TW201934244A - 焊接栓和焊槍 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種用於將連接元件固定在基礎上的焊接栓和焊槍。焊接栓包括：桿部，所述桿部設有連接器件；焊接區域；和保持器件，所述保持器件能夠在焊接過程期間與所述焊槍的用於保持焊接栓的保持結構接合，其中，所述保持器件在所述縱向方向上布置在所述焊接區域和所述連接器件之間，從而所述連接器件被容納在所述焊槍的容納部中。

Description

焊接栓和焊槍

本發明一般關於用於將栓固定在基礎上的設備和方法以及這種栓。

已知很多設備和方法，藉由所述設備和方法將不同的栓在不同應用情況中固定在基礎上。例如栓與基礎接觸並且被施加電流。此外，栓由能導電的栓保持件保持。

只要電流在栓和基礎之間流過，栓在形成電弧的情況下從基礎升起。由於釋放的能量，栓和基礎的材料部分地液化。然後，電流被切斷並且在該材料冷卻和固化期間將栓浸入到液化的材料中。該栓然後與基礎材料結合地連接。

為了在足夠短的時間之內為栓和基礎的材料的液化提供所需能量，已知這種設備，即，該設備產生電流強度非常高的電流且經由相應尺寸的電纜輸送給栓。為了避免液化材料氧化，已知用惰性氣體吹掃在栓和基礎之間的接觸部位。

在例如應用在建築或造船中，使用具有螺紋的不同尺寸的栓，物體旋擰到螺紋上，以便將物體固定在基礎上。固定方法的若干參數，例如電流的持續時間和電 功率藉由使用者在設備上設定且與使用的栓匹配。使用者藉助目測最終判斷栓和基礎之間的連接品質。由此連接品質也取決於使用者的經驗和能力。

本發明的目的是提供一種設備和/或方法，藉助它們可簡化和/或改進栓在基礎上的固定。

在用於將連接元件固定在基礎上的焊接栓中，所述焊接栓包括：定義縱向方向的桿部，所述桿部設有連接器件；端面側的焊接區域，所述焊接區域設置用於在焊接過程期間被液化；和保持器件，所述保持器件能夠與用於在焊接過程中保持焊接栓的保持結構接合；該目的以如下方式實現，保持器件在縱向方向上布置在焊接區域和連接器件之間。由此，一方面由保持結構保護連接器件防止損傷並且另一方面保證保持結構不依賴於焊接栓的桿部的長度地將焊接栓保持在期望的位置中。

一個有利的實施形式特徵在於，焊接栓具有法蘭，所述法蘭設置用於，在焊接過程期間浸入到液化的焊接區域中，其中，保持器件在縱向方向上布置在法蘭和連接器件之間。由此，在某些情況下可能的是，在整個焊接過程期間藉助於保持器件保持焊接栓。較佳地，端面側的焊接區域在縱向方向上從法蘭突出。

另一有利的實施形式的特徵在於，保持器件具有凸出部和/或凹部。較佳該凸出部或凹部環繞地形成在焊接栓上。

另一實施形式的特徵在於，該焊接區域和/或保持器件是圓形。

另一有利的實施形式的特徵在於，該連接器件具有用於將連接元件固定螺接在焊接栓上的螺紋。

此外，該目的在用於使焊接栓與基礎焊接的焊槍中實現，所述焊槍包括保持結構和用於焊接栓的連接器件的容納部，所述保持結構布置在焊槍的前端部上並且為了在焊接過程期間保持焊接栓能夠與焊接栓的保持器件接合，從而焊接栓可向前運動到基礎上，所述容納部布置在保持結構後面。

該目的此外在一種固定系統中實現，所述固定系統包括：至少一個第一焊接栓，所述第一焊接栓根據請求項中任一項形成；和第二焊接栓，所述第二焊接栓根據請求項中任一項形成，其中，第一焊接栓的連接器件與第二焊接栓的連接器件不同，並且第一焊接栓的保持器件能夠以與第二焊接栓的保持器件相同的方式和相同的保持結構接合。

