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焊接方法

文献发布时间:2023-06-19 18:32:25


焊接方法

技术领域

本发明涉及一种用于借助至少一种添加剂材料锁合地连接至少两个构件的焊接方法,其中,产生包括添加剂的焊缝,该焊缝具有在焊缝始端与焊缝末端之间的预先给定的焊缝走向,其中,借助至少一个控制单元控制焊缝的产生,其中,通过所述控制单元的至少一个控制参数影响焊缝的至少一个可探测的外部物理焊缝特性。

背景技术

一种已知的用于材料锁合地连接构件的方法是焊接方法。在焊接金属构件时使用金属的焊接添加剂。在此,所述焊接添加剂以及构件在引入能量的情况下至少部分地熔化并且在冷却之后构件通过焊接添加剂材料锁合地连接。

根据能量如何被输送给焊接部位来区分不同的焊接方法。在电弧焊接中,例如电能被用于在焊接电极与待焊接的构件之间产生电弧,该电弧使焊接添加剂和构件熔化。在此可以使用熔化电极,其本身同时形成焊接添加剂。但也可以使用非熔化电极,其中,焊接添加剂被分开输送。例如,这些方法也被称为MIG/MAG焊接方法或WIG焊接方法,其中,通常使用活性的或惰性的保护气体,以保护焊接部位免受腐蚀。但焊接能量也可以借助激光或借助电子束被引入,因此称为所谓的激光焊接或电子束焊接。混合形式也是可能的,其中激光例如被用作附加的能量源。

在此,添加剂以沿确定的焊缝走向产生的焊缝的形式被施加。所述焊缝走向基本上通过构件几何形状来预给定并且可以例如从确定的起始点延伸至确定的终点。

所述焊接方法原则上可以手动进行,其方式为例如由人手动地使焊炬相对于工件移动。为了在产生焊缝时实现尽可能保持相同的并且可重复的结果,但优选自动化地用合适的装置产生焊缝。在此,该装置包括至少一个操纵单元和焊接单元,该焊接单元由操纵单元移动。例如可以设置操纵单元,利用该操纵单元可以使一个(或多个)焊接单元至少一维地相对于待连接的构件移动。

为了能够产生更复杂的多维的接缝走向,优选设置有多轴机器人作为操纵单元。例如,焊接方法通常使用机器人来引导一个(或多个)焊炬。根据所使用的焊接方法,(一种或多种)添加剂可以直接借助焊接单元或者也可以借助单独的输送单元被输送给焊接部位。在已知的MIG/MAG焊接中,添加剂例如在焊炬中以熔化焊丝的形式整体被输送给焊接部位。而在WIG焊接中设置有单独的输送单元,利用其可将焊接添加剂以确定的可设定的、尤其是可调节的进给速度输送给焊接部位。

该装置还具有至少一个控制单元,利用该控制单元可以所述控制焊接方法。当然,也可以设置多个控制单元,这些控制单元以合适的方式相互通信,例如焊接单元的控制单元和操纵单元的控制单元。在所述一个或多个控制单元中,确定的控制参数固定地执行或者可调节,借助所述控制参数能够影响焊缝的确定的特性。这些控制参数例如可以是添加剂朝向待连接的构件的进给速度、焊接单元相对于构件的焊缝产生速度、温度、压力、电压和电流等。在电弧焊接方法诸如MIG/MAG焊接中通常使用不同的焊接过程,这些焊接过程具有不同的焊接参数作为控制参数。例如焊接电流、焊接电压、焊丝进给速度、焊接电流的脉冲频率(在脉冲焊接过程中)、多个焊炬的焊接电流的相位移(在多重焊接过程中)等等属于焊接参数。

通过焊接参数的选择例如可以影响焊缝的几何形状,例如构成焊缝的焊接氧化皮的焊接氧化皮宽度、焊接氧化皮厚度或焊接氧化皮长度。通过焊接参数或一般控制参数的选择可以影响焊缝的确定的焊缝特性,例如焊缝的强度。这意味着,例如根据几何形状、构件的材料和在计划的应用领域中可预期的边界条件(例如机械和/或热负荷、对于人的安全风险、使用寿命等),可以使用不同的控制参数,以便产生具有期望的特性的焊缝。

尤其是在对安全关键的焊缝中,例如在焊接船舶外壳、机器或建筑物的承载构件等时,通常需要或出于法律原因规定焊缝的反复的检查。在此,经常使用无破坏的检查方法,例如视觉检查、超声检查。根据在产生焊缝期间和之后记录数据的谨慎程度,检查的人在此通常没有或只有关于焊接的不充分的信息。尤其是,在产生焊缝时使用的控制参数通常在检查时不再可用或者仅可受限制地可用,所述控制参数可以是用于评估焊缝质量的重要信息源。如果一般这些信息通常以纸质形式或以存储在计算机上的形式存在于焊缝的实施者处,但在检测焊缝时却没有。因此,在检查焊缝期间提供这些数据通常是耗费的或者根本不可能或仅受限制地可能。

US2014/326507A1公开了一种用于在用于石油开采的钻头的外表面上引入识别码的方法。将编码以具有点划线组合的堆焊缝的形式在钻头的周边面上引入,从而能够利用合适的传感器探测所述周边面。

