过相反的焊丝进给可以改善熔滴从电极的脱落。通过定义短路周期的数量可以改变到母材中的热输入。

优选地，使用具有恒定的焊接电流的喷射电弧焊接阶段作为热焊接阶段，或者实施具有以脉冲频率相继的多个脉冲周期的脉冲焊接阶段，在所述脉冲焊接阶段中具有基础电流的基础电流阶段与具有相对于基础电流更高的脉冲电流的脉冲电流阶段分别交替。在使用脉冲焊接阶段时，因此可以有利地在多重焊接方法的电极上实施已知的CMT-Mix焊接过程。

有利的是，根据每个脉冲焊接阶段的至少一个所定义的第二同步事件在时间上同步所述至少两个电极的焊接过程的脉冲焊接阶段。由此，脉冲焊接阶段相对于彼此也具有所定义的时间关系，且在多重焊接方法的两个(或更多个)电极上可以分别实施CMT-Mix焊接过程，而两个(或更多个)焊接过程不会负面地相互影响。

优选地，在时间上同步脉冲焊接阶段，其方式为在第二同步事件之间规定第二相移，其中，优选地使用在脉冲焊接阶段中的特征时刻作为第二同步事件，所述时刻例如是焊接参数变化的时刻或熔滴从电极脱落的时刻。由此可以通过简单的方式来定义限定的时间关系。

所述任务此外通过开头所述的装置通过如下解决，控制单元构成为，分别实施具有短路焊接阶段和热焊接阶段的焊接过程，所述热焊接阶段具有相对于短路焊接阶段更高的到母材中的热输入，所述短路焊接阶段与热焊接阶段周期性地交替；且至少第一焊接设备的控制单元构成为，将关于利用第一焊接设备实施的焊接过程的短路焊接阶段的所定义的第一同步事件的至少一个同步信息通过通信链路发送给至少一个第二焊接设备的控制单元；其中，所述至少一个第二焊接设备的控制单元构成为，借助于所获得的同步信息，根据利用第二焊接设备实施的焊接过程的短路焊接阶段的所定义的第一同步事件使利用第二焊接设备实施的焊接过程在时间上与第一焊接设备的焊接过程同步。

所述装置的有利的设计方案在从属权利要求10至15中提出。

附图说明

在以下参照附图1至5详细阐明本发明，所述附图示例性地、示意地且非限制性地示出本发明的有利的设计方案。图中：

图1示出用于实施多重焊接方法的装置的结构；

图2示出按照本发明的第一有利的实施形式的多重焊接方法的焊接参数的时间曲线；

图3示出按照本发明的第二有利的实施形式的多重焊接方法的焊接参数的时间曲线；

图4示出按照本发明的第三有利的实施形式的多重焊接方法的焊接参数的时间曲线；

图5示出按照本发明的第四有利的实施形式的多重焊接方法的焊接参数的时间曲线。

具体实施方式

在图1中示意地示出用于利用至少两个进行熔化的电极3A、3B实施多重焊接方法(例如：MIG/MAG焊接)的装置1。在此，装置1具有两个相互独立的焊接设备A、B，利用所述焊接设备可以在由金属母材6构成的共同的工件6上分别实施确定的焊接过程。当然也可以设有多于两个的焊接设备A、B，然而用于理解本发明设置两个焊接设备A、B是足够的。焊接设备A、B也不必强制实现为单独的单元，而是也可以考虑的是，两个(或更多个)焊接设备A、B例如设置在一个共同的壳体中。但是这并不能改变如下事实，即，每个焊接设备A、B本身构成自己的用于实施相应的焊接过程的焊接电路。

众所周知，焊接设备A、B可以分别具有焊接电源2A、2B，焊丝进给单元14A、14B以及焊炬4A、4B(MIG/MAG焊接设备)。焊接电源2A、2B分别提供需要的焊接电压UA、UB，所述焊接电压分别施加到作为进行熔化的电极3A、3B的焊丝上。借助于焊丝进给单元14A、14B将焊丝以由相应的焊接过程预定的特定进给速度vA、vB供给到相应的焊炬4A、4B。供给例如可以在供应管5A、5B内或也可以在其外部实现。焊丝进给单元14A、14B可以分别集成在焊接设备A、B中但也可以是单独的单元，如在图1中示出那样。在焊丝进给单元14A、14B内例如可以设有焊丝卷筒16A、16B，焊丝卷绕在所述焊丝卷筒上。但是焊丝也可以例如设置在容器(例如桶)中且从那里供给到焊炬4A、4B。此外，可以设有适合的驱动单元17A、17B，所述驱动单元由控制单元9A、9B驱控，以便将焊丝从焊丝卷筒16A、16B或从所述容器中退卷且以进给速度vA、vB供给到焊炬4A、4B。

