CN101417365A

CN101417365A - 用于气体保护金属极电弧焊的焊枪和导电嘴

Info

Publication number: CN101417365A
Application number: CNA2008101667854A
Authority: CN
Inventors: A·D·哈哈列夫
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2009-04-29
Also published as: DE102008052458A1; US20090107958A1

Abstract

本发明涉及用于气体保护金属极电弧焊的焊枪和导电嘴。具体地，提供了一种用于气体保护金属极电弧焊的焊枪，其包括焊枪壳体和安装在壳体上且具有电极孔的导电嘴，焊丝穿过该电极孔供入。安装在焊枪壳体上的喷嘴包围着导电嘴，在导电嘴和喷嘴内侧之间限定出环形气体通道。保护气体进口将保护气体传送到环形气体通道中以使保护气体流出喷嘴。多个辅助流动通道设在导电嘴中并且具有布置在电极孔周围的开口端。这些辅助流动通道与气体进口相连通并且包围着焊丝，辅助的保护气体流比流经导电嘴和喷嘴之间的环形气体通道的保护气体流更靠近焊丝。

Description

用于气体保护金属极电弧焊的焊枪和导电嘴

技术领域

[0001]本发明涉及一种用于气体保护金属极电弧焊的焊枪，更具体地涉及一种焊枪和导电嘴，其改善了保护气体的流动从而减少焊枪上的焊接飞溅。

背景技术

[0002]气体保护金属极电弧焊是一种电弧焊接法，其中，通过焊枪的导电嘴供给连续的自耗电极丝。喷嘴包围着导电嘴。恒压直流电源在连续供给的电极丝和工件之间产生电弧从而形成焊接熔池。保护气体，例如氩气，是用喷嘴和导电嘴之间的管道运输通过焊枪，从而保护熔池不受大气气体比如氮气和氧气的影响，其会引起熔合缺陷、多孔性和焊接金属脆化。

[0003]上述气体保护金属极电弧焊接法的一个问题是焊接飞溅会堆积在喷嘴和导电嘴上，从而妨碍保护气体的流动、妨碍焊丝平稳供入焊池和/或干扰焊弧及其他的对焊接质量的影响。

[0004]因此，希望改善用于气体保护金属极电弧焊的焊枪和导电嘴从而减少堆积在焊枪和导电嘴上的飞溅现象。

发明内容

[0005]根据本发明，一种用于气体保护金属极电弧焊的焊枪包括焊枪壳体和安装在壳体上且具有电极孔的导电嘴，焊丝穿过该电极孔连续地供向工件。安装在焊枪壳体上的喷嘴以一种与其间隔开的关系包围着导电嘴，在导电嘴外表面和喷嘴内侧之间限定出环形气体通道。设在壳体中的保护气体进口将保护气体如氩气传送到环形气体通道中以使保护气体流出喷嘴并流向工件。多个辅助气流通道设在导电嘴中并且具有布置在电极孔周围的开口端。这些气流辅助通道与气体进口相连通并且包围着导电嘴的电极孔，这些通道中的保护气体流比流经导电嘴和喷嘴之间的环形气体通道的保护气体流更靠近焊丝。

附图说明

[0006]通过详细说明和附图将更完整地理解本发明，其中：

[0007]图1是正视图，具有现有技术的焊枪的整体拆开和集合部件，示出了导电嘴以及电极丝周围的保护气体流；

[0008]图2是图1的局部图，示出了焊接飞溅在导电嘴和喷嘴上的典型堆积；

[0009]图3是类似于图1的正视图，示出了本发明的第一实施例；

[0010]图4是沿图3的箭头4-4的方向截取的剖面图；

[0011]图5是类似于图3的视图，示出了本发明的另一实施例；以及

[0012]图6是沿图5的箭头6-6的方向截取的剖面图。

[0013]从下面提供的详细描述中将更明显地看出本发明的更广的适用范围。应当理解，尽管说明了本发明的示例性实施例，但详细说明和特定例子只是起到举例的作用，而不意图限制本发明的范围。

具体实施方式

[0014]下文对特定示例性实施例的描述本质上是示例性的，并且无意图限制本发明及其应用或用途。

[0015]图1是用于气体保护金属极电弧焊的传统焊枪的整体截面图。焊枪，总体上用附图标记10表示，包括安装导电嘴16的壳体12。壳体12可以连在非示出的焊枪把上，由焊工操作，或者，壳体12可由机器人或其他机械手操作。如图1所示，壳体12将导电嘴16支撑在要被焊在一起的工件24和26的上方。导电嘴16通常为圆柱形，并且具有圆柱形外表面30和圆形端面32。电极孔36沿轴向贯穿导电嘴16。导电嘴16通常由导电材料比如铜制成。导电嘴16与焊接电源20电连接。

