CN101844267B - 长效导电嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长效导电嘴，导电嘴由瓷帽、导电内芯和尾座组成，瓷帽为空心结构，瓷帽的前端中心设有第一通孔，导电内芯设置在瓷帽内，瓷帽保护在导电内芯外部，导电内芯的尾部为连接部，连接部中心设有第二通孔，连接部的前表面上连接有两个对称放置的连接片，每个连接片的前端均连接有夹紧块，两个夹紧块组成夹头，连接部的后端上套有尾座，且尾座中设有第三通孔，瓷帽的后端套在尾座的前端上。本发明具有杜绝飞溅粘附、堵塞和起弧烧毁导电嘴现象，减少清理和更换导电嘴的时间、降低劳动强度、提高工效；电流稳定和出丝不摆动以及直接吹向电弧的二氧化碳气体，有利于提高产品质量，寿命提高8倍以上的优点。

Description

长效导电嘴

技术领域：

本发明涉及一种机械工业金属焊接用的导电嘴，特别是一种长效导电嘴。

背景技术：

自二氧化碳焊接技术运用多年以来，在导电嘴的使用过程中存在很多人们盼望解决的技术问题，有些问题甚至令人头痛，虽经众多改进，但由于二氧化碳导电嘴的工作环境恶劣和枪体的局限性，这些问题仍然未得到突破性进展和同时获得彻底有效的解决方案，如：

1.飞溅物易粘连堆积在焊嘴上，不但影响了二氧化碳气对电弧的保护，飞溅物堆积到一定程度就会与保护套相连，极易碰到电弧，引起短路烧毁导电嘴，使用防堵剂不但平添麻烦、增加成本，效果也不甚理想。为此，操作工必须频繁中断焊接作业进行清理。经大致统计，每天8小时工作时间，根据使用的焊接参数不同，需清理飞溅物约15-20次，十分麻烦，生产效率大受影响。

2.焊丝脱落的镀层或灰尘等杂物易堵塞导电嘴内孔，导致焊丝被卡住无法送丝，被迫中断焊接，拆下导电嘴进行疏通内孔或更换导电嘴，严重影响生产效率。

3.为了使焊丝能顺利通过焊嘴内孔，导电嘴的内孔直径必须加工得比焊丝直径大，这样就出现如下几个问题：第一，焊丝出丝时会产生不规律的晃动，特别是内孔磨损变大后，晃动幅度更大，增加了操作工控制运丝准确性的难度，影响焊接成形和焊缝质量；第二，焊丝与导电嘴内孔是松动接触，接触不良有时使新的导电嘴在刚一起弧时即烧毁，十分可惜，浪费严重；第三，接触不良造成电流不稳而影响焊接质量；第四，由于导电嘴内孔本身就比焊丝直径大，无法提供一定量的材料供其磨损，本身就无法拥有较长的寿命；另外，接触不良还造成焊丝与内孔产生电火花而烧蚀或产生熔物堆积(这种现象主要发生在导电嘴头部七毫米左右范围内)，一旦产生，将使导电不良现象进一步恶化或造成堵塞，严重影响导电嘴寿命。

4.由于导电嘴十分靠近焊接区，电弧和熔池的高温辐射，导电嘴在很高的温度下工作，使导电嘴材料的硬度和耐磨性急剧下降，这也是导电嘴无法拥有较长寿命的重要因素之一。

上述诸多问题是在焊接过程中是同时存在的，其中任何一个问题的存在，都会成为焊接过程中的麻烦、效率受影响、导电嘴浪费巨大。必须同时得到有效解决。

但多年以来，人们进行了很多努力和改进，如将内孔改为三角孔或多边孔，以减少堵塞和提高导电稳定性；如使用耐磨性和耐热性好的材料来提高导电嘴寿命；甚至考虑对导电嘴进行循环水冷等等。但由于二氧化碳导电嘴工作时的复杂性和枪体的局限性，上述问题均未同时得到有效的解决。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种能同时解决传统导电嘴存在的所有问题的、具有革命性的导电嘴：它不易粘飞溅；杜绝了内孔堵塞现象；电流稳定、电阻热低、焊丝出丝不摆动；有效提高焊接质量，并节约能源；价格低廉；同等材料下寿命延长8倍以上。并且还衍生出一项附加创新功能，即二氧化碳气体通过导电嘴内腔、环绕焊丝直接流向电弧，能有效降低导电嘴的温度以及更有效地对电弧提供保护。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种长效导电嘴，导电嘴由瓷帽、导电内芯和尾座组成，瓷帽为空心结构，瓷帽的前端中心轴向设有第一通孔，导电内芯设置在瓷帽内，瓷帽保护在导电内芯外部，导电内芯的尾部为连接部，连接部中心轴向贯穿设有第二通孔，连接部的前表面上连接有两个对称放置的自身具有弹力的连接片，每个连接片的前端均连接有夹紧块，两个夹紧块组成夹头，连接部的后端上套有尾座，且尾座中轴向贯穿设有第三通孔，瓷帽的后端套在尾座的前端上。

