从先有技术中已知用于熔化电焊条的焊接设备和焊接方法，例如 MIG/MAG的焊接方法。还已知了用于利用激光束来焊接的系统和工艺 过程。还已知了利用适当设备的所述工艺过程的组合(被称为激光混 合工艺)，并被广泛使用。
例如，从文献WO 02/40211和WO 01/38038中已知了用于激光混 合焊接工艺的先有技术的设备。然而，所述焊接设备具有某些缺点， 主要是当使用多焊条焊枪时，因为喷气嘴没有考虑到由关于焊枪距离、 焊条伸出长度等的多焊条焊枪的使用所引起的特殊条件。这可能引起 焊接工艺控制的问题。
上述已知的焊接设备以计算机控制的自动焊接系统的形式集中地 使用在自动化生产行业中。在上述系统中，通过机械手沿工件上的连 接点引导焊枪。由于焊渣、焊条和导电管之间的接触焊等，焊接工艺 在喷气嘴和焊条出口区域的焊枪的导电管上产生了沉淀。因此，必须 定期保养并清理焊枪的焊条出口区域以确保未受干扰地进行焊接加 工。为了维修，通过维修人员手动更换导电管和备用的更多部件(如， 喷气嘴)，该导电管为焊条提供电连接。上述人员必须一个接一个地拆 卸通常拧入的导电管和拧入的喷气嘴并重新安装新的。这已经被证明 是非常不利的并且花费了大量的金钱和时间，因为其需要停下整个生 产线。

本发明的目的是改进焊接工艺并特别是改进必要的维护程序，并 使它们变得更有效，并且为该目的提供合适的焊枪部件。
通过布置在内部插入件或喷气嘴上的固定元件来获得本发明的该 目的，以(如果需要)在该内部插入件和推在其上的喷气嘴之间形成 一特别不透气的连接。根据权利要求1和2的特征部分所描述的，所 述固定元件至少部分是由柔性材料制成的，所述连接是通过所述固定 元件的空间扩展来建立的。
该实施例是有益的，因为其使用了可扩大的固定元件，该固定元 件允许安装所述喷气嘴以及气密密封该连接，允许通过致动或停用所 述固定元件来轻易地拆开或连接所述喷气嘴。可以借助于不同的致动 或供应设备通过控制来自焊接设备的控制设备或自动控制单元的信号 来顺利地确定所述可扩大的固定元件的状态。因为可以完全自动地更 换喷气嘴，所以这提供了焊枪维修和清理过程的自动化。因此，可以 减少焊枪的维修时间并且使生产变得更有效。此外，不需要维修人员。 可选择的是，由于缩短了维修时间，故可以缩短维修间隔，以便可以 减少喷气嘴和导电管的磨损和弄脏，因为部件使用了较短的时间。
根据权利要求3的实施例是有益的，因为固定元件在限定位置上 附着到内部插入件上。此外，当停用固定元件时，其可以被完全容纳 在凹座中，以便可以将喷气嘴推入凹座上方的内部插入件上，然后固 定元件可以被扩大以固定喷气嘴。
根据权利要求4的固定元件的布置是特别节约成本和有效的，因 为弹性软管利用其内部充气可以顺利地膨胀，以便软管的接触表面压 紧在喷气嘴上以形成连接。在权利要求5中描述了软管的适当实施例。
根据权利要求6的实施例也是有益的，其中固定元件是由膜形成 的，因为所述膜在喷气嘴或在内部插入件中仅需要很小的空间并且功 能非常好。
在根据权利要求7和/或8的焊枪的实施例中，可以通过供应设备 来简单地和可靠地确定固定元件的状态，仅产生了很少的费用并仅需 要很少的活动部件，即仅需要很少的维护工作和费用。特别是，在权 利要求9和10中描述了更多有效的进展。
在根据权利要求11的实施例中，横向射流的部件可以用作供应设 备，总之其设置在激光混合焊接设备中，提供了激光混合焊头的焊枪 的有成本效益的和紧凑的设计。
根据权利要求12的焊枪的实施例证明是有益的，因为通过非正连 接(non-positive connection)来牢固地保持喷气嘴，其优选是连续 地围绕内部插入件的整个周边，并且所述连接还是不透气的，使特殊密 封件等不是必需的。另外，根据权利要求13的实施例可以附加地改善 该连接的性能。
根据权利要求14的实施例也是有益的，因为其避免了电流传导到 可从外部接近的焊枪部件中，这可能是很危险的。借助于接触插座， 电流可以在内部插入件的内部中传导而没有危险，并且通过导电管的 精确的接收尺寸，其可以传导过很大的表面而损失很少且不发火花。
根据权利要求15的实施例是有益的，因为可以轻易地从焊枪移除 推上的导电管和将导电管安装到焊枪上，允许非常顺利地实现所述焊 枪维修的自动化。例如，可以通过将它/它们从接触插座中拔出来并将 新的导电管插入各接触插座中来更换导电管。
根据权利要求16的传感器的设置是有益的，因为可以依据单独物 料的磨损或污染情况来调整焊接工艺并灵活地启动维修工作。此外， 可以检查喷气嘴或导电管是否正确安装在内部插入件上或被从内部插 入件上移除。
根据权利要求17的实施例证明了对内部插入件的生产和安装是 有利的。
权利要求18提供了比先有技术优越的更多的实施例。
此外，通过一设计来独立地达到本发明的目的，在该设计中，至 少一个导电管的引导孔的纵向中心轴线在该导电管长度的至少一部分 中是弯曲的，根据权利要求19的特征部分所描述的。