附加地，也可以在焊炬4A、4B中设有适合的驱动单元18A、18B以用于产生进给速度vA、vB，所述驱动单元同样可以由相应的控制单元9A、9B驱控。一般地，驱动单元17A、17B；18A、18B例如可以构成为驱动的滚轮对，焊丝在所述驱动的滚轮对之间被输送。如果焊接设备A、B仅具有在焊炬之外的驱动单元17A、17B，那么也称之为所谓的“推式系统”。在这种系统中，将焊丝基本上朝焊炬4A、4B的方向推动。如果附加地也设有在焊炬4A、4B中的所示出的驱动单元18A、18B，那么也称之为所谓的“推拉式系统”。在这种系统中，不仅可以由驱动单元17A、17B将焊丝朝焊炬4A、4B的方向推动，而且也可以由驱动单元18A、18B将焊丝朝焊炬4A、4B的方向拉动。

“推拉式系统”特别是用于如下焊接过程中，在焊接过程中进给速度vA、vB以及必要时还有进给方向可以相对快速地变化，例如在CMT焊接过程中。必要时，在“推拉式系统”中也可以设有适合的焊丝缓冲器，例如以已知的焊丝存储单元的形式。焊丝缓冲器可以设置在位于焊炬4A、4B之外的(推式)驱动单元17A、17B与设定在焊炬4A、4B中的(拉动式)驱动单元18A、18B之间。

为了实施焊接过程，分别在电极3A、3B或焊丝与母材6(＝工件)之间点燃电弧，如在此通过闪电符号象征性标明那样。通过电弧，一方面将母材6的材料局部熔化且产生所谓的熔池15。另一方面，将焊丝借助于特定进给速度vA、vB供给到熔池15且由电弧熔化，以便将进行熔化的电极3A、3B的材料施加到工件6上。在焊炬4A、4B相对于工件6移动时，可以由此构成焊缝(在图1中沿在图平面上的法线方向)。

在相应的供应管5A、5B中必要时也可以在焊接设备A、B与相应的焊炬4A、4B之间设有其他管路(例如未示出的控制线路或冷却剂管路)。也可以使用保护气体以便使熔池15不受环境气体、特别是包含在其中的氧气的影响，以便避免氧化。在此，通常采用惰性气体(例如氩气)、活泼气体(例如CO₂)或者其混合物，所述气体同样可以通过供应管5A、5B借助于适合的保护气体管路12A、12B供给到焊炬4A、4B。保护气体通常存放在单独的(压力)容器7A、7B中，所述保护气体例如可以通过适合的管路供给到焊接设备A、B(或者直接供给到焊炬4A、4B)。在使用相同保护气体的情况下，也可以设有用于两个(所有)焊接设备A、B的一个共同的容器。供应管5A、5B可以例如通过适合的耦接器耦接在焊炬4A、4B上和焊接设备A、B上。

为了分别构成焊接设备A、B的焊接电路，焊接电源2A、2B可以分别利用接地线8A、8B与母材6连接。焊接电源2A、2B的一个极(通常是负极)与接地线8A、8B连接。焊接电源2A、2B的另一极(通常是正极)通过适合的电流线路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与母材6构成焊接电路。

在焊接设备A、B中也可以分别设有控制单元9A、9B，所述控制单元控制并监控相应的焊接过程(包括相应的焊丝进给)。为此，在控制单元9A、9B中对于焊接过程需要的焊接参数(例如进给速度vA、vB、焊接电流IA、IB、焊接电压UA、UB、脉冲频率fA、fB等)是预定的或是可调设的。为了控制相应的焊接过程，控制单元9A、9B与焊接电源2A、2B和焊丝进给单元14A、14B(例如特别是驱动单元17A、17B)连接。为了输入或显示某些焊接参数或焊接状态，也可以设有与控制单元9A、9B连接的用户界面10A、10B。

此外，也可以在焊接设备A、B上设有适合的(未示出的)接口，通过所述接口焊接设备A、B可以与更高级别的控制单元连接，通过该控制单元可以控制整个多重焊接方法。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设备A、B(或多个焊接设备)连接且通过所述中央控制单元可以控制焊接设备A、B的焊接过程。所述焊接设备A、B当然充分已知，因此在这一点上不再对其进行更详细的探讨。

两个焊炬4A、4B也可以相对于彼此局部地设置，使得电极或焊丝3A、3B工作在两个分开的熔池中，而不是在工件6上的一个共同的熔池15中，如图1中所示那样。该相互间的设置可以是固定的，例如在所述设置中两个焊炬4A、4B设置在(未示出的)焊接机器人中，所述焊接机器人引导两个焊炬4A、4B。但所述设置也可以是可变的，例如在所述设置中由一个焊接机器人分别引导一个焊炬4A、4B。代替焊接机器人当然也可以设有另一适合的引导装置，例如一种类型的龙门起重机，所述龙门起重机优选地能实现在多个(优选三个轴上)的移动。但是也可以设有用于两个电极3A、3B的一个共同的焊炬，如在图1中虚线标明。在此不重要的是，是否利用焊炬4A、4B实现搭焊或堆焊或某些其他焊接方法。当然原则上也可能的是手动实施多重焊接方法，例如其方式为手工引导一个或多个焊炬4A、4B。

