JP2007500602A - 制御鑞付温度を用いた鑞付前及び鑞付後温度制御マルテルサイトなし鑞付工程を遂行するための新規な方法及び新規な複合装置 - Google Patents

Abstract

本発明（図１）は、新規な式制御された、接続片をワークピースに鑞付けすることによる結合の方法に関し、そこでは、鑞付温度段階の以前、期間中、及び、以後の全ての工程の段階中に温度が制御され、よって、鑞付後における作業材料の不利な構造的変化（マルテルサイト形成）が排除されると共に、エネルギー消費及び工程の不安定さを最小限化する。さらに、本方法を実施するための装置にも関する。

Description

本発明は、新規な鑞付工程の補助を受けて、例えば、導電性材料の接続片を金属面に鑞付けするための新規な方法に関し、そこでは、電力消費の最小限化及び安定性の増大を伴ってマルテルサイトなし鑞付を得るために、鑞付工程の鑞付前温度段階及び鑞付後温度段階期間の温度、並びに、正に結合形成段階期間の充填剤温度が段階毎に規制され且つ制御される。よって、その結果は、鑞付後に鋼内に不利な構造的変化（マルテルサイト形成）なしの鑞付けであると共に、工程の安定性増大及び他の要因の最善化の達成である。本発明は、本方法の実施のための複合装置であるが、それは他の種類の鑞付けとも組み合わせ得る。

マルテルサイトなし鑞付工程に向けられた手法開発は段階的な工程である。スウェーデン国特許第９００３７０８−６号（第４６９３１９号）はマルテルサイト形成を最小限化するためのピン鑞付法を開示し、スウェーデン国特許第０１０１６８８−０号（第５１８１７７号）はマルテルサイトなし鑞付工程を記載している。

しかしながら、鑞付自体の実施の実際的問題、及び、全ての種類及びサイズの例えば導電性材料の接続片を鑞付けし得るのが望ましいという事実の故に、方法及びそれを実施するための装置の双方の改良が望ましい。より大径のケーブルとの大型接続に関して、鑞付中に温度が受容可能限度を超えて沈下或いは上昇することなく受容可能な鑞付を達成するために、より多くのエネルギーが共有されなければならない。

特に興味深いものは所謂銀充填剤を用いた鑞付であり、充填剤の融解温度は例えば６５０°Ｃと比較的高い。良好な鑞付けを得るために、充填剤及び直接隣接金属面の双方の温度は、充填剤の融解温度を超えなければならない。従って、所要鑞付温度は充填剤の融解温度を超えなければならず、この脈絡では、それはより低い限界として作用する。もし鋼が約７２０°Ｃより高く加熱されるならば、材料中に構造的変化が発生し、もし温度が好ましくない方法で大幅に降下するならば、その変化は究極的に材料中の恒久的な構造的変化（マルテルサイト形成）を生じさせる。マルテルサイト形成を回避する方法は、鑞付温度が７２０°Ｃより小さな値を有することを確実にすることである。よって、鑞付温度の許容値は、６５０°Ｃ〜７２０°Ｃの間であろう。他の方法は、先ず、鑞付温度を７２０°Ｃよりも高い値に引き上げ、次に、従来的な冶金原理に従った好ましい方法で鋼の温度を降下させ、よって、最終結果が（マルテルサイト構造を有する）硬化鋼ではないよう、鋼内の潜在的に危険な構造の構造的変化が起こることが許容されることである。

従来技術の目標は、鑞付温度を、充填剤の融解温度よりも僅かに高い温度と、マルテルサイト形成に関する鋼内の臨界温度よりも僅かに低い温度との間の値に設定することであった。特定の電力が鑞付結合部の部材に供給され、鑞付温度に到達すると、供給が中断された。時間と電力の適当な組み合わせで、より小さな寸法の接続をマルテルサイトなしの結果を伴って鑞付し得た。

大径接続の鑞付において、この方法は大きな欠点を有する。結合部材内の温度は時間の関数としては初期的に上昇しないが、時間経過と共に温度曲線は横ばいになることが分かった。例えば、特定の過剰な低電力で、初期的に、温度は多少急激に上昇するが、次に、傾斜は連続的に減少し、曲線は最終的に横ばいになり、この場合には、過剰に低い鑞付温度の限界値に接近する。この場合、鑞付時間は、正しい鑞付温度に到達することなく、無限に接近する。しかしながら、到達温度は多少安定的に維持される。

例えば、特定の過剰な高電力で、限界値は鑞付温度のための許容値よりも一層高く位置するので、鑞付工程は多少敏速に中断されなければならない。この場合には、工程は包含部材の温度上昇が鋭い、即ち、温度曲線が急勾配であるときに中断される。容積、ジオメトリ、融点、熱伝導性、及び、他の材料特有な特徴のような包含材料中の変動、電気アークの可変品質、異なるカーボン電極間の抵抗の変動、操作者及び装置依存要因又は他の可変要因は、到達温度に関して特定の誤差幅を生じさせる。過剰に高電力を用いた上記例では、これらの誤差源は、鋭く上昇する温度曲線と共に、到達鑞付温度についての不安定を招く。よって、温度が急激に上昇するときのエネルギー供給の中断は、所望鑞付温度と実鑞付温度との間の過剰に大きな誤差幅を招く。

従って、これらの２つの極端の間の適当な妥協が選択され、そこでは、所要の多少安定的な鑞付温度が受容可能な長時間後に到達されるためにエネルギー供給中断時の温度曲線が十分平坦であるよう、供給電力が選択される。

結合及び工程に依存して、供給電力のレベル及び鑞付毎総エネルギー消費に加えて、バッテリ充電毎鑞付数を決定する３つの重要な部分的要因は、包含材料の質量及び特定熱容量、鑞付工程で消費される期間、及び、主として伝導による熱損失である。大径接続の鑞接の場合、これらの要因は以下の効果を有する。

1. 正しい鑞付温度に到達するために、同一材料の大径接続はより大きな質量を有し、且つ、より多くの熱を必要とする。

2. 正しい鑞付温度に到達するために、例えばバッテリ容量のような制限は鑞付期間の延長を要求し、それは平坦な温度曲線を伴ってエネルギー消費の増大を招く。

3. 大径接続は、ケーブル領域の増大、及び、鑞付結合部近傍の材料の領域及び容積の増大に起因する、主として伝導による、冷却損失の増大を招く。材料自体の熱伝導性が温度増大を伴って増大するので、冷却損失はより一層増大する。

全体的に、これは従来技術を用いた大径接続の鑞付が困難又は不可能であることを意味する。

さらに、バッテリが鑞付実施時に電力源として用いられており、従って、より多くのバッテリ毎鑞付を充電前に達成し得るために、鑞付のための所要エネルギーを節約することが常に要望である。

他の不便さは、例えば、操作者による鑞付銃の不正確な取扱い、不十分な接地、温度、空気湿度、異なる種類の接続、ケーブル、及び、レール材料のような異なる理由のために不良となる鑞付けである。鑞付けの不良は、バッテリの再充電が求められる前の合格鑞付数の減少、材料の不必要な消費、及び、操作者からの余分な作業、並びに、敏感の増大を招く。例えば、時間が限定的な鉄道レールに取り組むとき、中断数を最小限度に制限することことが望ましい。

この工程が未だ処理できない問題は、エネルギー供給開始後の鑞付工程中の外乱又は誤差である。鑞付品質は完全に操作者の主観的判断に依存する。もし、例えば、時折貧弱に生成される電気アーク又は鑞付工程中におけるアークの断続的不良に起因して、電気アーク内での熱の蓄積が普通でないならば、工程はこれと無関係に且つ操作者へのフィードバックなしに続行される。さらに、もし所定時間の経過前に電気アークが時期尚早に消失するならば、操作者は鑞付中断が計画的か計画外であるかを判断する可能性を有さない。さらに、もし構造が電気アークを点火するよう管理されていないか、或いは、もし電気アークが鑞付工程中に消失するならば、構造は依然として導電性を有し、操作者が銃を接続部から取り外すとき、操作者が依然として印加下の電極に手で触れるとき、或いは、防護リングが部分的に離脱し電極と接触するときに、望ましくない電気アークが起こる可能性が残念ながらあり、結果的に、操作者の怪我及び／又は機器への損傷の可能性を生む。