本发明的进一步改进在于：导电内芯的连接部与尾座之间、尾座与瓷帽之间均通过螺纹相连接。

本发明的进一步改进在于：两个夹紧块的相对的表面上设有凹槽。

本发明的进一步改进在于：导电内芯的尾部为连接部，连接部的前表面上连接有两个对称放置的自身具有弹力的连接片，两个连接片之间设有导向装置，导向装置的后表面与连接部的前表面相连接，连接部与导向装置的中心轴向设有第四通孔，每个连接片的前端均连接有夹紧块，两个夹紧块组成夹头。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、瓷帽本身可杜绝飞溅的粘附并可用来保护内芯免受飞溅粘附和高温的直接辐射，这样既无需停机清理飞溅物，提高了生产效率，也杜绝了短路烧毁焊嘴现象、避免导电内芯温度过度升高，充分发挥了内芯材料的物理机械性能，有效延长使用寿命。

2、导电内芯依靠自身弹性夹持焊丝强行导电，电阻热极低节约能源；焊丝出丝不摆动，降低操作工的焊接时的操作难度；电流极其稳定，有利于提高焊接质量，也避免了由于接触不良导致起弧时烧毁导电嘴的现象。由于内芯是弹性夹持焊丝，杜绝内孔堵塞现象，避免停机清理导电嘴内孔和更换导电嘴，提高了生产效率，节约了成本，同时导电内芯提供较多的磨损量供其磨损，采用同等的材料，而寿命却可延长8倍以上。

3、整个焊嘴内部形成的腔体可使约10％-15％的二氧化碳气体从导电嘴内部流过，可起到对整个焊嘴进行冷却和对电弧进行更好保护的作用，可降低整个导电嘴的温度和减少焊接缺陷的产生。这是本发明另一项附加创新功能。

4、瓷帽和尾座不易损坏，可重复使用，可有效节约材料，降低成本，另外，由于传统导电嘴加工费占整个导电嘴成本较少部分，其成本主要来自于材料费用，而本发明导电嘴损耗件内芯的重量仅约是传统导电嘴的1/6，寿命是传统导电嘴的8倍以上，可节约大量的贵重金属，经济效益和社会效益十分可观。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为本发明一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明二氧化碳气体和焊丝通过导电嘴内部的结构示意图；

图5为本发明中导电内芯的一种实施方式的结构示意图；

图6为焊丝穿过导电内芯另一种实施方式的结构示意图；

图7为导电内芯另一种实施方式弹性复原的结构示意图；

图中标号：1-瓷帽、2-尾座、3-第一通孔、4-连接部、5-第二通孔、6-连接片、7-夹紧块、8-第三通孔、9-凹槽、10-导向装置、11-第四通孔。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1和图2示出了本发明长效导电嘴的一种实施方式，导电嘴由瓷帽1、导电内芯和尾座2组成，瓷帽1为空心结构，瓷帽1的前端中心轴向设有第一通孔3，导电内芯设置在瓷帽1内，瓷帽1保护在导电内芯外部，导电内芯的尾部为连接部4，连接部4中心轴向贯穿设有第二通孔5，连接部4的前表面上连接有两个对称放置的自身具有弹力的连接片6，每个连接片6的前端均连接有夹紧块7，两个夹紧块7组成夹头，如图3所示，两个夹紧块7的相接触面上均设有相同的凹槽9，连接部4的后端上套有尾座2，且尾座2中轴向贯穿设有第三通孔8，第一通孔3、第二通孔5和第三通孔8的存在，可使部分气体从导电嘴内部通过，瓷帽1的后端套在尾座3的前端上。导电内芯的连接部4与尾座2之间、尾座2与瓷帽1之间均通过螺纹相连接。

瓷帽1由陶瓷或金属表面喷涂陶瓷或石墨等耐高温材料制成，它可杜绝飞溅物粘附并阻挡飞溅物粘附在导电内芯上，同时使整个导电嘴形成一个腔体，以限制10％-15％的二氧化碳气体从导电嘴内部流过；瓷帽1前壁中的第一通孔3供焊丝和二氧化碳气体通过，后端螺纹用以固定在尾座3上。两个夹紧块7上的凹槽9用以夹持焊丝；连接片6的壁厚适当，用以实现该处拥有合适弹力的弹性，两个连接片6之间存有间隙，此间隙的存在又同时实现了使整个内腔相通，用于通气，一举两得；如图3所示，采用塑性变形工艺使两个夹紧块7的头部合拢，当焊丝从两个夹紧块7中通过时，两个夹紧块7被撑开，依靠连接片6的弹性夹持焊丝、强行导电、提供磨损量供其磨损，即使磨损至端部的槽缝合拢，此时的孔径与焊丝直径相同，不像传统导电嘴孔径大于焊丝，所以寿命仍高于传统导电嘴。尾座3前端加工内外两个螺纹，用以安装瓷帽1和导电内芯，后端加工外螺纹与焊枪相匹配，中间钻有第三通孔8，用以通过焊丝和二氧化碳气体，如图4所示。