焊接设备A、B的控制单元9A、9B可以借助于通信链路11连接，通过所述通信链路可以发送和/或接收同步信息Y，借助于所述同步信息可以在时间上同步两个焊接过程。优选地，焊接设备A、B如此构成，使得同步信息Y可以在控制单元9A、9B之间相互交换，如在图1中通过双箭头标明。由此，两个焊接设备A、B不仅可以用作“引导设备”而且可以用作“跟随设备”。“引导设备”焊接设备A或B可以发送同步信息Y，且“跟随设备”焊接设备A或B可以使用同步信息Y，以便将利用“跟随设备”焊接设备A或B实施的焊接过程在时间上同步于“引导设备”焊接设备A或B的焊接过程。通信链路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，例如充分已知的数据总线。

在最简单的情况下，同步信息Y例如可以是单个同步脉冲，所述同步脉冲由进行发送的焊接设备A或B通过通信链路11分别发送给至少另一(进行接收的)焊接设备A或B。在此，同步脉冲可以例如作为电流或电压脉冲在有线的通信链路11上在两个焊接设备A、B之间发送。但是也可能的是，将通信链路11实现为数据总线，在所述数据总线上发送总线消息。在这种情况下，可以将同步脉冲作为总线消息发送，这不仅可以有线(电缆、玻璃纤维等)而且可以无线地(Wifi、蓝牙等)实现。在进行接收的焊接设备A或B中可以将分别实施的焊接过程借助于所接收的同步脉冲与进行发送的焊接设备A或B的焊接过程同步。

按照本发明规定，控制单元9A、9B构成为，分别实施具有短路焊接阶段SPA1、SPB1和热焊接阶段SPA2、SPB2的焊接过程，所述热焊接阶段具有相对于短路焊接阶段更高的到母材6中的热输入，所述短路焊接阶段与热焊接阶段周期性地交替(参见图2-图5)。此外规定，至少第一焊接设备A的控制单元9A构成为，将关于利用第一焊接设备A实施的焊接过程(图2-图5)的短路焊接阶段SPA1的所定义的第一同步事件SEA1的同步信息Y通过通信链路11发送给所述至少一个第二焊接设备B的控制单元9B。所述至少一个第二焊接设备B的控制单元9B构成为，根据利用第二焊接设备B实施的焊接过程(图2-图5)的短路焊接阶段SPB1的所定义的第一同步事件SEB1，借助于所获得的同步信息Y将利用第二焊接设备B实施的焊接过程在时间上与第一焊接设备A的焊接过程同步。因此，第一焊接设备A用作“引导设备”焊接设备，而第二焊接设备B用作“跟随设备”焊接设备。

例如可以使用在分别实施的焊接过程中在短路焊接阶段SPA1、SPB1中的特征时刻作为第一同步事件SEA1、SEB1，所述时刻是已知的或者能尽可能简单地探测到。例如，焊接参数(例如焊接电流I、焊接电压U或进给速度v)的快速变化(例如时间曲线中的上升沿或下降沿)可以用作第一同步事件SEA1、SEB1。在此，同步信息Y例如可以包含：在第一焊接设备A的焊接过程中的第一同步事件SEA1与第二焊接设备B的焊接过程中的第一同步事件SEB1之间的第一相移φ1。在此，例如可以使用相对于周期性重复的焊接周期或还有时间的0-360°的角度作为相移φ，如随后根据图2-5还将更详细地阐明那样。

众所周知，短路焊接阶段SPA1、SPB1的特征在于，当相应的电极3A、3B接触母材6时产生短路形成。因此，对于短路焊接阶段SPA1、SPB1短路形成的所述特征时刻可以有利地规定为短路焊接阶段SPA1、SPB1的第一同步事件SEA1、SEB1。短路形成的时刻例如可以根据焊接电流I或焊接电压U的曲线来求取，如下面根据图2-5还将更详细地阐明那样。然而，代替实际的短路形成的时刻，例如也可以使用已知的提高进给速度v的时刻作为第一同步事件SEA1、SEB1，所述提高被有意地实施以便基本上强制地触发短路形成。备选地，也可以使用已知的减小焊接电流IA、IB的时刻作为第一同步事件SEA1、SEB1，所述减小被有意地实施以便基本上强制地触发短路形成。通过有意地减小焊接电流IA、IB可以减小电弧的电弧能量，从而形成短路。进给速度v的所述提高和焊接电流IA、IB的所述减小例如可以时间上错开地实现，其中，提高进给速度v的时刻或者减小焊接电流IA、IB的时刻可以用作第一同步事件SEA1、SEB1。然而，提高进给速度v和减小焊接电流IA、IB也可以同时地实现，从而共同的时刻可用作第一同步事件SEA1、SEB1。