電極の持上げ高さを設定又は調節するときに、操作者は意図せずに鑞付工程を開始する危険も冒し、その結果、調節機器又は他の機器への損傷、或いは、人への損傷の危険性を生む。

他の実際的な問題は、鑞付銃の前部に設けられた金属リングを用いた操作者の接地の取扱い方である。安定的な鑞付けは、操作者が銃を導電性の接続片に適用する方法に依存する。傾けられた銃は電気アーク遮断及び鑞付失敗を招き得る。さらに、鑞付結合部が均一な厚さになるよう、ケーブルシューのような導電性の接続片が位置付けられるならば、鑞付結合部強度の問題が起こり得る。

現在の鑞付銃の問題は、軸ブッシュを通じて、汚れ及びガスが銃内に突き通ることである。これは持上げ機構に問題を生起する。さらに、鑞付銃内には電磁石があり、上記軸ブッシュを衝撃吸収効果を備えるゴム製インサートの方向に引っ張る。しかしながら、温度変化に対する鋭敏性及び老化効果の故にインサートの弾性は劣化し、それが全ての鑞付状況のために持上げ高さを一定に維持し得ない理由であり、それは今度は鑞付成果、即ち、品質の変化を意味する。

本発明は、温度制御及び鑞付操作の規制のための新規な改良された方法、及び、本方法を実施するための新規な改良された装置に関する。方法及び装置の双方が、鑞付工程の終了後に残る材料内の負の構造的変化（マルテルサイトの形成）なしに、大きな寸法の材料への拡張的な使用を可能し、エネルギー及び材料消費の削減を可能にする。これは鉄道レール、並びに、重負荷下の他の構造部材及び構造での使用に特に重要である。

目的は電子ユニットが多数の式を包含することである。全ての式は、特別な鑞付状況のために、電流又は電力、即ち、本明細書において出力と呼ぶものが時間経過と共にどのように変化するかを決定する。操作者は、全ての鑞付状況によって必要とされる材料及び条件に適する式を選択し且つ設定し、よって、最善な結果が得られる。

電子ユニットは鑞付中に消失する電気アークの場合の中断手順も有する。この場合、電子ユニットは、電気アークを再点火し、途絶に関して鑞付けを完了する。そのようにして、不良の中断された鑞付けから派生するであろう材料及びエネルギーの損失が回避される。さらに、接続を除去し且つベース材料を再研磨する追加的な作業努力が回避される。

本発明の他の目的は、電子ユニットが、鑞付工程に関する並びに鑞付間のバッテリ状態に関する情報を提供する検出及び記録装置を包含することである。この情報は電子ユニット内に記憶され、そこでは、鑞付完了後にそれは処理され操作者に連絡される。情報は後の検索のためにも記憶され、この場合、例えば鑞付結果の承認として、それは電子的又は他の形態で検索され得る。

本発明の他の目的は、ローレット切り及び／又はブラスト処理された導電性接続片によって、鑞付工程中のエネルギー供給がさらに削減されることである。熱は、電気アークから、鑞付銃中のカーボン電極から解放されたワークピース上のカーボン層へ移される。その結果、熱は導電性接続材料の接続片の表面に降下する。

ローレット切り及び／又はブラスト処理された或いは他の表面修正処置に晒されたこの表面によって、円滑面に比べより大きな接触面が生成される。よって、質量に対する表面の比率は増大し、この結果、エネルギー、よって、導電性接続片の熱のより迅速な吸収がもたらされる。それによって、鑞付結果を維持しながらエネルギー供給を減少し得る。

さらに、他の目的は、導電性接続片を製造するときに充填材料を削減することである。製造時に、例えばケーブルシューのような接続片上に配置された鑞付クリップは、導電性材料に部分的に押し付けられる。新規な方法は迅速なので、金属接続が行われる以前に、接続片の底面又は充填材料の上に酸化が実質的に形成されない。充填剤と導電性接続片との間のフラックスは不要である。製造時に鑞付クリップの底面に如何なる孔も生成する必要がない。鑞付クリップは今や接続片上に横向きに取り付けられ、突出部がない。この構成は材料保全の要求を満足する。鑞付クリップは今や以前の単一の締付タブの代わりに二重締付タブで係止されるので、鑞付クリップの頂面及び／又は底面上の孔はいずれも不要である。

本発明の他の目的は、例えばケーブルシューのようなより大きくより頑丈な導電性材料の接続片を使用する可能性、及び、これらの接続片に比べてより大径を有するケーブル又はスレッドを使用する可能性である。

本発明の他の目的は、鑞付工程中に電気アークをより簡単且つより安全な方法で点火し次に鑞付工程中にそれが消えないようそれを維持する可能性である。これはカーボン電極の表面領域を油性製品、例えば、パラフィンワックス、石油ゼリー、又は、それらの類似物で含浸することによって達成される。鑞付工程中に、この含浸は電気アークを保護するガスを形成する。しかしながら、電極の端面は含浸されない。従って、端面からの含浸機の加熱及びガス化の故に、電気アークが生成される開始の瞬間にエネルギーが不必要に失われない。鑞付工程初期に導電性接続材料の接続片の表面温度を可能な限り迅速に上昇するのが望ましいので、これは重要である。初期的な高温は、カーボン層が鑞付工程の後期に支持面から緩み出し電気アークと干渉する危険性を低減する。

さらなる目的は、鑞付のための満足し得る接地をより容易に達成する良好な可能性を操作者にもたらすことである。二次的アークを例えばケーブルシューと鉄道レールとの間に生成し得るので、鉄道レールをマルテルサイト形成の形態で消極的に影響を与え得る、例えば鉄道レールを介して導電性接続片を接地することが回避される。接地装置とレートとの間、及び、レールと接続片との間の高接触抵抗の故に、そのような方法は貧弱な接地のより大きな危険性を招く。接地のためにレールを準備することは、さらなる作業タスクである。より安全な接地のために、金属の接地された防護リングが用いられ、そのリングは導電性接続片と直接的に接触させられ、この防護リングが導電性ワークピースに直交して接近するために、リングはジンバルジャイロに懸架される。従って、たとえ操作者が鑞付銃を接続片に対して他の角度に傾斜するとしても、防護リングの中心軸は接続片の表面に対する角度を変えず、よって、貧弱な接地及び／又は電気アークの消失の危険性が排除される。

目的は、鑞付工程中、充填剤が溶解するときに、導電性接続片とワークピースとの間に均一な厚さの充填剤列が得られるよう、防護リングのジャイロ懸架が、例えばケーブルシューが場合によっては不均一な支持面に倣って成形されるのを許容することである。これは、例えばケーブルシューが熱くなるとケーブルシューは軟らかくなるので、鑞付銃、ワークピース、及び／又は、接続片に対する防護リングの角度が鑞付工程中に変化するか否かに拘わらず、防護リングを介して送られる鑞付銃への操作者の圧力が、支持面に倣って例えばケーブルシューを成形するという事実に負っている。

さらに、電極の持上げ高さが一定のままであり、全ての持上げ動作のために反復可能であることが目的である。従って、鑞付銃は水圧連続吸収器を包含する。それは電極がより遅い制御された速度で持ち上げさせ、安定的な持上げ高さを何度も何度も達成する。鑞付銃の背端には、異なる位置へ高さを持ち上げるための調節装置がある。

本発明の他の利点は、電極ホルダ内へのアダプタの挿入及び電子ユニットにおける適切な式の選択が、マルテルサイトなし鑞付けの要求がない或いは緩い古い種類の鑞付ピン及び接続片のために本鑞付工程を用いることを可能にすることである。

本発明の他の利点は、もし本工程が余剰熱を蓄積するならば防護リングがこの熱によって軟化されるよう、防護リングが機械的過熱保護として作用することであり、鑞付銃への操作者の圧力の故に、防護リングの形状は変更され、それは円錐部内に深く進入し、それによって、例えばケーブルシューへの鑞付銃及び電極の距離が減少されることである。持上げ高さの減少は電気アークの電気抵抗の減少をもたらす。所与の電流を用いて、これは電力蓄積の減少を意味し、その結果、機械的過熱保護が得られる。