发明内容

因此,本发明的任务是提供一种焊接方法,该焊接方法能够实现关于用于产生焊缝所实施的焊接方法的信息的简单且长期的可用性。

根据本发明,该任务通过如下方式实现,在所述至少一个控制参数中考虑在焊缝走向中在信息起始点与信息结束点之间产生焊缝期间借助所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性存储在焊缝中的信息,使得所述信息能够从信息起始点与信息结束点之间的区域中沿焊缝走向的所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中优选视觉地和/或触觉地被读取。由此,特定的期望信息能够持久地被储存在焊缝中,从而所述信息能够在产生焊缝之后的任意的稍后的时刻直接从焊缝中被读取。由此可以以简单的方式防止信息丢失,例如因为在实施焊接方法时没有充分地记录所述信息。“考虑”在本发明的范围内基本上应理解为,待存储的信息这样被包含或整合到所述控制参数中,使得所述信息以序列的形式反映在所产生的焊缝中。“存储”在本发明的范围内基本上应理解为将信息不可逆转地存储或铭记到所产生的焊缝中。“序列”在本发明的范围内基本上应理解为沿所述焊缝走向连续的可探测的外部物理焊缝特性的特征序列,从该特征序列可以明确地且可重复地获得所存储的信息。

优选地,在产生所述焊缝期间,改变所述至少一个控制参数,以便在所述信息起始点与所述信息结束点之间的焊缝走向中改变所述至少一个可检测的外部物理焊缝特性,其中,给所述至少一个外部物理焊缝特性的不同特征值分配代码字母表的代码字母,并且所述信息被存储为所述代码字母表的代码字母的组合。由此提供一种简单的存储可能性。

有利地,可以将所述信息以机器可读的数字代码形式存储,使得所述信息能够借助读取单元从所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中优选借助非接触式扫描器、至少一个摄像机或测头被读取,其中,作为数字代码优选使用多值代码、特别优选使用二进制代码(二元码)或三进制代码(三元码)。由此,可以以简单的方式手动地或自动地读取所述信息。

根据一个有利的实施方式,使用所述焊缝的可测量的几何参数,优选焊缝厚度、焊缝宽度、焊缝的区段的焊缝长度、尤其是焊接氧化皮的焊接氧化皮长度或焊缝的没有添加剂的区域的长度作为所述至少一个可探测的外部物理焊接特性。由此可以使用可简单测量的参量,从而使信息的读取变得容易。

所述信息优选包含针对所述焊接方法的所使用的控制参数的被用于产生焊缝的方法数据或与所述方法数据相关联的参考信息。但所述信息也可以包含与所述焊接方法无关的外部数据或与所述外部数据相关联的参考信息。由此可以存储直接涉及被用于产生焊缝的焊接过程的信息。替代地或附加地,也可以存储其它感兴趣的数据,这些数据不直接涉及焊接过程,但尽管如此仍是重要的信息源,例如关于构件的数据、制造焊缝的日期和时间等。通过存储参考信息可以在焊层中存储较少的数据量,并且实际感兴趣的信息可以通过相关联的参考信息例如从外部数据源被调用。

可以有利的是,所述方法数据包含关于所使用的用于产生焊缝的焊接参数的数据,优选关于焊接电流和/或焊接电压和/或添加剂的进给速度和/或焊接电流的脉冲频率和/或焊接循环的数量和/或焊接循环的持续时间的数据。由此可以以简单的方式存储具体使用的焊接参数并且之后例如在质量检查的范围内再次将其从焊缝中读取。

有利的是,所述信息存储在所述控制单元中,和/或将所述信息在实施所述焊接方法之前传输给所述控制单元,和/或将所述信息借助输入单元传输给所述控制单元,和/或将所述信息由所述控制单元转换为数字代码。通过存储可以重新使用所述信息,或者例如可以之后追踪何时以及哪个信息被存储。通过输入单元例如可以手动输入待存储的信息。如果所述信息例如存在于外部单元上,则该信息可以以简单的方式被传输给控制单元。所述转换可以有利于通过将信息存储在焊缝中而将信息转换成特定的数字代码。

优选使用具有熔化电极或非熔化电极的电弧焊接方法、激光焊接方法或电子束焊接方法作为焊接方法。由此可以使用已知的焊接方法。

有利地,在所述构件中的至少一个构件上通过堆焊也可以产生标记焊缝,其中,在所述至少一个控制参数中考虑在焊缝走向中在信息起始点与信息结束点之间产生所述标记焊缝期间借助所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性存储在所述标记焊缝中的信息,使得所述信息能够从信息起始点与信息结束点之间的区域中沿焊缝走向的所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中优选视觉地和/或触觉地被读取。由此,除了连接焊缝之外,还可以在构件的表面上产生标记焊缝,该标记焊缝仅用于存储信息而不用于连接构件。

也可以有利的是,在焊缝中设置有不用于材料锁合连接的标记缝区段,其中,在所述至少一个控制参数中考虑在所述标记缝区段的焊缝走向中在信息起始点与信息结束点之间产生所述焊缝的所述标记缝区段期间借助所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性存储在所述焊缝中的信息,使得所述信息能够从信息起始点与信息结束点之间的区域中沿焊缝走向的所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中优选视觉地和/或触觉地被读取。由此可以在所述连接焊缝中集成如下的区段,所述区段仅用于存储信息并且不用于材料锁合地连接构件。

附图说明

接下来参考附图1至图2详细阐述本发明,所述附图示例性地、示意性地并且非限制性地示出本发明的有利设计方案。在附图中:

图1示出用于实施焊接方法的以焊接装置形式的装置,

图2示出多个分别借助焊缝连接的构件以及用于从焊缝中读取数字信息的读取单元。

具体实施方式

在图1中示出用于实施根据本发明的焊接方法的装置1。装置1设置用于,将至少两个构件5借助至少一种添加剂材料锁合地相互连接。装置1包括用于产生包括添加剂Z的焊缝N的至少一个焊接单元2、用于使焊接单元2的焊炬6沿预先给定的焊缝走向移动的操纵单元3以及用于控制装置1的控制单元4。作为添加剂Z通常使用合适的金属焊接添加剂。所述焊接添加剂可以与焊炬6集成地输送给焊接部位,诸如在已知的MSG焊接方法中那样,但可以例如借助单独的输送单元单独地输送给焊接部位,诸如在已知的WIG焊接方法中那样。操纵单元3因此当然优选使输送单元与焊炬6同步地移动。焊缝N的焊缝走向基本上由待连接的构件5的几何形状得出并且可以从简单的直线延伸至复杂的三维走向。

在所示的示例中示出两个简单的板形的构件5,它们彼此以大约90度的角度布置并且与以已知的角焊缝形式的焊缝N材料锁合地连接。由此得到以直线形式的焊缝走向,这里是在垂直于图平面的方向上。然而,这当然应仅被理解为示例性的。例如当圆柱形的构件和构件与平面的表面连接时,焊缝走向因此例如可以具有圆形的走向。在此,焊缝N也不必强制性地连续地、即没有中断地延伸,而是原则上间歇的焊缝N也是可能的,其中沿焊缝走向局部地不施加添加剂Z。间歇的焊缝N例如可以通过所谓的间歇焊接产生,如借助图2还要详细描述的那样。因此,在本发明的范围内,焊缝N不必强制性地理解为连续的缝,而是也理解为中断的或部分中断的缝。

构件5优选在所述焊接方法开始之前在期望的位置中相对彼此定位和固定。这例如可以利用合适的夹紧装置或其它合适的定位装置来实现。在所示的示例中,构件5布置在机架11上并且借助夹紧装置的夹紧元件12a、12b固定。但这当然仅是示例性的,并且任何其它类型的相对定位也是可能的。

为了产生焊缝N,焊炬6由操纵单元3运动。根据焊缝N的计划的焊缝走向,可以使用合适的操纵单元3,焊炬6(以及必要时输送单元)可以利用该操纵单元以所需的运动自由度被移动。对于所示的具有直的焊缝走向的示例的焊缝N,平移的运动自由度原则上是足够的。但为了能够实现不同的并且尤其是也更复杂的多维的焊缝走向,有利的是,操纵单元3具有多于仅一个平移的运动自由度。在图1中示意性地并且仅示例性地示出一种已知的多轴工业机器人3a,其布置在机架13上。当然,但任何其它合适的操纵单元3也是可能的。在机架13中,还设置有用于驱动操纵单元3的驱动单元14,该驱动单元可由控制单元4操控,以便实施期望的运动过程。

在此,控制单元4(例如实施为硬件和/或软件)示例性地同样集成在机架13中,但当然也可以布置在任意其它部位上。通过控制单元4,不仅操纵单元3而且焊接单元2可以被控制。当然,在装置1中还可以设置有多个控制单元,这些控制单元相互通信,例如用于操纵单元3的(至少)一个自身的控制单元和用于焊接单元2的(至少)一个自身的控制单元。控制单元4和/或单独的控制单元因此例如可以与上级的控制单元15连接,如在图1中虚线示出的那样。由此,例如也可以在中央控制多个根据本发明的装置1和/或其它设备并且使其彼此同步。这例如在复杂的生产过程中可能是有利的,在所述生产过程中例如利用多个装置同时在一个工件上工作,诸如在焊接车辆车身或诸如此类的情况下。这种上级的控制单元由现有技术充分已知,因此在此不作进一步详细说明。

通过改变装置1的控制单元4的至少一个控制参数,能够影响焊缝N的至少一个可探测的外部物理焊缝特性。“可探测的外部物理焊缝特性”在本发明的范围内应理解为焊缝N的如下特性,其涉及焊缝N的外部物理性质,即从外部可识别或可探测的特性。这例如可以是焊缝N的定性特征,其可以视觉地或触觉地识别,诸如沿焊缝N的焊缝走向局部地存在(或不存在)添加剂Z。在间歇的焊缝(例如图2中的焊缝N2)中,例如焊接点P1和/或焊接点P1之间的区域B可以是可探测的外部物理焊接特性,如图2借助第二和第三焊缝N2、N3所示的那样。

但可探测的外部物理焊接特性例如也可以是焊缝N的可定量测量的几何参数,诸如焊缝厚度ND、焊缝宽度NB或焊缝N的特定区段的焊缝长度NL。在不中断的焊缝N的情况中,焊缝N的该区段例如可以是构成焊缝N的焊接氧化皮Si。在此,焊缝长度NL可以是焊接氧化皮Si的焊接氧化皮长度NLi,如在图2中借助第一焊缝N1示出的那样。在中断的焊缝N的情况中,该区段例如可以是焊接点Pi,并且焊缝长度NL可以是焊接点Pi的焊接点长度。没有添加剂Z的区域B的长度例如也可被用作可测量的几何参数。当然,一个或多个特定的可探测的外部物理焊缝特性也可以受多个控制参数影响。

控制单元4的控制参数例如可以是操纵单元3的移动速度,焊炬6以该移动速度相对于构件5移动。但控制参数也可以是焊接单元2的焊接参数。但控制参数当然也可以分别理解为等效参量。通常,在焊接单元2上可以设定多个用于特定焊接过程的焊接参数,诸如添加剂Z的进给速度(在待连接的构件5的方向上)、焊接电流、焊接电压、焊接电流的脉冲频率等。例如,具有确定的或可确定的控制参数的控制程序可以存储在控制单元4中,该控制单元可以由装置1的使用者来选择,以便产生具有一个或多个特定的可探测的外部物理焊缝特性的焊缝N。例如,也可以预先给定待产生的焊缝N的期望的焊缝始端和期望的焊缝末端以及位于其之间的期望的焊缝走向。控制单元4相应地利用具有特定控制参数的预先给定的设定操控焊炬6和操纵单元3,以便自动产生焊缝N。