[0016]焊丝42贯穿导电嘴16的电极孔36并且穿过导电嘴16的端面32从而紧密靠近工件24和26。导电嘴16发出的电流传导到焊丝42，在焊丝42的端面与工件24和26之间产生电弧46。焊丝42熔成电弧46并且与来自工件24和26的熔料混合从而形成焊接熔池48。焊丝42贮存在卷筒上，并且当其被熔入焊接熔池48而被消耗时，向导电嘴16供给从而再装满焊丝42。

[0017]图1还示出了包围着导电嘴16的喷嘴组件50。喷嘴组件50总体上呈管状，并且通过塑料绝缘体52和挡圈54连在焊枪壳体12上从而使喷嘴组件50与壳体12电绝缘。喷嘴组件50具有塑料喷嘴衬套55，其限定了喷嘴组件50的内壁面56并且与壳体12和导电嘴16的外表面30间隔分开，从而在导电嘴16的外表面30和喷嘴组件50的内壁面56之间形成环形流道58。喷嘴组件50具有开口下端59，使得焊丝42和保护气体对准工件。

[0018]图1还示出了设在壳体12内的气体进口孔60。气体进口60适当地与罐子64或其他的保护气体源相连。保护气体供给气体进口60，然后穿过径向通道68和70流入在喷嘴组件50和壳体12之间以及喷嘴组件50和导电嘴16之间延伸的环形流道58。

[0019]图2示出了焊接过程中焊接飞溅在喷嘴和导电嘴16上的典型堆积。知道飞溅会堆积并且对焊接质量不利。有时，为了清理导电嘴16和喷嘴组件50必须终止焊接过程，有时需要拆除和更换。

[0020]最好是用图1解释，保护气体的流动主要是顺着箭头76指示的多个路径，并且这种流动引起涡流事件78。这些涡流78在低气压区内发生，该低气压区通常存在于围绕导电嘴16的端面32的区域内。这些涡流78和低气压环境充当焊接飞溅的引子，并且使焊接飞溅能堆积在喷嘴组件50的内壁56上以及导电嘴16的端面32上，如图2所示。

[0021]最好用图3和4解释，在导电嘴16的圆柱体内设置辅助气流通道将改善保护气体的流动，这是通过减少导电嘴16的端面32处的涡流78并且最小化该处的任一低气压区事件，其在这之前已经引起了焊接飞溅的堆积。

[0022]特别地，图3和4具有与图1和2相同的附图标记，它们示出了多个辅助通道80，这些通道以围绕电极孔36的环形模式沿纵向贯穿导电嘴16的圆柱体。每个辅助通道80都在导电嘴16的端面32处具有开口端82。这些辅助通道80可以通过例如沿轴向贯穿导电嘴16钻孔的方式形成。如图3所示，这些辅助通道或孔80的上端与壳体12的气体进口60相连通，所以在图3的例子中，保护气体将在喷嘴组件50的内表面56与导电嘴16的外表面之间的环形通道58中流动，并且流过设在导电嘴16中的辅助通道80。因此，如图3的流动箭头所示，从辅助通道80出来的保护气体比图1的情况更靠近焊丝42，并且直接穿过导电嘴30的端面32，由此供应增压的保护气体从而消除图1中存在的低压区和涡流。通过避免低压区并且避免在低压区内循环的涡流78，实质上就降低了飞溅堆积并且因此就不需要经常中断焊接过程而清除焊接喷嘴50和导电嘴16的飞溅。

[0023]图5和6示出了本发明的另一实施例，其中，多个流动辅助通道90是切入导电嘴16的外表面30内的开口面通道。在图5和6的例子中，这些辅助通道90随着它们前进到导电嘴16的端面32而逐渐变深，并且由此成一角度从而朝电极孔36集中或会聚。每个辅助通道90都具有开口端92。辅助气流通道90成的角度将气体流动对准箭头94的方向，更靠近焊丝42。

[0024]本发明的上述描述实质上只是示例性的，并且因此其变形也在本发明的范围内，并且这些编写那个是本领域技术人员很容易想到的。例如，尽管图1示出的通道是平行于电极孔36延伸，但可以理解，图3中钻入导电嘴16的主体中的辅助通道80可以与图5和6的例子中的辅助通道90一样成一角度。而且，尽管图5示出的切入外表面30的通道90是成角度延伸的，但这些通道可以是切入导电嘴的外表面的平行通道，而没有朝着焊丝42成一角度。此外，可以理解和想到，围绕焊丝42的辅助通道的相对大小和数量可以随着消除低压区及其引起的涡流事件所需要的而进行变化。

