具有防潮保护的焊丝盒的制作方法

本发明涉及一种用于容纳焊丝的焊丝盒，其具有防湿气的防护装置，其中，在该焊丝盒上设置有扫气空气供给部和扫气空气导出部，用于供给干燥的扫气空气的扫气空气供应管路通入到该扫气空气供给部中，所述扫气空气导出部具有用于将扫气空气从焊丝盒中导出的扫气空气出口，并且涉及一种用于保护焊丝盒中焊丝防湿气的方法。

背景技术：

在规定的材料、尤其是铝、钛或其他高反应活性金属的保护气体-焊接中的已知问题是所谓的氢气-多孔性。在此，由于在焊接位置的区域中的氢气导致焊缝中的多气孔，这些气孔降低焊缝的质量或甚至使焊缝不可用。氢气例如经常通过被供给的焊缝引入，因为焊缝吸收周围环境中的湿气并且由于在焊接位置上的高温从所述湿气中出现自由的氢气。在作为焊丝的铝丝中，铝丝经由空气湿度吸收水并且将水存储在以水和氢氧化铝形式的铝丝的氧化铝表面中。

为了较低地保持焊丝的含水量，至今已经对焊丝盒进行调温，以便降低在焊丝盒中的焊丝的直接周围环境中的相对空气湿度。然而，焊丝盒的调温要求额外的装置费用并且也导致，焊丝以及焊丝输送段以相对于周围环境温度提高的温度运行以及因此经受提高的磨损。这可能会提高焊丝盒以及焊丝供给部的仪器上的以及技术安全上的费用。除此之外，随着温度也提高焊丝上氧化的趋势，这可能对于焊接过程同样是不利的。缺点也在于提高的能量消耗以及焊接工的变困难的操作，因为为了持续的干燥根据环境条件需要大约40℃的过热温度。

由us3,108,176a已知一种焊丝盒，该焊丝盒被不透气地封闭并且利用惰性气体置于压力下，其中，也可以使用干燥的空气作为惰性气体。压力通过如在常规气体供应装置上例如以贮气瓶形式存在的减压器调节。因此应阻止湿气进入到焊丝盒中。在该方法中不利的是，没有规定主动移走在将焊丝置入到系统中时引入的湿气。此外，不透气的密封使操作总系统显著变得困难、提高成本且降低灵活性。也建议使用贮气瓶用于提供惰性气体或干燥空气，所述贮气瓶在费用和物流方面是不利的。使用用于利用过压加载总系统的压力调节器具有如下附加的缺点：在不密封的情况下，惰性气体的非常高的质量流可能从系统中逸出，这又导致高的成本。

同样已知的是，焊丝盒利用惰性的且干燥的扫气气体扫气或灌满，以保持焊丝盒中的焊丝无水。这样的装置例如由de102004011484a1得出，在该文献中例如使用氩气作为扫气气体。在贮气瓶中可以提供扫气气体并且将扫气气体通过扫气气体导管输送给焊丝盒。然而在此证实不利的是：需要单独的、必须储备地保持的扫气气体。同样必须一直检查，贮气瓶是否还包含足够的扫气气体并且在该贮气瓶排空之前是否必须更换贮气瓶。焊接人员也必须附加地进行训练，以便能够正确地操作扫气装置。惰性的扫气气体也造成高成本，因为需要持久的气体流量并且因此需要大量的扫气气体。附加地，使用惰性扫气气体也形成潜在危险，因为由于扫气气体持续逸出，空间可能被灌满扫气气体，并且因此对于焊接人员来说面临窒息危险，因此需要高安全措施。在没有密封监控以及没有针对性地引导扫气气体(例如向外)的情况下，在任何情况下不应使用所述方法。这不仅提高用于焊接过程的费用并且也导致较高的成本。