根据本发明,在控制单元4的至少一个控制参数中可以考虑由控制单元4处理的并且由控制单元4在控制装置1、尤其是在控制焊炬6和/或操纵单元3时所考虑的信息。控制单元4处理并且考虑所述信息,使得在焊缝走向中的特定信息起始点ISP与特定信息结束点IEP之间产生焊缝N期间,将所述信息借助焊缝N中的至少一个外部物理焊缝特性存储。所述信息例如可以是以数值形式的数字信息,诸如焊接参数(诸如焊接电流或焊接电压)的值,作为用于特定焊接程序的参考信息的焊接程序编号,与所述特定焊接过程相关联的焊接过程编号亦或其它相关的设定值和参考值,例如校验和、数字签名等。但所述信息例如也可以是字母信息(以字母或整个字的形式,例如构件编号等)或字母数字信息(数值和字母的混合,例如特定的序列号或产品代码等)。所述信息可以被这样存储在焊缝N中,使得所述信息可以从在信息起始点ISP与信息结束点IEP之间的区域中沿焊缝走向的至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中读取。在此,这种存储优选这样实现,使得可以视觉地和/或触觉地实现所述读取。

例如,所述至少一个控制参数在产生焊缝N期间可以变化,以便在信息起始点ISP与信息结束点IEP之间的焊缝走向中改变所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性。在此,能够给所述一个外部物理焊缝特性的不同特征值分配代码字母表的代码字母,并且所述信息作为代码字母表的代码字母的组合被存储在焊缝N中。在此,每个代码具有带有特定数量的代码字母或代码符号的确定的代码字母表。待存储的信息的每个字母(例如A、B、C等)和每个数字(例如1、2、3等)以及因此待存储的每个信息字(例如STROM)或待存储的每个信息数字(例如123)由代码字母表的字母的组合构成。

例如,几何参数(诸如焊接氧化皮的焊接氧化皮长度NLi)可被用作可探测的外部物理焊接特性。所述外部物理焊缝特性的不同特征值在此是不同的焊接氧化皮Si的焊接氧化皮长度NLi(参见图2)。焊接氧化皮Si的焊接氧化皮长度NLi可能受到控制单元4中的一个(或多个)控制参数的变化的影响。焊接单元2例如也可以具有单独的(未示出的)焊接控制单元,以用于控制由控制单元4(或上级的控制单元15)操控的焊接过程。为了将所述信息引入到焊缝N中,在此例如当待存储的信息仅在焊接控制单元的控制参数中被考虑时,这可以是足够的。例如,所述焊接控制单元的一个或多个控制参数可以变化,以产生例如具有不同的焊接氧化皮长度NLi(作为外部物理焊缝特性的不同特征值)的焊接氧化皮Si(作为外部物理焊缝特性)。

给每个焊接氧化皮长度NLi分配特定代码字母表的特定代码字母。因此,通过沿焊缝走向产生特定的、与所述信息相应的、分别具有特定的焊接氧化皮长度NLi(具有相关联的代码字母)的焊接氧化皮长度Si的序列,可以将所希望的信息存储在焊缝N中。在本发明的一个有利的设计方案中,所述信息以机器可读的数字代码的形式存储,从而所述信息能够借助读取单元16(图2)从沿焊缝走向的至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中读取。作为读取单元例如可以使用非接触式扫描器或测头,如借助图2还要详细阐述的那样。在此可以使用任何合适类型的数字代码、优选多值代码作为存储的数字形式。

已知的多值代码例如是二进制代码,其代码字母表包括两个不同的代码字母或代码符号(通常0/1或真/假)。因此,所述信息可以被存储作为两个代码字母的序列,其中,每个代码字母再次以特定的可探测的外部物理焊接特性的形式被存储在焊缝N中。另一个已知的多值代码是三进制代码,其代码字母表由三个不同的代码字母或者代码符号(通常0/1/2或者-1/0/1)组成。因此,所述信息可以被存储作为三个代码字母的序列,其中,每个代码字母再次以特定的可探测的外部物理焊接特性的形式被存储在焊缝N中。

此外,还存在其它已知的自然同样可以使用的数字代码,例如具有多于三个代码字母的多值代码,例如四进制(四个代码字母)、五进制(五个代码字母)、十进制(十个代码字母)、十六进制(十六个代码字母)等。所述信息因此例如可以存储在焊缝N中的根据ASCII代码的二进制、三进制或另一种多值代码中。类似于总线协议的专有信息协议例如也是可能的。因此,所述信息例如可以利用未公布的制造商特定的标准来存储并且由此例如仅由经授权的人员读取。

如已描述的,作为可探测的外部物理焊接特性也可以使用焊缝N的一个或多个可测量的几何参数,诸如在通过间歇焊接制造焊缝N时的焊缝厚度ND,和/或焊缝宽度NB,和/或焊缝N沿焊缝走向的区段的焊缝长度NL,和/或没有添加剂Z的焊缝N的区域B的长度(图2)。例如,在无中断的焊缝N中,可以使用焊接氧化皮Si的焊接氧化皮长度NLi,如借助图2中的第一焊缝N1所示的那样。因此,所述外部物理焊缝特性根据所使用的数字代码通过改变焊缝N中的所述一个(或多个)控制参数产生,使得在焊缝N的焊接走向中的信息起始点ISP与信息结束点IEP之间存储有对应于待存储的信息的代码序列。对于二进制代码,这例如可以通过使用两个不同的几何参数实现,所述几何参数分别对应于一个代码字母,如以下借助图2还要详细阐述的那样。