本発明のさらなる目的は、保護ブーツが軸と鑞付銃の前部との間に適合されていることである。そのようにして、汚れ及びガスが軸ブッシュを通じて鑞付銃内に進入することが阻止される。

本発明の特徴は添付の請求項から明らかである。

本発明の好適実施態様を示す添付の図面を参照して本発明をより詳細に記載する。

図１は、鑞付工程に含まれる部材の一部を概略的に示している。それはバッテリ１である動力源からの鑞付工程の一般的な描写であり、電流はそこから回路６を介して電子ユニット２に供給される。電子ユニット２には、ディスプレイ３と音響装置４とがある。電子ユニット２は、動力供給回路及び信号ケーブル５を介して、鑞付銃７からの入力情報及びデータを受信して処理し、且つ、回路６を介して、バッテリ１からの入力データを受信して処理する。電子ユニット２には、多数の予備プログラム化された式があり、そこでは、全ての式は、特定の鑞付状況のために、電流又は電力、即ち、出力が時間経過と共にどのように変わるべきかについての特異な属性を有する。操作者は、式選択器３７の補助を受けて、特定の鑞付状況によって必要とされる材料及び条件に適合した特定の鑞付状況に適した式を選択する。電子ユニット２は検出及び記録装置も包含し、それは鑞付中に何が発生しているかについての情報を提供する。この情報は電子ユニット２内に記録され且つ処理され、ディスプレイ３及び／又は音響装置４によって鑞付完了後に操作者に転送される。後の検索のために、データポート３５の１つを介して、情報を電子又は他の形態で記憶し得る。これは鑞付結果の承認として作用する。電子ユニット２は、例えばプリンタ、プログラム機器、データ通信機器のような外部機器の接続のための通信ポート３５も包含する。バッテリ駆動機器及び充電機器のための電力及び充電ポート３６もある。式選択器３７及びアラーム承認機能３８も見られる。

電力スイッチ８が電気回路を閉じると、電極ホルダ３９内に取り付けられたカーボン電極９が回路を例えばケーブルシューのような導電性材料の接続片１１に対して初期的に短絡し、その後、鑞付銃７内のカーボン電極９が接続片１１から持ち上がると、電気アークを点火し、防護リングによって保護された電気アークは接続片１１の表面に働く。接続片１１はワークピース１２上に鑞付けされる。

図２は、電流又は電力、即ち、特定の式に従った鑞付工程中の時間に関する出力を示すグラフ１である。グラフの出力目盛は、鑞付前の条件に依存した多くの可能な目盛の１つである。出力は電気アーク３４及び電極２１内の平均電力を指し示し、平均電流を選択的に供給する。一定出力は温度を上昇させ、所望値で横ばいにする。出力値は鑞付けにおける安定的な最終温度に達するよう選択される。充填剤の融点は約摂氏６５０°である。後に敏速に冷却する鋼において温度が７２０°を超えると、マルテルサイトが形成される。「充填温度」は接続片１１の底部上の鑞付クリップの温度を指し示す。時間は極めて短く、運用材料、熱損失、充填材料等に依存する。

図３は他の式のグラフ２であり、そこでは、総鑞付期間を減少することが望まれる。総鑞付期間を短縮するために、より高い初期出力がより迅速な加熱をもたらし、次に、より低い出力が適用され、十分な誤差幅を伴って適切な最終温度が達成され得るよう、出力は時間経過と共に変化する。初期出力の最大値は、バッテリから消費されるエネルギーがバッテリ不良に起因する可能鑞付数の不要な制限を引き起こさないよう選択される。さらに、鑞付工程中の短時間は、接続片１１と下方に位置する充填剤との間の酸化のより少ない時間、及び、より少ない外乱リスクを許容し、且つ、それは操作者の作業を促進する。より短時間の鑞付期間が望ましい理由は、熱、放射、及び、対流を介した熱損失が減少されることである。

図４はさらに他の式のグラフ３であり、ここでは、最終温度の維持制御を用いて、適当なレベルへの出力の継続的な分割がさらなる時間取得を生んでいる。

図５は他の式のグラフ４である。ここでは、最終出力段階が、適当な期間中に、例えば熱影響鉄道レールにおける温度を適切な値に降下させ、そこでは、如何なるマルテルサイトの再形成も起こり得ない。防硬化(de-cure)工程が行われる。異なる鋼の合金に関して、温度及び期間は材料特有である。

図６は、鑞付工程においてより一層大きな時間取得及びより安定的な鑞付を生むさらに他の式のグラフ５である。鑞付工程中、材料は電極９から解放され、例えばケーブルシューのような接続片１１の上にカーボン層２７として着床する。もしこのカーボン層２７がケーブルシュー１１から緩み出すならば、それは電気アークに消極的に影響可能であるので、それは不安定になるか或いは消える。ケーブルシュー１１の例えば銅の表面温度が急激に高い値に上昇するならば、ケーブルシュー１１へのカーボン層２７の結合強度は向上する。図面中のグラフ５は短い初期的な高強度の出力を示しており、それはカーボン材料層２７が降下するケーブルシュー１１の表面層のより迅速な加熱を引き起こす。この段階は短いので、バッテリ不良の危険性は最小限である。短く、強く、高い出力は、カーボン層２７とケーブルシュー１１との間のより良好な結合強度、よって、より確実な鑞付け、及び、鑞付工程中の電気アークが阻害され或いは消失する危険性を生じさせる。

図７は特別な状況のグラフ６である。この図面中のグラフ６は、出力中断の結果を示している。温度曲線「計画温度」は、グラフ１に関する図２に示されているものと同一である。もし何らかの理由で電気アーク２６が今や鑞付工程中に消失するならば、出力は中断され、それは電子ユニット２によって検出される。次に、電極９はケーブルシュー１１の表面に向かって下げられ、その後、それは新たに引き上げられ、電気アーク２６が再始動される。電気アーク２６が点火されるまで、この手順は数回反復される。図面のグラフ６は、対応する温度落下を伴った出力中断を示している。出力が再開されると、鑞付けは完了する。中断中の実時間損失、及び、中断中の温度落下の補償の故に、総時間は延長される。この中断手順は、不良され中断された鑞付けの結果である材料及びエネルギーの損失を防止する。さらに、接続部の除去及びベース材料の再研磨の付加的作業も回避される。

図８は、従来技術の使用において、異なる出力レベルが鑞付結合部の温度をどのように変化させるかを概ね示し、鑞付けを完了するために、鑞付けに関し、一方では、鑞付温度の正確性と、他方では、時間及びエネルギー消費との間の妥協が必要であることを示している。過剰な高電力及び過剰な短期間において、工程中及び操作者による取扱いにおける包含部材中の変動の故に、鑞付工程の不正確性は過剰に高い。過剰に低い電力は、管理不能に長い鑞付工程時間或いは所望の鑞付温度より下の安定的な最終温度のいずれかをもたらす。

図９Ａは、鑞付クリップを除き、導電性接続片１１に含まれる構成部材を示しており、リング１４に挿入されるべきケーブル又はスレッド１３が見られ、他の方向からは、端部１５がリング１４に挿入されている。端部１５は成形された長方形のコンパクトな小片から成り、それは鑞付工程中に電気アーク２６が作用する平坦部１６も有する。平坦部と成形部との間の境界は半円形であり、隆起案内縁部１７を含む。この半円形の形態は鑞付銃７内の防護リング２１に適合される。

図９Ｂは、ケーブルシューの形態の導電性接続片１１と、２つの締付タブ１９を備える鑞付クリップ１８とを示しており、ここでは、この鑞付クリップ１９はケーブルシュー１１の平坦部１６に差し込まれることが意図されている。新規の工程は平坦なので、金属接続が行われる以前に、接続片１１底部又は充填剤の上に実質的な酸化は形成されない。充填剤１８と導電性接続片１１との間のフラックスは不要である。製造時に、鑞付クリップの底面に如何なる孔も不要である。スレッド又はケーブル１３も見られる。１つの代わりに２つの押圧された締付タブを備える構造のお陰で、鑞付クリップはより確実に締結される。従って、鑞付クリップの頂面に孔は不要である。同時に、この構造は材料の節約の要求も満足する。