一個有利的實施形式的特徵在於，第一焊接栓的保持器件在形狀和尺寸方面與第二焊接栓的保持器件相同。

另一有利的實施形式的特徵在於，第一焊接栓的連接器件與第二焊接栓的連接器件在其尺寸方面不同。

較佳地，第一焊接栓的連接器件與第二焊接 栓的連接器件在其沿著縱向方向的長度方面、在其橫向於縱向方向的直徑方面和/或在其形狀方面不同。

另一有利的實施形式的特徵在於，第一焊接栓的焊接區域在形狀和尺寸方面與第二焊接栓的焊接區域相同。

另一有利的實施形式的特徵在於，固定系統包括焊槍，其中，焊槍的保持結構能夠與第一焊接栓的保持器件接合，從而第一焊接栓的連接器件被容納在容納部中，並且焊槍的保持結構能夠與第二焊接栓的保持器件接合，從而第二焊接栓的連接器件被容納在容納部中。

10‧‧‧焊接設備

20‧‧‧焊接栓

30‧‧‧基礎

40‧‧‧焊槍

41‧‧‧觸發開關

42‧‧‧殼體

43‧‧‧手柄

44‧‧‧栓保持件

46‧‧‧開口

50‧‧‧焊接器具

51‧‧‧輸入裝置

52‧‧‧操作元件

53‧‧‧輸出裝置

54‧‧‧顯示元件

61‧‧‧第一電纜

62‧‧‧第二電纜

63‧‧‧連接夾

64‧‧‧電力供給電纜

65‧‧‧電通訊線路

70‧‧‧氣體貯存器

71‧‧‧氣體供給管路

72‧‧‧氣體軟管

99‧‧‧控制裝置

200‧‧‧焊接組件

220‧‧‧焊接栓

230‧‧‧縱向方向

240‧‧‧桿部

244‧‧‧栓保持件

250‧‧‧連接器件

260‧‧‧焊接區域

265‧‧‧法蘭

270‧‧‧保持器件

280‧‧‧保持結構

290‧‧‧容納部

300‧‧‧第二焊接元件

320‧‧‧第二焊接栓

330‧‧‧縱向方向

340‧‧‧桿部

350‧‧‧連接器件

360‧‧‧焊接區域

365‧‧‧法蘭

370‧‧‧第二保持器件

400‧‧‧焊接系統

420‧‧‧第一焊接栓

444‧‧‧栓保持件

445‧‧‧彈簧臂

470‧‧‧保持器件

520‧‧‧第二焊接栓

620‧‧‧第三焊接栓

下面根據實施例參考圖式詳細闡述本發明。

圖1示意性地示出了焊接設備。

圖2示出了焊接元件的部分縱向剖視圖。

圖3示出了焊接元件的部分縱向剖視圖。

圖4示出了固定系統。

在圖1中示意性地示出了用於將焊接栓20焊接在基礎30上的焊接設備10。焊接栓20的材料和基礎30的材料可導電，尤其是金屬的。焊接設備10包括具有形成為按鍵開關的觸發開關41的焊槍40、焊接器具50、第一電纜61、具有連接夾63的第二電纜62，例如形成為電源線的電力供給電纜64、電通訊線路65、形成為貯氣瓶的氣體貯存器70、軟管形的氣體供給管路71和氣體軟管72。

第一電纜61用於藉由焊接器具50為焊接栓20供給電流。第二電纜62用於在連接夾63夾到基礎30上時使基礎30與焊接器具50電連接。在焊接栓20與基礎30接觸時接通電流回路，使得可藉由焊接器具50為焊接栓20載入焊接電流，該焊接電流例如為直流電或交流電。焊槍40為此包括在圖1中未示出的焊接電流接觸元件。焊接器具50包括未示出的用於將來自電力供給電纜64的電流轉變成焊接電流的裝置，該裝置例如包括電容器、晶閘管、具有絕緣的柵電極的雙極電晶體或其他電力電子元件以及具有微處理器的相關控制器件，以便以期望的電壓和電流強度提供焊接電流。