为了改善在短路焊接阶段SPA1、SPB1中的熔滴脱落，可以有利的是，在短路焊接阶段SPA1、SPB1中实施至少一个短路周期ZKA、ZKB，在所述短路周期中使电极3A、3B朝母材6的方向移动直至形成短路，且在形成短路之后沿相反的方向远离母材6移动。该移动可以按已知的方式实现，其方式为由相应的控制单元9A、9B驱控相应的焊丝进给单元14A、14B。在此，短路焊接阶段SPA1、SPB1(具有相对于热焊接阶段更低的到母材6中的热输入)的持续时间可以灵活地定义，例如其方式为预定特定数量的短路周期ZKA、ZKB，例如每个短路焊接阶段SPA1、SPB1二至十个短路周期ZKA、ZKB。在此，优选地在每个短路周期ZKA、ZKB中实现相反的焊丝进给，亦即朝母材6的方向移动直至形成短路，以及在形成短路之后远离母材6移动。当然，相反的焊丝进给、亦即进给速度vA、vB的方向的反向仅仅是可选的。短路焊接阶段SPA1、SPB1例如也可以在不改变焊丝的移动方向的情况下仅以可变的进给速度v实施。

例如，可以使用已知的脉冲焊接阶段(图2-图5)作为热焊接阶段SPA2、SPB2。由此，可以利用两个焊接设备A、B并行地分别实施开头所述的CMT-Mix焊接过程，在该焊接过程中短路焊接阶段SPA1、SPB1与脉冲焊接阶段SPA2、SPB2分别周期性地交替。在此，在脉冲焊接阶段中通常实施以特定脉冲频率fA、fB相继的多个脉冲周期ZPA、ZPB，在所述脉冲周期中具有基础电流IGA、IGB的基础电流阶段与具有相对于基础电流IGA、IGB更高的脉冲电流IPA、IPB的脉冲电流阶段分别交替。然而，例如也可以使用已知的(未示出的)喷射电弧焊接阶段作为热焊接阶段SPA2、SPB2，所述喷射电弧焊接阶段具有基本上恒定的焊接电流IA、IB。

优选地，在两个电极3A、3B上并行地实施相同的焊接过程，其方式为两个焊接设备A、B的控制单元9A、9B调设相同的预定的或可预定的焊接参数((U、I、v)、f，等)。如果例如利用两个焊接设备A、B作为热焊接阶段SPA2、SPB2来实施脉冲焊接阶段，那么有利的是，在两个脉冲焊接阶段中使用相同的脉冲频率fA、fB。然而，在一个焊接设备A、B的脉冲焊接阶段中的脉冲频率fA、fB也可以是分别另一焊接设备A、B的脉冲焊接阶段的脉冲频率fA、fB的整数倍。

如果分别规定脉冲焊接阶段(CMT-Mix焊接过程)作为热焊接阶段SPA2、SPB2，那么有利的是，根据每个脉冲焊接阶段的至少一个所定义的第二同步事件SEA2、SEB2，在时间上同步利用所述至少两个焊接设备A、B在所述至少两个电极3A、3B上实施的焊接过程。由此可能的是，可以在时间上如此同步至少两个并行实施的(CMT-Mix)焊接过程，使得不仅两个短路焊接阶段而且两个脉冲焊接阶段处于相互间所定义的时间关系，如下根据图2-5还将详细阐明。

脉冲焊接阶段SPA2、SPB2可以类似于短路焊接阶段那样例如在时间上同步，其方式为在所定义的第二同步事件SEA2、SEB2之间规定第二相移φ2，例如以相位角或时间的形式。又可以使用在脉冲焊接阶段SPA2、SPB2中特征时刻(例如相应的电极3A、3B的熔滴脱落的时刻或焊接参数快速变化的时刻(例如在例如焊接电流I、焊接电压U或进给速度v的时间曲线中的上升沿或下降沿))作为第二同步事件SEA2、SEB2。

通过按照本发明的两个(优选CMT-Mix)焊接过程的时间上的同步，现在可能的是，可以稳定地且以尽可能小的相互影响来实施(至少)两个焊接过程，因为这两个焊接过程以相互间所定义的时间关系来运行。短路形成的相应的时刻(或者规定用于触发短路的提高进给速度的时刻或者规定用于触发短路的减小焊接电流的时刻)和/或熔滴脱落的时刻可以例如由相应的控制单元9A、9B探测或者也可以是已知的，例如如果使用具有已知的焊接参数(焊接电流I、焊接电压U、进给速度v等的已知的时间曲线)的预调设的焊接过程。

例如第一焊接设备A的控制单元9A可以实施第一焊接过程，其方式为通过控制单元9A来调设特定焊接参数，例如特定焊接电流IA、焊接电压UA以及特定进给速度vA(例如预定的CMT-Mix焊接过程，该焊接过程具有短路焊接阶段SPA1和作为热焊接阶段SPA2的脉冲焊接阶段)。类似地，第二焊接设备B的控制单元9B可以实施第二焊接过程，其方式为通过控制单元9B来调设特定焊接参数，如例如特定焊接电流IB、焊接电压UB以及特定进给速度vB(例如又是CMT-Mix焊接过程，该焊接过程具有短路焊接阶段和作为热焊接阶段SPB2的脉冲焊接阶段)。

