專利名稱:聚縮電弧焊槍的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種焊槍,是能使電弧收縮、能量密度提高的電弧焊槍,屬于焊接設備技術領域。
背景技術:
電弧是氣體放電的一種形式,以電弧作為焊接熱源在工業(yè)應用中已有相當長的歷史。從自由電弧出現(xiàn)以來(1885年,俄國的Benardos Olszewski的碳極電弧),對電弧結構及特性的尋優(yōu)一直是國內外學術與工程界專業(yè)人士關注的熱點。上世紀四十年代,美國 NorthropGrumman公司發(fā)明了鎢極惰性氣體保護焊焊槍及工藝,提高了電弧的能量密度和可控性,對金屬材料熔焊的質量表現(xiàn)出優(yōu)良的效果。在其后的半個多世紀以來,在該種焊槍的形式上一直未有改變,其在生產使用中突出的缺點是該焊槍的電弧呈自由燃燒狀態(tài),能量密度難以進一步提高,導致焊接生產效率難以提高。同時,也使焊接接頭的熱輸入與熱影響區(qū)過大,使焊后變形和殘余應力較大。因此,從自由電弧的物理屬性分析,一種能滿足高效焊接需求的高能量密度電弧已難以再依靠增大電功率輸入的方式來實現(xiàn)。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種聚縮電弧焊槍,是一種能提高自由電弧能量密度的新結構。本發(fā)明的聚縮電弧焊槍,其特征在于,包括鎢極、電極座、陶瓷噴嘴、主連接體、保護氣體層流篩、出水直管、進水套管、進氣套管、電纜連接端。主連接體為一圓環(huán)柱體,內外均側設有螺紋;出水直管的一端同軸焊接在主連接體的一端面,并開有通孔;進水套管同軸套在出水直管的外面,中間留有進水通道,進水通道通過出水直管上的孔與出水直管連通,進水套管同樣焊接在主連接體的同一端面,進水套管另一端則與出水直管密封焊接在一起,并設有進水口 ;進氣套管同軸套在進水套管外面,中間留有進氣通道,進氣套管同樣焊接在主連接體的同一端面,并設有進氣口 ;在進氣通道處,主連接體沿軸向開有通孔。鎢極緊密鑲嵌在電極座1的中心,電極座的一端外周設有外螺紋,與主連接體3連接固定,在電極座1螺紋根部與主體連接3采用斜面相互嚙合,這種特殊設計的水密封性結構,不僅保證對電極的水冷卻作用且無滲漏,而且在更換電極時簡單方便,電極與電極座均可重復多次使用;陶瓷噴嘴2的內螺紋與主體連接3的外螺紋固定連接,使陶瓷噴嘴2套在主連接體3的外周,陶瓷噴嘴2可采用市售的焊接用陶瓷噴嘴標準件,以確保更換和備件來源;電極座、主連接體均處于陶瓷噴嘴的空腔中,電極座的長度大于主連接體,在無主連接體的部分電極座與陶瓷噴嘴之間形成氣體空腔;保護氣體層流篩4是用0型鋼絲彈簧固定在主連接體另一端面的不銹鋼絲網,使保護氣體形成層流狀;出水管、進水套管或進氣套管上設有電纜連接端9。上述除陶瓷噴嘴2外,其余材料均為導體。優(yōu)選除了是外購標準件(陶瓷噴嘴)外,主連接體3采用黃銅材料,其余均采用紫銅材料。優(yōu)選電纜連接端焊接在進水套管外側。對電極的強制浸泡式水冷卻,從而形成了限制和約束電極端產生“熱電子發(fā)射”范圍的必要條件,使流經鎢極端的電流密度增高,產生較強的“自磁收縮”效應,形成較窄的電離氣體通道,從而使電弧的能量密度高于傳統(tǒng)的鎢極氣保焊的焊接電弧。本發(fā)明的聚縮電弧具有在同等電流輸入下能量密度大的特點,在焊接工藝效果上表現(xiàn)為由于電弧的能量密度高,有利于增加焊縫的熔深,降低對工件的熱輸入量,減少焊縫與熱影響區(qū)的尺寸,提高焊接生產效率。該種電弧熱源在焊接中具有更好的控制焊縫成形的能力。本發(fā)明的焊槍能在直流、交流與脈沖等多種電流模式下工作。連續(xù)工作時的最大電流為300A。適合用于厚度在3mm以下的不銹鋼、合金鋼或碳鋼板的焊接,也適合用于厚度在2mm或以下的鋁合金材料的焊接。
圖1聚縮電弧焊槍結構圖;1-電極座(含鎢極)、2_陶瓷噴嘴(是市售標準件)、3_主連接體、4-保護氣體層流篩(含O型鋼絲彈簧)、5_進水套管、6-出水直管、7-進氣套管、8-塔狀接頭,9-電纜連接端。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明,但本發(fā)明并不僅限于以下實施例。實施例1聚縮電弧焊槍結構圖見圖1,主連接體3為一圓環(huán)柱體,內外均側設有螺紋;出水直管6的一端同軸焊接在主連接體的一端面,并開有通孔;進水套管5同軸套在出水直管的外面,中間留有進水通道,進水通道通過出水直管上的孔與出水直管連通,進水套管同樣焊接在主連接體的同一端面,進水套管另一端則與出水直管密封焊接在一起,并設有進水口 ; 進氣套管7同軸套在進水套管外面,中間留有進氣通道,進氣套管同樣焊接在主連接體的同一端面,并設有進氣口 ;在進氣通道處,主連接體沿軸向開有通孔。