CN102151964B - 钨极氩弧焊焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钨极氩弧焊焊枪，包括中空的壳体(2)、水冷体(4)、过滤网(8)、以及插接于过滤网(8)且伸出壳体(2)的透明的喷嘴(1)；壳体(2)与水冷体(4)之间形成供保护气体流通的气腔(3)，保护气体进入气腔(3)后经由过滤网(8)进入喷嘴(1)；还包括钨极(11)，钨极(11)的一端部伸出喷嘴(1)，另一端部穿过过滤网(8)固定在水冷体(4)上。本发明喷嘴插接设置在过滤网上，实现喷嘴与壳体的可拆卸安装，便于喷嘴的维修和更换；喷嘴采用的透明材料，具有良好透光性，焊接过程中能够精确观察喷嘴内部，实现自动化焊接；对于厚壁容器等焊接难度较大的构件来说，电弧稳定，保证焊接接头质量。

Description

钨极氩弧焊焊枪

技术领域

本发明涉及焊接领域，更具体地说，涉及一种钨极氩弧焊焊枪。

背景技术

钨极氩弧焊适用于小型构件和薄壁材料的焊接，其特点是电弧稳定，熔池易于控制，广泛应用于精密焊接及高温高压构件焊接中。现有技术中钨极氩弧焊焊枪喷嘴采用的陶瓷材料透光性低或不具有透光性，导致焊接过程中只能从狭小角度或有限方位观察内部的电弧及熔池，由于不能够准确观察喷嘴内部，导致自动化焊接难度较大。进一步地，对于厚壁容器等焊接难度较大的构件来说，环向或纵向焊缝间隙窄、深度大且空间有限，焊接过程中电弧不稳定，容易出现观察盲区、气体保护不充分、侧壁未熔合等缺陷，无法发挥钨极氩弧焊电弧稳定和熔池成型良好的优势，焊接接头质量难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中钨极氩弧焊焊枪在焊接过程中容易出现观察盲区，导致未熔合的缺陷，提供一种钨极氩弧焊焊枪，能够很好解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种钨极氩弧焊焊枪，其包括中空的壳体、套设在所述壳体内的水冷体、固定在所述壳体一端部的过滤网、以及插接于所述过滤网且伸出所述壳体的透明的喷嘴；所述壳体与所述水冷体之间形成供保护气体流通的气腔，所述保护气体进入所述气腔后经由所述过滤网进入喷嘴；还包括穿设于所述喷嘴的钨极，所述钨极的一端部伸出所述喷嘴，另一端部穿过所述过滤网固定在所述水冷体上。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，所述水冷体呈U型。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，还包括用于调节所述钨极位置的螺杆，所述水冷体上固定设置有连接套筒，所述螺杆伸入所述连接套筒内且与所述连接套筒的内壁螺纹配合。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，还包括内置于所述连接套筒内的夹具，所述夹具与所述连接套筒间隙配合；所述夹具呈圆筒状，所述钨极伸入且固定在所述夹具的一端，所述螺杆伸入且固定在所述夹具的另一端；通过所述螺杆的运动通过所述夹具与所述钨极的运动，从而调整钨极伸出的长度。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，所述连接套筒为绝缘体。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，还包括电器组件，所述电器组件接线座、导电线、以及电极，所述接线座设置在所述连接套筒内且与所述钨极电连接。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，还包括用于固定所述喷嘴的锁环，所述锁环呈环状，其外圆周面上设置有与所述壳体内壁配合的螺纹，其内圆周面与所述喷嘴贴合。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，所述锁环的内圆周面与所述喷嘴外壁之间设置有环状的密封垫。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，所述喷嘴呈回转体形，由相同的两部分拼接形成。

本发明一种钨极氩弧焊焊枪，优选的，所述喷嘴的横截面可以为圆形、椭圆形、方形、棱形、或其他多边形。

本发明可达到以下有益效果：喷嘴插接设置在过滤网上，实现喷嘴与壳体的可拆卸安装，便于喷嘴的维修和更换；喷嘴采用的透明材料，具有良好透光性，焊接过程中能够精确观察喷嘴内部，实现自动化焊接；同时，对于厚壁容器等焊接难度较大的构件来说，本发明焊枪在焊接过程中电弧稳定，不会出现观察盲区，保证焊接接头质量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明钨极氩弧焊焊枪的结构示意图；

图2是本发明钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的实施例一的剖视示意图；

图3是本发明钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的实施例二的剖视示意图；

图4是本发明钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的实施例三的剖视示意图；

图5是本发明钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的实施例四的剖视示意图；

图6是本发明钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的实施例五的剖视示意图；

附图标号说明：

1、喷嘴          2、壳体

3、气腔          4、水冷体

5、螺杆          6、连接套筒

7、夹具          8、过滤网

9、锁环          10、密封垫

11、钨极

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为本发明提供的一个实施例，一种钨极氩弧焊焊枪，包括中空的壳体2、套设在壳体2内的水冷体4、固定在壳体2一端部的过滤网8、以及插接于过滤网8且伸出壳体2的透明的喷嘴1。壳体2与水冷体4之间形成供保护气体流通的气腔3，保护气体进入气腔3后经由过滤网8进入喷嘴1。如图1所示，还包括穿设于喷嘴1的钨极11，钨极11的一端部伸出喷嘴1，另一端部穿过过滤网8固定在夹具7上。

