[發明專利]用于通過在焊接之前、期間或之后的退火來焊接線材的方法和裝置；所制造的線材；在該方法中對小管的應用

有效

• 申請號: 201080010296.5
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN102341210A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 德克·豪斯曼
• 申請（專利權）人: 德克·豪斯曼
• 主分類號: B23K26/26
• 分類號: B23K26/26;B23K26/42;C21D9/50;C21D9/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;楊國治

本發明涉及用于焊接特別是細的尤其是含碳的線材的方法和裝置。

由現有技術已知各種不同的線材焊接方法，據此，要焊接的線材通過供電被焊接，接下來通過用于提高溫度的繼續供電或者在退火腔室中被后續處理，但所產生的焊點作為增粗部分始終明顯突出于被焊接的線材的徑向橫截面。根據現有技術的通過供電焊接工作的所有焊接方法都有問題，即隨著直徑變小，規定的觸點（用于觸發電流的觸點的表面和特性）越來越差，這導致故障點大量出現。焊點區域中的增粗部分也是個問題，致使對于至關重要的應用來說，通常以機械方式必須將這些點拉平，必要時隨后還要執行另一退火步驟，以便確保足夠的抗拉能力和抗彎能力，在此例如參見US?6,311,684?B1。

盡管事后進行兩次退火，但相應的焊接往往沒有足夠的機械抗拉和抗彎能力，其中機械地去除焊點區域的增粗部分（焊接毛刺）和在爐中相當不利地進行耗能的退火，這些都是耗費大量時間、能量的因素，進而是成本高昂的因素。

本發明所基于的問題或其目的在于，至少部分地減小或者避免上述缺點，特別是要機械地去除線材焊點區域的增粗部分，同時還要避免多次退火，以便由此提供成本低廉的、快速而可靠的細線材焊接方法。

根據本發明，該問題通過根據權利要求1的方法、根據權利要求17的裝置、根據權利要求33的線材和根據權利要求34的應用來解決。

本發明的方法是一種用于焊接線材的方法，特別是高強度的線材，亦即通常高含碳量的線材，尤其是高強度的細線材，也就是其直徑往往不大于0.5mm而其含碳量大于10％（重量）的線材，其特征在于，使用激光源把至少兩個線材相互焊接起來，其中例如特別是采用脈沖式固體激光器作為激光源，其中在焊接之前利用熱氣流對至少一個要焊接的線材進行退火，和/或在焊接期間利用熱氣流至少對所產生的焊點進行退火，緊接著利用熱氣流對所產生的焊點進行退火處理（退火），所述焊點也是焊接部位（焊瘤）并稱為焊接部位。熱氣流特別是被定向成點狀。熱氣流的溫度特別是例如介于+250℃~+500℃之間。

利用點狀熱氣流進行退火，除了能實現方法過程極為極化和節省大量時間外，特別是還帶來了如下優點：只需點狀地對相關的焊接區進行熱處理，與焊接不相關的線材因而不會受到改變其特性的處理。

根據本發明特別重要的是，使用激光源把線材相互焊接起來，因為借助這種均勻的、與線材直徑無關的能量載體，且借助稍后說明的機械的過程控制組件，形成一種焊點，這種焊點的空間尺寸基本上不超過要焊接的線材的徑向橫截面伸展，其中應用熱氣流帶來了優點，優選例如該熱氣流選自一組空氣、氮氣、惰性氣體，因為這些物質在實踐中已表明非常適宜，另外實際上已表明非常有利的是，使用噴嘴把熱氣施噴到焊點上，從而能有針對性地在有限的較窄空間內釋放熱量，使得在退火過程期間有利地在焊點處產生最高溫度，故可確定從焊點觀察沿著線材的縱軸向溫度連續地下降，這基本上確保材料特性在退火區之外得以保持。

以此方式提供一種用于焊接線材的方法，其確保可靠地且可再現地進行焊接，這種焊接無需機械地去除否則按照現有技術在焊點處的突出的焊接毛刺，這導致明顯節省時間和金錢，另一方面，該方法不像現有技術那樣通常在爐中進行退火或者通過供電提高溫度，而是利用熱氣流進行特殊的退火，通過所形成的溫度變化情況受控地在被焊接的線材的金屬結構中進行再結晶過程，以便以此方式產生或保證很高的抗彎能力和抗拉能力。

此外最好使用保護氣體例如特別是氬氣進行線材焊接，以便要么避免起皮（Verzundern），要么實現焊點的高質量。

另外有益的是，使用用于熱氣的噴嘴也就是從中噴出熱氣的噴嘴來施噴保護氣體，以便由此實現一種簡單的器材結構。

此外有利地是，在焊接期間，要相互焊接在一起的線材的最大溫度位于焊接中心，以便以此方式得到朝向兩側均勻的溫度梯度變化情況，以便以后為退火提供最佳基礎，這最終表現在高的抗拉能力和抗彎能力上。

特別有益的是，要焊接的線材利用引導設備在特別是可破壞的小管所謂的精度補償小管中伸展，用于使得各種不同的直徑相匹配，也用于明顯地改善特別是在玻璃小管中對細線材的操作，所述引導設備本身能實現相向地引導線材、把相互熔為一體的線材壓緊，也能實現其在焊接過程期間的進給，以及實現其行程限制。在焊接過程期間參數精確地保持所有力和行程，這能實現可再現地在徑向圓周上與線材相應地進行線材焊接。所使用的精度補償小管最好能在處理之后通過機械壓力例如利用鉗子被去除。