図１０はケーブルシューの形態の導電性接続片１１を示しており、鑞接クリップ１９の締付タブ１９は平坦部１６に差し込まれ、鑞接クリップ１８の短側部２０は平坦部１６の外側にある。鑞付クリップ１８は今や二重締付タブ１９で係止されているので、鑞付クリップ１８の頂面に孔は不要である。より大きく、且つ、より頑丈な導電性材料の接続片１１、並びに、より大径のケーブル又はスレッド１３も用い得る。

図１１は、鑞付銃７からの防護リング２１を備えるカーボン電極９がケーブルシューの形態の導電性接続片１１に向かってどのように移動されるかを示しており、操作者は、圧力によって、ケーブルシュー１１を防護リング２１を介してワークピース１２上に固定する。鑞付クリップ１８の底部及びその短側部２０も見られる。

図１２は、カーボン電極９がケーブルシュー１１の形態の導電性接続片１１の方向にどのように移動されるかを示しており、防護リング２１に適合された半円形隆起縁部１７も見られる。鑞付クリップ１８の締付タブ１９が平坦部１６に押し下げられ、それは製造時に既に起こるのが見られる。さらに、カーボン電極９の表面領域は油性製品、例えば、パラフィンワックス、石油ゼリー、又は、それらの類似物で含浸される。鑞付工程中、この含浸は電気アークを保護するガスを形成する。この場合には、鑞付工程において電気アークをより容易且つ安全に点火し、電気アークが鑞付工程中に消えないよう維持し得る。

しかしながら、電極の端面２２は含浸されない。従って、電気アークが生成される始動瞬間、加熱及び端面２２からの含浸機のガス化の故に、エネルギーは不必要に失われない。鑞付工程の初期に導電性接続片１１の表面温度を可能な限り迅速に上昇させることが望ましいので、これは重要である。初期的な高温は、鑞付工程の後程にカーボン層２７が支持面から緩み出し且つ電気アーク２６と干渉する危険性を低減する。

図１３は、カーボン電極９が、防護リング２１と共に、ケーブルシューの形態の導電性接続片１１の方向にどのように移動されるかを示しており、そこでは、防護リング２１は半円形隆起縁部１７に嵌入する。

図１４は、鑞付銃７からの防護リング２１を示している。防護リング２１は電気回路の接地に接続されている。カーボン電極９及び防護リング２１がケーブルシュー１１に対してどのように押し下げられるかが見られ、後者は鑞付工程の開始前に接地される。

図１５は、ケーブルシューの形態の導電性接続片１１を示しており、鑞付銃７から、カーボン電極９は、防護リング２１と共に、ケーブルシュー１１に対して押し下げられ、鑞付クリップ１３の底面及びその短側面２０が見られ、全てがワークピース１２に対して押し下げられている。

図１６は、鑞付クリップ１８を備えた、ケーブルシューの形態の導電性接続片１１の底部を示しており、そこでは、クリップ１８を固定するために、その底部の側縁２３はケーブルシュー１１に圧入され、その下方中央部２４が接続片１１の外側に配置されているので、それは鑞付工程中に溶け出して鑞付結合部を形成する。

図１７は、極性に関して鑞付工程中に何が起こるかを示している。カーボン電極９を備える鑞付銃７は接続片１１の方向に直接的に移動される。後に電圧が印加されると、カーボンが正極であり、ケーブルシューが負極である。これらの２つは反対の極性を得る。他の場合には、反転された極性が選択される。

図１８Ａは、ローレット切りされた接続片１１を示し、ケーブルシュー１１の頂面１６上のローレット切り２５が見られる。ケーブルシュー１１はブラスト処理され及び／又はキャビティを備え得る。ローレット切りされた及び／又はブラスト処理された導電性接続片１１によって、鑞付工程中のエネルギー供給をさらに削減し得る。熱が電気アークから接続片１１の頂面１６上のカーボン層２７に移され、その表面は鑞付銃７内のカーボン電極９から解放される。その後、熱は導電性材料の接続片１１の表面に降下する。ローレット切りされた及び／又はブラスト処理された或いは他の表面修正処置に晒されたこの表面によって、円滑面に比べより大きな接触面が形成され、その結果、より迅速なエネルギー吸収、ひいては、導電性接続片１１の加熱が得られる。そのようにして、鑞付結果を維持しながらエネルギー供給を減少し得る。

カーボン電極９とケーブルシュー１１との間の電気アーク２６を断面で概略的に示している。電気アークを介して、材料はカーボン電極９から移され、それはケーブルシュー１１上にカーボン層２７として着床する。カーボン層２７の支持面から緩み出す傾向は、主として３つの要因によって決定される。即ち、

1. 鑞付工程の初期段階中の支持面の温度

2. 支持面の構造及び幾何学的形状

3. カーボン層２６の厚さ

例えばより大きな質量のケーブルシューのようなより頑丈な接続体１１を鑞付けするとき、緩み出す傾向は増大し、そこでは、良好な鑞付けを得るために、より多くのエネルギーが必要とされる。図１８Ａに記載のローレット切り又はブラスト処理を用いることによって、カーボン層の結合強度は向上する。上記のローレット切り／ブラスト処理と共に適切な式を用いて、高い初期温度を到達可能であり、それは結合強度に積極的な影響を有する。

図１８Ｃは、頂面１６上に位置するカーボン層２７を備えたケーブルシュー１１を上から見た描写である。

図１８Ｄは、頂面１６上にキャビティ２８を備えたケーブルシュー１１を示している。カーボン層の結合強度をさらに向上するために、ケーブルシュー１１は、その平坦部１６の頂面に１つ又は少数のキャビティ２８を備える。

図１８Ｅは、形状、数、及び、ケーブルシュー１１の平坦面１６上の位置に関するキャビティ２８の変形を示している。

図１８Ｆは、解放されたカーボン層２７の厚さ及び幾何学的形状についてのキャビティの影響を示している。カーボン層２７の厚さを減少するために、ケーブルシュー１１は、キャビティ２８が他の場合にはより厚いカーボン層２７を招くであろう環境からのカーボン組成を吸収するときに、カーボン層２７の厚さの満足な減少が隣接領域で達成されるようなサイズ及び形状に適合された、１つ又は少数のキャビティ２８を備える。キャビティ（複数を含む）２８はカーボン層２７のアンカー地点としても幾何学的に作用し、それは結合強度を増大する。

図１９は、以前の方法に従った鑞付工程の極性を示している。平坦面は熱を反射し、それが熱損失の増大、よって、電流又はエネルギー消費の増大が発生する理由である。鑞付工程はより多くの時間がかかり、その結果、熱伝導を通じてより大きな熱損失を許容し、その結果、電流又はエネルギー消費をさらに増大する。図面は電極及び電子孔の均一な分布も概略的に示している。

図２０は、導電性材料のローレット切りされた接続片１１を備えた本発明の鑞付工程の極性を示している。ローレット切り２５及び／又はブラスト処理或いは他の表面拡張処理のお陰で、円滑面に比べより大きな接触面が生成され、その結果、より迅速なエネルギー吸収、よって、導電性接続片１１の加熱が引き起こされる。よって、鑞付結果の劣化なしにエネルギー供給を削減し得る。迅速な鑞付工程の故に、熱伝導を介した熱損失はさらに削減される。不均一面は局地的ピークで電子収束の発生を招き、それは電気アークが点火され且つ維持されるのに役立つ。

図２１は、導電性材料のローレット切りされた接続片１１の方向に移動された含浸カーボン電極９を示している。鑞付工程中、カーボン電極９の表面領域の含浸は電気アークを保護し、ケーブルシュー１１のローレット切りされた２５はより大きな接触面をもたらし、よって、エネルギー吸収が短い期間で行われるが、所望温度は十分に到達され、鑞付工程中のエネルギー供給を早期に中断し得る。この結果、エネルギーは保全され、再充電が必要とされる前に、より多くの鑞付工程のためにバッテリ１を用い得る。

図２２は、ジャイロに含まれる主要部材を示している。鑞付銃の外部縁部にあるのはカーボン電極９であり、それは防護リング２１を通過している。以前の方法に従ったピン鑞付においては、銃が接続片１１に対して押し下げられるとき、防護リング２１が接続片１１と平坦に接触することが重要であった。これは操作者の主要な問題点の１つである。鑞付銃７のジャイロはこの問題を解決する。防護リング２１はリングホルダ２９に挿入され、リングホルダ２９内の円筒部３０を通じて操作され、且つ、円筒部３０内部の円錐部３１によって停止される。さらに、防護リング２１のための余分な保護手段を構成する停止レッジ３２がある。次に、包含部材を備えるリングホルダ２９は懸架装置の円筒形の可動中央部３３内に挿入され、それは今度は鑞付銃７と結合される固定結合部３４と共にリンクされる。