技术实现要素：

因此，本发明的任务在于，给出一种方法和一种装置，利用它们能够简单且安全地将湿气从焊缝中去除并且至少减少、优选阻止湿气重新聚集。

所述任务对于焊丝盒通过如下方式来解决，即在所述扫气空气供应管路中设置有流量调节单元，该流量调节单元调节穿过焊丝盒的扫气空气的流量，在扫气空气供应管路中在所述流量调节单元的上游作用第一压力，在扫气空气供应管路中在流量调节单元下游并且在扫气空气供给部上作用第二压力，该第二压力小于所述第一压力，在扫气空气出口上作用第三压力，该第三压力小于所述第二压力，并且扫气空气供给部上的第二压力由调节到的流量、第三压力以及在扫气空气供给部与扫气空气出口之间的流动阻力得出，其中，通过从第一压力降压到第二压力，扫气空气的相对湿度降低。

因此，按照本发明的方法的突出优点在于：具有第一压力和第一相对湿度的扫气空气被输送给流量调节单元，在该流量调节单元中调节扫气空气的流量。通过被调节到的流量、扫气空气出口上的压力以及焊丝盒中的流动情况在扫气空气供给部上产生较低的第二压力。在第二压力和第三压力之间形成的压力降以及在流量调节单元上扫气空气的降压自动地导致相对湿度从流量调节单元上游的第一相对湿度降低到在流量调节单元下游的第二相对湿度。焊丝盒然后利用这样已干燥扫气空气的流量扫气。焊丝盒中的压力关系(流量调节单元上游的压力、流量调节单元下游的压力、扫气空气供给部上的压力和扫气空气出口上的压力)基本上由调节到的流量、第三压力以及管路中和焊丝盒中的流动阻力得出。为了实现足够的扫气空气干燥，因此足够高的供应压力是有利的，并且管路中的和焊丝盒中的流动阻力优选是低的。所述两种条件可以简单地确保或通过相应地确定尺寸实现。通过穿过焊丝盒的被调节的流量可以实现焊丝盒的主动除湿，因为湿气由穿流的干燥的扫气空气吸收并且从焊丝盒中导出。除湿或这样实现的防止湿气的运行成本主要由压缩空气消耗定义。因为该解决方案在中央置入一个流量控制器，该流量控制器可以一直监控成本，并且系统中的不密封性在下面也是没问题的。

以这种方式，可以简单且安全地降低被供给的扫气空气的湿气，使得焊丝盒可以利用干燥的空气扫气，以便最小地保持焊丝中的氢输入以及在此也保护焊丝防止伴随湿气提高的氧化或腐蚀。因此，可以使用压缩的环境空气以用于扫气，并且不必使用特殊的扫气气体或贮气瓶。所述方法在此也是非常牢靠的，因为基于按照本发明的构造(低流动阻力、恒定且足够的供应压力)，通过降压实现的相对湿度基本上与通过流量调节单元的流量无关。同样，使用扫气空气有利的是，因为扫气空气是没有危险的，可以立即产生并且实际上无限制地可供使用。通过干燥扫气空气穿过焊丝盒产生的流量，扫气空气吸收可能进入到焊丝盒中的湿气并且将所述湿气从焊丝盒中移走。因此，不存在密封地设计焊丝盒或置于高的过压下的必要性，以避免湿气进入。

如果利用流量调节单元调节扫气空气通过焊丝盒的流量，则可以实现简单的调节方法，以便调节扫气空气导出部上的扫气空气的相对湿度。在此，可以通过提高流量加速地将湿气从焊丝盒中移走。相反，当焊丝盒中的相对湿度足够低时，可以调节到低流量，以此节省能量和成本。

当扫气空气供应管路中在流量调节单元上游设置可调节的除湿器或压力调节单元时，被供给的扫气空气的相对湿度可以被减少。在此，所述除湿器对压力关系没有影响并且也保护其他压缩空气消耗器防止过高的湿度。在被供给的扫气空气中的除湿器可以降低扫气空气供给部上的扫气空气的相对湿度以及因此也在进一步的结果中减低符合需求的流量。

从焊丝盒中被导出的扫气空气的相对湿度可以利用扫气空气导出部上的湿度传感器测量，并且测量值可以考虑作为用于调节焊丝盒中湿度的实际值。因此可以自动进行确定和调节符合需求的流量。

