阅读说明：本技术 使用焊丝电极标记金属工件的工件表面的方法和装置 (Method and device for marking the surface of a metal workpiece using a welding wire electrode ) 是由 曼弗雷德·舍尔古贝尔 安德烈亚斯·瓦尔德霍尔 曼纽尔·迈尔 于 2018-04-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于标记金属工件(2)的工件表面(2A)的方法和装置,其中沿着待标记的工件表面(2A)引导具有可熔的焊丝电极(4)的焊枪(3),并且使可熔的焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)朝向和远离待标记的工件表面(2A)移动。施加到焊丝电极(4)上的电压(U)和/或流过焊丝电极(4)的电流(I)产生电火花,引起材料从金属工件(2)的工件表面(2A)去除,从而标记工件表面(2A)。(The invention relates to a method and a device for marking a workpiece surface (2A) of a metal workpiece (2), wherein a welding torch (3) having a fusible wire electrode (4) is guided along the workpiece surface (2A) to be marked, and a wire end (4A) of the fusible wire electrode (4) is moved towards and away from the workpiece surface (2A) to be marked. A voltage (U) applied to the wire electrode (4) and/or a current (I) flowing through the wire electrode (4) generates an electric spark causing material to be removed from the workpiece surface (2A) of the metallic workpiece (2), thereby marking the workpiece surface (2A).)

使用焊丝电极标记金属工件的工件表面的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于标记金属工件、特别是随后进行焊接的金属工件的工件表面的方法和装置。

背景技术

存在多种用于标记物品的常规方法。可以通过材料去除、材料施加或材料改变来标记部件表面。例如，可以通过基于电气、化学或激光的标记方法来去除部件表面的材料，从而识别相关的部件。

在许多应用场景中，作标记对于将要执行焊接工序的工件或部件也是有用的。然而，常规的焊接系统或焊接方法无法在无需额外的技术支出的情况下提供在执行焊接工序之前或之后标记工件的选择。

发明内容

因此，本发明的目的是提供能够在无需额外支出的情况下标记待进行焊接的金属工件的工件表面的方法和装置。

根据本发明，上述目的通过一种具有权利要求1中所述特征的用于标记金属工件的工件表面的方法来实现。

因此，本发明提供了一种用于标记金属工件的工件表面的方法，其中沿着待标记的工件表面引导包括焊丝电极的焊枪，同时使焊丝电极的焊丝端部朝向和远离待标记的工件表面移动，其中焊丝电极处存在的电压和/或流过焊丝电极的电流产生电火花，引起金属工件的工件表面的材料去除和/或材料改变，以标记工件表面。

在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中，焊丝电极包括能在焊接工序中熔化的添加材料。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，焊丝电极的焊丝端部反复地朝向工件表面移动直到与金属工件发生电气短路，然后远离工件表面移动，电火花在每次电气短路被中断时产生并且在金属工件的工件表面上以基于点的方式引起材料去除和/或材料改变，以产生标记点。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在金属工件的工件表面处产生的标记点在工件表面中形成可见的标记路径。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，焊丝电极处存在的电压和/或流过焊丝电极的电流由焊接系统的焊接电源控制，该焊接电源连接至焊丝电极，以调节在金属工件的工件表面处引起的材料去除和/或材料改变。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在短路开始之后的预定的第一时间段内不超过预定的第一电流水平，从而防止焊丝电极粘附。优选地，第一时间段大于400us，并且第一电流水平小于30A。

在通过抬起焊丝电极来实现的根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，电流被设置为至少是预定的第二电流水平，从而确保在短路中断时火花被点燃。在这种情况下，可以基于焊丝电极的运动曲线来预先确定短路中断的时刻。优选地，该第二电流水平大于10A。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在短路被中断之后，根据预定的电流和时间曲线来保持火花，从而影响标记点的显现。电流和时间曲线可以通过电流随时间变化的图表中的区域更详细地确定。优选地，预定的电流-时间区域在100μAs和20μAs之间。