有利的是，在该实施例中，焊条退出点可以相对于该焊条的路径 离开中心地布置在焊枪的后部区域或中心轴线上。这允许改变了焊条 从导电管上退出的位置，如果按一定角度握住焊枪，则这是有利的， 因为改变了焊条退出的方向以便其可以朝着工件上的熔池从导电管中 移出而同时保持最佳的伸出长度。该实施例对具有许多弯曲导电管的 多焊条焊枪来说特别有利，因为可以调整从导电管之间退出的焊条之 间的距离。此外，焊条(其在焊枪中当然是以定距离间隔的)可以按 不平行的方式(即，按彼此成某一角度)退出导电管，以便这些焊条 可以被引导到公共熔池的限定区域中，虽然它们在焊枪中是间隔开的。 这为切割加工提供了优化地和选择性地单独地供应若干焊条，即优化 了熔化体积。另一个优点是与焊条的接触非常好，因为导电管是弯曲 的，形成了准确的电流传导。此外，由于所述弯曲的平滑倒圆形式， 以便焊条顺利地插入，而如先有技术中已知的当管子具有拐点时，其 就不能顺利地插入焊条，因为该拐点可能阻挡焊条。在该实施例中， 优选焊条孔比传统的导电管要大。例如，对于具有1.2毫米截面的焊 条，该孔的直径为1.4毫米到2毫米。因此，导电管不太容易封闭。
按一定角度切割导电管形成了椭圆形的出口孔(即，该退出孔更 不会闭合)和焊渣侵袭的较小区域。优选是，出口孔相对于中心轴线 倾斜40°到70°。
为了固定，在接触插座的内部设置有薄板。
根据权利要求20的具有引导孔的弯曲的或有角度的导电管是获 得上述段落中提及的目标的易于制造和有效的实施例。
此外，根据权利要求21的实施例已经证明了是有利的，在端部区 域具有角度的导电管特别易于生产。
根据权利要求22的实施例也是有利的，因为在焊条的出口区域具 有弯曲的纵向中心轴线的可旋转导电管允许通过简单地扭弯所述导电 管来确定焊条从该导电管中退出的方向。这还允许确定几条焊条之间 的距离。因此，弯曲导电管位置的设置为控制焊接加工提供了新的参 数，因为可以在焊接加工中改变例如弧路径、伸出长度和熔化速率。
根据权利要求23的可插接导电管是有益的，因为如果在其上面施 加滑动摩擦，则这样的导电管也可以旋转。
根据权利要求24的特征也提供了有益的实施例。
获得本发明目的的另一单独的方式是由权利要求25的特征部分 来限定的，其中在喷气嘴外壳的内部空间中设置了用于一个或多个导 电管的接收元件，所述接收元件使导电管彼此电绝缘，并且与外壳电 绝缘。还单独通过具有根据权利要求36的特征的喷气嘴盖来获得本发 明的目的，即具有具备接收元件的喷气嘴，其中布置了一个或多个导 电管，其与喷气嘴一起形成了模块单元。
这种形状的喷气嘴或喷气嘴盖允许在外壳内部安装一个或多个导 电管。因此，导电管形成了一个通用的结构或安装单元，特别是易于 喷气嘴和导电管的维修或清理，其仅需要很少的工序并且易于实现自 动化。
实际上，接收元件是根据权利要求26所述的板形或圆盘形，因为 这为喷气嘴提供了紧凑的插入件。权利要求29的设计也是有益的。
权利要求27和28描述了将导电管安装到接收元件中的有利的(即 简单的)方法。
根据权利要求29的特征部分也是有利的，因为推入连接装置(例 如，弹性的可变形的保持臂)证明是节省空间和材料的。
根据权利要求31的实施例允许喷气嘴位于内部插入件上的规定 位置中，以便所述内部插入件内部的部件位于它们的相对彼此正确的 位置上，允许平稳的加工。此外，定位元件有利地避免了安装在内部 插入件上的喷气嘴的无意的变形。
根据权利要求32的实施例可以证明是有益的，其中用于固定元件 的供应设备不属于焊接系统但是位于更换喷气嘴或导电管的维修区域 中。当喷气嘴安装到内部插入件上时，可以通过如外部供应设备来致 动所述固定元件，从而当除去喷气嘴时向内部插入件提供了连接直到 停用该固定元件。此外，在喷气嘴内部定位固定元件可以在某些焊枪 中的焊枪结构上具有空间地积极效果。
获得本发明关于喷气嘴的目的的单独方法是相对于根据在另外的 焊条退出另外的导电管的方向上从第一导电管中退出的外面的焊条上 伸出的平面的纵向中心轴线具有在出口孔区域中倾斜的外壳的第一前 表面，其在权利要求33的特征部分所述的所述第二前表面的方向上的 所述纵向中心轴线的方向上从凹座退出来。
因为当使用许多导电管时，喷气嘴将考虑焊条出口和熔池之间的 不同距离，所以该喷气嘴设计将使任何多焊条焊接工艺更加有效且存 在更少的问题。如果按一定角度握住焊枪，则因此焊条出口可能定位 在非常靠近或实质上在平行于工件表面的一个平面内，从而当使用几 个熔化的焊条作为电焊条时，提供了最佳的加工特性。
根据权利要求34的实施例是特别有益的，因为可以获得传统地相 对于工件按一定角度握住焊枪的特别好的焊接连接。
根据权利要求35的特征也提供了有益的实施例。
用于焊接系统工艺控制的方法也是获得本发明目的的单独方法， 其中焊枪被定位在维修位置的工序期间，按固定时间或根据由传感器 检测到的工艺参数来启动焊接加工的维修程序，然后通过焊枪的固定 元件空间尺寸的缩小来分开喷气嘴和焊枪的内部插入件之间的连接， 并且从焊枪上移开喷气嘴。随后，根据权利要求37的特征部分所描述 的，将另一个喷气嘴安置在所述焊枪上，并且通过所述固定元件的空 间扩张来在喷气嘴和焊枪的内部插入件之间形成特殊的气密连接。
上述方法大大地简化了焊枪的维修，并且根据权利要求1和2的 优点的描述中所详细解释的通过自动控制系统来特别容易地自动执行 所述维修。
