CN102069279A - 窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪 - Google Patents

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Abstract

一种解决传统焊枪存在的问题的用于焊接厚截面的窄槽GMAW焊枪。一个主体部分包括具有电气、进给焊丝、水冷装置、保护气体连接件的电源模块和一个接触尖端。绝缘体连接到主体部分，并且具有一个主气体保护出口。被连接到绝缘体气体保护装置，在它们之间限定出一个作为第二气体保护装置的环面。绝缘体中的一个气体分流出口将保护气体传送到环面。连接到电源模块的接触尖端被设计为接收并控制进给焊丝的弯曲。

Description

窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪
技术领域
本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种窄槽气体保护金属极电弧焊。
背景技术
商用的窄槽厚截面气体保护金属极电弧焊(GMAW，又称熔化极气体保护焊)的焊枪采用一个伸长的具有用来传送焊丝的圆柱形孔的接触尖端。现有多种用于窄槽GMAW的接触尖端，然而它们都采用了相同的圆柱形孔的设计。还有，为了提供接触尖端实施焊接所需的合适的工作间距，接触尖端必须充分地延伸超过喷嘴。这种焊枪的配置具有如下问题。
无法控制焊丝的熔铸平面(cast plane)的方向以保持焊丝在焊缝处的精确位置。传统的焊枪使用笔直的钻有圆柱形孔的接触尖端。而且，完全或者持续弄直焊丝是很困难的。因此，使用传统的焊接接触尖端，焊丝将通过弯曲(焊丝的弯曲)而伸出接触尖端的端部。由于笔直的圆柱形接触尖端设计，导致脱落平面的方向(焊丝脱离接触尖端的方向)改变。结果焊丝端部的位置会在焊接时变动，在焊接又深又窄的焊槽时，这是一个显著的问题。
如果使用弄直的焊丝，会导致接触尖端与焊丝之间的电接触不是持续的。焊丝确实需要一些弯曲(cast)以保证与铜接触尖端的电接触。由于焊丝的弯曲和熔铸平面的方向会变动，电接触点也会改变。这种不希望有的状况会增加接触尖端的磨损。电接触点的改变会导致焊弧特性的改变，这是一种不希望有的焊接反应。
由于伸长的接触尖端结构的散热性能较差，从而降低了耐磨性。为了焊接深的窄槽而使用了一个伸长的圆柱形接触尖端的当前焊枪，在接触尖端的出口处具有一个非常薄的薄壁设计。由于这种薄壁设计的热传导性差，这些焊接接触尖端不能很好地冷却接触尖端的端部。结果，接触尖端变得比期望的更热，从而降低了耐磨性能。差的耐磨性能导致了需要频繁更换接触尖端。
由于喷嘴接近于接触尖端的端部，从而浪费了保护气体。当前的使用圆柱形喷嘴设计的焊枪迫使喷嘴位于标准自动管焊接槽的外部，结果，大部分的保护气体从管道的边上散失，而且没有起到保护焊接的作用。这使得需要使用更高的气体流动率以补偿输送额外的气体到焊点处。
在普通的焊槽(非窄槽设计)中，焊丝的位置精度不是关键性的。然而在窄槽焊接中，焊丝在焊缝中的位置对于焊接质量来说是关键性的。
发明内容
本发明提供了一种新设计的用于厚截面焊接的窄槽GMAW焊枪，其克服了现有焊枪存在的问题。主体部分具有带有电气、焊丝、水冷装置和保护气体连接件的电源模块以及一个接触尖端。绝缘体连接到电源模块上。气体保护装置连接到绝缘体上，从而在它们之间限定出一个作为第二气体保护装置的环面。在绝缘体中的气体分流出口将保护气体传送到环面。连接到电源模块的接触尖端被设计为接收并控制进给焊丝的弯曲。
各种构成本发明特征的具有新颖性的特征将在所附的权利要求书中记载，并构成本发明的一部分。为了更好地理解本发明，以及通过其使用能够得到的操作优点，以下将结合附图及描述，构成了本发明的一部分，其中一个优选实施例将被举例说明。
附图说明
作为本说明书的一部分，在附图中所使用的附图标记与说明书中相似或相应部件的附图标记相同。
图1是本发明的一个透视图。
图2是本发明焊接接触尖端的一个放大图。
图3举例说明了本发明在一个工件中的操作位置
具体实施方式
本发明在图1和图2中总地以数字10表示。改进的窄槽焊枪大致包含一个焊枪主体12、模制绝缘体14、主气体保护装置16、接触尖端18、进给焊丝20、第二气体保护装置22。
焊枪主体12由两块底板13围绕，所述底板13围绕着适当的连接件和形成主体的结构而被紧固在一起。如图2所示，两个用水冷却的电源模块24彼此相邻地放置。每个电源模块24包括一个主气体保护装置16(也指横向气体保护腔)、接触尖端18，以及用于电源和保护气体的适当的连接件。
每个电源模块24包括一个用水冷却的电源线26、进给焊丝、侧保护气体导管27，以及回水软管28。一个中心保护气体导管30被放置于电源模块24之间。焊枪主体12可根据将要焊接的工件而改变大小和形状。
模制绝缘体14(绝缘笼)具有两个矩形的用来紧密地接收电源模块24的通道，以及一个圆形的用来接收中央保护气体导管30的通道。绝缘体14通过螺丝34连接到电源模块24。
第二气体保护装置22紧密地安装在绝缘体14上，并且具有一个具有比第二气体保护装置22的主要部分更小的厚度的下降部36(stepped down portion)。绝缘体14上的O形环23能够使其与第二气体保护装置22之间保持密封以防止保护气体逃逸，并且在适当的位置支撑第二气体保护装置22。具有用来接收O形环23的互补沟槽被分别设置绝缘体14和第二气体保护装置22上。下降部36为叶片状，其尺寸被设定为适合于进入将要被焊接在一起的工件之间的间隙中。绝缘体14和第二气体保护装置22之间的环面有助于焊接操作中的保护气体的保持。
每个电源模块24上都装有一个接触尖端18，以使得各接触尖端是相互分离但却相互面对的。接触尖端18被连接到穿过电源线26提供的的电线上，以便在操作时产生焊弧。接触尖端18相对的内边缘被设计为合适的大小以用于接收和保持进给焊丝20，并被弯曲成能够迫使进给焊丝20始终与接触尖端18接触。为了保持进给焊丝20与接触尖端18的始终接触，优选接触尖端上的曲线半径小于进给焊丝20的自然半径。虽然图中示出了具有两个接触尖端和进给焊丝，但是可以理解的是其仅为示意目的，在合适的焊接条件下，仅使用一个接触尖端和进给焊丝也是可以的。
在操作时，如图3所示，接触尖端18被插入将要被焊接在一起的工件38之间，然后焊接开始。气体通过主气体保护装置16、第二气体保护装置22和绝缘体14之间的环面中的保护气体分流器32的分配，进给焊丝20的添加、焊弧的电控制、焊枪10的移动都以常规的方式完成，以实现工件38之间的所需要的焊缝。如果需要可以使用两种不同的保护气体。
相对于现有技术中的焊枪，本发明具有如下多个优势。
本发明改进了焊丝在焊接时的位置控制。
本发明提供了改进了焊丝与接触尖端之间持续的电接触。
本发明提供了改进的接触尖端的磨损寿命。与以前使用的接触尖端相比，这种接触尖端18的尺寸和形状允许在接触尖端中使用更多数量的铜。增多的铜提升了热传导性，使得接触尖端保持更低的温度，并且提升了磨损特性。
本发明提供了焊池处更好的气体保护。
第二气体保护装置22的一个优点在于其允许使用两种不同的保护气体。由于保护气体对于持续的、高质量的焊接来说是很关键的，因此它们会很贵。上述创造性的设计允许在主气体保护装置16中使用更关键、贵的保护气体，而在绝缘体14与第二气体保护装置22之间的环面中直接导入使用第二种不那么贵的气体。
虽然本发明具体的实施例和/或细节已经在上文中进行了展示和描述，以对本发明原理的应用进行举例说明，但是可以理解的是，在不脱离这些原理的情形下，本发明可以按照在权利要求书中更加充分地描述的方式实施，或者按照其他本领域技术人员知道的方式(包括任何的等同方式)实施。