図２３は、鑞付銃７が傾斜されたときのジャイロの描写を示している。円筒形の可動中央部３３に固定されたリングホルダ２９内に挿入された防護リング２１と共に、最も外側位置にあるときのバネ荷重式カーボン電極９が見られ、可動中央部３３は鑞付銃７と結合された固定結合部３４と共にリンクされている。

図２４は、ジャイロ内に含まれる主要な細部を示している。カーボン電極９が挿入されるべき電極ホルダ３９が見られ、次に、これらは鑞付銃７と結合された固定結合部３４、並びに、円筒形の可動中央部３３、リングホルダ２９、及び、防護リング２１を通る。

図２５Ａは、電極ホルダ３９内に固定されたカーボン電極９を備えた、傾斜位置にあるジャイロ装置を一部断面で示しており、そこでは、これらは銃７に対して、よって、ジャイロの固定部３４に対しても角度的に係止されている。傾斜時にカーボン電極９が防護リング２１と接触するに至ることを防止するために、ジャイロの異なる部材が協働する。円筒形の可動中央部３３及び固定部３４も見られる。

図７５Ｂは、電極ホルダ３９内に固定されたカーボン電極９を備えた、取付状態のジャイロを一部断面で示している。防護リング２１は鑞付銃７及び固定部３４に対して移動可能である。リングホルダ２９、円筒形の可動中央部３３、及び、固定部、即ち、ジャイロ懸架部自体が、防護リング２１の角度が鑞付銃７及び固定部３４に対して変化することを許容する。

図２６Ａは、中間リング３３内に挿入されたリングホルダ２９を断面で示している。リングホルダ２９及び中間リング３３は、リングホルダの孔６０及び中間リングの孔６１を通じて延びる仮想第一軸の周りで互いに回転可能に固定されている。

図２６Ｂは同一部材を示す他の図面であり、そこでは、リングホルダ２９及び中間リング３３の中心軸間の角度が設定値を超え得ないことがより明瞭に見られる。何故ならば、その場合には、細部が干渉し合うからである。中間リング３３に対するリングホルダ２９の動作は限定的である。

図２６Ｃは、リングホルダ２９及び中間リング３３がどのように固定結合部３４に結合されるかを一部断面で示している。中間リング３３は、固定結合部３４内に、固定結合部３４の孔６３及び中間リング３３の孔６２を通じて延びる他の仮想軸の周りで回転可能に固定されている。この他の仮想軸は第一の仮想軸と平行ではなく、同一平面内にある必要はない。

図２６Ｄは同一部材の他の図面であり、ここでは、中間軸３３及び固定結合部３４の中心軸の間の角度が設定値を超え得ないことが明瞭に見られる。何故ならば、その場合には、細部が干渉し合うからである。固定結合部３４に対する中間リング３３の動作は限定的である。

図２６Ｅは、カーボン電極９及び防護リング２１を含む完全なジャイロのリンクを示している。リングホルダ２９及び中間リング３３による固定結合部３４内の防護リング２１の懸架は、その中心軸がカーボン電極９の中心軸に対して偏位角度及び／又は方向を取ることを許容する。防護リング２１がカーボン電極９と決して直接的に接触するに至ることのないよう、この偏位のサイズは包含部材のジオメトリによって制限される。

図２７は、鑞付工程開始前のカーボン電極９及び防護リング２１を備えた取付状態のジャイロを示している。この場合、カーボン電極９は防護リング２１の下方縁部の下に位置付けられている。これらは、銃７が電磁石６５の助力を受けてカーボン電極９を持ち上げ電気アーク２６が生成される以前に、包含部材を備えた鑞付銃７が例えばケーブルシューのような導電性接続片１１と接触しているときの位置である。この場合、図面は全体的なリングホルダ及び電極ホルダ３９を示している。

図２８は、幾分傾斜位置に取り付けられ且つリングホルダ２９内に挿入された防護リングを備えたリングホルダ２９の一部断面を示している。リングホルダ２９内には、防護リング２１を方向付け且つ取付時の防護リング２１の過剰傾斜を防止する円筒部３０がある。防護リングが挿入されるとき、たとえそれが操作者によって傾斜されられているとしても、リングホルダ２９の円錐部３１は締付によって防護リング２１を固定する。円錐部３１内には、停止レッジの形態の余分な安定装置もある。リングホルダ２９の傾斜制限円筒部３０は防護リング２１が過剰に傾斜されることを防止する。

図２９は、防護リング２１を備えたリングホルダ２９の断面を示し、防護リング２１は円筒部３０によってリングホルダ２９内に直交して挿入され、且つ、円錐部３１に対して固定されており、後者の内部には、余分な安定装置として、停止レッジ３２が設けられている。

図３０は、リングホルダ２９内の防護リング２１の断面を示しており、そこでは、防護リング２１の下方部５０は熱及び圧力によって変形され、リングホルダ２９の円錐部３１に対して押圧され圧縮されている。包含部材を備えた防護リング２９は機械的過熱保護を構成している。もし鑞付工程が余剰熱を蓄積し、それによって、防護リング２１が軟化されるならば、この状況が起こり、また、鑞付銃７上への操作者の圧力の故に、防護リングの形状は変形され、それは円錐部３１内に深く突き進み、それによって、鑞付銃７及び電極９から例えばケーブルシューへの距離は減少される。電流がサブ工程に維持された状態で、これは動力蓄積の減少及び機械的電圧サージ保護が活性化されることを意味する。電力が維持された状態で、電気アーク２６の抵抗の変化は電子ユニット２によって検出され、それはこのための式を実時間で補正する。

図３１は、固定結合部３４内に位置する円筒形の可動中央部３３の内部に位置付けられたリングホルダ２９内に挿入された防護リング２１を備えた傾斜ジャイロを示す他の図面である。

図３２は、他の傾斜角度を備える同一のジャイロ、主要包含部材（固定結合部３４、中央部３３、及び、リングホルダ２９が示されている）、及び、リングホルダ２９内に取り付けられた防護リング２１の図面を示している。よって、ジャイロは全ての異なる角度での傾斜を許容し、カーボン電極９は防護リング２１に決して接触しない。

図３３は、接続片１１に対する鑞付銃７の前部に含まれる部材を示しており、正に端部に、防護リング２１が見られ、次に、リングホルダ２９、カーボン電極９、及び、電極ホルダ３９が来る。

図３４は取り付けられた一部の部材を示し、描写はリングホルダ２９内に取り付けられた防護リング２１と電極ホルダ３９内に固定されたカーボン電極９とを示している。

図３５は、取り付けられた全ての部材を示しており、一部は断面で示されている。防護リング２１はリングホルダ２９の円筒部３０に引き込まれ、リングホルダ２９の円錐部３１内に締付によって固定されている。この断面図内の左手位置において防護リング２１がどのように幾分傾斜位置にあるかが見られる。カーボン電極９は電極ホルダ３９内に挿入され、これらは他の部材内に挿入される。

図３６Ａは、取り付けられた部材の他の角度からの図面であり、カーボン電極９が防護リング２１の最も外側縁部内のさらに下にどのように位置付けられるかが見られる。さらに、防護リング２１はリングホルダ２９の円筒部３０内に直交して取り付けられている。リングホルダ２９の円錐部３１及び電極ホルダ３９も示されている。

図３６Ｂは、防護リング２１が過熱され軟化され、操作者の圧力によって変形され、リングホルダ２９の円錐部３１内に深く押し込まれるときに起こる変形を示している。

図３７は、鑞付工程においける導電性接続片１１を示しており、ここでは、鑞付銃７は導電性接続片１１に対して９０°の直角を有する。カーボン電極９及び防護リング２１は鑞付銃７の前部に位置する部材であり、それらはここで鑞付銃７の全体を表示している。鑞付銃７は導電性接続片１１と平坦に接触し、導電性接続片はこの場合にはケーブルシュー１１によって構成されている。描写はケーブルシューが鑞付クリップを備えることを示しており、下方に位置する鑞付クリップの中央部がその突出短側部２０に沿って見られる。鑞付クリップを備えたケーブルシュー１１はワークピース１２と接触し、鑞付クリップはワークピースに鑞付される。