在根据本发明的方法的替代实施方式中，在短路中断之后，在焊丝电极和工件之间设置足以形成火花的预定电压。在焊丝电极远离工件表面运动的过程中，气隙增大，因此火花可能被熄灭。在这种情况下，可以通过电压水平和焊丝电极的运动速度或运动曲线来调节标记点的显现。优选地，电压在10V和20V之间。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，焊丝电极的可朝向和远离待标记的工件表面移动的焊丝端部的运动曲线和/或运动频率被调节。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，沿着金属工件的待标记的工件表面引导焊丝电极的焊丝端部时利用的焊枪的运动速度和/或运动路径被调节。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在金属工件的工件表面处产生的标记点和/或标记路径用于显示数据，特别是用于对工件打标签和/或用于通过编码、特别是QR码识别工件。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在标记期间，沿着将在后续焊接工序中产生的焊缝的程序化的目标进程来引导焊丝电极的前后移动的焊丝端部。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，测量标记路径的实际进程与焊缝的目标进程之间的偏差，以进行质量控制和/或焊枪引导的重新调节。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，通过改变标记参数来调节在工件表面上产生的标记路径的对比度，该标记参数包括由焊接电源控制的电压和/或电流水平、焊丝电极的焊丝端部的运动曲线和/或运动频率、和/或沿着工件表面引导焊丝电极的焊丝端部时利用的焊枪的运动速度。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在工件表面的标记期间所使用的标记参数作为数据集存储在焊接系统的数据存储器中，并再次从焊接系统的数据存储器中读出以用于后续的标记工序。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，对于在工件表面上形成的标记路径的不同对比度和/或对于金属工件的不同材料和/或对于不同的焊丝电极，从焊接系统的数据存储器中读出合适的标记参数的相关的数据集，以标记金属工件的工件表面。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在金属工件的工件表面的标记期间，通过供应的保护气体保护工件表面免于氧化。

在根据本发明的方法的另外可能的实施方式中，在工件表面的标记期间，由机械臂根据将在后续焊接工序中产生的焊缝的程序化的目标进程自动地引导焊枪。

在根据本发明的方法的另外的替代实施方式中，焊枪在工件表面的标记期间、特别是在为工件表面打标签期间是手动引导的。

在另外的方面，本发明还提供了一种具有权利要求16所述的特征的焊接系统。

本发明还提供了一种用于标记金属工件的工件表面的标记装置，其中焊接系统的可熔的焊丝电极的焊丝端部能沿着金属工件的待标记的工件表面被引导，同时标记装置适合于使焊丝电极的焊丝端部朝向和远离待标记的工件表面移动从而产生电火花，以在金属工件的工件表面处引起材料去除和/或材料改变，以标记工件表面。

在根据本发明的标记装置的可能的实施方式中，焊丝电极连接至焊接系统的焊接电源，该电源控制焊丝电极处存在的电压和/或流过焊丝电极的电流，以调节在金属工件的工件表面处引起的材料去除和/或材料改变。

在根据本发明的标记装置的另外可能的实施方式中，焊丝电极的焊丝端部从焊接系统的被引导的焊枪突出并且可以在工件表面的标记期间相对于待标记的工件表面以可调节的运动曲线和/或可调节的运动频率前后移动。

根据本发明的标记装置优选用于使用视觉和/或听觉信号来模拟后续的焊接工序。

本发明还提供了一种焊接系统，其包括用于标记金属工件的工件表面的标记装置，其中焊接系统的包括可熔的焊丝电极的焊枪可以沿着金属工件的待标记的工件表面被引导，同时标记装置适合于使可熔的焊丝电极的焊丝端部朝向和远离待标记的工件表面移动从而产生电火花，所述火花在金属工件的工件表面处引起材料去除和/或材料改变，以标记工件表面。

有利地，根据本发明的焊接系统具有推拉式焊枪，从而可以使焊丝电极以超过50Hz并且最高为300Hz的运动频率前后运动。该推拉式焊枪可以包含焊丝缓冲存储器，使得在焊枪的区域中实现这种高运动频率成为可能。

在根据本发明的焊接系统的优选实施方式中，可熔的焊丝电极几乎垂直地前后移动。

在焊接系统的另外可能的实施方式中，焊接系统是CMT(冷金属过渡)焊接系统。

附图说明

在下文中，参照附图更详细地描述根据本发明的用于标记金属工件的工件表面的方法和装置的可能的实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的焊接系统的可能的实施方式的示意图，示出了金属工件的工件表面上的标记工序；