例如,如果使用多个不同的可测量的几何参数来存储焊缝N中的信息,则可以给所述几何参数中的每个几何参数分配一个多值代码的代码字母。两个或多个可测量的几何参数的组合也可以例如用作代码的代码字母。在二进制代码的情况中,例如可以使用两个不同的可测量的几何参数,并且给每个几何参数分配一个代码字母。在三进制代码的情况中,可以使用三个不同的可测量的几何参数,其中,给每个几何参数分配一个代码字母,等等。这可以在三进制代码的情况中例如意味着,焊缝N的(例如焊接氧化皮的)区段的特定的焊缝厚度ND与第一代码字母相关联,特定的焊缝宽度NB与第二代码字母相关联并且焊缝长度NL与三进制代码的第三代码字母相关联。

如果仅两个可测量的几何参数(例如焊缝N的区段的焊缝宽度NB和焊缝长度NL)被用于三进制代码,则特定的焊缝宽度NB也可以与第一代码字母相关联,特定的焊缝长度NL可以与第二代码字母相关联,并且特定的焊缝宽度NB和特定的焊缝长度NL的特定组合可以与三进制代码的分别第三代码字母相关联。当然也可以仅使用一个可测量的几何参数,并且几何参数的特定的不同特征值可以分别与一个代码字母相关联。例如,仅焊缝N的区段的焊缝厚度ND可被用作可测量的几何参数,并且焊缝厚度ND的不同的确定值可以分别与一个代码字母相关联。由此可以看出,为了将所述信息存储在焊缝N中存在大量变型方案,本领域技术人员可以从这些变型方案中选择合适的变型方案。

以有利的方式,该方法可以用于将针对用于产生焊缝N的控制参数的方法数据存储在焊缝N中。例如,用于产生焊缝N的焊接参数可被存储在焊缝中。由此,例如在之后的焊缝检查(所述焊缝检查可能在产生焊缝之后多个月进行)时可以以简单的方式读取存储在焊缝N中的信息。因此可以追踪在焊接过程期间使用了哪些焊接参数,而不需要其它类型的记录。待检测的人员仅需要视觉地、触觉地或优选借助合适的读取单元16从焊缝中读取所存储的信息。当然,相同的(或不同的)信息也可以存储在焊缝N的多个位置处,例如在沿焊缝走向的焊缝N的间隔开的区域中。这例如在焊缝N相对长的情况下可以是有利的,以便可以在不同的位置处读取信息或将信息配置给焊缝的特定的区段。

但不必强制地将所述方法数据本身存储在焊缝N中,而是也可以存储与所述方法数据明确相关联的参考信息,例如以与所述方法数据明确相关联的参考编号的形式。所述方法数据然后可以从所读取的参考信息中例如由另一个数据源确定。这例如由于在引入所使用的焊接参数时可预期的相对大的数据量而可能是有利的,因为关于焊接参数的方法数据不必直接存储在焊缝N中,而是仅存储参考信息。借助所述参考信息,所使用的焊接参数然后例如可以从数据源、例如数据库中被读取。但所述数据源也可以例如集成在装置1中,例如集成在焊接单元2的存储单元中。从所读取的参考信息中然后例如能够通过装置1(或焊接单元2)的用户界面、例如通过触摸屏读取与所述参考信息相关联的方法数据。

例如可设想,在借助合适的读取单元16读取所存储的信息期间自动地链接至数据源。在此,所述数据源例如可以集成在读取单元16中,或读取单元16也可以通过合适的数据连接访问外部数据源。因此,仅需要在焊缝N中存储相对少量的数据(参考信息),并且能够在另一个数据源中存储(所述方法数据的)较大的数据量。例如,参考信息可以借助智能电话通过集成的摄像机来读取。

智能手机的合适的智能手机应用(App)能够在识别到特定参考信息时自动显示与相应参考信息相关联的方法数据。在此,这些方法数据例如可以直接存储在智能手机上,这例如在自主应用中是有利的,在该自主应用中智能手机没有或仅具有不充分的通信连接。但例如也可以自动通过外部数据源调用(与参考信息相关联的)方法数据,例如通过智能手机的无线通信连接。也可以转发到网页、在该网页上可以读取与参考信息相关联的方法数据。参考信息的产生、例如参考编号的计算可以例如在装置1的控制单元4、上级的控制单元15或另一个控制单元(例如焊接单元2的焊接控制单元)中进行。但参考信息的产生例如也可以在外部的第三系统中进行并且以合适的方式传输给装置1。所述第三系统例如可以是文档系统或分析系统。

替代地或附加地,在焊缝N中也可以存储与焊接方法无关的外部数据。这例如可以是用于所实施的焊接方法或用于焊缝N的元数据,例如所使用的添加剂Z的类型、实施焊接方法的日期、时间或持续时间、用于实施焊接方法的人员的说明、关于构件5的信息、其它生产技术上的信息等。当然,也可以存储与焊缝N不直接相关的其它数据,例如关于客户的信息、来自操作说明书或其它文件的信息。

类似于所述方法数据中,当然也可以在外部数据的情况下仅将参考信息存储在焊缝N中。与所述参考信息相关联的外部数据例如又可以由外部数据源得知。例如,代替将操作说明书中的信息直接存储在焊缝N中,可以将参考信息作为一种链接存储在操作说明书的各个位置上。通过合适的读取单元16,可以通过读取参考信息直接继续传递到操作说明书的相应位置上。在此,操作说明书又例如可以直接在读取单元16中本地存储或在外部数据源中存储,所述数据源可以借助读取单元16被访问,例如通过合适的无线通信连接。