鎢極緊密鑲嵌在電極座1的中心,電極座的一端外周設有外螺紋,與主連接體3連接固定,在電極座1螺紋根部與主體連接3采用斜面相互嚙合,這種特殊設計的水密封性結構,不僅保證對電極的水冷卻作用且無滲漏,而且在更換電極時簡單方便,電極與電極座均可重復多次使用;陶瓷噴嘴2的內螺紋與主體連接3的外螺紋固定連接,使陶瓷噴嘴2套在主連接體3的外周,陶瓷噴嘴2采用市售的焊接用陶瓷噴嘴標準件,以確保更換和備件來源;電極座、主連接體均處于陶瓷噴嘴的空腔中,電極座的長度大于主連接體,在無主連接體的部分電極座與陶瓷噴嘴之間形成氣體空腔;保護氣體層流篩4是用0型鋼絲彈簧固定在主連接體另一端面的不銹鋼絲網,使保護氣體形成層流狀;進水套管上設有電纜連接端 9。上述除陶瓷噴嘴2外,主連接體3采用黃銅材料,其余均采用紫銅材料。出水直管出水端、進氣口和進水口也均安裝有塔狀接頭8 ;電纜連接端9是與電焊機連接。工作時,水從進水接頭進入進水通道中,通過出水直管上的孔進入出水直管,并進行流通,在此過程水直接對電極進行強制浸泡式水冷卻,保護氣體從進氣接頭進入進氣通CN 102528249 A
道,經過主連接體上的通孔和保護氣體層流篩,形成均勻層流氣體進入陶瓷噴嘴與電極座之間的氣體空腔,然后直接達到工件。 在焊接開始前,必須檢查水冷回路工作是否正常。所采用的水冷裝置可以是焊機上自帶的,也可以是市售用于水冷焊槍冷卻的標準產品。根據焊接工藝的實際需要,對焊接電源的參數進行設置,或實時優(yōu)化焊接參數。當焊接結束或臨時中斷,要繼續(xù)保持1-2分鐘的焊槍水冷,使焊槍充分冷卻,有利于提高焊槍使用壽命。其他對操作無特別要求。
權利要求
1.聚縮電弧焊槍,其特征在于,包括鎢極、電極座、陶瓷噴嘴、主連接體、保護氣體層流篩、出水直管、進水套管、進氣套管、電纜連接端;主連接體為一圓環(huán)柱體,內外均側設有螺紋;出水直管的一端同軸焊接在主連接體的一端面,并開有通孔;進水套管同軸套在出水直管的外面,中間留有進水通道,進水通道通過出水直管上的孔與出水直管連通,進水套管同樣焊接在主連接體的同一端面,進水套管另一端則與出水直管密封焊接在一起,并設有進水口 ;進氣套管同軸套在進水套管外面,中間留有進氣通道,進氣套管同樣焊接在主連接體的同一端面,并設有進氣口 ;在進氣通道處,主連接體沿軸向開有通孔;鎢極緊密鑲嵌在電極座的中心,電極座的一端外周設有外螺紋,與主連接體連接固定, 在電極座螺紋根部與主體連接采用斜面相互嚙合,保證對電極的水冷卻作用且無滲漏;陶瓷噴嘴的內螺紋與主體連接的外螺紋固定連接,使陶瓷噴嘴套在主連接體的外周;電極座、 主連接體均處于陶瓷噴嘴的空腔中,電極座的長度大于主連接體,在無主連接體的部分電極座與陶瓷噴嘴之間形成氣體空腔;保護氣體層流篩是用0型鋼絲彈簧固定在主連接體另一端面的不銹鋼絲網,使保護氣體形成層流狀;出水管、進水套管或進氣套管上設有電纜連接端;上述電極座、主連接體、保護氣體層流篩、出水直管、進水套管、進氣套管和電纜連接端均為導體。
2.按照權利要求1的聚縮電弧焊槍,其特征在于,主連接體采用黃銅材料,電極座、出水直管、進水套管、進氣套管和電纜連接端均采用紫銅材料。
3.按照權利要求1的聚縮電弧焊槍,其特征在于,進氣口、進水口和出水直管的出水端均安裝有接頭。
4.按照權利要求1的聚縮電弧焊槍,其特征在于,電纜連接端焊接在進水套管外側。
全文摘要
聚縮電弧焊槍,屬于焊接設備技術領域。鎢極緊密鑲嵌在電極座的中心,電極座通過螺紋套在主連接體中心,在電極座螺紋根部與主體連接采用斜面相互嚙合,保證對電極的水冷卻作用且無滲漏;陶瓷噴嘴通過螺紋連接套在主連接體的外周;保護氣體層流篩是用O型鋼絲彈簧固定在主連接體另一端面的不銹鋼絲網,使保護氣體形成層流狀;出水管、進水套管或進氣套管上設有電纜連接端;進水套管同軸套在出水直管的外面,進氣套管套在進水套管的外面,中間留有進水通道,并分別焊接在主連接體的同一端面,形成水冷卻通道和氣體保護通道。除陶瓷噴嘴外,其余材料均為導體。本發(fā)明能提高自由電弧能量密度,具有更好的控制焊縫成形的能力。
文檔編號B23K9/28GK102528249SQ201210053020
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權日2012年3月2日
發(fā)明者宋永倫, 范瑞芬 申請人:北京工業(yè)大學