图2是根据本发明的焊接系统的可能的实施方式的视图，该焊接系统包括用于标记金属工件的工件表面的标记装置；

图3A、图3B、图3C是随时间变化的曲线图，以示出根据本发明的用于标记金属工件的工件表面的方法的实施方式的功能；

图4A、图4B、图4C是随时间变化的曲线图，以示出根据本发明的用于标记金属工件的工件表面的方法的替代实施方式的功能。

具体实施方式

从图1的示意图可以看出，在所示的实施方式中，根据本发明的焊接系统1具有用于标记金属工件2的工件表面2A的标记装置。在这种情况下，标记装置适合于沿着金属工件2的待标记的工件表面2A引导包括焊接系统1的可熔的焊丝电极4的焊枪3。在这种情况下，可熔的焊丝电极4的焊丝端部4A朝向和远离工件2的待标记的工件表面2A移动，以产生电火花。这些电火花在金属工件2的工件表面2A处引起材料去除和/或材料改变，以在金属工件2的工件表面2A处作标记。在这种情况下，可以通过例如表面熔化或通过使金属工件2的工件表面2A氧化来引起材料改变。如图1所示，在焊丝电极4处存在电压U。此外，源自焊接系统1的焊接电源5的电流I流过焊丝电极4。焊丝电极4处存在的电压U和流过焊丝电极4的电流I产生电火花，这在金属工件2的工件表面2A处导致材料去除。焊丝电极4的焊丝端部4A反复地朝向工件表面2A移动，直到与金属工件2发生电气短路，然后远离工件表面2A移动，电花火在每次短路被中断时产生并且在金属工件2的工件表面2A上以基于点的方式引起材料去除和/或材料改变，以产生标记点6。在金属工件的工件表面2A处产生的标记点6可以在工件2的工件表面2A中形成可见的标记路径。所得到的标记可以由多个标记路径构成。例如，如果标记路径具有振动或锯齿形运动，则还可以使标记加宽。同样地，略微偏移的圆形、椭圆形或曲折的路径可用于加宽标记。焊接系统1的焊接电流源5控制焊丝电极4处存在的电压U和/或流过焊丝电极4的电流I，以调节在金属工件2的工件表面2A处引起的材料去除，由此调节产生的标记点6的范围。

如图1示意性所示，焊接系统1具有控制系统7，其控制能朝向和远离待标记的工件表面2A移动的焊丝电极4的焊丝端部4A的运动曲线和/或运动频率。焊接系统1的控制系统7还控制焊接系统1的焊接电流源5调节焊丝电极处存在的电压U和/或调节流过焊丝电极4的电流I。

在这种情况下，在焊接系统1的标记工序过程中或标记操作模式期间，电压U和流过焊丝电极4的电流I被设置成使得形成电火花并且引起金属工件2的工件表面2A处的材料去除和/或材料改变，但是熔焊焊丝电极4没有熔化。

在图1示意性示出的焊接系统1的一个可能的实施方式中，在用于标记工件表面2A的标记工序过程中，由机械臂3A自动地引导焊枪3。沿着金属工件2的待标记的工件表面2A引导焊丝电极4的焊丝端部4A所利用的焊枪3的运动速度是可调节的，并且可以通过机械臂3A的控制系统7A控制。此外，例如为了使焊丝端部4A的前后运动的运动曲线适应焊枪3的运动速度，可以将焊接系统1的控制系统7通信地连接至机械臂3A的控制系统7A。替代地，可以想到将控制系统7和控制系统7A的功能在上级控制系统(未详细示出)中共同实现。

在图1示意性示出的焊接系统1的一个可能的实施方式中，在用于标记工件表面2A的标记工序过程中，由机械臂3A根据将在后续的焊接工序中产生的焊缝的程序化目标进程自动地引导焊枪3。在这种情况下，控制系统7A根据该程序化目标进程来控制焊枪3的运动。焊丝电极4的焊丝端部4A从焊接系统1的被引导的焊枪3突出，并且在工件表面2A的标记工序过程中相对于待标记的工件表面2A以可调节的运动曲线和/或可调节的运动频率f前后运动。

在一个可能的实施方式中，测量在工件表面2A中产生的标记路径的实际进程与焊缝的目标进程之间的偏差，以进行质量控制和/或焊枪引导的重新调整。在另一个实施方式中，可以提供一种用于测量标记路径的实际进程与焊缝的目标进程之间的偏差的测量装置，从而能够借助于上级控制系统自动地确定和评估差异。

