CN102000907B - 一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接技术类，具体是指一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：枪体的枪柄、减速箱、枪管主体连接成为枪体的不动体；枪管主体中心有轴孔，在夹持区、导轨区、连接区有四个连通的轨道槽，四个轨道槽按“十”字分布，两组轨道槽中心面的夹角为90°，电机通过减速箱由左、右曲柄连杆机构及左、右双柱双向连接件分别连接轨道槽中的四个船形载体。本发明采用了上述结构与构件，两对船型载体在作立体往复运动时，安装在其前部的导电体与电触头可以互相超越，从而使焊条在焊枪的导电点与施焊端的平均距离大大缩小，使其成为高能量大电流焊枪，体积小，结构紧凑，可靠性好，实用性强。

Description

一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪

技术领域

本发明属于焊接技术类，具体是指一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪。

背景技术

CCE(Continous Coated Electrode)现一般用来表达“连续涂层焊条的焊接系统”，是一个庞大的系统工程，它的核心是连续涂层焊条(以下称CCE焊条)及施焊工具(以下称焊枪)的制造。

CCE焊条是指中间为焊丝，外面覆盖药皮涂层，长度＞500mm，其上均匀分布着导电槽(即该处无药皮涂层)，它的导电方式是通过导电槽直接导电，从而可使导电点与施焊端的距离非常小，以获得高电流密度、高能量的焊接。

焊枪的作用是导电与送丝。导电是给CCE焊条供电，保持连续的大电流密度的焊接电流，送丝是使CCE焊条以合适的速度送向焊接端，保持连续电弧，使焊接连续进行。

发明名称为“一种用于短节距连续涂层焊条的焊枪”的中国专利(专利号：ZL2005100619582)和名称为“多功能高电密涂层焊条焊枪”的美国专利(专利号US7115836)都公开了CCE焊枪，这两种专利在焊接时，若设焊条在焊枪的导电点与施焊端的平均距离为L，而焊条的节距(导电槽间隔距离)为l，上述两专利在实施时，前者有L≥5l，而后者(下简称“180°往复式焊枪)也有L＞3l。这两种焊枪由于L较之于l较大，因此，提高焊接电流密度还有空间。

发明内容

本发明的目的是针对上述两项专利的不足，提供体积较“180°往复式焊枪”大为缩小，结构紧凑，可靠性更好的立体往复式的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪。

本发明的技术方案如下：

一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，包括枪体、调速控制器、手控引弧开关、CCE焊条的转盘支架(有些焊枪可以无此转盘支架)、外壳，其特征在于：枪体包括枪柄(含母线端子)、电机、减速箱、两个曲柄连杆机构、左右双柱双向连接件、四个送丝输电总成、枪管主体，枪柄、减速箱体、枪管主体连接成为枪体的主要不动件，枪管主体中心有轴孔，CCE焊条在此轴孔中前进施焊，沿轴线分为头部、夹持区、导轨区、连接区、箱体区五部分，在夹持区、导轨区、连接区有四个连通的轨道槽，四个轨道槽按“十”字分布，“十”字中心即为枪管主体的轴孔中心，两组轨道槽中心面的夹角为90°，即相对二轨道槽中心面在一个平面上，相邻二轨道槽中心面互相垂直；

送丝输电总成包括二个或多个电触头、导电体、夹紧轴承滚针、定心轴、松开轴承滚针、摆动体、固定档板、磁钢、扭簧、船形载体，磁钢由固定挡板固定在枪管主体或船形载体上，磁钢位于摆动体的尾部上方，夹紧轴承滚针和松开轴承滚针固定在枪管主体上，摆动体通过定心轴与船形载体相连，电触头固定在导电体上，导电体用T型导轨连结在船形载体前端，摆动体头部的曲面球体伸进导电体的曲面型腔，扭簧固定在船形载体上，另一端在摆动体尾端；

电机通过减速箱由相位差180°的左、右曲柄连杆机构及左、右双柱双向连接件分别连接轨道槽中的四个船形载体。

本发明电机通过减速箱将动力输给相位差为180°的左、右曲柄连杆机构，再借助左、右双柱双向连接件，带动四个在导轨槽中的船形载体作往复运动，并且相对的两个船形载体总是同步向前或向后运动，而相邻的两对船形载体，运动总是相反的，即一对向前，另一对向后，当船形载体向前运动时，能迫使其前端的导电体向枪管主体轴线运动，也即电触头夹紧CCE焊条。反之，船形载体向后运动时，迫使导电体离轴线而去，即使电触头松开CCE焊条。所以，当相对的两船形载体向前运动时，一对电触头就夹紧CCE焊条的导电槽，带动焊条前进，同时完成送电。当该对电触头松开焊条后退时，相邻那对送丝输电总成的电触头又夹紧CCE焊条的导电槽前进了，这样就完成的连续不断的送丝输电，以保证连续的施焊电弧。