在此，第一焊接设备A(“引导设备”)的控制单元9A可以将关于第一焊接过程的短路焊接阶段SPA1的至少一个第一同步事件SEA1(例如短路形成的时刻)的同步信息Y以及(可选的)关于第一焊接过程的脉冲焊接阶段SPA2的至少一个第二同步事件SEA2(例如电极3A的熔滴脱落的时刻)的信息例如作为同步脉冲或作为总线消息通过通信链路11发送给第二焊接设备B的控制单元9B。第二焊接设备B(“跟随设备”)的控制单元9B可以使用所获得的同步信息Y来使所实施的第二(CMT-Mix)焊接过程在时间上与第一焊接设备A的第一(CMT-Mix)焊接过程同步。特别是第二焊接设备B的控制单元9B可以借助于同步信息Y根据第一同步事件SEB1(例如短路形成的时刻)使短路焊接阶段SPB1在时间上与第一焊接设备A的短路焊接阶段SPA1同步。附加地，第二焊接设备B的控制单元9B可以必要时根据第二同步事件SEB2(例如熔滴从电极3B脱落的时刻)借助于同步信息Y使脉冲焊接阶段SPB2在时间上与第一焊接设备A的脉冲焊接阶段SPA2同步。

例如同步信息Y可以包含特定的第一相移φ1，通过所述第一相移在时间上彼此偏移地实施短路焊接阶段SPA1、SPB1。第一相移φ1是可预定的，但也可以是可调设的(例如通过用户界面10A和/或10b)。类似地，同步信息Y可以包含特定的第二相移φ2，通过所述第二相移在时间上彼此偏移地实施脉冲焊接阶段SPA2、SPB2。例如可以考虑的是，同步地实施短路焊接阶段SPA1、SPB1，亦即其中第一相移φ1＝0，以及也同步地实施脉冲焊接阶段SPA2、SPB2，亦即其中第二相移φ2＝0，如在图3中示出。然而，当然可以选择不同的时间上的同步，例如φ1＝0、φ2≠0(图2)；φ1≠0,φ2＝0(图5)；φ1＝φ2≠0(图4)，其中φ1<φ2、φ1>φ2或者φ1＝φ2。

在下文中根据图2至图5描述按照本发明的同步的有利设计方案。在此，对于在(在此是两个)电极3A、3B上并行实施的焊接过程，分别重叠地示出焊接电流IA、IB、焊接电压UA、UB和进给速度vA、vB关于时间t的曲线。在此，实线涉及多重焊接方法的例如利用第一焊接设备A在电极3A上实施的第一焊接过程，而虚线涉及例如利用第二焊接设备B在电极3B上实施的第二焊接过程。在此，示例性地两个CMT-Mix焊接过程被示出为第一和第二焊接过程，在所述第一和第二焊接过程中短路焊接阶段SPA1、SPB1与脉冲焊接阶段、亦即热焊接阶段SPA2、SPB2分别周期性地交替。在利用一个电极的单重焊接方法中，CMT-Mix焊接过程原则上是已知的，因此在此仅更详细地探讨对于本发明本质的方面。如所述那样，但也可以使用具有基本上恒定的焊接电流IA、IB的喷射电弧焊接阶段作为热焊接阶段而不是脉冲焊接阶段。在这种情况下，短路焊接阶段SPA1、SPB1的同步就足够了。

众所周知，可以在脉冲焊接阶段SPA2、SPB2中实施以预定或可调设的脉冲频率fPA、fPB相继的多个脉冲周期ZPA、ZPB。在此，脉冲频率fPA、fPB对应于脉冲周期ZPA、ZPB的周期持续时间TZPA、TZPB的倒数，如在图2中示例性地分别根据第二(脉冲)焊接阶段SPA2、SPB2的一个脉冲周期ZPA、ZPB示出。在每个脉冲周期ZPA、ZPB中，具有基础电流IGA、IGB的基础电流阶段通常与具有相对于基础电流IGA、IGB更高的脉冲电流IPA、IPB的脉冲电流阶段交替。通过每个脉冲周期ZPA、ZPB产生这样的电流脉冲来实现熔滴从相应的电极3A、3B的有目的的脱落。熔滴脱落的时刻例如可以用于脉冲焊接阶段SPA2、SPB2，作为在本发明的意义上的特征性的第二同步事件SEA2、SEB2，以便使两个脉冲焊接阶段SPA2、SPB2在时间上相互同步，如在下文中还将更详细地阐明。

在此，脉冲频率fPA、fPB、基础电流IGA、IGB以及脉冲电流IPA、IPB可以相同大小地被选择但是也可以相互不同。在中间的图中分别示出的焊接电压UA、UB的时间曲线定性地基本上对应于焊接电流IA、IB的曲线，因此在此不再对其更详细地探讨。一般地，在焊接过程期间的电压U从在电弧上的电压降和在焊丝的自由焊丝端部上的电压降产生。电极3A、3B的进给速度vA、vB在脉冲焊接阶段SPA2、SPB2期间基本上是恒定的，如在下方的图中可以看出那样，且分别在从相应的短路焊接阶段SPA1、SPB1过渡或过渡到短路焊接阶段中的情况下变化。然而，当然也可以考虑的是在脉冲焊接阶段SPA2、SPB2中非恒定的进给速度vA、vB。整个脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的持续时间(该持续时间从脉冲周期ZPA、ZPB的数量及其周期持续时间TZPA、TZPB产生)例如可以通过预定时间或者通过预定脉冲周期ZPA、ZPB的数量及其周期持续时间TZPA、TZPB来调设。