可以利用扫气空气导出部上的流量传感器简单地确定，在焊丝盒上是否丢失非常多的扫气空气，这可以显示出焊丝盒较大的不密封性以及其他干扰。此外，可以利用所述流量传感器检查，湿度传感器是否按规定由焊丝盒中的扫气空气环绕扫气。只有是该情况时，排出管路中相对湿度的测量才代表焊丝盒中的湿度并且因此是正确的。

为了利用扫气空气均匀地加载焊丝盒中的焊丝，在焊丝盒中可以设置扫气空气导向装置。

为了也可以在焊丝输送软管中对焊丝进行扫气，可以规定，使用该焊丝输送软管作为扫气空气导出部、可选地作为附加的扫气空气导出部。

附图说明

下来参考附图1至4详细说明具体本发明，附图示例性地、示意性地且不受限制地示出本发明的有利方案。在附图中：

图1示出具有防护装置的按照本发明的焊丝盒，

图2示出具有两个串联的焊丝盒的布置结构，

图3示出简单地调节干燥扫气空气的流量，以及

图4示出一种简单的调节设计的方框图。

具体实施方式

图1示出焊丝盒1，以充分已知的方式将焊丝2放置在该焊丝盒中，该焊丝由此处未详细示出的焊接过程3从焊丝盒1中被取出并且使用用于焊接。具有用于焊接过程3所需的辅助装置、例如保护气体供应装置的焊接装置是充分已知的并且此处未详细示出或说明。用于输送焊丝2的进给单元可以设置在焊丝盒1中，但也可以设置在焊接装置本身中和/或焊炬中。焊丝2通常以焊丝线圈5形式放置在焊丝盒1中，如在图1中示出。为了保护焊丝2防止包含在环境空气中的湿气，设置有防护装置4，接下来详细说明该防护装置。

环境空气通过压缩机10压缩并且产生具有压力p的扫气空气并且该扫气空气通过压缩空气管路11可供使用。在该压缩空气管路11中，通常也已经包含在最简单的情况下以脱水器形式的除湿器12，该除湿器减少产生的扫气空气的相对湿度rf或导出已析出的水。压缩空气通常可供在每个生产车间中使用，因为生产车间的许多构件例如不同的工具需要压缩空气供应，并且因此在正常情况下不是防护装置4的部分，这意味着成本节约。当然，如果没有合适的压缩空气可供立即使用，防护装置4然而也可以装备有单独的压缩机，以用于由环境空气制成压缩空气。

防护装置4通过扫气空气供应管路13将扫气空气从压缩空气管路11中取出。如果在压缩空气管路11中设置有除湿器12(通常是这种情况)，则扫气空气供应管路13优选在除湿器12后分支出。

因此，在扫气空气供应管路13中，存在具有第一压力p以及第一相对湿度rf的扫气空气。在扫气空气供应管路13中也可以设置附加的除湿器12’。同样可设想，在扫气空气供应管路13中设置压力调节单元25，例如以便提高或降低用于防护装置4的压缩空气管路11中的压力p。也可以调节所述附加的除湿器12’和/或压力调节单元，以便在扫气空气供应管路13中调节到所希望的第一相对湿度rf或所希望的第一压力p。

借助扫气空气供应管路13中的流量调节单元14调节到扫气空气穿过焊丝盒1符合需求的流量，并且因此将在扫气空气供应管路13中的在流量调节单元14上游主导的第一压力p降低到在流量调节单元14下游的第二压力p1。流量调节单元14可以实施为用于调节质量流的质量流调节器或等效地实施为用于调节体积流量的体积流量调节器。接下来一般讨论流量d、即质量流或体积流量。

扫气空气供应管路13在流量调节单元的下游经由扫气空气供给部15通入到焊丝盒1中，从而具有规定的流量d1、规定的第二压力p1以及规定的第二相对湿度rf1的扫气空气通过扫气空气供给部15被输送给焊丝盒1。此外，焊丝盒1具有扫气空气导出部16，扫气空气通过过该扫气空气导出部从焊丝盒1中被导出。在扫气空气导出部16上存在流量d1、压力p2以及相对湿度rf2。流出流量d2通常小于流入的流量d1，因为不必存在密封的焊丝盒1。也就是说扫气空气也可以在焊丝盒1上的其他位置上逸出。压力p2仅稍微低于p1，因为焊丝盒中的流动横截面应该足够大。扫气空气导出部16上的相对湿度rf2相对于扫气空气供给部15上的相对湿度rf1提高，因为扫气空气中加入了焊丝盒1中的湿气并且移走湿气。