[0025]尽管本文附图示出的例子中，保护气体是既与环形通道又与辅助通道相连通，也可以设计其它进口和连通装置来使环形气体通道和辅助气体通道连上保护气体罐。

[0026]因此，可以看出本发明提供了一种新的、改进的焊枪，其导电嘴有效减少了焊接飞溅的堆积并且由此提高了气体保护金属极电弧焊接过程的效率。

[0027]本发明的描述实质上只是示例性的，并且因此其变型也在本发明的范围内。

Claims

1、一种用于对工件进行气体保护金属极电弧焊的焊枪，包括：

焊枪壳体；

安装在壳体上且具有电极孔的导电嘴，焊丝穿过该电极孔供向工件；

安装在焊枪壳体上的喷嘴，并且所述喷嘴以一种与其间隔开的关系包围着导电嘴，从而在导电嘴和喷嘴之间限定出环形气体通道；

保护气体进口，保护气体由该保护气体进口进入环形气流通道中且流出喷嘴而流向工件；

以及多个辅助通道，其设在导电嘴中并且与保护气体进口相连通，所述辅助通道具有布置在导电嘴的电极孔周围的开口端以包围焊丝，由此保护气体流过喷嘴和导电嘴两者。

2、如权利要求1所述的焊枪，其特征在于由设在导电嘴中的多个孔形成的辅助通道。

3、如权利要求2所述的焊枪，其特征在于还包括平行于电极孔延伸的多个孔。

4、如权利要求2所述的焊枪，其特征在于还包括与电极孔成一角度延伸并且朝电极孔集中的多个孔。

5、如权利要求1所述的焊枪，其特征在于还包括呈圆柱形且具有外表面的导电嘴，并且辅助通道是在该外表面中的开口面通道。

6、如权利要求5所述的焊枪，其特征在于还包括平行于电极孔延伸的开口面通道。

7、如权利要求5所述的焊枪，其特征在于还包括成一角度延伸且朝电极孔集中的开口面通道。

8、一种用于气体保护金属极电弧焊枪的改进的导电嘴，所述焊枪具有围绕导电嘴的保护气体喷嘴，所述导电嘴包括：

金属圆柱形主体，其具有中心孔和圆柱形外表面，焊丝经由该中心孔供给，该圆柱形外表面与喷嘴间隔开从而与其限定出环形气流通道；

以及多个气流辅助通道，设在金属圆柱形主体中从而提供补充气流，从而有效避免导电嘴端部出现低压区和由此产生的飞溅堆积。

9、如权利要求1所述的焊枪，其特征在于还包括由设在导电嘴中的多个孔形成的辅助通道。

10、如权利要求2所述的焊枪，其特征在于还包括多个平行于电极孔延伸的孔。

11、如权利要求2所述的焊枪，其特征在于还包括与电极孔成一角度延伸并且朝电极孔集中的多个孔。

12、如权利要求1所述的焊枪，其特征在于还包括呈圆柱形且具有外表面的导电嘴，并且辅助通道是在该外表面中的开口面通道。

13、如权利要求5所述的焊枪，其特征在于还包括平行于电极孔延伸的开口面通道。

14、如权利要求5所述的焊枪，其特征在于还包括成一角度延伸且朝电极孔集中的开口面通道。

15、一种用于对工件进行气体保护金属极电弧焊的焊枪，包括：

焊枪壳体；

安装在壳体上且具有圆柱形外表面和端面的圆柱形导电嘴；

电极孔，其沿轴向穿过导电嘴且在其端面中具有开口，焊丝经由被引导朝向工件；

喷嘴，所述喷嘴以一种与其间隔开的关系包围着导电嘴，从而在导电嘴外表面和喷嘴之间限定出环形气体通道；

保护气体进口，保护气体由该保护气体进口进入环形气体通道中且流出喷嘴而流向工件；

以及多个辅助通道，其设在导电嘴中并且与保护气体进口相连通，所述辅助通道在导电嘴的端面中具有开口并且围绕电极孔；

由此保护气体流过喷嘴和导电嘴两者。

16、如权利要求15所述的焊枪，其特征在于还包括，所述辅助通道是在导电嘴中轴向延伸且平行于电极孔延伸的多个孔。

17、如权利要求15所述的焊枪，其特征在于还包括，所述辅助通道是设在导电嘴中且与电极孔成一角度延伸并且朝电极孔集中的多个孔。

18、如权利要求15所述的焊枪，其特征在于还包括，所述辅助通道是导电嘴外表面中的开口面通道。

19、如权利要求15所述的焊枪，其特征在于还包括，所述辅助通道是在导电嘴的外表面中轴向延伸的开口面通道，所述开口面通道具有围绕焊丝的开口下端。