在图1所示的实施方式中，焊接系统1还具有焊丝推进装置8，其用于馈送焊丝4。在焊枪3处的高动态焊丝驱动器构造有高运动速度并引起焊丝电极4以运动频率f进行高频的前后运动。在这种情况下，焊枪3的焊丝驱动器构造有高运动速度。相比之下，在焊接操作期间熔化的焊丝电极4通过焊丝推进装置8馈送。

在根据本发明的焊接系统1的一个可能的实施方式中，对在工件表面2A上产生并由标记点6构成的标记路径的对比度进行调节，以改变标记参数。在一个实施方式中，这些标记参数包括由焊接电源5控制的电压和/或电流水平、焊丝电极4的运动曲线和/或运动频率、和/或沿着工件2的工件表面2A引导焊丝电极4的焊丝端部4A时利用的焊枪3的运动速度。在根据本发明的方法的可能的实施方式中，在工件表面2A的标记期间所使用的标记参数可以作为数据集存储在焊接系统1的数据存储器9中，并再次由控制系统7从焊接系统1的数据存储器9中读出以用于后续的标记工序。在根据本发明的焊接系统1的一个可能的实施方式中，其具有用户界面10，使得可以手动地设置用于标记工序的各种标记参数。在一个可能的实施方式中，焊接系统1的焊工具有使用用户界面10手动地设置各种标记参数并执行标记工序的选择。例如，如果用户对所产生的标记路径感到满意，则他可以将所使用的标记参数作为数据集存储在焊接系统1的数据存储器9中，并将它们再次用于后续的标记工序。此外，数据存储器9可以包含各种预先配置的数据集，从而产生具有不同对比度的标记路径。对于在工件表面2A处形成的标记路径的不同对比度和/或对于金属工件2的不同材料和/或对于不同的焊丝电极4，合适的标记参数的相关数据集可以存储在数据存储器9中并由控制单元7读出，以用于在标记工序中标记金属工件2的工件表面2A。在一个可能的实施方式中，焊接系统1的用户界面10具有显示单元，其向用户或焊工显示正用于标记工序的设定标记参数。

在根据本发明的焊接系统1的另外可能的实施方式中，焊工或用户可以经由用户界面10另外输入关于金属工件的材料的数据或信息。根据所输入的工件2的材料，适合于它的标记参数的数据集可以从数据存储器9中读出并被用于标记工序。在根据本发明的焊接系统1的一个可能的实施方式中，在金属工件2的工件表面2A的标记期间，通过供应的保护气体保护工件表面2A免于氧化。在一个可能的实施方式中，焊接系统1的用户或焊工可以在焊接工序过程中通过用户界面10调节(例如，启动或停用)保护气体的供应。在根据本发明的焊接系统1的一个可能的实施方式中，焊接系统1是金属保护气体焊接系统，其中采用金属活性气体(MAG)方法或金属惰性气体(MIG)方法。

在根据本发明的焊接系统1中，如图1示意性所示，高动态换向的焊丝电极4可以通过略微的材料去除和/或材料改变大量地设置标记点6。连续的标记点6在工件2的工件表面2A中产生可见的标记路径。

焊丝电极4的焊丝端部4A形成焊接系统1的工具中心点TCP。工具中心点TCP在运动链的末端处形成点，并且形成加工工序所产生的定位要求适用的目标变量。

在根据本发明的焊接系统1的一个可能的实施方式中，焊枪3附接于机械臂3A，其在标记工序过程中根据将在后续焊接工序中产生的焊缝的程序化的目标进程自动地被引导。该目标进程优选涉及工具中心点TCP的进程，换言之，涉及焊丝电极4的焊丝端部4A的目标进程。由于焊丝调节所引起的焊丝弯曲，实际TCP可能不同于目标TCP或理想TCP。诸如机械臂的热膨胀和可动部件的游隙等其他影响也可能导致实际TCP出现偏差。使用根据本发明的方法，可以通过施加标记路径在工件表面2A上使实际TCP可视化。