根据权利要求38和39的工艺过程允许焊枪易于定位在自动控制 的限定坐标处，以便放置在相应位置中的喷气嘴可以被自动地安装到 焊枪上。在权利要求40和41中描述了用于控制喷气嘴固定的有益方 法。
附图说明
现在将利用附图来详细描述本发明，其中
图1是自动焊接系统的激光混合焊头的侧视图；
图2是在图1的方案中的焊枪喷气嘴区域的简化的细节图；
图3是焊枪的一个可能实施例的分解的斜视图；
图4是在喷气嘴区域具有固定元件的多焊条焊枪的实施例的图5 中沿IV-IV线的纵截面；
图5是按照附着有喷气嘴的焊枪内部插入件的图4中箭头V方向 的主视图；
图6是具有固定元件和以虚焊条表示的喷气嘴的内部插入件的侧 视图，
图7是按照通过具有可扩大的软管形式的固定元件的焊枪的一半 的图5中VII-VII线的剖面；
图8是通过焊枪和喷气嘴的另一实施例的一半的剖面，其中固定 元件是由膜形成的；
图9和10是简化并放大的导电管。

现在将根据图1利用激光混合焊头1来详述本发明。然而，必须 指出，本发明还可以用于被专门设计成利用熔化的电焊条来进行电弧 焊接的单焊条或多焊条焊枪，特别是MIG/MAG焊枪。
图1图示了用于结合激光和电弧焊接法的激光混合焊头1。其具 有电弧焊接所需要的喷气嘴2。
现有的激光混合焊头1使用市场上可买到的先有技术的元件和部 件及它们按特定方式的结合。所述元件或部件被布置在连接到自动机 械特别是机械手4(略图)上的至少一个安装板3上。所述元件或部 件可以由激光器5或用于所述激光器5的光聚焦单元和具有用于电弧 焊接的喷气嘴2的焊枪6形成。焊枪通过软管组连接到焊接设备(未 详细图示)上，所述焊接设备具有如电源、控制设备、操作元件、焊 条进料器等部件。更多的元件或更多的部件可以由分配给所述激光器 5或所述光聚焦单元的横向射流7和分配给所述横向射流的分流设备 (diverting device)8形成。
所述激光器5或所述光聚焦单元具有焦距9，特别是，根据工件 12的定义平面10或表面11的所述激光器5或所述光聚焦单元的焦距 为(例如)50到400毫米。所述定义平面10是由所述焦距9或所述 的焦点距离形成的，并且所述工件12的所述表面11与其同样地对齐， 或者形成所述焦距9的焦点13被布置在所述工件12的外部或内部。 图1和2的例子图示了一方案，其中所述焦点13被布置在工件12的 表面11的下方，即所述焦点13被布置或对齐在所述工件12的内部。
其它元件或部件相对彼此的其它布局对于高质量地执行焊接加工 是必不可少的。在现有的例子中，所述焊枪(特别是沿所述焊枪6纵 向延伸的纵向中心轴线14)是相对于所述激光器5或所述光聚焦单元 (特别是相对于在激光束16的中心延伸的激光器的轴线17)成角度 15(例如，其在25°和35°之间)来布置的，所述激光器的轴线17 具有相对于所述工件12的所述定义平面10和/或所述表面11成80° 和100°之间的角度18(优选90°)。
图1和2的实施例图示了处于水平位置的工件12。然而，如果在 焊接加工期间所述工件12的位置(特别是其表面11的位置)发生了 变化，则所述激光器5(特别是所述激光器的轴线17)必须按所述角 度18在80°和100°之间(优选90°)的方式来相对于所述表面11 布置。
这可以通过相应地规划自动机械(特别是所述机械手4)的焊接 路径来顺利地获得，以便独立部件相对彼此总是处于相同的位置、距 离和角度中。因此，所述激光器的轴线17相对于所述工件12的所述 表面11将总是具有相同的预置角度18。
图2图示了从焊枪6或者从导电管20中退出的焊条21位于离由 激光器5或光聚焦单元(特别是由延伸通过所述激光束16的中心的激 光器的轴线17)放射的激光束16的距离19处。通常，被提到的情况 是，图中使用的标志a和b表示在焊枪中设置的多个类似的部件，但 是所述类似部件在结构上不需要完全相同。例如，这用于在当前例子 中按双份设置的导电管20a、20b和距离19a、19b。如果在下文中所 述标记对于理解来说是不必要的，则可以将它们省略。
图中所示的双焊条的焊枪6具有两个距离19a和19b，其是不同 的。然而，从导电管20a和20b中退出来的焊条21a和21b相对彼此 在以便形成公共的熔池的方向上竖立，在该熔池中还包含激光束16。 因此，在焊接工艺中，形成了公共的焊池和公共的焊接等离子体(然 而，为了简化起见没有图示)，即，激光束16和电弧同时在具有公共 焊接等离子体(即，惰性气体包层)的一个焊接区域或一个熔池上起 作用，所述两种工艺是相互影响且相互支持的。如果焊条端部和激光 器的轴线17之间的距离19a和19b选择得太大，则所述激光束16可 能形成其自己的焊池或熔池，然后其将再次冷却以用于随后的电弧焊 接加工，因此不允许完全贯穿，因为所述电弧和所述激光束之间的距 离如此大以致所述光束不会照射到电弧焊接加工的焊接等离子体内。 当然，所述距离19a、19b不但可能与所述焊条端部22a、22b有关， 而且还将所述距离19a、19b转换为所述焊条21a、21b和所述工件12 之间点火的电弧，因为对焊接方法来说它们是非常必要的。