扫气空气导出部16也可以与扫气空气导出管路17连接，该扫气空气导出管路形成扫气空气导出部16的扫气空气出口24并且优选通入到周围环境中。扫气空气导出部16然而也可以直接通入到周围环境中并且因此形成扫气空气出口24。因此，第三压力pat、优选环境压力作用在扫气空气导出部16的扫气空气出口24上。扫气空气导出管路17或扫气空气导出部16自身优选具有足够大的流动横截面，使得即使在焊丝盒1中的最大流量dmax时，仅形成在扫气空气供给部15上的第二压力p1与扫气空气导出部16的扫气空气出口24上的第三压力pat之间较小的压力降、优选(p1-pat)≈(p2-pat)<0.2巴。这尤其意味着，由于足够大的流动横截面，在扫气空气供给部15和扫气空气出口24之间存在足够小的流动阻力。因此，焊丝盒1上游的第二压力p1仅取决于焊丝盒1的扫气空气导出部16的扫气空气出口24上当前主导的第三压力pat以及由于较小流动阻力出现的在焊丝盒1上的压力降(p1-pat)，该压力降又由被调节到的流量产生。焊丝盒1上游的第二压力p1因此没有被调节，而是在焊丝盒1的运行中产生。通过因此发生的从第一压力p到第二压力p1的压力降低，然而也强制地产生扫气空气湿度的降低，如在下面还将详细阐述。

在焊丝盒1中也可以有利地设置有扫气空气导向装置18，例如以导向板材、喷嘴、流出开口、收集装置等形式，以便确保已除湿或干燥的扫气空气尽可能均匀地流经通过焊丝盒1以及因此确保焊丝2被已除湿的扫气空气均匀地流过，如在图1中示出。优选地，使用商业通用的焊丝盒1(例如焊丝包装或焊丝桶)，以降低成本，其中，必要时可以仅附加地设置一个扫气空气供给部15和一个扫气空气导出部16。在焊丝线圈5的情况下，也可以规定同时径向地从外部和从内部对焊丝线圈5扫气。也可设想，具有设置在焊丝容纳装置中的焊丝2的商业通用焊丝容纳装置设置有封闭的外壳，该外壳具有扫气空气供给部15和扫气空气导出部16。在此，具有位于该外壳中的商业通用焊丝容纳装置的外壳被看作利用干燥扫气空气扫气的焊丝盒1。在此，该外壳也可以是一个完整的存储空间，在该存储空间中也可以储备地保持多个商业通用焊丝容纳装置。由于焊丝容纳装置的不密封，在此也可以保证，焊丝容纳装置中的焊丝2由干燥的扫气空气环绕扫气以及因此被保护防止湿气。

通过流量调节单元14，在扫气空气供应管路13中调节到扫气空气在理想情况中符合需求的流量，并且流量调节单元14上游的第一压力p降低压力到流量调节单元14下游的第二压力p1，从而众所周知，扫气空气的相对湿度rf与所述两个压力p、p1的比例根据(简化的)公式rf1＝rf*p1/p改变，尤其是在p>p1时减少。因而，流量调节单元14基于调节到的压力关系实现降低相对湿度。

例如，在压缩空气管路11中存在具有第一压力p＝6巴(除湿器12或12’中可能的压力降在说明书中出于简化的原因被忽略)以及第一相对湿度rf＝32％(这对应于3℃的压力露点并且是通用的除湿器12的标准值)的扫气空气。第二压力p1基于在焊丝盒1中由流量调节单元14调节到的符合需求的流量、流动阻力以及在焊丝盒1的扫气空气供给部15与焊丝盒1的扫气空气出口24之间的压力降(p1-pat)得到。流量调节单元14因此实现将压力p减低到压力p1。在扫气空气导出部16的扫气空气出口24上的第三压力(优选环境压力)pat＝1.013巴以及在扫气空气供给部15上的第二压力p1≈p2＝1.1巴时，得到扫气空气供应管路13中在流量调节单元14下游的并且因此也在扫气空气供给部15上的扫气空气第二相对湿度rf1扫气空气，其中rf1＝rf*p1/p＝6％(这对应于-18.6℃的压力露点)。如果假定，在焊丝盒1的周围环境中存在比在扫气空气供给部15上高的相对湿度的值，则焊丝盒1的扫气空气出口24上的和扫气空气导出部16上的相对湿度不降低低于rf1，也就是说存在rf1<rf2。