カーボン電極９を備えた鑞付銃７が支持面に対して９０°を有さない点を除き、図３８は同一図面である。鑞付銃７のジャイロには防護リング２１が取り付けられており、この場合、ジャイロは、鑞付クリップの下方に位置する中央部を備えたケーブルシュー１１がワークピース１２と平坦に接触することを確実にする。

図３９は前と同一の図面であるが、鑞付銃７の他の方向に位置ずれしている。鑞付銃７は他の方向に傾斜され、それは鑞付銃７がケーブルシュー１１の位置に影響を及ぼさずに移動可能であることを意味する。これは鑞付銃７内に設けられたジャイロのお陰である。従って、たとえ操作者が鑞付銃７を接続片１１方向に他の角度に傾斜するとしても、防護リング２１の中心軸は接続片１１の表面に対する角度を変化せず、よって、貧弱な接地、及び／又は、電気アーク２６の消失、及び／又は、不均一な厚さの鑞付結合部、及び、充填剤固化の分散の危険性が排除される。

図４０は、非平面ワークピース４０に対して鑞付けされるべき導電性接続１１を示している。図面は、ケーブル又はスレッド１３と鑞付クリップの短側部２０とを備えたケーブルシュー１１を示している。カーボン電極９を備えた防護リング２１によって表現されている鑞付銃７は、ケーブルシュー１１の方向に移動され、それを円滑支持面４０に対して押し下げる。次に、鑞付工程が開始し且つ充填剤が溶解すると、防護リング２１のジャイロ懸架は、均一な厚さの充填剤列が導電性接続片１１と不均一ワークピース４０との間に得られるよう、例えばケーブルシュー１１が場合によっては不均一な支持面４０に従って成形されることを許容する。これは、例えばケーブルシューが熱くなると軟らかくなるので、防護リングを介して送られる鑞接銃への操作者の圧力が、例えばケーブルシューを支持面に倣って成形するという事実に負っており、たとえこの成形が成形工程中の防護リング２１の傾斜を必要とするとしてもそうである。

図４１は、非平面ワークピース４０上に固定された導電性接続片１１を示している。熱の故に、ケーブルシュー１１は軟化され、支持面、即ち、非平面ワークピース４０に倣って成形されている。均一な厚さの充填剤列が導電性接続片１１と不均一なワークピース４０との間に得られる。

図４２は、鑞付工程中にケーブルシュー１１からの充填剤がどのように非対称に溶け出すかを示している。描写はカーボン電極９及び鑞付クリップの短側部２０を示している。鑞付クリップの下方に位置する中央部２４から、充填剤は部分的に溶け出す（この場合には初めに図面の右手側から）。これは、ケーブルシュー１１が下方に位置するワークピース１２に対して異なる角度を有することを意味する。鑞付銃７内のジャイロ懸架のお陰で、防護リング２１はこの角度的な変化を許容する。

図４３は完了した鑞付けを示し、ここでは、充填剤は鑞付クリップの下方に位置する中央部２４から完全に溶け出している。結果は、ケーブルシュー１１がワークピース１２に対して平坦に固定されることである。このように、これらの２つの部材間の鑞付工程自体の間の角度変化の発生にも拘わらず、ジャイロ装置は接続片１１とワークピース１２との間の均一な厚さの充填剤列の形成を許容する。

図４４は鑞付銃７の側面図であり、その前部は防護リング２１内に部分的に挿入されたカーボン電極９を露わにし、下方には、リングホルダ２９、及び、接地ケーブル用のリングホルダの接続舌４７、そこから、防護装置４５への接地ストラップ４６、それとの関係で、接地ケーブル４４を露わにしている。前部には、カーボン電極９を取り出すための取出シェル４８も見られる。鑞付銃７には、ハンドル４１上のトリガ８があり、ハンドルの下部には回路のための接続部４２があり、後端には、端部４３がある。

図４５は、前部の断面を備えた鑞付銃７の側面図である。後端には、端部４３があり、ハンドル４１上には、回路のための接続部４２及びトリガ８がある。前部には、防護リング２１内に部分的に挿入されたカーボン電極９が見られ、下方には、リングホルダ２９と接地ケーブル用のリングホルダ接続舌４７とがあり、そこから、接地ストラップのための防護装置４５への接地ストラップ４６があり、それとの関係で、接地ケーブル４４がある。さらに、電極ホルダ３９及び防護ブーツ４９も見られる。防護ブーツ４９は軸５３と鑞付銃７の前端との間に適合される。そのようにして、汚れ及びガスが軸ブッシュを介して鑞付銃７内に進入することを防止している。図面は、鑞付銃７が接続片１１と直角を形成することも示している。ここには傾斜はない。図面は取出シェル４８も示し、それは取出トレイ５２によって、カーボン電極９の取出しを許容する。

図４６は、前部を断面で備える鑞付銃７の同一側面図であるが、傾斜されたジャイロを備える。後端に、端部４３があり、ハンドル４１上に、回路のための接続部４２及びトリガ８がある。前部では、カーボン電極９は防護リング２１を通じて見られ、下方には、リングホルダ２９と接地ケーブルのためのリングホルダ接続舌４７とがあり、そこから、接地ストラップのための防護装置４５への接地ストラップ４６があり、それとの関係で、接地ケーブル４４がある。さらに示されているのは、電極ホルダ３９と、軸５３と鑞付銃７の前端との間に適合された防護ブーツ４９である。図面はジャイロが傾斜されていることを示し、それは鑞付銃が接続片１１と直角を形成しないことを意味する。しかしながら、ジャイロは防護リング２１が導電性材料の接続片１１と直角を形成することを許容する。図面は取出シェル４８を示し、それは取出トレイ５２を介してカーボン電極９の取出しを許容する。

図４７は、鑞付銃の前部の展開図である。鑞付銃７から可視的なものは、軸５３、防護ブーツ４９、電極ホルダ３９、取出トレイ５２、係止リング５１、及び、接地ストラップ用の防護装置４５であり、次いで、摩擦リング５４、取出シェル４８、固定結合部３４、及び、円筒形の可動中央部３３である。次いで、リングホルダ２９が示され、その拡大部は円錐部３１及び円筒部３０を示し、また可視的なものは、接地ケーブル用の接続舌４７、防護リング２１、及び、カーボン電極９である。

図４８は、他の種類の鑞付ピンを用いた鑞付のための鑞付受の展開図である。図面の特定部材は３つの細部を除き図４７に対応する。取出トレイ５２と係止リング５１との間には、古い種類の鑞付ピン５５を備えた同一の鑞付銃７を用いることで、ピン鑞付を可能にするアダプタ５８がある。鑞付銃７の前端には、他の種類の鑞付ピン５５がある。これは金属防護リングの代わりにセラミックリング５６がなければならないことも意味する。電極ホルダ３９内にアダプタ５７を挿入し、次に、電子ユニット２内の適切な式を選択することによって、本鑞付工程をマルテルサイトなし鑞付の要求がない古い種類の鑞付ピン５５及び接続片のために用い得る。これは鑞付けのための同一装置が用いられることを許容し、それは大きな利点である。

図４９は鑞付銃７の背面図であり、回路のための接続部４２と、ハンドル４１と、さらに、持上げ高さ５８を設定するための器具と、目盛５９とを示している。

図５０は鑞付銃の正面図であり、ハンドル４１に沿った回路のための接続部４２も示している。それは、電力スイッチ８と、接地ストラップ４６と、接地ケーブルのためのリングホルダの接続舌４７と、カーボン電極９も示している。

図５１は、端部４３を断面で備えた鑞付銃７の図面であり、それは水圧吸収器６４及び電磁石６５を示している。鑞付銃７は電磁石６５の助けを受けてカーボン電極９を持ち上げ、電気アーク２６が生成される。