然而，为了能使所述距离19a、19b与所述焊条的端部22a、22b 产生联系，所述焊条21a、21b各具有伸出长度23a、23b(优选在10 毫米到14毫米之间)。第一根焊条21a的伸出长度23a可以不同于另 一根焊条21b的伸出长度23b。可以通过各种已知的手动或自动方法 来调整所述伸出长度23a、23b。
当激光束16是由具有各种波长的集束光形成时，其从所述激光器 5到所述焦点13具有圆锥形状，或从所述激光器5或所述光聚焦单元 到所述焦点13具有截锥形状，并且所述激光器5在所述焦点13处达 到了最高的可能输出或能量密度。
图2和3图示出，所述喷气嘴2在第一前表面24的区域中具有用 于所述焊条21的出口25，并且所述喷气嘴2在更远的前表面26上具 有用于安装在所述焊枪6的内部插入件28上的接收区域27。所述接 收区域27实质上是具有圆柱形内表面29的管形的。
图3是所述焊枪6的分解视图。在所述喷气嘴2的区域中图示的 固定元件30可拆卸地将所述喷气嘴2固定到所述内部插入件28上。 在所述固定元件30的接触表面31和所述喷气嘴2的内表面29之间形 成了所述喷气嘴2和所述内部插入件28之间的连接。附图中所示的其 它部件(如圆柱形的密封环32、具有成圆形地布置在气体通道孔上的 气体分配环33、护圈等)是任选的并且是先有技术中已知的，所以在 此就不详细描述它们了。然而，应当指出，在所述喷气嘴2和/或所述 内部插入件28周围连续的密封凸缘设置在不同的位置上，特别是设置 在所述固定元件30的区域内。稍后将提到附图中所示的接触插座77a、 77b。
第一定位元件(特别是用于将所述喷气嘴2的位置限定在所述内 部插入件28上的凹座或凸出)可以设置在接收区域27中的所述喷气 嘴2上。在所示的例子中，所述定位元件被设置为在所述喷气嘴2的 前表面26上的凹座。更多的定位元件(例如，凸出)设置在所述内部 插入件28上，所述元件连接到所述第一定位元件上。图6图示了这种 连接的略图。
图4是焊枪6的喷气嘴2区域的纵剖面图。设置在内部插入件28 上的固定元件30还起为所述喷气嘴2和所述内部插入件28之间提供 气密连接的密封件的作用。所述固定元件30的至少几部分特别适合于 由柔性(特别是可塑或弹性)材料制成，其意味着，如果必要的话， 所述固定元件30可以将其外表面的形状转变为至少几部分。因此，所 述固定元件30的接触表面31邻接所述喷气嘴2的所述内表面29以提 供连接的位置可以相对于所述内表面29而改变。
所述喷气嘴2和所述内部插入件28之间的连接状态(特别是该连 接的强度)可以由所述固定元件30的形状来确定。优选是，由所述固 定元件30的所述接触表面31和所述喷气嘴2的所述内表面29之间的 压力或表面压力来建立所述连接。该连接是非正连接，特别是摩擦性 的。选择所述连接的强度，以便不具有与纵向中心轴线14同轴的分力 (即，拉伸力)的作用力可以通过所述喷气嘴2来传递。因此，当所 述固定元件30被致动时，所述喷气嘴2不能被从所述内部插入件28 上分开。可以依据所述可扩大的固定元件30的扩展程度来确定连接的 强度。
在简单实施例中，所述固定元件30是由管状软管或密封件形成 的，所述软管或密封件可选择性地由弹性材料(例如，橡胶混合物) 制成。参照图7来详细描述上述实施例。
此外，图4图示出，所述喷气嘴2是管形的并具有外壳35，该外 壳被推入到所述内部插入件28的杆状长度部分上并且通过所述固定 元件30固定到其上。在所述喷气嘴2的接收部位27中，所述固定元 件30通过部分36与所述固定元件20的所述接触表面31接触，并且 所述连接恰好建立在该部分36中。所述接触表面31被按箭头方向37 作用的合力压紧在所述喷气嘴2的外壳35的内表面29上。因此，通 过按所述箭头37的方向来改变所述接触表面31的位置而形成该压力 连接。为了该目的，所述固定元件30承受由介质(特别是惰性气体或 压缩空气)产生的压力。参照图7和8详细地描述了如管34和膜89 的所述固定元件30的可能实施例。
图4、5和6图示出，所述固定元件30如圆环一样围绕所述内部 插入件28的外表面38延伸。所述接触表面31形成了与所述内表面 29紧密接触的完整的圆周。这清楚地说明了，在所述喷气嘴2的所述 空壳35内部流动的如氩、氦的惰性气体(用箭头39来表示)或例如 CO2的活性气体不能通过所述喷气嘴2和所述内部插入件28之间的所 述连接泄露。
例如，所述固定元件30(特别是所述软管34)的横截面有些成矩 形或U形以便通过所述部分36的所述接触表面31具有平面的形状并 且与所述喷气嘴2的所述内表面29的接触面积尽可能地大。此外，使 用具有弯曲形或成形接触表面31的固定元件30也是没有问题的。
所述固定元件30的所述接触表面31和/或所述喷气嘴2的所述接 收元件27的所述内表面29可以具有空间结构以便于非正的或摩擦连 接和/或气密连接的形成。例如，它们可以是粗糙的，它们可以具有用 于容易粘着的涂层或摩擦插入件，或微米或纳米结构。该组装技术领 域中的技术人员从先有技术中已知了这样的或其它适合的实施例。