在得出焊丝盒1的扫气空气供给部15上的第二压力p1后，也预先给出输送给焊丝盒1的干燥扫气空气的第二相对湿度rf1，至少是在始终不变的第一压力p和始终不变的第一相对湿度rf的前提下。因此，为了调节焊丝盒1中的湿度，可以借助流量调节单元14来调节具有相对湿度rf1的干燥扫气空气通过/穿过焊丝盒1的流量d1。

当在扫气空气导出管路17中设置有湿度传感器19时，该湿度传感器测量扫气空气导出部16上在流量d2时存在的相对湿度rf2，可以实现简单的流量调节，该流量调节自动确定正确的、符合需求的流量。

可以假定，在压缩空气管路11中的第一压力p总是恒定地保持，因为也必须提供生产车间中的其他构件。基本上第三压力pat、通常是环境压力也是恒定的，因为扫气空气的出口24优选通入周围环境中。因此，也一直存在足够的压力降(p1-pat)，使得流量调节器14可以确保符合需求的流量d从扫气空气供给部15朝向扫气空气导出部16通过焊丝盒1。

如下最小流量d被称作较符合需求的流量d，该流量使得低于在扫气空气导出部16上最大可允许的湿度。使用所述流量d以便遵守操作者关于湿度方面的预先规定。此外，符合需求的流量受到以下几个方面的影响：在更换过程中被引入到焊丝盒1中湿气、通过焊丝盒1的表面进入的湿气、在扫气空气供给部15上的扫气空气具有的相对湿度rf1、在扫气空气导出部16上允许的最大湿度rf2。

因此，扫气空气输送给焊丝盒1的扫气空气的流量d1利用流量控制单元14这样调节，使得扫气空气导出部16上的相对湿度rf2保持在待由使用者定义的最大值rf2,soll之下。如果利用湿度传感器19测量到的在扫气空气导出部16上存在的相对湿度rf2处于该最大值之下，则可以减少流量d1，因为明显较少的扫气空气足够将湿气从焊丝盒1中移走。因此降低扫气空气的消耗并且节省能量。如果与之相反从外部由于焊丝盒1的不密封，湿气进入到焊丝盒1中，并且进入的湿气不能利用当前调节到的流量d1被导出，则存在于扫气空气导出部16上的相对湿度rf2升高。在该情况下，提高扫气空气的流量d1，以便能够将太多存在的湿气从焊丝盒1中移走并且将相对湿度rf2再次置于允许的最大值rf2,soll之下。

为了防止防护装置4的持续不断的切换，可以定义或预先给出用于存在的相对湿度rf2的上阈值rf2o(等于最大相对湿度rf2,soll)和下阈值rf2u(小于最大相对湿度rf2,soll)，所述阈值预先给出用于提高或降低流量d1的切换点，如在图3中示出。但也可以将相对湿度rf2在闭合的调节回路中借助已实现的调节规律调节到预定的相对湿度rf2,soll。为此，可以规定调节流量d1的控制单元20，如在图1中示出。

也可以规定，可以调节扫气空气供给部15上的第二相对湿度rf1。如果例如在扫气空气供应管路13中设置附加可调节的除湿器12’或压力调节单元25(在图1中示出)，则第二相对湿度rf1可以根据所述的公式rf1＝rf*p1/p调节，其方式为改变扫气空气供应管路13中在流量调节单元14的上游的第一压力p和/或相对湿度rf。在该情况下，也可以完全放弃调节流量d1并且例如设定恒定的流量d1。但也可设想，除调节流量d以外，使用调节扫气空气供应管路13中的第一相对湿度rf和/或第一压力p。然而应当理解为重要的是，通过调节第一压力p，并不影响扫气空气供给部15和扫气空气出口24之间的压力降(p1-pat)，而是仅影响第二相对湿度rf1。