本発明において、原理は共に新規な鑞付工程を生成し得る異なる機能及び方法を組み合わせることである。目的は本鑞付工程で用いられる異なる他の方法を組み合わせることであり、そこでは、鑞付結果が鋼内に構造的変化のない所謂マルテルサイトなし鑞付であることが要件である。バッテリがこの種の鑞付けの動力源として殆ど常に用いられるので、全体的な目的は、バッテリが再充電される前により多数のバッテリ毎鑞付けを達成するために、鑞付毎のエネルギーを節約することである。さらに、本発明は、より少ないエネルギー消費で、より大径のケーブルを備えた大寸法接続部の鑞付けを可能にする。電子ユニット２内で異なる式を設定することによって、不良鑞付数は最小限に維持される。全ての特定の鑞付状況のための鑞付前温度段階、鑞付後温度段階、及び、鑞付温度段階の鑞付工程の全段階で時間経過と共に電流又は電力を制御することによって、鑞付工程は鑞付けを制御し且つ規制し、結果として、時間消費の削減及びエネルギー消費の削減を得る。電気アークが再点火し鑞付工程が完了するまで、本工程は消失した電気アークの点火を何回も何回も自動的に試みる。全ての鑞付は記録され、情報は鑞付時に直ぐ連絡されるか或いは後に検索され得る。時間及び／又はレベルにおける出力が変化されるよう、もし例えば電気アーク２６内に外乱が起こるならば、最終的な鑞付結果への外乱の影響が低減されるか或いは排除される方法で、本工程は鑞付工程中に情報を実時間で取扱う。温度外乱は補償される。もし電気アーク２６が消失するならば、それは自動的に再始動する。もし電気アーク２６が消失し再点火し得ないならば、或いは、もし電気アーク２６がこれまでに生成されなかったならば、或いは、出力の変化を通じて補償され得ない他の外乱の場合、或いは、もし他の理由で許可された鑞付が完了され得ないならば、鑞付工程は中断されると共に、電圧が鑞付銃７から取り除かれ、これに関する情報は直ぐに或いは後に操作者に連絡される。鑞付工程中に電気アーク２６を保護するために、カーボン電極の表面領域は油性製品で含浸される。鑞付工程中、含浸は電気アーク２６を保護するガスを形成する。導電性材料の接続片１１と鑞付クリップとの間に、フラックスは不要である。鑞付工程は極めて時間的に迅速なので、接続片１１底面又は充填材料上に酸化は実質的に起こらない。充填材料を節約するために、小さな鑞付クリップが２つの締付タブを用いて接続片１１上に横向きに取り付けられ、そこには、突出隅部がない。さらに、導電性接続片１１はローレット切り又はブラスト処理され、それはより大きな接触面を生成し、その結果、より迅速なエネルギー吸収、よって、接続片１１の過熱が得られる。鑞付結果を維持しながら、エネルギー供給を削減し得る。不均一面は局地的ピークでの電子収束を引き起こし、それは電気アーク２６の点火及び維持に役立つ。接続片１１の初期的高温は、カーボン層２７が鑞付工程の後期に支持面から緩み出し、電気アーク２６と接触するに至る危険性を低減する。さらに、接続片１１上には、１つ又は幾つかの小さなキャビティ２８があり、それは環境からのカーボン組成を吸収し、それはカーボン層２７のためのアンカー地点として作用する。新規な本鑞付工程を用いて、アダプタ５７を電極ホルダ３９内に配置することによって、古い種類の鑞付ピン５５を用いた鑞付けも可能である。従って、簡単な変更で、本鑞付装置を他の方法のためにも用い得る。軸５３と銃７の前端との間の防護ブーツは、煙、ガス、及び、汚れの進入を阻止する。電極９のための反復可能な一定の持上げ高さを得るために、水圧連続吸収器６４があり、電極９を制御された持上速度でより遅く持ち上げる。さらに、防護リング２１がジンバルジャイロ装置に懸架され、それは不均一面上へのより安全な接地及びより安定した鑞付をもたらすので、接続片１１とワークピース１２との間に均一な厚さの充填剤列が得られる。たとえ操作者が鑞付銃７を接続片１１に対して他の方向に傾斜するとしても、防護リング２１の中心軸２１は、ジャイロ装置の故に、接続片１１の表面に対する角度を変えない。さらに、防護リング２１は、機械的過熱保護を含む。工程が余剰熱を蓄積すると、防護リング２１は軟化され、圧力の力によって、リングホルダ２９の円錐部３１内に深く進入し、接続片１１と電極９との間の距離を削減する。持上げ高さの減少は、電気アーク２６の電気抵抗の減少を招く。電流が維持された状態で、これは電力蓄積の減少を意味し、結果的に、機械的過熱保護をもたらす。電力が維持された状態で、電気アーク２６の抵抗における変化は電子ユニット２によって検出され、式を相応して実時間で補正する。

図面は本発明の実施態様の一部のみを示しており、請求項の範囲内で多くの異なる方法で設計し得ることが留意されるべきである。

鑞付工程に含まれる部材の一部を示す概略図である。 式に関する鑞付工程中の電流又は電力、即ち、時間に対する出力を示すグラフ１である。 他の式のグラフ２である。 さらに他の式のグラフ３である。 式のグラフ４である。 さらに他の式のグラフ５である。 特別な状況のグラフ６である。 従来技術の異なる適用で結果的に得られる温度を示すグラフＡである。 鑞付クリップを除き、導電性接続片に含まれる構成部材を示す斜視図である。 非取付状態の鑞付クリップを備えた導電性接続片を示す斜視図である。 均質な板に部分的に差し込まれた鑞付クリップを備えた導電性接続片を示す斜視図である。 鑞付銃によって結合されるカーボン電極及び防護リングがどのように導電性接続片に働くか示す側面図である。 鑞付銃と結合されるカーボン電極がケーブルシューの形態の導電性接続片の方向にどのように移動されるかを示す斜視図である。 鑞付銃で結合された、防護リングと一緒のカーボン電極が、ケーブルシューの形態の導電性接続片の方向にどのように移動されるかを示す上面図である。 鑞付銃からの防護リングがどのように接続片を接地するかを示す斜視図である。 ケーブルシューの形態の導電性接続片が、鑞付銃によって、カーボン電極及び防護リングを介して、ワークピースの方向にどのように移動されるかを示す側面図である。 圧着された鑞付クリップを備えた、ケーブルシューの形態の導電性接続片の底部を示す底面図である。 極性に関して鑞付工程中に何が起こるかを示す側面図である。 鑞付クリップを備えた、ローレット切りされた接続片を示す斜視図である。 カーボン電極とケーブルシュー／カーボン層との間の電気アークを概略的に示す断面図である。 頂面上にカーボン層を備えたケーブルシューを示す上面図である。 頂面上にキャビティを備えたケーブルシューを示す上面図である。 形状、数、及び、ケーブルシューの頂面上の位置についてのキャビティの変形を示す上面図である。 解放されたカーボン層の厚さ及び幾何学的形状にキャビティが及ぼす影響を示す断面図である。 以前の方法に従った鑞付工程における極性を示す概略図である。 ローレット切りされた及び／又はブラスト処理された或いは他の方法で表面修正された導電性接続片を用いた現在の鑞付工程の極性を示す概略図である。 ローレット切りされた導電性材料の接続片の方向に移動された含浸カーボン電極を示す上面図である。 ジャイロ及び防護リングに含まれる主要部材を示す展開斜視図である。 鑞付銃が傾斜されたときのジャイロ、カーボン電極、及び、防護リングを示す一部切欠き斜視図である。 ジャイロ内に含まれる主要部材、並びに、カーボン電極、電極ホルダ、及び、防護リングを示す展開斜視図である。 傾斜位置にあるカーボン電極を備えたジャイロを示す側面図である。 傾斜位置にあるカーボン電極を備えたジャイロを他の方向で示す側面図である。 中間リング内に挿入されたリングホルダを示す断面図である。 同一部材を示す側面図である。 リングホルダ及び中間リングがどのように固定結合部と結合されるかを示す一部断面図である。 同一部材を示す側面図である。 カーボン電極及び防護リングを含む完全なジャイロのリンクを示す側面図である。 鑞付工程開始前のカーボン電極を備えたジャイロ及び防護リングを示す斜視図である。 幾分傾斜位置に取り付けられた防護リングを示す断面図である。 リングホルダ内に直線的に挿入された防護リングを備えたリングホルダを示す断面図である。 リングホルダ内の防護リングを示す断面図であり、防護リングは熱及び圧力によって変形されている。 防護リングを備えた傾斜ジャイロを示す斜視図である。 同一のジャイロを他の傾斜角度で示す斜視図である。 接続片に対する鑞付銃の前部に含まれる部材を示す展開斜視図である。 取り付けられた同一部材を示す斜視図である。 取り付けられた部材を示す一部断面図である。 取り付けられた部材を他の角度から示す一部断面図である。 過熱の結果としての防護リングの形状遷移を示す一部断面図である。 鑞付工程における導電性接続片を示す斜視図であり、鑞付銃は９０°の直角を有している。 同一の斜視図であるが、鑞付銃は支持面と９０°を形成していない。 同一の斜視図であるが、他の方向に角度的に位置ずれしている。 非平面ワークピース上に鑞付けされた導電性接続体を示す斜視図である。 非平面ワークピース上に固定された導電性接続体を示す斜視図である。 鑞付工程中に充填剤がどのように非対称に溶け出すかを示す斜視図である。 完了した鑞付けを示す斜視図であり、充填剤は完全に溶解している。 鑞付銃の側面図である。 前部を断面で備える鑞付銃の側面図である。 鑞付銃の同一側面図であるが、傾斜されたジャイロを備える。 鑞付銃の前部を示す展開図である。 他の種類の鑞付ピンを用いて鑞付けするための鑞付銃の前部を示す展開図である。 鑞付銃の背面図である。 鑞付銃の正面図である。 端部を断面で備える鑞付銃の側面図である。