在图2至图5中示出的示例中，第二电极3B的焊接电流IB、焊接电压UB以及进给速度vB在数值上略低于第一电极3B的焊接电流IA、焊接电压UA以及进给速度vA。这应归因于：在此，第一电极3A被定义为引导电极，而第二电极3B被定义为跟随电极。引导电极沿焊接方向(＝焊炬4A、4B用于产生焊缝的移动方向)超前于跟随电极。这意味着，跟随电极工作到已经由引导电极产生的熔池中，因此需要略微更低的焊接能量。当然，这仅仅是示例性的，也可以在两个焊接过程中使用相同的焊接参数。

众所周知，在短路焊接阶段SPA1、SPB1中实施至少一个短路周期ZKA、ZKB，在所述短路周期中使相应的电极3A、3B朝母材的方向移动直至形成短路，且优选地在形成短路之后又沿相反的方向远离母材6移动，如在下方的图中根据进给速度vA、vB可以看出那样。短路形成的时刻可以通过焊接电流IA、IB的升高或者特别是通过焊接电压UA、UB的同时的下降来识别。在本发明的意义上，短路形成的时刻可以有利地用作短路焊接阶段SPA1、SPB1的特征性的第一同步事件SEA1、SEB1，以便可以使两个短路焊接阶段SPA1、SPB1在时间上相互同步，如在下文中还将阐明。然而，备选地，代替实际的短路形成的时刻作为短路焊接阶段SPA1、SPB1的特征性的第一同步事件SEA1、SEB1，例如也可以使用(在图5中示例性示出的)短暂提高进给速度vA、vB的时刻，所述提高有意地在实际的短路形成的时刻之前不久被实施以便触发短路形成。

在示出的示例中，分别仅示出每个短路焊接阶段SPA1、SPB1一个唯一的短路周期ZKA、ZKB，但当然也可以实施多个短路周期ZKA、ZKB。例如，每个短路焊接阶段SPA1、SPB1可以实施二至十个短路周期ZKA、ZKB。通过预定短路周期ZKA、ZKB的数量可以定义短路焊接阶段SPA1、SPB1的持续时间，且因此限定如下时间，在所述时间中应实现(相对于热焊接阶段SPA2、SPB2或脉冲焊接阶段)到母材6中的更少的热输入。在短路周期ZKA、ZKB中也可以改变焊接电流IA、IB，特别是可以由相应的控制单元9A、9B调节焊接电流IA、IB的特定曲线。例如，在短路周期ZKA、ZKB期间，除了相反的焊丝进给速度vA、vB，可以将焊接电流IA、IB从基础电流(该基础电流可以与脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的基础电流IGA、IGB相同或不同)提高到相对于基础电流更高的(以及相对于脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的脉冲电流IPA、IPB更低的)提升电流且又降低到基础电流，以便支持熔滴脱落。

在按照图2的示例中，以第一相移φ1＝0在时间上同步短路焊接阶段SPA1、SPB1，亦即同时实施在电极3A、3B上两个并行实施的焊接过程的短路周期ZKA、ZKB。如上所述，分别基于每个短路焊接阶段SPA1、SPB1的至少一个第一同步事件SEA1、SEB1来实现同步，其中，在此在短路周期ZKA、ZKB中短路形成的时刻被规定为第一同步事件SEA1、SEB1。在示出的示例中，脉冲焊接阶段SPA2、SPB2以第二相移φ2＝180°在时间上被同步，亦即在时间上彼此偏移地实施脉冲周期ZPA、ZPB，如可以根据焊接电流IA、IB和根据焊接电压UA、UB看出。脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的同步又分别基于每个脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的至少一个第二同步事件SEA2、SEB2来实现，其中，在此熔滴脱落的时刻、亦即从基础电流IGA、IGB提高到脉冲电流IPA、IPB被规定为第二同步事件SEA2、SEB2。脉冲频率fA、fB优选地大小相同，如在图2中可以看出那样。然而，脉冲频率也可以大小不同，其中，分别更高的脉冲频率fA、fB优选地是分别更低的脉冲频率fA、fB的整数倍。

在按照图3的示例中，以相移φ1＝0在时间上同步短路焊接阶段SPA1、SPB1，且同样以相移φ2＝0°在时间上同步脉冲焊接阶段SPA2、SPB2，亦即不仅短路周期ZKA、ZKB而且脉冲周期ZPA、ZPB被同步实施，如可以根据焊接电流IA、IB且根据焊接电压UA、UB看出那样。类似地，又基于短路形成的时刻作为短路焊接阶段SPA1、SPB1的第一同步事件SEA1、SEB1且基于熔滴脱落作为脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的第二同步事件SEA2、SEB2来实现同步。