通常，但并非强制需要准确地调节扫气空气导出部16上存在的相对湿度rf2，而常常用于运行防护装置的简化方法是足够的。这通过如下方式说明理由，即在存放焊丝时不存在“太干燥”的情况并且因此仅必须监控，不超过扫气空气导出部16上的最大相对湿度rf2,soll。接下来借助图4说明一种可能简单的调节设计。

在步骤s1中，在接通防护装置4后调节到规定的流量d1、优选最小流量dmin。在步骤s2中，可以检查焊丝盒1是否是封闭的(d1＝d2)。如果是这种情况，在步骤s3中可以规定快速除湿。为此，在规定的预定的时间或直到所测量到的相对湿度rf2低于规定值，调节到最大流量dmax，以便尽可能快地使焊丝盒1的容积除湿。步骤s2和步骤s3是可选的。之后连续检查，测量到的相对湿度rf2是否超过上阈值rf2o(步骤s4)或低于下阈值rf2u(步骤s6)。如果超过上阈值rf2o，则提高流量d1(步骤s5)，优选提高到最大流量dmax。如果低于下阈值rf2u，则降低流量d1(步骤s7)，优选降低到最小流量dmin。

也可以利用流量传感器21测量扫气空气导出管路17中的流量d2，借助该流量可以推断焊丝盒1的密封性，因为被供给的流量d1是已知的。如果利用流量传感器21测量的流量d2明显低于期待的或预定的值(流量d1)，则一大部分扫气空气由于焊丝盒1的不密封而漏出，这可以显示作为例如控制单元20的故障信息。这里应该说明，焊丝盒1通常从未完全是密封的，并且甚至可以希望，焊丝盒1在一定程度上是不密封的，以便也可以再次快速地导出渗入到焊丝盒1中的湿气。因此，保护气体导出管路17中的流量d2通常低于被供给的流量d1，在控制单元20中在确定焊丝盒1可能不寻常的不密封性的情况下需要考虑该情况。因此，可以使用商业通用的焊丝盒1(例如焊丝包装或焊丝桶)，而不需要特别的密封。因此也不产生额外费用。

替代地检查壳体密封性也可以通过湿度传感器19进行。如果由于不密封性，干燥的流量在另一个位置上逸出，则湿度传感器较早地或较晚地测量通常较高的环境湿度并且这导致在控制/调节中的故障信息。

在一种有利的方案中可以规定，使用焊丝输送软管26(焊丝2通过该焊丝输送软管从焊丝盒1中被输送给焊接过程3)作为焊丝盒1的扫气空气导出部、可选地附加的扫气空气导出部16。这具有的优点是，焊丝2也在所述焊丝输送软管26中被保护防止太高的湿气。

多个串联的焊丝盒1a、1b也可以利用按照本发明的防护装置4操作。如在图2中示出。第一焊丝盒1的扫气空气导出部16a利用连接管路22与连接于下游的第二焊丝盒1b的扫气空气供给部15b连接。扫气空气导出管路17连接在第二焊丝盒1b的扫气空气导出部16b上，并且扫气空气供应管路13连接到第一焊丝盒1a的扫气空气供给部15a上。以这种方式，当然也可以相互连接多于两个焊丝盒1。因此，多个串联的焊丝盒1a、1b也可以由防护装置4提供已除湿的扫气空气。在其他方面上述实施方式类似地适用。

代替扫气空气导出部16，也可以规定，将焊丝盒1中的用于焊丝2的排出口23或焊丝输送软管26作为扫气空气导出部、可选地附加的扫气空气导出部16。在该情况下，湿度传感器19和/或质量流传感器21也可以设置在排出口23的区域中。因为用于焊丝的排出口23中的流动横截面通常非常小，所以在仅仅使用排出口23的情况下然而也仅能够调节到非常小的流量d1。因此示出一种可能的但是非优化的实现方案。