在根据本发明的焊接系统1的替代实施方式中，焊枪3在对工件表面2A作标记期间、特别是在对工件表面2A打标签期间是手动引导的。在标记工序过程中产生的电火花在工件表面2A中产生可用于对工件表面2A打标签的可见的标记路径。例如，以这种方式，用户或焊工可以在工件表面2A刻入指明标记或焊接的时间的一端数据。例如，用户或焊工也可以在工件2的工件表面2A上写下编码或签名，使得可以确定执行焊接的人员。

在另外可能的实施方式中，标记装置用于使用视觉和/或听觉信号来模拟后续焊接工序。在这种情况下，运动频率的听觉信号模拟了后续焊接工序的焊接参数。在这种情况下，可以使诸如焊接速度、焊枪定位、熔化功率、焊丝自由端部的长度(伸出量)或校正系数等独立的焊接参数变得可听。为此目的，也可以通过焊丝端部4A的前后运动的运动频率产生焊接参数的对应变化，从而实现听觉信号的变化。由于在标记工序中产生的电火花不会像实际焊接工序中产生的电弧那样明亮地发光，因此可以有利地使后续焊接工序可视化。标记工序过程中出现的电火花可由用户直接观察到。因此，在该实施方式中，根据本发明的标记装置的焊接系统1提供了用于训练焊工的训练设备。在该实施方式中，焊接系统1可以用于教导人员，因为可以声学和/或光学地模拟焊接工序。

在根据本发明的焊接系统1的另外可能的实施方式中，焊接系统是适合于CMT(冷金属过渡)焊接的CMT焊接系统。在该实施方式中，一旦标记工序完成，便执行焊接工序。例如，焊接工序是CMT焊接工序；在这种情况下，焊接电源5优选提供脉冲焊接电流，另外焊丝电极4高频地前后移动。一旦焊接电源5检测到短路，则在同时减小的焊接电流下开始焊丝电极4的向后运动。在这种情况下，在先前的电弧阶段中形成的熔滴从焊丝电极4分离，而不会发生飞溅。由于焊丝的运动，所形成的焊接熔滴更容易从焊丝电极4分离，因此实际上促进了无飞溅的焊接。在一个可能的实施方式中，换向的焊丝电极4可以在大于50Hz的相对较高的频率下前后移动。在焊接熔滴分离之后，焊丝电极4被再次向前引导，并且重新开始循环。CMT焊接方法适用于所有常规的可焊接的金属，例如钢、铝、CrNi钢，也适用于混合的复合物，例如含有铝的钢。

在执行CMT焊接工序之前或之后，可以使用根据本发明的标记方法来标记待处理的金属工件2的工件表面2A，而无需额外的硬件支出。

在根据本发明的焊接系统1的一个可能的实施方式中，在金属工件2的工件表面2A上产生用于显示数据的标记点6或标记路径。这些数据例如包括可读编码、特别是QR码。如此，通过简单的方式，可以将涉及被加工的工件2或加工工序的相关数据永久地与工件2关联，并且随后使用读取设备将其读出。所读出的数据例如可以用于包括工件2的部件的质量控制或维护。

图2示意性示出了包括根据本发明的标记装置的焊接系统1的实施方式。

图2所示的焊接系统1适用于各种焊接方法，特别是MIG/MAG焊接方法。焊接系统1可以标记金属工件2的工件表面2A。在这种情况下，包括焊丝电极4的焊接系统1的焊枪3沿着待标记的工件表面2A被引导。焊丝电极4的焊丝端部4A朝向和远离待标记的工件表面2A移动。焊丝电极4可以是后续焊接工序的可熔的焊丝电极。然而，也可以使用例如由钨制成的焊丝电极4，其仅用于标记工序。焊接系统1具有包括动力单元5A的焊接电源5。焊接系统1还具有控制装置7。控制装置7用于启动焊接电源5的动力单元5A以及用于启动输送焊丝电极4的焊丝推进装置8。在这种情况下，可以将焊丝电极4从焊接系统1的保存筒11上松开。在一个可能的实施方式中，用于在标记工序中产生电火花或用于在后续焊接工序中产生电弧的电流可以通过供电线12从焊接电源5的动力单元5A供应到焊枪3或供应到在其中被引导的焊丝电极4。电源电路通过从工件2到动力单元5A的线路(未详细示出)闭合。