在按照图4的示例中，以相移φ1＝180°在时间上同步短路焊接阶段SPA1、SPB1，且同样以相移φ2＝180°在时间上同步脉冲焊接阶段SPA2、SPB2。这意味着，不仅短路周期ZKA、ZKB而且脉冲周期ZPA、ZPB被时间上错开地实施，如可以根据焊接电流IA、IB、根据焊接电压UA、UB以及对于短路焊接阶段SPA1、SPB1也根据进给速度vA、vB看出那样。又基于短路形成的时刻作为短路焊接阶段SPA1、SPB1的第一同步事件SEA1、SEB1且基于熔滴脱落作为脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的第二同步事件SEA2、SEB2来实现同步。当然，但也可以规定其他特征时刻作为第一同步事件SEA1、SEB1和第二同步事件SEA2、SEB2。

最后，在按照图5的示例中，以相移φ1＝180°在时间上同步短路焊接阶段SPA1、SPB1，且以相移φ2＝0°在时间上同步脉冲焊接阶段SPA2、SPB2。这意味着，短路周期ZKA、ZKB被时间上错开地实施，而脉冲周期ZPA、ZPB被同步实施，如根据焊接电流IA、IB、根据焊接电压UA、UB以及对于短路焊接阶段SPA1、SPB1也根据进给速度vA、vB可以看出那样。又基于短路形成的时刻作为短路焊接阶段SPA1、SPB1的第一同步事件SEA1、SEB1且基于熔滴脱落作为脉冲焊接阶段SPA2、SPB2的第二同步事件SEA2、SEB2来实现同步。

为了完整起见，在图5中的下部的图中，附加地也画出了已经提及的短暂提高进给速度vA、vB作为短路焊接阶段SPA1、SPB1的备选的同步事件SEA1’、SEB1’(点状线)。在此，在所定义的时刻有意地短暂提高进给速度vA、vB以便触发短路形成。在图5中跳跃式地画出了焊丝进给速度的提高。当然，焊丝进给速度的提高但也可以持续不断地实现。在此，由于具有焊接参数的已知时间曲线的所实施的已知焊接过程，时刻当然同样是已知的。

通过按照本发明的时间上的同步，可以使多重焊接方法的并行实施的焊接过程以期望的方式相互协调，从而两个(或更多个)焊接过程尽可能小地负面地相互影响。最后应提及的是，所述实施形式当然仅仅是示例性的且不是对本发明的限制，且具体的实施方案由本领域技术人员自行决定。

Claims

1.用于在母材(6)上利用至少两个进行熔化的电极(3A、3B)实施多重焊接方法的方法，其中，在每个电极(3A、3B)上在点燃电弧之后在电极(3A、3B)与母材(6)之间实施焊接过程，且在时间上同步所述至少两个电极(3A、3B)的焊接过程，其特征在于，在所述至少两个电极(3A、3B)上分别实施具有短路焊接阶段(SPA1、SPB1)和热焊接阶段(SPA2、SPB2)的焊接过程，所述热焊接阶段具有相对于短路焊接阶段(SPA1、SPB1)更高的到母材(6)中的热输入；短路焊接阶段(SPA1、SPB1)与热焊接阶段(SPA2、SPB2)周期性地交替；且根据每个短路焊接阶段(SPA1、SPB1)的至少一个所定义的第一同步事件(SEA1、SEB1)使所述至少两个电极(3A、3B)的焊接过程的至少短路焊接阶段(SPA1、SPB1)在时间上同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在时间上同步所述短路焊接阶段(SPA1、SPB1)，其方式为在第一同步事件(SEA1、SEB1)之间规定第一相移(φ1)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用在所述短路焊接阶段(SPA1、SPB1)中短路形成的时刻或者为了短路形成而实施的提高进给速度(vA、vB)的时刻或者为了短路形成而实施的减小焊接电流(IA、IB)的时刻作为第一同步事件(SEA1、SEB1)。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在所述短路焊接阶段(SPA1、SPB1)中实施至少一个短路周期(ZKA、ZKB)，在所述短路周期中使相应的电极(3A、3B)朝母材(6)的方向移动直至形成短路，且在形成短路之后沿相反的方向远离母材(6)移动，其中，优选地在所述短路焊接阶段中实施二至十个短路周期(ZKA、ZKB)。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，使用脉冲焊接阶段或喷射电弧焊接阶段作为热焊接阶段(SPA2、SPB2)，其中，在所述脉冲焊接阶段中实施以脉冲频率(fA、fB)相继的多个脉冲周期(ZPA、ZPB)，在所述脉冲周期中具有基础电流(IGA、IGB)的基础电流阶段与具有相对于基础电流(IGA、IGB)更高的脉冲电流(IPA、IPB)的脉冲电流阶段分别交替，且在喷射电弧焊接阶段中使用恒定的焊接电流。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据每个脉冲焊接阶段(SPA2、SPB2)的至少一个所定义的第二同步事件(SEA2、SEB2)在时间上同步所述至少两个电极(3A、3B)的焊接过程的脉冲焊接阶段(SPA1、SPB1)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在时间上同步脉冲焊接阶段(SPA2、SPB2)，其方式为在所述第二同步事件(SEA2、SEB2)之间规定第二相移(φ2)。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，使用在脉冲焊接阶段(SPA2、SPB2)中的特征时刻作为第二同步事件(SEA2、SEB2)，所述时刻优选地是焊接参数(U、I、v)变化的时刻或熔滴从所述电极(3A、3B)脱落的时刻。