Claims (5)

1.一种窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪，包括：
a.电源模块，所述电源模块具有电气、进给焊丝、水冷装置和保护气体连接件；
b.连接到电源模块的绝缘体；
c.连接到绝缘体的气体保护装置，其在气体保护装置与绝缘体之间限定出一个环面；
d.连接到电源模块的接触尖端，其接收并控制进给焊丝的弯曲；
e.在绝缘体上的保护气体分流器。
2.如权利要求1所述的窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪，其特征在于，接触尖端与进给焊丝接触的部分的弯曲半径小于进给焊丝的自然半径。
3.如权利要求1所述的窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪，其特征在于，还包含了一个在绝缘体中的保护气体出口，以使得保护气体在由模塑的绝缘体与气体保护装置之间所限定的环面中被输送。
4.如权利要求1所述的窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪，其特征在于，接触尖端用铜制成。
5.一种窄槽气体保护金属极电弧焊的焊枪，包括：
a.电源模块，所述电源模块具有电气、进给焊丝、水冷装置和保护气体连接件；
b.连接到主体部分的绝缘体，所述绝缘体具有一个保护气体的出口；
c.连接到绝缘体的气体保护装置，其在气体保护装置与绝缘体之间限定出一个环面；
d.在绝缘体上的气体分流出口，其用来在绝缘体和连接到绝缘体的气体保护装置之间所限定的环面中输送气体；
e.连接到电源模块的接触尖端，其接收并控制进给焊丝的弯曲，接触尖端与焊丝接触的部分的弯曲半径小于焊丝的自然半径；以及
f.在绝缘体上的气体分流出口。
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