本发明摆动体的转动可迫使导电体相对船形载体作上、下移动，二个或多个电触头固定在导电体下方，电触头的间距为CCE焊条的节距l的整数倍。在垂直船形载体轴线的截面上，触头及与之相连的导电体的截面形状为一个倒梯形，原则是当一对电触头夹紧焊条向前运动，不会碰到另一对松开向后运动的电触头和导电体。松开轴承滚针、夹紧轴承滚针装在枪管主体上。船形载体向前运动时摆动体尾端上沿与磁钢保持在0.1mm左右的间隙(无接触即可)。摆动体通过定心轴安装在船形载体中，故摆动体可以绕定心轴摆动。当摆动体受到一个逆时针力矩时，作逆时针转动，导电体向下运动，反之摆动体受到一个顺时针力矩时，导电体向上运动。摆动体尾端始终受到扭簧的扭力矩(顺时针方向)与磁钢对摆动体的磁力矩(逆时针方向)的合力矩作用。摆动体上沿在定心孔中心的两旁的适当的地方有两个微小凸起，使得在船形载体作往复运动时，微小凸起触碰到松开(夹紧)轴承滚针，以让摆动体得到一个微小转动。运用磁钢磁力的非线性特性，控制摆动体的转动，船形载体向前运动时，摆动体受到的磁力矩远大于扭力矩，即合力矩为逆时针方向，从而使导电体通过触头，紧紧夹紧CCE焊条，使焊条与船形载体作同样的向前运动。当摆动体后面的微小凸起碰到松开轴承滚针时，迫使摆动体顺时针方向微微转动，使尾端与磁钢的距离增大，合力矩迅速变为顺时针方向，摆动体顺时针转到最大限度，使触头松开，并且在整个后退过程中，一直保持松开状态，直到摆动体前面的微小凸起碰到夹紧轴承滚针时，迫使摆动体逆时针方向微微转动，使尾端向磁钢靠拢，受到的合力矩迅速变为逆时针方向，摆动体逆时针转动，使触头夹紧CCE焊条，并在前进过程中一直保持夹紧状态。由于导电体与船形载体能有相对移动，因此将导电体拆卸下来极为方便，在使用中为维护、更换触头带来极大的便利。

本发明的左右曲柄连杆机构，包括左右偏心齿轮、左右S形连杆。左、右偏心齿轮安装在减速箱体上，偏心距为CCE焊条的节距的一半，减速箱两输出齿轮分别与它们啮合。左、右偏心齿轮安装相位差180°，从而使左、右S形连杆运动相位差180°，即一个连杆向前运动，另一个连杆向后运动。S形连杆能使枪体体积得到较大的缩小。

本发明的左、右双柱双向连接杆，它们一头与S形连杆相连，另一头同时与两个相对的送丝输电总成中的船形载体相连。从而将在一个平面上的两曲柄连杆运动，转化成在两个互相垂直平面中的四个船形载体的往复运动，并且相对的两个船形载体运动一致。

本发明的枪管主体安装在减速箱体上，枪管主体轴孔起着导丝管的作用，头部为整个焊枪的头部，在焊接时起到定位与防护作用；夹持区有与导轨区、连接区连通的轨道槽，但中间部分畅通，提供导电体的活动空间，以便电触头夹持CCE焊条；导轨区即为船形载体提供主要轨道长度，且在垂直轨道槽的截面上，四条导轨槽的中心面分布在两个相互垂直的平面上，连接区是将枪管主体定位连接到减速箱体上；箱体区除起连接作用外，还起到导向与保护CCE焊条的作用。

本发明采用了上述结构与构件，两对船型载体在作立体往复运动时，安装在其前部的导电体与电触头可以互相超越，从而使焊条在焊枪的导电点与施焊端的平均距离大大缩小，使其成为高能量大电流焊枪，体积小，结构紧凑，可靠性好，实用性强。

附图说明：

图1为本发明主视图(局部剖面)。

图2为图1的N-N局部剖面图。

图3为送丝输电总成结构示意图。

图4为图3的M-M剖面图(放大)。

图5为相邻的两对导电体在运动中相遇时的截面示意图。

图6为枪管主体示意图。

图7为图6的A-A剖面图。

图8为图6的B-B剖面图。

图9为图6的C-C剖面图。

图10为图6的D-D剖面图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明实施例作详细阐述。

如图1、2所示，一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，包括枪管主体1、送丝输电总成2、右双向双柱连接件3、减速箱4、CCE焊条转盘支架5、枪柄(含母线端子)6、电机7、左双向双柱连接件8、右S形连杆9、左S形连杆10、二个偏心齿轮11。其中枪管主体1与枪柄6都与减速箱4相连接，电机7装在枪柄6内直接与减速箱4的输入端相连。枪管主体1结构如图6所示，其中心有一个轴孔贯穿，轴孔起着导丝管作用。该零件依次分为头部、夹持区(图7所示)、导轨区(图8所示)、连接区(图9所示)、箱体区(图10所示)，夹持区、导轨区、连接区都在0°、90°、180°、270°处设置了连通的轨道槽，四个船形载体21在此四条轨道槽中作往复运动，朝四个船形载体21看，它们的运动是分布在立体空间的，而不是分布在单一平面上的(如图4所示)。