待存储的信息例如可以存储在合适的、集成在控制单元4中的或单独的存储单元中,以便可以由控制单元4使用。所述信息例如也可以在所实施的焊接方法之后例如以日志文件的形式存储在存储单元中,从而所述信息也可以之后被调用或为了产生另一个焊缝N而可被再次使用。例如,用户界面也可以例如以触摸屏的形式设置在装置1中,通过该用户界面可以选择存储在存储单元中的信息,然后所述信息被用于存储在一个或多个另外的焊缝N中。

尤其是,当应被存储在焊缝N中的信息包含外部数据时,有利的是,在实施焊接过程之前将所述数据传输给控制单元4。这例如可以通过在装置1上的合适的数据传输接口、例如直接在控制单元4上或者通过可能的上级控制单元15来进行。作为数据传输接口可以使用任意合适的接口,例如有线接口如以太网或者无线接口如WLAN、蓝牙或NFC。同样可以有利的是,在该装置中设置输入单元,通过该输入单元可以将信息输入到控制单元4中。例如,可以设置用户接口(例如触摸屏、键盘等)来输入信息。通过用户接口可以输入例如数值、文本等形式的待存储的信息。例如,也可以通过用户界面输入沿焊缝走向的位置,在该位置处信息存储在焊缝N中。例如可设想,信息起始点ISP和信息结束点IEP被确定作为焊接过程中的时间点。信息起始点ISP也可以被确定作为时间点,并且预先给定特定持续时间,在所述特定持续时间期间信息被引入到焊缝N中。信息结束点IEP然后自动出现。

通常,所述信息不是以它们被存储在焊缝N中的形式、例如以二进制、三进制或其它多值格式存在。因此,有利的是,待存储的信息由控制单元4转换成其被存储在焊缝N中的形式。为此,例如可以在装置1中设置合适的转换单元,例如集成在控制单元4中或者也可以作为与控制单元4通信的单独的单元。因此,例如期望的信息(例如数字、字母或字母数字)可以由转换单元转换成数字代码,其中,该信息最终通过一个或多个可探测的外部物理焊缝特性被存储在焊缝N中。期望的信息例如可以通过用户接口(例如键盘或触摸屏)例如以ASCII格式被输入并且可以由转换单元转换成例如二进制或三进制代码。在转换的过程中(或之前就已经),例如也可以进行压缩、加密、计算校验和或签名等。但例如也可以从已经存储在控制单元4或集成在其中的存储单元中的信息中选择要存储在焊缝N中的信息。例如,可以快速且容易地选择特定反复的构件编号、使用者、诸如焊接参数的方法数据、与特定焊接过程相关联的参考信息等。

在图1中所示的示例中,焊接单元2构造用于利用熔化电极实施电弧焊接方法。在此,添加剂Z同时也用作电极,该电极以焊丝的形式输送给焊接部位。众所周知,所述焊丝通过在待连接的(至少部分金属的)构件5与焊丝之间燃烧的电弧熔化,以便产生焊缝N。通常在此也使用惰性的或活性的保护气体,其被输送给焊接部位,以遮蔽焊接部位以避免被环境氧化。在此也谈及金属活性气体焊接(MAG)、金属惰性气体焊接(MIG)或者一般谈及金属保护气体焊接(MSG)。由于所述焊接方法和用于实施焊接方法的焊接单元2的基本结构基本上是已知的,所以在这方面对此不详细说明。

众所周知,焊接单元2可以具有焊炬6,以焊丝形式的添加剂Z通过软管包10由合适的焊丝输送单元8输送给该焊炬。如果使用保护气体,则该保护气体可以例如从合适的保护气体容器9同样经由软管包10输送给焊炬6。此外,焊接单元2具有焊接电源7,该焊接电源以焊接电流或焊接电压的形式提供用于焊接方法所需的能量。为了产生电弧,焊接电流回路经由待焊接的构件5闭合。为此,焊炬6例如可以通过第一电焊接线路L与焊接电源7例如再次经由软管包10连接,并且工件(待焊接的构件5)可以借助第二焊接线路、例如接地线路M与焊接电源7连接。

通过控制单元4可以控制该焊接方法,其方式为设定或调节特定的焊接过程的特定的焊接参数,所述焊接过程利用焊接单元2实施。MSG焊接方法的已知的焊接过程例如是脉冲焊接过程、短电弧焊接过程、特殊形式的短电弧焊接过程(例如CMT焊接过程)等。焊接参数例如包括焊丝(或一般地添加剂Z)的焊接电流、焊接电压、送丝速度、焊接电流的脉冲频率、焊接循环的数量和/或焊接循环的持续时间等。由于所述焊接过程及其焊接参数是已知的,在这方面省去详细的说明。

但例如也可以使用已知的多重焊接方法,其中多个焊丝(经由一个或多个焊炬)被输送给所述焊接部位。在此,在每个焊丝上实施单独的焊接过程,其中,所述焊丝分别利用电弧熔化。在此,例如也可以使用不同的添加剂Z;焊缝N则可以由不同的添加剂Z构成。在多重焊接方法中,例如也可以使用在两个单独的焊接过程的焊接电流(和/或焊接电压)之间的时间上的相位移作为焊接参数。但这当然只能示例性地理解并且也可以使用任何其它的焊接方法,利用所述焊接方法可以产生包括添加剂Z的材料锁合的焊缝N。已知的合适的焊接方法例如是激光焊接方法或电子束焊接方法。组合的焊接方法也是已知的,例如激光混合焊接,其中组合了MSG焊接方法和激光焊接方法。