氣體供給管路71和氣體軟管72用於為焊接栓20和基礎30之間的接觸區域供給來自氣體貯存器70的保護氣體，以便在焊接過程期間保護接觸區域以防由於環境的氧氣引起的氧化。為了控制氣體流至接觸區域，氣體貯存器70、氣體供給管路71、焊接器具50、氣體軟管72或焊槍40包括未示出的尤其可調節的閥。

焊接器具50具有包括操作元件52的輸入裝置51以及包括可視的顯示元件54和無線傳輸單元的輸出裝置53。輸入裝置51用於藉由焊接設備10的使用者輸入藉助焊接設備10執行的焊接製程的參數，例如焊接電流的電壓、電流強度、功率和持續時間、栓的位置和速度等。輸出裝置53用於給使用者輸出資訊，例如關於焊接製程的參數的資訊、關於檢測的焊接製程輻射或其他變數的資訊、關於 焊接過程品質的資訊、關於用於改善焊接過程的措施的資訊、關於檢測的焊接栓特性的資訊或從前述變數中推導出的資訊、和/或用於清潔和/或維護焊接設備10，尤其焊槍40的建議或指導。

電通訊線路65用於在焊槍40，尤其在圖1中未示出的焊槍40的控制裝置和焊接器具50，尤其控制器件和/或輸入裝置51和/或輸出裝置53之間的通訊。藉由該通訊例如實現關於焊接過程的參數的資訊交換，以便例如實現焊接電流與焊接栓20的運動的同步或使其簡化。在未示出的實施例中無線地藉由無線電或藉助引導焊接電流的第一電纜進行在焊槍和焊接器具之間的通訊。

焊槍40具有包括開口46的殼體42，具有觸發開關41的手柄43從殼體中伸出。焊槍40還具有栓保持件44，焊接栓20在焊接過程期間保持在該栓保持件上。對此，栓保持件包括例如兩個、三個、四個或更多個未詳細示出的彈性臂，在彈性臂之間插入焊接栓20並且藉助夾緊配合保持住。焊槍40還具有用於給焊接栓20施加焊接電流的焊接電流接觸元件，焊接電流接觸元件集成在栓保持件44中，例如以一個或多個彈性臂形式集成在栓保持件中。

焊槍40還具有用於控制焊槍和焊接器具50的不同部件和裝置的控制裝置99。控制裝置99用於控制焊接過程的一個或多個參數。控制裝置99為此包括不同的電子構件，例如一個或多個微型處理器、一個或多個臨時或永久的資料記憶體等。

焊槍40還具有構造成第一行程磁體的栓升起裝置，在栓升起裝置被啟動時，栓升起裝置對栓保持件44載入從開口46向後離開(在圖1中向上)的力。經由未示出的訊號線路，使得控制裝置99與栓升起裝置通訊，以便控制，尤其啟動和停用栓升起裝置。

焊槍40此外具有構造成彈簧元件或者第二行程磁體的栓浸入裝置，在栓浸入裝置被啟動時，栓浸入裝置為栓保持件44載入朝開口46向前(在圖1中向下)的力。經由未示出的訊號線路，控制裝置99與栓浸入裝置通訊，以便控制尤其啟動以及停用栓浸入裝置。如果栓浸入裝置構造成彈簧元件，該彈簧元件較佳在栓保持件藉由栓升起裝置向後運動時預緊，從而一旦栓升起裝置停用，彈簧元件使栓保持件向前運動。

在用焊接設備10的焊接方法中，首先提供基礎30和焊接栓20。在另一步驟中，由使用者藉由輸入裝置輸入例如關於下面的焊接過程的期望的參數的資訊。在另一步驟中，藉由焊接器具50藉助於第一電纜61和第二電纜62為焊接栓20施加焊接栓20和基礎30之間的焊接電流。在另一步驟中，焊接栓20藉助於栓升起裝置在保持焊接栓20和基礎30之間流過的焊接電流的情況下從基礎升起，其中，在焊接栓20和基礎30之間形成電弧。尤其基於由電弧產生的熱，然後焊接栓20和/或基礎30的材料部分地液化。在另一步驟中，焊接栓20藉助於栓浸入裝置浸入到焊接栓20或基礎30的液化的材料中。然後，焊接栓20或基礎30的 液化的材料固化，從而焊接栓20與基礎30材料結合地連接。