9.用于实施多重焊接方法的装置(1)，其中，在所述装置中设有至少两个焊接设备(A、B)，所述焊接设备用于在母材(6)上利用进行熔化的电极(3A、3B)分别实施一个焊接过程，每个焊接设备(A、B)具有用于控制相应的焊接过程的控制单元(9A、9B)，且所述至少两个焊接设备(A、B)的控制单元(9A、9B)通过通信链路(11)而连接以便在时间上同步各焊接过程，其特征在于，所述控制单元(9A、9B)构成为，分别实施具有短路焊接阶段(SPA1、SPB1)和热焊接阶段(SPA2、SPB2)的焊接过程，所述热焊接阶段具有相对于短路焊接阶段更高的到母材(6)中的热输入，所述短路焊接阶段与热焊接阶段周期性地交替；且至少第一焊接设备(A)的控制单元(9A)构成为，将关于利用第一焊接设备(A)实施的焊接过程的短路焊接阶段(SPA1)的所定义的第一同步事件(SEA1)的至少一个同步信息(Y)通过通信链路(11)发送给至少一个第二焊接设备(B)的控制单元(9B)；所述至少一个第二焊接设备(B)的控制单元(9B)构成为，借助于所获得的同步信息(Y)，根据利用第二焊接设备(B)实施的焊接过程的短路焊接阶段(SPB1)的所定义的第一同步事件(SEB1)，使利用第二焊接设备(B)实施的焊接过程在时间上与第一焊接设备(A)的焊接过程同步。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述同步信息(Y)包含：在所述第一同步事件(SEA1、SEB1)之间的至少一个第一相移(φ1)。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，规定在所述短路焊接阶段(SPA1、SPB1)中短路形成的时刻或者为了短路形成而实施的提高进给速度(vA、vB)的时刻或者为了短路形成而实施的减小焊接电流(IA、IB)的时刻，作为第一同步事件(SEA1、SEB1)。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，每个焊接设备(A、B)具有焊丝进给单元(14A、14B)，所述焊丝进给单元能由所述控制单元(9A、9B)驱控，其中，所述控制单元(9A、9B)构成为，在所述短路焊接阶段(SPA1、SPB1)中实施至少一个短路周期(ZKA、ZKB)，在所述短路周期中所述焊丝进给单元(14A、14B)使电极(3A、3B)朝母材(6)的方向移动直至形成短路，且在形成短路之后沿相反的方向远离母材(6)移动，在短路焊接阶段(SPA1、SPB1)中优选地能实施二至十个短路周期(ZKA、ZKB)。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述控制单元(9A、9B)构成为，实施具有以脉冲频率(fA、fB)相继的多个脉冲周期(ZPA、ZPB)的脉冲焊接阶段作为热焊接阶段(SPA2、SPB2)，在所述脉冲周期中具有基础电流(IGA、IGB)的基础电流阶段与具有相对于基础电流(IGA、IGB)更高的脉冲电流(IPA、IPB)的脉冲电流阶段分别交替；或者所述控制单元(9A、9B)构成为，实施具有恒定的焊接电流的喷射电弧焊接阶段作为热焊接阶段(SPA2、SPB2)。

14.根据权利要求10至13之一所述的装置，其特征在于，至少所述第一焊接设备(A)的所述控制单元(9A)构成为，将关于利用所述第一焊接设备(A)实施的焊接过程的脉冲焊接阶段(SPA2)的所定义的第二同步事件(SEA2)的同步信息(Y)通过通信链路(11)发送给所述至少一个第二焊接设备(B)的所述控制单元(9B)；其中，所述至少一个第二焊接设备(B)的所述控制单元(9B)构成为，借助于所获得的同步信息(Y)，根据利用所述第二焊接设备(B)实施的焊接过程的脉冲焊接阶段(SPB2)的所定义的第二同步事件(SEB2)，使利用第二焊接设备(B)实施的焊接过程在时间上与所述第一焊接设备(A)的焊接过程同步。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述同步信息(Y)包含：在所述第二同步事件(SEA2、SEB2)之间的至少一个第二相移(φ2)，其中，优选地规定在所述脉冲焊接阶段(SPA2、SPB2)中的特征时刻作为第二同步事件(SEA2、SEB2)，所述特征时刻特别优选地是熔滴从所述电极(3A、3B)脱落的时刻或焊接参数(U、I、v)变化的时刻。