所述固定元件30被有效地连接到供应设备40上，该供应设备按 要求提供用于致动或止动所述固定元件30的介质并将其供应到所述 固定元件30中。在图3到8所示的实施例中，所述供应设备40是由 气动或液压发生器41(特别是根据图6所示的泵42)形成的。所述压 力发生器41通过输送管线43连接到所述固定元件30上以输送流动介 质。因此，所述固定元件30的弹性或可变形的区域的内表面44可以 承受引起所述固定元件30膨胀和所述接触表面31改变其位置的介质 的作用。
可以通过连接机构45将所述输送管线43设置在所述内部插入件 28上，例如该连接机构可以形成为具有密封件、阀门或类似物的中空 的圆柱形按钮或螺旋元件。此外，可以通过所述连接机构45将所述输 送管线43直接连接到管形固定元件30的空腔上。在该种情况下，所 述输送管线43被插入所述喷气嘴2或所述内部插入件28的内部，或 者在所述焊枪6的外部46上设置所述连接机构45，并且将所述输送 管线43从所述喷气嘴2或所述内部插入件28的外部引导至所述固定 元件30。
在图6到8所示的实施例中，在所述内部插入件28中设置管道 47，一方面该管道47进入所述固定元件30的所述内表面44的区域内， 并且另一方面，具有至所述压力发生器41的流动连接。例如，所述管 道47是由所述内部插入件28中的一个或多个圆柱形孔形成的。所述 连接机构45的衬套48建立了所述管道47到所述输送管线43的连接， 优选所述衬套48具有密封件以允许建立不透气的机械连接。
就所述连接机构45而论，必须指出，其形成如用于两个受压管道 的密封和可拆卸连接的先有技术的连接。其可以是按钮、搭锁、缩套 或螺旋连接等，本领域的技术人员可以从先有技术中得知。
此外，可以仅在所述焊枪6中安装流动管道来代替所述管道47， 例如起与所述管道47相同作用的软质塑料或橡胶管道。
图6图示出，优选在所述供应设备40或所述固定元件30上设置 阀门49以从所述管道47或所述固定元件30中分离出气体。在根据图 6所示的实施例中，按液控单向阀的形式将所述阀门49设置在所述输 送管线43中。因此，所述供应管线43可以用作公共的去程和回程管 道，因为当分离气体时，所述阀门49可以减少阻塞，并且可以降低作 用在所述固定元件30上或作用在其中的任何过高的压力，从而通过所 述固定元件30来断开该连接。上述阀门49还具有以下优点：只须要 操作所述压力发生器41来致动所述固定元件，例如用泵给所述软管 34加压，并且当施加足够压力时，由所述止回阀来维持压力而不需要 致动所述压力发生器41。
当然，还具有其它实施例，其中设置用于所述固定元件30的特殊 的气体分离装置或独立的去程和回程管道，显示出止回阀是多余的。
在一特别优越的实施例中，用于激光混合焊接工艺的所述供应设 备40是压缩空气设备。激光混合焊头1具有如上述的横向射流7，该 横向射流实质上是相对于该激光透镜系统横向流动的一束压缩空气， 并且防止所述激光透镜系统被污染。因此，如上所述，用于所述横向 射流7(总之，其设置在激光混合焊头1中)的压缩空气供应设备还 可以被用作所述固定元件30的供应设备40。在上述实施例中，为所 述固定元件30设置特殊的压力发生器41不是绝对必需的，但是所述 横向射流压缩空气装置的流体可以通过管道被连接到所述固定元件 上。可以为该流动连接配置控制阀以控制所述固定元件30的状态，所 述阀门允许给所述管状固定元件30充气和/或排气。
此外，还可以使用如箭头39的惰性气体的现有流动来用于所述固 定元件30。在该种情况下，所述惰性气体39被用作压力介质来填充 或扩张所述固定元件30。可以通过所述管道47或输送管线来有目的 地将所述惰性气体39的一部分提供给所述固定元件30。备选是，除 了增大惰性气体流的必要压力外，可以设置压力发生器。
图3到8图示出，优选将所述固定元件30设置在围绕并位于所述 内部插入件28的外部46上的凹座50中。所述凹座50的形状象凹槽， 并且所述凹座50的限制表面51可以具有连接到所述管道47或所述输 送管线40上的开口52。
备选是，所述固定元件30附着到所述凹座50的内部，例如通过 粘着或经由联接机构45的机械连接来同时提供必要的流动连接。在所 述内部插入件28和所述固定元件30之间具有的单独连接不是绝对必 需的，因为通过简单地插入所述环状的固定元件30以利用机械预应力 将其拉到所述内部插入件28上而在所述凹座50中获得足够的附着力。
应该注意到，所述固定元件30可能至少部分由可以设置在所述内 部插入件28上(例如在所述凹座50中)的耐热材料或绝热材料制成， 以便在所述喷气嘴2区域中的加热不会妨碍所述固定元件30的正常功 能。
在单独的实施例中，在所述管状的喷气嘴2的所述外壳35的内部 空腔中设置用于一个或多个导电管20的接收元件53。所述接收元件 53在所述喷气嘴2的内部在限定的或可限定的位置上保持所述导电管 20。配置所述接收元件53以使所述导电管20与所述外壳35电绝缘。 如果几个导电管20是由所述接收元件53保持的，则它们相互间通过 所述接收元件53绝缘。
优选是，在所述接收元件53中为各导电管20设置一个凹座54(特 别是孔)，并且所述导电管附着在所述凹座中。例如，所述导电管20 (例如)可以被压入所述凹座54中。还可以将所述导电管20拧入、 锁定等到所述接收元件53中。