标记痕迹的外观可能会受到使用的保护气体成分的影响。一般而言，随着有效比例(即CO₂或氧气)的增加，标记痕迹会变得更暗且更窄。如果使用纯氩气(惰性气体)，则标记痕迹在整个表面上都相对较亮且较宽，宽度随速度的增加而减小。在没有保护气体的情况下，标记路径将变暗且变窄，并且宽度不会随速度而改变。

在没有保护气体的情况下，氧化可能会导致不希望的绝缘表面的形成，特别是在电极包括铝或铝合金的情况下。这导致检测到短路的危险，并且这可能会干扰标记工序。

在图2所示的实施方式中，焊枪3还具有用于保护气体的供应线13。在金属工件2的工件表面2A的标记期间，可以通过供应的保护气体保护工件表面2A免于氧化。在一个可能的实施方式中，如图2所示，该保护气体从焊接系统1的保护气体储存装置14中抽出。在图2所示的实施方式中，通过焊丝推进装置8从保存筒11上松开的焊丝电极通过电力线12被供应到焊枪3，焊丝电极4的焊丝端部4A从焊枪3突出并且在标记工序过程中通过换向的方式前后移动。

在图2所示的实施方式中，焊枪3还通过线路15连接至焊接系统1的冷却回路。在图2所示的实施方式中，焊接系统1在焊接电源5处具有用户界面10，其包括输入和/或显示装置。此外，如图2所示，可以在焊接系统1的焊枪3处设置输入装置16和输出装置17。在一个可能的实施方式中，用户或焊工可以在焊枪3的用户界面10和/或输入装置16处选择在焊接系统1的标记操作模式和焊接操作模式之间进行切换，或者在用户界面处在焊接方法或标记方法之间进行选择。此外，用户可以选择通过焊接电源5处的用户界面10为标记工序设置不同的标记参数。在一个可能的实施方式中，这些标记参数是焊接电源5控制的电压和/或电流水平、焊丝电极4的运动曲线和/或运动频率f、和/或沿着工件2的工件表面2A引导焊丝电极4的焊丝端部4A时利用的焊枪3的运动速度。在一个可能的实施方式中，图2所示的焊接系统1的焊枪3由机械臂3A引导。替代地，图2所示的焊接系统1的焊枪3可以在标记工序期间由用户手动引导。

图3A、图3B、图3C示出了随时间变化的进程，以说明根据本发明的标记方法的功能。图3A示出了焊丝电极4的随时间变化的焊丝推进速度V_D。图3B示出了流过焊丝电极4的电流I。图3C示出了焊丝电极4处存在的电压U。

在图3A中可以看出，焊丝电极4前后移动；换言之，如图3A所示，焊丝电极4交替地具有正推进速度V_D和负推进速度V_D。在图3A、图3B、图3C中，一个时间间隔被放大显示，如象征性的放大镜L所示。在标记工序过程中，处于抬起状态的焊丝电极4在时刻t1朝着工件2的工件表面2A向前移动。在这种情况下，对焊丝电极4施加电压U，从而能够通过压降检测时刻t2处的短路发生。如果建立焊丝电极4与金属工件2的工件表面2A的接触，则焊丝推进速度V_D降低；换言之，焊丝电极4被制动。在这种情况下，可以通过短路的检测、通过增大焊丝推进的马达电流或马达转矩或者通过计算行进的距离来建立焊丝电极4与工件表面2A的接触。如果发生短路，则电压以明显可检测的方式下降。为了继续检测焊丝电极4与工件表面2A的接触，施加相对较小的、更加可测量的电流I1。对于发生短路之后的预定的第一时间段Δt1(优选为400us)，该电流I1不超过预定的第一电流水平I1，优选为30A。这是为了防止焊丝电极粘附。在时刻t3，焊丝推进速度V_D变为负；换言之，焊丝电极4远离工件表面2A向后移动。焊丝电极4的焊丝端部4A反复地朝向工件表面2A移动直到与金属工件2发生短路。一旦与金属工件2发生短路，焊丝电极4的焊丝端部4A就远离工件表面2A移动。在焊丝电极4被抬起而引起的短路中断t5之前的时刻t4，电流I被设置为预定的第二电流水平I2(优选大于10A)，以确保在短路被中断时火花被点燃。如果时刻t4紧接在短路中断的时刻t5之前，则时刻t5可以基于焊丝电极4的运动曲线预先确定。如图3B所示，在时刻t5，火花被点燃；换言之，在金属工件2的工件表面2A上产生电火花并且以基于点的方式引起材料去除和/或材料改变，以产生标记点6。如图3B中的阴影区域A所示，在短路被中断之后，根据预定的电流和时间曲线保持火花。标记点的显现受到火花能量的影响，火花能量与电流随时间变化的图表中的区域A成比例。有利于标记点的电流-时间区域在100μAs和20μAs之间。随着电压U下降到低于预定阈值Us，在时刻t6火花被熄灭。优选地，Us低于12V。此时，流过焊丝电极4的电流I下降到零，这可以在图3B中看出。例如，可以使用上述电流-时间曲线来设置火花点燃和火花熄灭之间的时长。一旦焊丝推进速度V_D从向后运动回到向前运动或者电流下降到0A，就再次增加电压U，如图3C所示，并将电压U保持在增加的电压水平，从而可靠地检测由于焊丝电极4与工件表面2A的接触而引起的下一次短路。这在图3C中在焊丝推进速度V_D再次变为正的时刻t7处示出。该工序循环地重复。

