CN102151963A - 一种用于气体熔池耦合活性tig焊的焊枪 - Google Patents

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Abstract

一种用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪，导电嘴(4)安装在导电嘴容置腔(a)内，其内安装钨极夹头(3)，外部设置一凸台(β)，螺套(1)的外壁与导电嘴(4)的内壁相连接，并将钨极(6)顶紧，螺套(1)的上部连接内层气体进气管；垫圈(2)套在螺套(1)的下部；钨极夹头(3)安装在导电嘴(4)的内部；钨极(6)固定在钨极夹头(3)内；内喷嘴(7)与导电嘴(4)的下端相连，外喷嘴(8)通过螺纹与枪体(5)的外部相连，外层进气管(11)安装在枪体(5)的侧壁上，通过侧壁上的通道导入气室；第一气筛(9)和第二气筛(10)分别固定在凸台(β)及枪体(5)内部的凸台(c)之间。

Description

一种用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪
技术领域
本发明涉及焊接装置。
背景技术
钨极氩弧焊，即TIG焊(Tungsten Inert Gas welding)，是现代工业制造中广泛采用的一种焊接方法，具有优良的焊接质量，但该方法也存在明显的局限性，即焊接熔深浅，单道焊接熔深一般在3mm以下，这在一定程度上制约了它的应用。以A-TIG焊(Activating flux TIG welding)为代表的活性焊接方法的提出，不但充分保留了钨极氩弧焊的优点，而且通过在常规TIG焊过程中引入活性元素可使熔深成倍增加，引起了国内外的广泛关注。活性焊接中，活性元素增加熔深的机理主要有两个，分别是电弧收缩和熔池金属表面张力温度系数改变。对于不锈钢、碳钢等铁合金材料，越来越多的研究表明，其主要机理是熔池金属表面张力系数改变。
根据活性元素的引入方式不同，现有的活性TIG焊接方法主要分为三种类型：第一种是在常规TIG焊前通过将含有活性元素O的活性剂涂敷在待焊焊道表面来引入活性元素O；第二种是通过活性保护气体二氧化碳或氧气引入活性元素O；第三种是兰州理工大学提出的电弧辅助活性TIG焊方法，通过在常规TIG焊前以活性混合气体作为保护气体，采用小电流钨极电弧预熔待焊焊道表面生成一层氧化层，起到活性剂的作用。虽然这三种方法均能使熔深显著增加，但在实际应用中，第一类方法需要针对不同的母材金属研制不同的活性剂，且生产中通常采用手工涂刷活性剂，这既增加了成本又降低了生产效率和工艺稳定性。第二类方法中，如果采用活性混合气体直接进行熔池保护，需要将混合气体中的活性组分二氧化碳或氧气的含量控制在0.1％--0.3％的很低范围内，这需要精密度很高的气体配比器，且存在钨极氧化现象，寿命缩短；如果采用内外两层气体进行焊接，外层是活性混合气体，引入活性元素O，增加熔深，内层是氦气，保护焊接熔池，防止钨极氧化。这种方法虽然不再需要将活性混合气体中的二氧化碳或氧气控制在很低含量，不需要高精度气体配比器，同时还防止了钨极氧化，但由于采用氦气进行熔池保护，焊接成本很高。第三类方法由于需要两个电弧，导致节能效果欠佳，还有可能使得设备投入增加或者生产效率低于第二种活性元素引入方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪。
本发明是一种用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪，有一枪体5，其上部的中心部位设置一导电嘴容置腔a，下部设置导入外层气体的气室b，导电嘴4安装在导电嘴容置腔a内，其内安装钨极夹头3，外部设置一凸台β，螺套1的外壁与导电嘴4的内壁相连接，并将钨极6顶紧，螺套1的上部连接内层气体进气管；垫圈2套在螺套1的下部；钨极夹头3安装在导电嘴4的内部；钨极6固定在钨极夹头3内；内喷嘴7与导电嘴4的下端相连，并将内外两层气体分开，内层气体由螺套1上的进气管路导入后进入导电嘴4，通过导电嘴4的下部均布的出气孔进入内喷嘴7，内喷嘴7的外部形状可以是向外有一小角度的倾斜，或是向内有一小角度的倾斜，亦或是直壁的；外喷嘴8通过螺纹与枪体5的外部相连，外层进气管11安装在枪体5的侧壁上，通过侧壁上的通道导入气室；第一气筛9和第二气筛10分别固定在凸台β及枪体5内部的凸台c之间。
本发明的有益之处为：
1、本发明将惰性保护气体与含元素N或含活性元素O的气体分别从两个不同的进气管路导入，然后通过内、外喷嘴实现分层流动。外层气体经枪体内部的气筛后，可实现层流流动。
2、本发明可方便有效地调节外层气体与熔池表面的耦合面积。
3、本发明中的内、外喷嘴更换方便。
4、本发明的冷却方式为水冷或气冷。
5、本发明结构简单紧凑，操作方便，可实现全自动化生产。
附图说明
图1为枪体内部结构示意图，其中a为导电嘴容置腔，用于放置导电嘴，b为气室，用于镇静外层气体，c为凸台，用于放置气筛。
图2为导电嘴示意图，其中β为凸台，用于放置气筛。
图3为本发明的整体结构示意图，附图标记及对应名称为：螺套1，垫圈2，钨极夹头3，导电嘴4，枪体5，钨极6，内喷嘴7，外喷嘴8，第一气筛9，第二气筛10，外层进气管11，水电系统12，绝缘套13。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明的用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪，有一枪体5，其上部的中心部位设置一导电嘴容置腔a，下部设置导入外层气体的气室b；导电嘴4安装在导电嘴容置腔a内，其内安装钨极夹头3，外部设置一凸台β，螺套1的其外壁与导电嘴4的内壁相连接，并将钨极6顶紧，螺套1的上部连接内层气体进气管；垫圈2套在螺套1的下部，防止导电嘴在枪体内上下移动；钨极夹头3安装导电嘴4的内部；钨极6固定在钨极夹头3内；内喷嘴7与导电嘴4的下端相连，并将内外两层气体分开，内层气体由螺套1上的进气管路导入后进入导电嘴4，通过导电嘴4的下部均布的出气孔进入内喷嘴7，内喷嘴7的外部形状可以是向外有一小角度的倾斜，或是向内有一小角度的倾斜，亦或是直壁的；外喷嘴8通过螺纹与枪体5的外部相连，其位置可以上下调节，并通过内喷嘴外壁特殊的形状及更换内喷嘴，可调节内外喷嘴之间的间隙，微调外层气体与熔池表面的耦合面积；外层进气管11设置在枪体5的侧壁上，通过侧壁上的通道导入气室；第一气筛9和第二气筛10分别固定在凸台β及枪体5内部的凸台c之间，其作用在于使外层气体均匀地流入外喷嘴8；枪体5的安装一绝缘套13。