在圖2中示出具有焊接栓220和栓保持件244的焊接組件200。焊接栓220包括：定義縱向方向230的桿部240，所述桿部設有構造為外螺紋的連接器件250；端面側的焊接區域260，所述焊接區域設置用於在焊接過程中液化；法蘭265，所述法蘭設置用於在焊接過程期間浸入到液化的焊接區域中；和構造為圓形地環繞的凹部，較佳槽的保持器件270，所述保持器件在縱向方向230上布置在焊接區域260和連接器件250之間。法蘭265在縱向方向230上布置在焊接區域260和保持器件270之間，其中，焊接區域260在縱向方向230上從法蘭265突出。此外，保持器件270在縱向方向230上布置在法蘭265和連接器件250之間。栓保持件244具有構造為圓形地環繞的凸起部的保持結構280，所述保持器件270與所述保持結構接合，以便在焊接過程期間例如藉由焊接設備10(圖1)保持焊接栓220。

栓保持件244是未詳細示出的用於使焊接栓220與基礎焊接的焊槍的一部分，所述焊槍例如如焊槍40(圖1)那樣形成。保持結構280布置在焊槍的前端部上，從而當栓保持件244例如由栓浸入裝置向前運動時，焊接栓220向前運動到基礎上。焊槍，尤其是栓保持件244在保持結構280後方具有用於焊接栓的連接器件250的基本上形成為空腔的容納部290。

藉由這樣的布置，一方面藉由保持結構280保護連接器件250防止損傷並且另一方面保證保持結構280不 依賴於焊接栓的桿部240和/或連接器件250的長度地將焊接栓保持在期望的位置中。此外可能的是，針對具有不同的尤其不同大小的連接器件的焊接栓使用唯一的栓保持件。

在圖3中示出第二焊接元件300，其具有第二焊接栓320和圖2的栓保持件244。第二焊接栓320同樣包括：定義縱向方向330的桿部340，所述桿部設有構造為外螺紋的連接器件350；端面側的焊接區域360，所述焊接區域設置用於在焊接過程期間液化；法蘭365，所述法蘭設置用於在焊接過程期間浸入到液化的焊接區域中；和構成為圓形地環繞的凹部的第二保持器件370，所述第二保持器件在縱向方向330上布置在焊接區域360和連接器件350之間並且具有和圖2中示出的焊接栓220的保持器件270相同的形狀和相同的尺寸。

第二焊接栓320的連接器件350具有比焊接栓220的連接器件250更小的直徑並且因此在連接器件350藉由與第二保持器件370接合的保持結構280保持時同樣被容納在容納部290中。焊接栓220和第二焊接栓320因此是根據本發明的固定系統的一部分。焊接栓220的焊接區域260在此在形狀和尺寸方面與第二焊接栓320的焊接區域360相同。由此可能的是，將具有不同的尤其不同大小的連接器件的焊接栓以相同的焊接參數，例如焊接電流強度、電壓、焊接電流持續時間等焊接到基礎上。

在圖4中示出焊接系統400，在所述焊接系統 中，第一焊接栓420、第二焊接栓520和第三焊接栓620具有帶有不同直徑的保持器件。在圖4最左邊示出，根據圖4的a)至c)的截面A-A延伸穿過相應的第一焊接栓420、第二焊接栓520、第三焊接栓620的保持器件470。圖4的a)中示出的第一焊接栓420具有帶有小直徑的保持器件，圖4的b)中示出的第二焊接栓520具有帶有中間直徑的保持器件和圖4的c)中示出的第三焊接栓620具有帶有大直徑的保持器件。