图4A、图4B、图4C示出了随时间变化的进程，以说明根据本发明的标记方法的功能。图4A示出了焊丝电极4的随时间变化的焊丝推进速度V_D。图4B示出了流过焊丝电极4的电流I。图4C示出了焊丝电极4处存在的电压U。作为图3A至图3C的实施方式的替代，电流I在这些随时间变化的进程中在发生短路的时刻t2之后以斜坡形状增加。同样在这种情况下，对于发生短路之后的特定的第一时间段Δt1(优选400us)，电流I不超过预定的第一电流水平I1，优选为30A。在图4B中，为此绘制了大约20A的I1水平。在因焊丝电极4被抬起而引起的短路中断t5之前的时刻t4，电流I被设置为至少是预定的第二电流水平I2。在该实施方式中，I2的值由成斜坡的进一步的线性上升产生。在作为图3C的替代的图4C的电压进程中，在时刻t1或t7处用于检测最近的短路发生的电压U大于火花阶段t5-t6中的电压U。这可以简化对短路发生的检测。

使用根据本发明的标记方法，可以沿着焊接路径或焊缝标记将被后续形成的焊缝的位置，该实际位置可以自动地或手动地在视觉上检查。在批量生产中，可以通过随机抽样检查和校正与期望的焊接路径之间的偏差。可以通过改变标记参数对金属表面施加不同对比度的标记路径。

根据本发明的标记方法特别适合于CMT焊接系统，因为不需要额外的硬件部件来执行标记方法。

为了标记工件表面2A，焊丝电极4优选垂直于工件表面2A前后移动。替代地，潜在的后续焊接工序的相对于工件表面2A的焊枪定位角度也可以表明焊丝电极4的运动方向。根据本发明的标记方法可以在实际焊接工序之前通过“预演”模拟焊接工序。对于不同的焊缝，例如上升的焊缝或下降的焊缝，可以使用不同的标记参数来模拟相关的焊接工序。根据本发明的方法主要适合于辅助自动焊接，但是也可以用于对工件2作标记或打标签的手动焊接设备。此外，根据本发明的标记方法可以用于教学目的，从而在听觉上说明焊接参数，例如定位角、熔化功率、校正量等。

本发明包括以下实施方式：

1.一种用于标记金属工件(2)的工件表面(2A)的方法，其中沿着待标记的工件表面(2A)引导包括焊丝电极(4)的焊枪(3)，同时使焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)朝向和远离待标记的工件表面(2A)移动，其中焊丝电极(4)处存在的电压(U)和/或流过焊丝电极(4)的电流(I)产生电火花，引起金属工件(2)的工件表面(2A)的材料去除和/或材料改变，以标记工件表面(2A)。

2.根据实施方式1的方法，其中焊丝电极(4)包括能在焊接工序过程中熔化的添加材料。

3.根据实施方式1或实施方式2的方法，其中焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)反复地朝向工件表面(2A)移动直到与金属工件(2)发生短路，然后远离工件表面(2A)移动，电火花在每次短路被中断时产生并且在金属工件(2)的工件表面(2A)上以基于点的方式引起材料去除和/或材料改变，以产生标记点(6)。