导电内芯的特性亦可单独用于其它类型的焊接技术中。如图4即为本发明中导电内芯的另一种实施方式的结构示意图，导电内芯的尾部为连接部4，连接部4的前表面上连接有两个对称放置的自身具有弹力的连接片6，两个连接片6之间设有导向装置10，导向装置10的后表面与连接部4的前表面相连接，连接部4与导向装置10的中心轴向设有第四通孔11，第四通孔11的直径与焊丝的直径相同，每个连接片6的前端均连接有夹紧块7，两个夹紧块7组成夹头，它可用于其他很多无飞溅和无需气体保护的焊接场所，由于无需考虑气体保护和飞溅物的问题，所以结构相对简单，现以埋弧自动焊导电嘴为例：

传统埋弧自动焊导电嘴内孔直径同样也大于焊丝直径，如此同样会有接触不良，电流不稳，经常发生起弧时便烧毁导电嘴的现象，多数导电嘴都会因发热而变色，当超过了导电嘴材料的软化温度时，硬度和耐磨性能将急剧下降，无法拥有较长的寿命。埋弧焊嘴的寿命长短的意义不仅在于节约导电嘴成本和大量的贵重金属，更重大的意义在于生产过程中的成本，特别是需要探伤的大型部件。焊嘴寿命短意味着焊缝的接头多，而接头处一般是自动焊最易产生缺陷的部位，有时一条较长的焊缝需要更换数个导电嘴，一个缺陷如要返修，就意味着需要进行再次来回吊装、挑缝、焊接和拍片。每个过程均需时间、人力和物资资源的成本，这些成本的集合可能是成千上万元，是几个导电嘴的费用所无法比拟的。

在本实施案例图5中，这种结构的导电内芯就直接用在埋弧自动焊接中，从导电内芯前端沿轴向用线切割或其他加工方法开一个近似于“Y”形的槽，内孔由后端钻至一定深度，无需钻通，在割“Y”形槽时顺便割通，后端加工与焊接设备相匹配的螺纹。如图6所示，当焊丝穿过时，前端弹性变形被撑开，前端的两个平面在弹力的作用下夹紧焊丝强制导电，导电极其可靠，绝无经常发生的起弧时就烧毁导电内芯的现象；导电内芯存在两对斜面，斜度较大的斜面是为了便于焊丝的顺利穿过，斜度较小的斜面是为了端部被焊丝撑开后平面与焊丝基本吻合；由于埋弧焊丝直径较大、坚挺度高，所以，内孔正好作为焊丝导向孔，限制焊丝跑偏，二者巧妙的结合，结构极其简单。使用该导电嘴的无需改造原有设备，使用过程中也无需对导电嘴作任何干涉，无需改变操作习惯，极其方便。如图7所示，虽然导电内芯的前端与焊丝接触的中心部分不断磨损，但在弹性作用下，导电内芯前端始终夹住焊丝，直至供磨损的材料用尽，导电内芯弹性部分复原，但此时的导电内芯的寿命仍不亚于传统导电嘴。试验数据表明，导电性极佳，电阻热低(导电嘴甚至可以用手触摸)，节约能源，电流稳定，焊缝更加平滑饱满，焊缝质量更好，同等材料下，寿命是传统导电嘴的8-10倍以上。

Claims (4)

1.一种长效导电嘴，其特征在于：所述导电嘴由瓷帽(1)、导电内芯和尾座(2)组成，所述瓷帽(1)为空心结构，所述瓷帽(1)的前端中心轴向设有第一通孔(3)，所述导电内芯设置在所述瓷帽(1)内，所述瓷帽(1)保护在所述导电内芯外部，所述导电内芯的尾部为连接部(4)，所述连接部(4)中心轴向贯穿设有第二通孔(5)，所述连接部(4)的前表面上连接有两个对称设置的自身具有弹力的连接片(6)，每个所述连接片(6)的前端均连接有夹紧块(7)，两个所述夹紧块(7)组成夹头，所述连接部(4)的后端上套有所述尾座(2)，且所述尾座(2)中轴向贯穿设有第三通孔(8)，所述瓷帽(1)的后端套在所述尾座(3)的前端上。

2.根据权利要求1所述长效导电嘴，其特征在于：所述导电内芯的连接部(4)与所述尾座(2)之间、所述尾座(2)与所述瓷帽(1)之间均通过螺纹相连接。

3.根据权利要求1或2所述长效导电嘴，其特征在于：两个所述夹紧块(7)的相对面上设有凹槽(9)。

4.根据权利要求3所述长效导电嘴，其特征在于：所述导电内芯的尾部为连接部(4)，所述连接部(4)的前表面上连接有两个对称放置的自身具有弹力的连接片(6)，两个所述连接片(6)之间设有导向装置(10)，所述导向装置(10)的后表面与所述连接部(4)的前表面相连接，所述连接部(4)与所述导向装置(10)的中心轴向设有第四通孔(11)，每个所述连接片(6)的前端均连接有夹紧块(7)，两个所述夹紧块(7)组成夹头。

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