例如,待引入到焊缝N中的信息可以包含关于用于产生焊缝N的所使用的焊接参数的方法数据。例如因此可以在焊缝N中存储用于产生焊缝N的焊接电流和/或焊接电压有多高。也可以例如存储焊接添加剂的进给速度的大小和/或焊接电流的脉冲频率。操作单元3的方法数据当然也可以存储在焊缝中,例如焊接单元2相对于构件5移动的焊接速度。由此,在之后的时间点可确定利用装置1的哪些设定产生焊接单元。

在图2中示出多个构件5a至5d,它们通过根据本发明的焊接方法借助焊缝N1至N3连接。焊缝N1至N3例如可以利用根据图1的装置产生。为了简单起见,焊缝N1至N3分别具有直的焊缝走向,但当然也可以是更复杂的多维的焊缝走向。这基本上取决于待连接的构件5的几何形状。在焊缝N1至N3中,信息以数字形式借助可探测的外部物理焊缝特性存储。第一焊缝N1构造为连续的、即连贯的焊缝N并且可例如利用脉冲焊接过程或电弧焊接方法的其它合适的焊接过程或还利用其它焊接方法来产生。第一焊缝N1将构件5b和5c材料锁合地相互连接。

焊缝N2+N3通过所谓的间歇焊接制成。第二焊缝N2将构件5a和5b材料锁合地相互连接,第三焊缝N3将构件5c和5d材料锁合地相互连接。在间歇焊接时,通常不产生连贯的连续的焊缝,而是产生间歇的、即中断的焊缝N。因此,在间歇焊接时,焊缝N经常包括由添加剂Z构成的互相跟随的焊接点Pi,这些焊接点在焊缝走向的方向上分别通过没有添加剂的区域B彼此分开。但在间隔焊接时原则上也可以产生连贯的焊缝N。在此还要指出的是,在本发明的范围内,焊缝N不必强制地理解为连贯的、连续的焊缝N,而是间歇性的焊缝也理解为本发明意义上的焊缝N。

在第一焊缝N1中,焊缝N1的区段的焊缝长度NLi用作可探测的外部物理焊缝特性,通过所述焊缝特性信息被存储在焊缝N1中。焊缝长度NLi通常理解为焊缝N的可区分的区段在焊缝走向的方向上的长度。在具体的情况中,所示出的焊缝N1具有互相跟随的焊接氧化皮Si,这些焊接氧化皮基于所使用的焊接过程的过程引导而得出。所述焊接氧化皮Si的结构并且尤其是焊接氧化皮Si的焊接氧化皮长度NLi可以受到焊接过程的一个或多个控制参数的影响,尤其是受到焊炬6由操作单元3相对于构件5b、5c移动的焊接速度、添加剂Z的进给速度并且尤其是受到诸如焊接电流、脉冲频率(对于循环脉冲的焊接电流)、焊接循环的数量和/或焊接循环的持续时间等焊接参数的影响,但基本上是已知的,因此在此不对其进行详细说明。

因此,焊接氧化皮长度NLi可以用于以数字形式在第一焊缝N1中存储期望的信息。根据使用哪个数字代码,不同的焊接氧化皮长度NLi可以与代码的代码字母表的代码字母相关联。在二进制代码中,例如可以使用两个不同的焊接氧化皮长度NL1、NL2,它们根据信息内容以特定的顺序沿焊缝走向被引入到焊缝N1中,如在图2中所示的那样。焊接氧化皮长度NL1、NL2例如可以被解释为二进制代码的代码字母或代码符号“逻辑0”,并且相应地其它焊接氧化皮长度NL1、NL2可以被解释为二进制代码的代码字母或代码符号“逻辑1”。所述信息存储在焊缝N1中的确定的信息起始点ISP1与确定的信息结束点IEP1之间。在所示的示例中,信息起始点ISP1对应于焊缝N1的焊缝始端,并且信息结束点IEP1对应于焊缝N1的焊缝末端。但这当然仅是示例性的,并且信息起始点ISP1和信息结束点IEP1也可以位于焊缝N1的另一位置处,例如在焊缝N1的预先给定的中央区段中。当然也可以设想在焊缝N1的不同位置上沿焊缝走向重复引入相同的信息(或者其它信息)。

如已提到的,当然多个不同的可探测的外部物理焊接特性也可以用于存储信息。例如,在所示的第一焊接氧化皮N1中,特定的焊接氧化皮长度NLi可以与二进制代码的第一个代码字母相关联,并且特定的焊接氧化皮Si的焊接氧化皮宽度NBi可以与二进制代码的第二个代码字母相关联。所述信息因此由沿焊缝走向的一系列的焊接氧化皮长度NLi和焊接氧化皮宽度NBi得出。在高值代码(例如三进制、四进制、五进制等)的情况下,另外的代码字母可以对应地与另一个可探测的外部物理焊缝特性相关联。例如,焊接氧化皮Si的特定焊接厚度NDi可被附加地用作三进制代码的第三代码字母。当然,可探测的外部物理焊接特性的不同特征值、例如焊接厚度NDi的不同值可以分别与代码字母相关联。

第二焊缝N2是通过间歇焊接制造的焊缝,该焊缝具有多个包括添加剂Z的特定大小的焊接点P1,这些焊接点分别通过没有添加剂Z的区域B彼此分开。所述信息再次存储在焊缝N2中的确定的信息起始点ISP2与确定的信息结束点IEP2之间。在此,是信息以二进制代码存储在焊缝N2中。在此,焊接点P1和位于它们之间的区域B作为用于存储信息的可探测的外部物理焊接特性。焊接点P1(至少在信息起始点ISP2与信息结束点IEP2之间的区域中)优选具有相同的大小。焊接点P1能够解释为二进制代码的“逻辑0”,并且焊接点P1之间的区域B能够解释为“逻辑1”(或反之亦然)。因此,所存储的信息由沿信息起始点ISP2与信息结束点IEP2之间的焊缝走向的焊接点P1和区域B的顺序得出。