焊接系統400具有帶有四個彈簧臂445的栓保持件444，在所述彈簧臂之間每個焊接栓，第一焊接栓420、第二焊接栓520、第三焊接栓620由保持結構470保持。四個彈簧臂445為此相應地彼此撐開並且由於它們之間彈動的特性夾住相應的第一焊接栓420、第二焊接栓520、第三焊接栓620，其中，它們尤其卡鎖到保持器件中。在未示出的實施例中，栓保持件具有兩個、三個、五個、六個或者更多這種彈簧臂。

較佳地，栓保持件的保持結構也用作焊接電流接觸元件，從而保證不同的栓大小的情況下的穩定的焊接電流。此外，在某些情況下減少栓保持件的磨損。

根據用於將第一物件固定在第二物件上的設備的示例以及這種設備的製造方法描述本發明。所述的實施形式的特徵在此也在唯一固定裝置或者唯一的製造方法中能夠任意彼此組合。需要指出的是，根據本發明的設備和根據本發明的方法也適用於其他目的。

Claims (14)

1. 一種用於將連接元件固定在基礎上的焊接栓，前述焊接栓包括：定義縱向方向的桿部，前述桿部設有連接器件；端面側的焊接區域，前述焊接區域設置用於在焊接過程期間被液化；和保持器件，前述保持器件能夠在焊接過程期間與用於保持前述焊接栓的保持結構接合；其特徵在於，前述保持器件在前述縱向方向上布置在前述焊接區域和前述連接器件之間。
2. 如請求項1所記載之焊接栓，其中，前述保持器件具有凸起部和/或凹部。
3. 如請求項2所記載之焊接栓，其中，前述凸起部或前述凹部環繞地形成在前述焊接栓上。
4. 如前述請求項中任一項所記載之焊接栓，其中，前述焊接區域和/或前述保持器件是圓形。
5. 如前述請求項中任一項所記載之焊接栓，其中，前述連接器件具有用於將前述連接元件固定螺接在前述焊接栓上的螺紋。
6. 一種用於將焊接栓與基礎焊接的焊槍，前述焊槍包括保持結構和用於前述焊接栓的連接器件的容納部，前述保持結構布置在前述焊槍的前端部上並且為了在焊接過程期間保持前述焊接栓能夠與前述焊接栓的保持器件接合，從而前述焊接栓向前運動到前述基礎上，前述容納部布置在前述保持結構後面。
7. 一種固定系統，前述固定系統包括：至少一個第一焊 接栓，前述第一焊接栓如前述請求項中任一項形成；和第二焊接栓，前述第二焊接栓如前述請求項中任一項形成，其中，前述第一焊接栓的連接器件與前述第二焊接栓的連接器件不同，並且前述第一焊接栓的保持器件能夠如同前述第二焊接栓的保持器件地和相同的保持結構接合。
8. 如請求項7所記載之固定系統，其中，前述第一焊接栓的保持器件在形狀和尺寸方面與前述第二焊接栓的保持器件相同。
9. 如請求項7或8所記載之固定系統，其中，前述第一焊接栓的連接器件與前述第二焊接栓的連接器件在其尺寸方面不同。
10. 如請求項9所記載之固定系統，其中，前述第一焊接栓的連接器件與前述第二焊接栓的連接器件在其沿著前述縱向方向的長度方面不同。
11. 如請求項9或10所記載之固定系統，其中，前述第一焊接栓的連接器件與前述第二焊接栓的連接器件在其橫向於前述縱向方向的直徑方面不同。
12. 如請求項7至11中任一項所記載之固定系統，其中，前述第一焊接栓的連接器件與前述第二焊接栓的連接器件在其形狀方面不同。
13. 如請求項7至12中任一項所記載之固定系統，其中，前述第一焊接栓的焊接區域在形狀和尺寸方面與前述第二焊接栓的焊接區域相同。
14. 如請求項7至13中任一項所記載之固定系統，前述固定系統還包括如請求項6所記載之焊槍，其中，前述焊槍的保持結構能夠與前述第一焊接栓的保持器件接合，從而前述第一焊接栓的連接器件被容納在容納部中，並且前述焊槍的保持結構能夠與前述第二焊接栓的保持器件接合，從而前述第二焊接栓的連接器件被容納在前述容納部中。