为了绝缘的目的，所述接收元件53可以由绝缘材料(例如塑料、 陶器等)制成。可以将一个或多个绝缘插座或类似部件插入所述接收 元件53的所述凹座54中以接收所述导电管。在该种情况下，所述接 收元件53的本体还可以由导电材料(例如金属)制成。
图4图示出，例如，接收元件53的外形实质上如圆盘或板状。所 述接收元件53按插入件55的形式设置在所述喷气嘴2中。所述插入 件55具有至少一个延伸通过其整个宽度56的孔57。在下文中将利用 图4中所示的实施例来详细描述本发明，其中两个导电管由插入件55 (即设置在所述插入件55中的两个孔57)来保持。
所述插入件55或者可以和所述喷气嘴2的所述外壳35形成为一 整体，或者其可以作为单独部件安装在所述喷气嘴2的内部。所述导 电管20a、20b从所述插入件55的窄边58、59伸出。尺寸60、61具 有特殊的重要性，其限定了焊条21a、21b从所述导电管20a、20b的 出口62、63之间的距离及所述插入件55的所述窄边59面对所述喷气 嘴2的所述出口孔25的距离。通过改变所述距离60、61可以极大地 影响焊接工艺，因为改变了所述焊条20a、20b的伸出长度23a、23b。 通常，通过改变所述伸出长度23可以按不同方式(例如关于焊条20 的熔化体积和工件12上间隙跨连的性质)来影响焊接加工。
在当前的例子中，距离60和61大小不同。所述第二导电管20b 的距离61小于所述第一导电管20a的距离60。如果按与所述工件12 成一定角度(就是说图1中的角度15)来保持所述焊枪6是有利的， 因为焊条20a、20b的伸出长度23a和23b可以为相同尺寸，并且所述 焊枪6可以按很小的距离62沿表面11移动。这通常改进了焊接工艺。
关于这点，本发明的另一独立的实施例是特别有益的，即喷气嘴 2用于多焊条焊枪，特别是用于激光混合焊接加工。特别是，所述喷 气嘴2的外壳35以旋转对称的形式沿纵向中心轴线65延伸。具有出 口孔25的第一前表面24沿与所述纵向中心轴线65成角度的平面66 延伸。由导电管20a、20b的距离60、61来限定垂直于所述纵向中心 轴线65的法平面68和平面66之间的角度67。所述平面66或前表面 24从所述第一导电管20a的所述外部焊条出口孔62伸向所述另一导 电管20b的更远的焊条出口孔63，其在所述纵向中心轴线65的方向 上朝所述喷气嘴2的所述第二前表面26的方向向内凹入距离69。
所述法平面68和所述斜面66之间的所述角度67(例如)在5° 和60°之间，优选在5°和30°之间。
如果按一定角度握持焊枪，则喷气嘴2的上述实施例改善了通向 所述焊枪6的工件12的接近，所以可以通过改变所述距离64来优化 和灵活使用几根熔焊条的焊接工艺。
图4、9和10还图示了获得本发明的目的的另一特殊方法。所述 图图示了具有用于利用熔化的电焊条来进行电弧焊接的部件的焊枪6 或导电管20(特别是用于激光混合焊接工艺)。一个或多个部件是由 具有引导孔71的所述导电管20(导电管20a和20b)形成的，该引导 孔用于沿所述导电管20的纵向中心轴线70延伸的所述焊条21。在本 发明中，所述至少一个导电管20的所述引导孔71的纵向中心轴线70 必须至少部分被弯曲，换句话说，所述引导孔71不是完全笔直地延伸 的，但是在导电管长度73的至少一个部分72上具有角度或弯曲。在 下文中将参照利用两根焊条21a、21b和两个导电管20a、20b的多焊 条焊接工艺来描述该实施例。
导电管20a、20b各具有端部区域，焊条21a、21b的出口62、63 位于该端部区域。部分72位于所述端部区域内。在所述导电管20a、 20b的至少一个中，所述纵向中心轴线70或所述引导孔71具有弯曲 或角度。优选是，导电管20a、20b两者在部分72中相对于导电管长 度73的其它部分具有角度。因此，焊条21a、21b不能与所述导电管 20a、20b的所述纵向轴线70平行地退出，而是关于所述纵向中心轴 线70成退出角度74、73。因此，使所述焊条21a、21b与所述喷气嘴 2的所述纵向中心轴线65成一定角度地在所述工件12的方向上向前 移动。所述焊条21a和21b在所述工件12的方向上会聚。
将各所述导电管20a、20b可旋转地保持在夹具76a、76b中(特 别是分别保持在一个接触插座77a、77b中)以使其可绕其纵向中心轴 线70转动。特别是，所述导电管20a、20b可以按360°的角度旋转。 图4图示出，导电管20a、20b的接触面78和接触插座77a、77b的接 触面79可以在滑动摩擦下相互连续缠绕，所述插座与发射电路连接。 这还将改变所述弯曲的导电管20a、20b的角度74、75，并且因此同 时改变焊条21a、21b的退出方向和所述出口62、63之间的距离80。 这意味着，调整角度74、75或调整距离80可以影响向熔池供应焊条， 因此提供了影响焊接工艺的额外的优点和简单的方法。