Claims (7)

1. 導電性材料のワークピースを備えた導電性材料の接続片の、制御された鑞付前温度及び鑞付後温度、並びに、有害な構造的変化及びマルテルサイト形成なし鑞付の制御された温度を用いて、マルテルサイトなし鑞付工程を完了する方法であって、前記鑞付工程は、時間によって、調節された式に従ったパルス期間変調によって制御される前記工程の出力が、鑞付結合部及び隣接領域における瞬間的な温度を制御し且つ規制する異なる決定された一定値又は可変値を取ることを許容される、鑞付温度段階の以前、期間中、及び、以後の異なる段階に分割されることによって、鑞付前温度段階において、注意深く決定された鑞付温度を得るために、後続的に温度曲線の水平化に引き渡す温度の初期的な迅速な上昇が生成され、鑞付後温度段階の間、鋼材料中の状態遷移を許容するよう、決定された期間中の決定されたレベルで鋼材料を制御された冷却に提出するために、温度は連続的に低下され、前記工程は、全ての段階中の所望温度曲線からの偏差を補償するために、外乱を実時間で記録し、出力式を修正し適合し、電気アークの瞬間的な不良の場合、前記工程は再点火のための再始動ルーチンを開始し、且つ、時間損失及び温度落下を補償するために前記式を修正し、前記工程は、異なる鑞付状況に適合された多数の異なる式の１つを選択する操作者と、前記式の修正のために前記工程開始時に考慮されるワークピースの初期温度とを含み、前記工程の情報及び他のデータは、所望瞬間のために収集され、処理され、記憶され、且つ、フィードバック、アラーム、アラーム承認機能、通信、ディスプレイによる文書化、及び、式収集及びコンピュータプログラムの修正及び完了のためのプログラム機器を含む外部ユニットの基礎を構成し、前記工程は、機器で鑞付けするよう構成された鑞付式と、異なるワークピースのより古い種類のピン鑞付、接続片、電極、及び、防護リングのために意図されたアダプタも含む、ことを特徴とする方法。
2. 導電性材料のワークピースを備えた導電性材料の接続片の、制御された鑞付前温度及び鑞付後温度、並びに、有害な構造的変化及びマルテルサイト形成なし鑞付の制御された温度を用いて、マルテルサイトなし鑞付工程を完了するために請求項１に従った方法を実施するための装置であって、動力源は、電流を、異なるユニットからの入力データが処理され、且つ、操作者からの入力データが、他の入力データと共に、鑞付工程の異なる段階中の処理出力のための多数の異なる式の１つを決定する電子ユニットに供給し、電力スイッチが活性化されると、表面領域だけが石油含浸されたカーボン電極が、好ましくはケーブルシューである導電性材料の接続片への電気回路を短絡し、鑞付銃内の電磁石は、後続的に水圧的に減衰された持上速度制御されたカーボン電極を、前記接続片の表面から持ち上げ、該表面はローレット切り及び／又はブラスト処理によって幾何学的に準備され、且つ、キャビティを備え、電気アークは、局地的なリッジ及びピークが電子又は電子孔収束を生成する、準備された前記表面の方向に点火され、維持され、且つ、前記カーボン電極の前記含浸された表面領域から放射されるガスによって保護されて、接続片に働き、前記カーボン電極からの材料は、前記鑞付工程中に解放され、前記電気アークの直接的な近傍で、前記接続片の前記準備された表面上の層に着床され、そこでは、層の結合強度、厚さ、及び、外観は前記表面の前記準備によって影響され、導電性の防護リングを通じて、前記接続片はカーボン電極に対して反対の電気極性が与えられ、前記ワークピースに対する接続片の形状及び均一に厚い充填剤列を得るために、前記鑞付工程中の前記鑞付銃の不正確な角度、又は、前記鑞付銃若しくは前記接続片の角度変化が、前記接続片との前記防護リングの電気接点、或いは、前記接続片の処理と干渉しないよう、前記防護リングは、ジンバルジャイロによって前記鑞付銃と結合され、前記リングホルダの円筒部が前号防護リングの挿入を案内し、且つ、前記防護リングが取付時に過剰に大きな傾斜を取るのを防止するのに対し、前記防護リングの挿入時、たとえ前記防護リングが前記操作者によって傾斜されるとしても、前記リングホルダの円錐部が前記防護リングを締付によって固定するよう、前記防護リング、前記リングホルダ、並びに、前記円筒部、前記円錐部、及び、停止レッジは協働し、前記部材は、過剰な温度で、前記操作者の圧力を通じて、前記防護リングの形状遷移を生成する機械的過熱防護を共に構成することによって、前記防護リングは前記リングホルダの座にさらに押し込まれ、その結果、前記電気アークの長さを短縮し、その抵抗を減少し、構成部材制御された電力制限を通じて直接的に、或いは、式制御された電力制限を通じて間接的に熱蓄積を低減し、過剰に短い前記電気アークを回避するために、停止レッジは前記再成形された防護リングの軸方向動作を制限し、表面対質量比が大きいので、前記工程中に初期的に蓄積される熱は、前記接続片の前記幾何学的に準備された表面によって迅速に吸収され、前記部材が結合される前に、前記接続片と前記充填剤との間の酸化形成が顕著なレベルに達しないよう妨害するために十分迅速に前記接続片の温度を初期的に上昇させ、前記熱蓄積はフラックスを通じてワークピースに移され、所望の鑞付温度へのより遅い温度上昇の間に、前記ワークピース、前記接続片、及び、前記充填剤を鑞付結合部内で結合し、その後、設定された式に従って、作業材料の温度が、場合によっては特定時間中に形成されるマルテルサイト構造が他の構造に変質されるレベルに落下するよう前記電気アークが規制される、ことを特徴とする装置。
3. 前記接続片の幾何学的に準備された表面は、環境からのカーボン材料を吸収し、且つ、解放されるカーボン層のためのアンカー地点として作用する、１つ又は幾つかのキャビティを備える、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. ２つのタブを備えた鑞付クリップが締付によって前記接続片の下方で横向きに部分的に固定される、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 電極ホルダに挿入されたアダプタ及び適切な式を使用することによって、金属電極を備えたより古い種類の鑞付工程も実施し得る、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
6. 前記カーボン電極の表面領域は石油含浸されているのに対し、短端部は含浸されていないことによって、前記電気アークの開始時に、含浸機が前記電極の前記短端部からガス化される必要がないため、温度が前記接続片の表面においてより迅速に上昇し、その結果、より高い温度及び前記接続片の前記表面上の石油製品の欠如によって、解放されたカーボン層と前記接続片との間により良好な結合強度が得られる、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
7. 保護ブーツが前記鑞付銃の軸と前記前端部との間に適合されている、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。

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