4.根据实施方式3的方法，其中在金属工件(2)的工件表面(2A)处产生的标记点(6)在工件表面(2A)中形成可见的标记路径。

5.根据前述实施方式1至4中任一项的方法，其中焊丝电极(4)处存在的电压(U)和/或流过焊丝电极(4)的电流(I)由焊接系统(1)的焊接电源(5)控制，该电源连接至焊丝电极(4)，以调节在金属工件(2)的工件表面(2A)处引起的材料去除和/或材料改变。

6.根据前述实施方式1至5中任一项的方法，其中焊丝电极(4)的可朝向和远离待标记的工件表面(2A)移动的焊丝端部(4A)的运动曲线和/或运动频率被调节。

7.根据前述实施方式1至6中任一项的方法，其中沿着金属工件(2)的待标记的工件表面(2A)引导焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)时利用的焊枪(3)的运动速度和/或运动路径被调节。

8.根据实施方式1至7的方法，其中在金属工件(2)的工件表面(2A)处产生的标记点(6)和/或标记路径用于显示数据、特别是用于对工件(2)打标签和/或用于通过编码、特别是QR码识别工件(2)。

9.根据前述实施方式1至8中任一项的方法，其中在标记期间，沿着将在随后的焊接过程中产生的焊缝的程序化的目标进程来引导焊丝电极(4)的前后移动的焊丝端部(4A)。

10.根据实施方式9的方法，其中测量标记路径的实际进程与焊缝的目标进程之间的偏差，以进行质量控制和/或焊枪引导的重新调节。

11.根据前述实施方式1至10中任一项的方法，其中通过改变标记参数来调节在工件表面(2A)上产生的标记路径的对比度，标记参数包括由焊接电源(5)控制的电压和/或电流水平、焊丝电极(4)的运动曲线和/或运动频率、和/或沿着工件表面(2A)引导焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)时利用的焊枪(3)的运动速度。

12.根据实施方式11的方法，其中在工件表面(2A)的标记期间所使用的标记参数作为数据集存储在焊接系统(1)的数据存储器(9)中，并再次从焊接系统(1)的数据存储器(9)中读出以用于后续标记工序。

13.根据实施方式12的方法，其中对于在工件表面(2A)上形成的标记路径的不同对比度和/或对于金属工件(2)的不同材料和/或对于不同的焊丝电极(4)，从焊接系统(1)的数据存储器(9)中读出合适的标记参数的相关的数据集，以标记金属工件(2)的工件表面(2A)。

14.根据前述实施方式1至13中任一项的方法，其中在金属工件(2)的工件表面(2A)的标记期间通过供应的保护气体保护工件表面(2A)免于氧化。

15.根据前述实施方式1至14中任一项的方法，其中在工件表面(2A)的标记期间，由机械臂根据将在后续焊接工序中产生的焊缝的程序化的目标进程自动地引导焊枪(3)。

16.根据前述实施方式1至14中任一项的方法，其中焊枪(3)在工件表面(2A)的标记期间、特别是在对工件表面(2A)打标签期间是手动引导的。

17.一种用于标记金属工件(2)的工件表面(2A)的标记装置，其中焊接系统(1)的包括可熔的焊丝电极(4)的焊枪(3)可以沿着金属工件(2)的待标记的工件表面(2A)被引导，同时标记装置适合于使可熔的焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)朝向和远离待标记的工件表面(2A)移动，以产生电火花，电火花在金属工件(2)的工件表面(2A)处引起材料去除和/或材料改变，以标记工件表面(2A)。

18.根据实施方式17的标记装置，其中焊丝电极(4)连接至焊接系统(1)的焊接电源(5)，该电源控制焊丝电极(4)处存在的电压(U)和/或流过焊丝电极(4)的电流(I)，以调节在金属工件(2)的工件表面(2A)处引起的材料去除。

19.根据实施方式17或实施方式18的标记装置，其中焊丝电极(4)的焊丝端部(4A)从焊接系统(1)的被引导的焊枪(3)突出，并且在工件表面(2A)的标记期间可以相对于待标记的工件表面(2A)通过可调节的运动曲线和/或可调节的运动频率前后移动。

20.根据前述实施方式17至19中任一项的标记装置，其用途在于使用视觉和/或听觉信号模拟后续焊接工序。

21.一种焊接系统(1)，其包括根据前述实施方式17至19中任一项的标记装置。