所述接收元件53在纵向方向上可以具有用于安装所述导电管 20a、20b的保持凸出81，该凸出(例如)可以具有止动表面82，相 应的导电管20a、20b放置在该止动表面上。从而，将所述导电管20a、 20b固定在所述纵向中心轴线70的方向上。优选是，在所述接触插座 77a、77b上设置用于更好固定的薄板(未图示)。
改变所述出口角74、75或所述距离80的另一方法是使导电管 20a、20b的外部周边或接触表面78成多边形形状，该形状可以配合 到接触插座77的接触表面79的适合形状中。通过所述多边形的边或 侧边的数量来确定可能的位置(即出口角74、75)的数量。这允许逐 步改变所述导电管20a、20b彼此间的相对位置。例如，导电管20的 四角的或方轴可以在四个位置上插入接触插座77中，允许各焊条21a、 21b在出口62、63之间存在四个不同的出口角74、75(即16个不同 的距离80)。
图9和10图示并描述了接触导电管20。
获得本发明目的的特殊方法涉及用于焊枪的喷气嘴盖，该焊枪具 有喷气嘴2和相当于上述至少一部分的一个或多个导电管20，并从而 形成模块单元。这有利于用于焊枪的清理或维修的可互换部件的自动 处理，因为很少需要更换单个部件。
本发明还涉及一种用于使用图1到6所述的自动焊接系统的工艺 控制的方法。所述焊接系统由焊接设备和自动机械单元组成，该焊接 设备具有焊枪6或激光混合焊头1，并且具有控制设备83。通常，所 述焊枪6安装在机械手4或操纵器上，并且所述机械手4的运动路径 由所述控制设备83来确定。在焊条21的出口区域上，所述焊枪6具 有喷气嘴2，如果必要，该喷气嘴可以被卸下。
备选是，在所述喷气嘴2和/或所述内部插入件28上配置至少一 个传感器84，该传感器记录焊接工艺的参数。所述传感器84特别用 来记录与导电管20区域中(特别是围绕焊条21的出口62、63)的材 料磨损或污染有关的参数。此外，所述传感器84可以有选择性的记录 所述喷气嘴2是否被正确地固定到所述内部插入件28上或从所述内部 插入件28上移开。所述传感器84连接到焊接设备的控制设备83上， 该控制设备控制焊接加工。如果探测到不许可的情况，例如污染严重， 则所述控制设备83启动维护程序。
必须指出，还可以在限定的时间或在不使用传感器的某些加工步 骤之后周期性地启动该维护程序。
如果通过所述控制设备83启动了焊接加工的维护程序，则所述焊 枪被恢复到维修位置处，然后所述控制设备停用用来将喷气嘴2或喷 气嘴盖设置在所述焊枪6上的固定元件30。通过减小所述焊枪6的固 定元件30的空间尺寸来断开所述焊枪6的所述喷气嘴2和内部插入件 28之间的连接，然后将所述喷气嘴2从所述焊枪6上移开。可以通过 拔出装置将所述喷气嘴2从所述内部插入件28上拔下来，或使所述焊 枪6按一角度到达一位置上，在该角度中，所述喷气嘴2自然掉落或 从所述内部插入件28上滑出来。随后，将另一个喷气嘴2定位在所述 焊枪6上，并且通过所述固定元件30安装到所述内部插入件28上。所 述喷气嘴2和所述焊枪6的所述内部插入件28之间的固定受所述固定 元件30的空间膨胀的作用，提供了特别地不透气的连接。
通过所述焊接设备的所述控制设备83产生的信号或信号序列来 启动维护程序以控制机械手4的传动，以便将所述焊枪6移到维修位 置上。此外，产生控制供应设备40的信号，从而确定所述固定元件 30的状态，即确定其是否被致动或被停用。例如，可以打开所述供应 设备40的阀门49来停用所述固定元件30以减轻作用在所述固定元件 30中或作用在其上面的过高的压力，并且从而减小所述固定元件30 的体积或将所述固定元件30的所述接触表面31从所述喷气嘴2的内 表面29上移开。此外，可以接触压力发生器41(特别是泵42)以通 过产生的过高的压力来致动所述固定元件30，并且通过输送管线43 将该压力供应到所述固定元件30上，因此所述固定元件将从收缩或折 叠状态至少部分地扩张或膨胀。从而，所述固定元件30的膨胀在所述 喷气嘴2和所述内部插入件28之间形成了非正的、特别是摩擦连接。
应该注意到，该处理过程可能涉及到(例如)焊接设备和自动控 制设备的许多通讯控制设备，但是在此就不进行详细论述了。
在该维修位置中，例如所述焊枪6被放置在自动控制系统清理站 中(未详细图示)。在所述清理站中，置换的喷气嘴2被定位在用于自 动控制设备而限定的坐标处，并且限定了使用喷气嘴2的存放位置， 以便可以完全自动地进行维修。
图7图示了所述焊枪6的实施例，其中固定元件30是管34。
所述管34具有由封套86的厚度87包围的内腔85。所述封套86 具有接触表面31和内表面44，其限制了所述内腔85。所述封套86 是由柔性材料制成的，该材料特别柔顺和有弹性。
所述管34的所述内腔85连接到供应设备40上，以便所述内表面 44可以受到在上述箭头37的方向上的力。为了该目的，所述管34具 有将所述内腔85向外部打开的开口88，该开口连接到管道47或供应 管线43上。从而，所述内腔85形成了压力室。
为了致动所述固定元件30，将所述管34的所述内腔85充满压力 产生介质。这增大了内腔85的体积，从而增大了所述管34的横截面 积，直到所述管34的接触表面31处于与推入所述内部插入件28中的 所述喷气嘴的所述内表面29充分紧密地接触为止。