第三焊缝N3同样是通过间歇焊接制造的焊缝N。与第二焊缝N2相比,第三焊缝N3具有不同大小的焊接点P1、P2,这些焊接点分别通过没有添加剂Z的区域彼此分开。所述信息再次存储在焊缝N3中的确定的信息起始点ISP3与确定的信息结束点IEP3之间。所述信息在此以三进制数字格式存储。在此,确定的第一大小的第一焊接点P1、确定的第二大小的第二焊接点P2以及在于其之间的区域B用作用于存储信息的可探测的外部物理焊缝特性。例如,第二焊接点P2能够分别解释为三进制代码的代码字母或者代码符号“逻辑2”(或逻辑-1),第一焊接点P1分别解释为代码字母或者代码符号“逻辑1”,并且焊接点P1、P2之间的区域B分别解释为代码字母或者代码符号“逻辑0”。当然,另一个关联性也是可能的。因此,所存储的信息由沿信息起始点ISP3与信息结束点IEP3之间的焊缝走向的焊接点P1、P2和位于其之间的区域B的顺序得出。

当然,所示的实施方式仅可以示例性地理解,并且任何其它合适的可探测的外部物理焊接特性可被用于存储信息。例如,可以使用焊缝N的可测量的几何参数,诸如焊缝N的区段的焊缝厚度ND、焊缝宽度NB。在信息起始点ISP不对应于焊缝N的始端并且信息结束点IEP不对应于焊缝N的末端的情况下,可以有利的是,所述信息起始点ISP和信息结束点IEP以合适的方式被标记,使得人们可以在没有大的耗费的情况下识别焊缝的存储有信息的区域。这可以在所示的第一焊缝N1中例如通过如下方式实现,即在存储有信息的区域之外,即沿在信息起始点ISP之前并且在信息结束点IEP之后的焊缝走向,设置有相同的焊接氧化皮长度NLi的焊接氧化皮Si的规则的布置结构。因此,无信息区域和存储有信息的区域在视觉上不同,从而可以识别出信息起始点ISP和信息结束点IEP。

如在开始已经提及的,所述信息在最简单的情况中原则上也可以通过视觉的目视检测或者通过接触来读出。然而,为此需要了解存储有信息的代码,这可能不总是这种情况并且此外非常麻烦并且复杂。因此,有利的是,所述信息以机器可读的形式存储,使得这些信息可以利用合适的读取单元16来读取,以便优选在合适的显示单元17上被显示。利用读取单元16可以扫描在相应的信息起始点ISP于信息结束点IEP之间的焊缝N,这可以手动地或自动化地进行。读取单元16借助可探测的外部物理焊缝特性来识别所存储的信息,并且可以将该信息传输给例如合适的显示单元17,在该显示单元上显示该信息并且可以由人员读取该信息。例如可设想,使用以条形码扫描器类型的手持式扫描器、由制造技术已知的触觉测头或者摄像机。

在所示的示例中,读取单元16构造为摄像机,并且焊缝N3(或至少在信息起始点ISP与信息结束点IEP之间的区域)位于摄像机的拍摄区域X中,如在图2中虚线示出的那样。通过例如可以直接集成在摄像机或评估单元17中的合适的图像识别软件,可以从焊缝N的所拍摄的图像中获得所存储的信息。例如,可以以有利的方式使用具有集成的摄像机的便携式计算机,例如智能手机,其不仅用作读取单元16,而且用作显示单元17。由此,即使在难以接近的位置处也能够以简单的方式读取信息。以类似的方式,也可以使用已知的触觉测头作为读取单元16,该读取单元例如可以构造用于检测几何参数例如焊缝厚度ND或焊缝宽度NB作为可探测的外部物理焊缝特性并且将其传输给评估单元17。评估单元17可从检测到的参量(例如从沿焊缝走向的焊缝宽度NB或焊缝厚度ND的值的序列)中读取所存储的信息。

除了两个或更多个元件5材料锁合地连接的焊缝N之外,例如还可以在一个或更多个构件5上产生一个或更多个标记焊缝(未示出的),所述标记焊缝不用于材料锁合的连接。这样的标记焊缝例如可以通过已知的堆焊来制造。在这样的标记焊缝中,当然也可以利用根据本发明的方法存储信息。为此,可以以与借助焊缝N的产生所描述的类似方式在所述至少一个控制参数中考虑在所述标记焊缝的焊缝走向中在信息起始点与信息结束点之间产生所述标记焊缝期间借助所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性存储在所述标记焊缝中的信息。在此,所述信息这样存储,使得所述信息从信息起始点与信息结束点之间的区域中沿所述标记焊缝的焊缝走向的所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中优选视觉地和/或触觉地被读取。

但焊缝N(利用该焊缝材料锁合地连接两个或更多个构件5)例如也可以具有标记焊缝区段,所述标记焊缝区段不用于材料锁合的连接,而是仅用于标记。在这样的标记焊缝区段中当然也可以存储信息。为此,再次在所述至少一个控制参数中可以考虑在所述标记缝区段的焊缝走向中在信息起始点与信息结束点之间产生所述标记缝期间借助所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性存储在所述焊缝N中的信息。所述信息然后再次能够从所述标记焊缝区段的信息起始点与信息结束点之间的区域中沿焊缝走向的所述至少一个可探测的外部物理焊缝特性的序列中优选视觉地和/或触觉地被读取。

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