如图3所示，送丝输电总成2包括电触头12、导电体13、夹紧轴承滚针14、定心轴15、松开轴承滚针16、摆动体17、固定档板18、磁钢19、扭簧20、船形载体21。其中磁钢19通过固定挡板18固定在枪管主体1上，且位于摆动体17的尾部上方。夹紧与松开轴承滚针14、16也固定在枪管主体1上。定心轴15和扭簧20固定装在船形载体21上。摆动体17借助定心轴15与船形载体21相连。电触头12装在导电体13上。导电体13借助T形导轨连接在船形载体21前端，且摆动体17的前端的曲面球头伸进导电体13的曲面型腔中。因此，摆动体17相对船形载体21绕定心轴15摆动，摆动体17的转动又可以使导电体13作上、下运动(相对船形载体21)，显然也使电触头12作上、下运动。摆动体17上沿在定心孔两旁合适位置设有二个微小凸起，当摆动体17向前运动时，后面的微小凸起碰触到松开轴承滚针16，迫使摆动体17相对船形载体21作顺时针方向转动，从而带动导电体13和电触头12向上运动，即电触头松开焊条。反之，当摆动体17向后运动时，前面的微小凸起会碰触到夹紧轴承滚针14，迫使摆动体17作逆时针转动，从而带动导电体13和电触头12向下运动，即电触头夹紧焊条。

本发明电触头12与导电体的截面形状设计成倒梯形，保证相邻的两对船形载体相向运动时，它们不发生碰撞(如图5所示)。

本发明电机7通过减速箱4减速后用一对齿轮(未画出)输出，两偏心齿轮11以相位差180°与上述输出齿轮分别啮合，两偏心齿轮11分别与左S形连杆10、右S形连杆9组成二个曲柄连杆机构，这二个连杆运动相位也差180°，即一个前进时，另一个后退。二个连杆分别与左双向双柱连接件8及右双向双柱连接件3连接，由它们分别带动互相垂直的两个平面上的两对船形载体21作相位差180°的往复运动，从而使一对电触头夹紧CCE焊条22前进时，另一对电触头松开并退回，如此不断重复，将放在转盘支架5上的CCE焊条22连续送向施焊端，以实行高能量大电流的连续焊接。

Claims (7)

1.一种用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，包括枪体、调速控制器、手控引弧开关、焊条转盘支架，其特征在于：枪体包括枪柄、电机、减速箱、枪管主体、四个送丝输电总成、左右曲柄连杆机构、左右双柱双向连接件，其中枪柄、减速箱、枪管主体连接成为枪体的不动体；枪管主体中心有轴孔，沿轴线分为头部、夹持区、导轨区、连接区、箱体区五部分，在夹持区、导轨区、连接区有四个连通的轨道槽，四个轨道槽按“十”字分布，两组轨道槽中心面的夹角为90°，即相对二轨道槽中心面在一个平面上，相邻二轨道槽中心面互相垂直；

送丝输电总成包括二个或多个电触头、导电体、夹紧轴承滚针、定心轴、松开轴承滚针、摆动体、固定档板、磁钢、扭簧、船形载体，磁钢由固定挡板固定，磁钢位于摆动体的尾部上方，夹紧轴承滚针和松开轴承滚针固定在枪管主体上，摆动体通过定心轴与船形载体相连，电触头固定在导电体上，导电体用T型导轨连接在船形载体前端，摆动体头部的曲面球体伸进导电体的曲面型腔，扭簧固定在船形载体上，另一端在摆动体尾端；

电机通过减速箱由相位差180°的左、右曲柄连杆机构及左、右双柱双向连接件分别连接轨道槽中的四个船形载体。

2.根据权利要求1所述的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：所述左、右曲柄连杆机构包括两个偏心齿轮、左S形连杆和右S形连杆，两个偏心齿轮以相位差180°与减速箱的一对输出齿轮啮合，两个偏心齿轮各自与左、右S形连杆相连，偏心齿轮偏心距为CCE焊条的节距的一半；左双柱双向连接件一头与左S形连杆连接，另一头与处于同一平面的两个船形载体连接，右双柱双向连接件一头与右S形连杆连接，另一头与处于与上述平面垂直位置的两个船形载体连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：所述摆动体为铁磁材料制成，其上沿在定心孔中心的两边有微小凸起。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：电触头的间距为CCE焊条的节距的整数倍，在垂直船形载体轴线的截面上，电触头及与之相连的导电体的截面形状为一个倒梯形。

5.根据权利要求1所述的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：所述磁钢由固定挡板固定在船形载体上。

6.根据权利要求1所述的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：所述磁钢由固定挡板固定在枪管主体上。

7.根据权利要求2所述的用于短节距连续涂层焊条的高能量大电流焊枪，其特征在于：所述左、右S形连杆是指连杆两端杆长的轴线不在一条直线上。

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