Claims (2)

1.一种用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪，有一枪体(5)，其上部的中心部位设置一导电嘴容置腔(a)，下部设置导入外层气体的气室(b)，其特征在于导电嘴(4)安装在导电嘴容置腔(a)内，其内安装钨极夹头(3)，外部设置一凸台(β)，螺套(1)的外壁与导电嘴(4)的内壁相连接，并将钨极(6)顶紧，螺套(1)的上部连接内层气体进气管；垫圈(2)套在螺套(1)的下部；钨极夹头(3)安装在导电嘴(4)的内部；钨极(6)固定在钨极夹头(3)内；内喷嘴(7)与导电嘴(4)的下端相连，并将内外两层气体分开，内层气体由螺套(1)上的进气管路导入后进入导电嘴(4)，通过导电嘴(4)的下部均布的出气孔进入内喷嘴(7)，内喷嘴(7)的外部形状可以是向外有一小角度的倾斜，或是向内有一小角度的倾斜，亦或是直壁的；外喷嘴(8)通过螺纹与枪体(5)的外部相连，外层进气管(11)安装在枪体(5)的侧壁上，通过侧壁上的通道导入气室；第一气筛(9)和第二气筛(10)分别固定在凸台(β)及枪体(5)内部的凸台(c)之间。
2.根据权利要求1所述的用于气体熔池耦合活性TIG焊的焊枪，其特征在于枪体(5)的外部设置一绝缘套(13)。
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