所述管34或密封件(例如)可以由三元乙丙橡胶或硅树脂、橡胶、 塑料、玻璃或天然纤维、编织纤维或类似物或所述材料的混合物制成。 当所述管34体积增大时，所述管34可能会膨胀并随意地伸缩以使所 述管34的封套厚度87减小。此外，所述管34可以是柔性的但不会膨 胀，以便当所述固定元件30处于其停用状态(即当所述管34的所述 内腔85被分离气体或排空)时，所述管34折叠。
图8图示了焊枪6的另一实施例，该焊枪具有将喷气嘴2安装到 内部插入件28上的固定元件30。这时，所述固定元件30是膜89。所 述膜89是由柔性材料制成的，并具有接触表面31和内表面44，并且 所述接触表面可在附图中所示的双箭头方向上活动。为了展开所述膜 89，在箭头37的方向上给所述内表面44上施加力以便在如上所述的 外部向所述接触表面31施加力。为了获得该效果，在所述内表面44 下方施加过高的压力，为了该目的，上述供应设备40与所述膜89有 效地连接在一起。一旦将所述喷气嘴2推入所述内部插入件28中，压 力就被施加到所述膜89上，并且在所述膜89的所述接触表面31和所 述喷气嘴2的所述内表面29之间形成非正连接。优选是，该连接也是 不透气的。该连接的原理相应于图3到6中描述的实施例，以便上述 部件和实施例还可以被应用到图8所示的方案中。
如附图所示，所述膜89设置在围绕所述内部插入件28的凹槽形 凹座50中。所述膜89在部分36上面包围所述内部插入件28的整个 周边，以使所述膜89具有圆柱形的管状截面的外形。在边缘部位90、 91中，所述膜89按线接触或面接触的形式放置在限制表面51上，形 成接触点92、93，以便凹座50的所述限制表面51的整个周边被包裹。 接触点92、93是所述膜89和所述内部插入件28之间的气密连接。为 了提供上述接触点92、93，所述膜89可以具有连接元件94(例如， 象弹簧弹力一样将所述膜89的所述边缘区域90、91压在所述内部插 入件28内部的所述凹座50的限制表面51上的环形拉力元件)或牢固 的胶粘剂元件等。
所述内部插入件28可以具有通向所述膜89的所述内表面44下方 的凹座89的开口52的管道47。当致动所述固定元件30时，通过施 加过高的压力来经由所述管道47或所述输送管线43将压力传递到所 述膜89的所述内表面44上，以使所述膜按箭头37的方向张开。当停 用所述固定元件30时，降低管道47或所述输送管线43中的所述过高 的压力。
可以提及此处未图示的另一个实施例。在该实施例中，固定元件 30具有机械推动器或类似部件，该机械推动器或类似部件可以通过利 用供应设备40来施加过高的压力而在引导件中被替换，以使其与喷气 嘴2接合并从而固定它。所述接合或固定可以是正的或非正的。
图9和10图示了用于单焊条或多焊条焊枪6或激光混合单焊条或 多焊条焊头1的导电管20。图9图示了处于其原始形态的所述导电管 20，且图10图示了将其加工成弯曲形后的所述导电管20。
所述导电管20具有用于焊条21的贯通的引导孔71，该孔具有纵 向中心轴线70，且优选孔95与所述引导孔71同中心但具有更大的直 径，如由虚线所图示的。此外，如上述，所述导电管20具有如此形状： 至少一个导电管20的所述引导孔71的所述纵向中心轴线70至少在导 电管长度73的一个部分72中被弯曲。
为了使所述导电管20的所述引导孔71在焊条21的出口62的区 域上产生弯曲或角度，所述导电管20是如图9所示的第一预制直管。 随后，在适当的加工步骤中将其弯曲。例如，将所述导电管20固定到 简单的模具中，并使用适当的设备(未图示)在前端出口区域62中给 所述导电管20的外表面施加压力，以使所述导电管20的一个部分72 变形某一角度74。前部分72的直径小于其后面区域96中的直径以允 许规定的变形。
此外，由于所述弯曲形成了一平滑的倒圆，因此焊条21容易插入。 优选将用于所述焊条21的所述引导孔71设计成比传统的导电管20 要大。例如，如果焊条21的直径为1.2毫米，则所述引导孔的直径在 1.4毫米到2毫米之间，优选1.6毫米。这还有助于减少所述导电管 的凝结，并且可以通过变形加工来预制所述弯曲，因为所述引导孔71 的直径更大和所述变形，故所述焊条21仍可以被插入。
根据本发明，按一定角度来切割一个导电管的前表面97或可以将 其开坡口。所述导电管的前表面97相对于所述纵向中心轴线70具有 40°和70°之间的角度，优选45°。在该实施例中，出口孔62是椭 圆形的，其使所述出口孔62不太可能被焊渣烧结。同时，所述焊渣冲 击的区域更小，从而允许所述导电管20使用更长时间。当然，在笔直 的或弯曲的导电管20中可以使用所述开坡口的导电管的前表面97。
上述的独立实施例可以相互结合。此外，本发明还可以被应用到 仅具有如(例如)导电管、插座等部件的单焊条焊枪6中以输送一根 单焊条21，或本发明还可以被用于具有输送至少两根焊条20的部件 的多焊条焊枪。本发明可以被用于不同的大量焊条中对本领域的技术 人员来说是显而易见的。
特别是，图1、2、3、4、5、6、7和8中所示的实施例可以成为 本发明单独解决方案的基础。在这些附图的详细描述中解释了本发明 的目的或问题和解决方案。