作为优选，如图1所示，水冷体4呈U型。U型的水冷体4为封闭腔体，循环冷却水从水冷体4中流过，以冷却钨极11。

在上述技术方案的基础上，为了调节钨极11伸出喷嘴1的长度，如图1所示，还包括用于调节钨极11位置的螺杆5，水冷体4上固定设置有连接套筒6，螺杆5伸入连接套筒6内且与连接套筒6的内壁螺纹配合。通过转动螺杆5能够实现螺杆5的轴向移动。

为了实现螺杆5带动钨极11运动，优选的，如图1所示，还包括内置于连接套筒6内的夹具7，夹具7与连接套筒6间隙配合。夹具7呈圆筒状，钨极11伸入且固定在夹具7的一端，螺杆5伸入且固定在夹具7的另一端。通过螺杆5的运动带动夹具7与钨极11的运动，从而调整钨极伸出的长度。

可以理解的，螺杆5还可以通过其他连接方式带动钨极11运动，例如：螺杆5的端部抵接钨极11，通过螺杆5的轴向移动推动钨极11发生位移。

在上述技术方案的基础上，钨极11穿设于过滤网8，钨极11的一端部穿出喷嘴1，钨极11在喷嘴1中的位置对焊接质量有较大影响，优选的，钨极11设置在喷嘴1的中轴线上。

由于连接套筒6连接水冷体4与钨极11，焊枪在工作过程中，钨极11具有一定电压，为了避免水冷体4导电，作为优选，连接套筒6为绝缘体。

为了实现钨极11的导电，具体的，还包括电器组件，电器组件接线座、导电线、以及电极，接线座设置在连接套筒6内且与钨极11电连接。作为优选，电极可以为镧钨电极或铈钨电极。

在上述技术方案的基础上，喷嘴1的一端部插接在过滤网8上，焊枪在焊接过程中振动持续存在，可能会存在稳定性不够，一旦喷嘴1脱落可能会引发安全事故，为了防止喷嘴1意外脱落，如图1所示，还包括用于固定喷嘴1的锁环9，锁环9呈环状，其外圆周面上设置有与壳体2内壁配合的螺纹，其内圆周面与喷嘴1贴合。如果需要拆卸喷嘴1，旋动锁环9使其脱离壳体1，然后将喷嘴1的端部从过滤网8上取下即可。

进一步的，锁环9的外圆周面为圆滑阶梯状，以与壳体1的端面紧密抵接。

为了实现锁环9与喷嘴1的紧配合，作为优选，锁环9的内圆周面与喷嘴1外壁之间设置有环状的密封垫10。优选的，密封垫10可以为锥面环。

作为优选，如图1所示，喷嘴1呈回转体形，喷嘴1的一端开口较大，另一端开口较小，喷嘴1的开口较大端卡接在过滤网8上，这种开口直径由大变小的结构能够增大进入喷嘴1内的气流速率，使保护气体形成层流，同时，喷嘴2的开口较小端部能够深入到较小间隙或空间内，保证焊接接头质量。进一步的，该喷嘴1由相同的两部分拼接形成。喷嘴1的成型过程中采用分体成型方式，即：采用一个模具成型两次或两个同型模具成型一次的方式即可完成该喷嘴的生产，降低成型难度，同时提高了生产率和成品率；对于意外损坏或部分腐蚀造成喷嘴损坏而需要更换时，只需拆下损坏部分，更换喷嘴的二分之一，降低成本。

进一步的，如图2、图3、图4、图5、图6所示，喷嘴1的横截面可以为圆形、椭圆形、方形、或棱形。可以理解的，喷嘴1的横截面形状可以为其他规则或者不规则形状。

本发明提供的钨极氩弧焊焊枪可达到以下有益效果：喷嘴1插接设置在过滤网8上，实现喷嘴1与壳体2的可拆卸安装，便于喷嘴1的维修和更换；喷嘴1采用的透明材料，具有良好透光性，焊接过程中能够精确观察喷嘴内部，实现自动化焊接；同时，对于厚壁容器等焊接难度较大的构件来说，该焊枪在焊接过程中电弧稳定，不会出现观察盲区，保证焊接接头质量。

本发明还提供钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的陶瓷材料配方，由以下重量份数原料制成：

氧化铝         98.6-99.5；

助燃剂         0.15-0.5；

结晶控制剂     0.1-0.5；

稳定剂         0.05-0.4；

烧结助剂       0.15-0.8。

在上述技术方案的基础上，作为优选，氧化铝的晶相为α-Al₂O₃。主晶相为α-Al₂O₃的氧化铝，其分子直径范围为25-35内米，有利于提高透明陶瓷材料的致密度。

在上述技术方案的基础上，作为优选，助燃剂为MgO、Fe₂O₃或两者的混合物。助燃剂MgO可以与Y₃Al₅O₁₂(即：α-Al₂O₃和Y₂O₃的混合物)形成固溶体从而改变烧结动力学，消除气孔，抑制晶粒过度生长。助燃剂Fe₂O₃与MgO作用相当，同时Fe₂O₃还可以降低烧结温度。

进一步的，MgO与Fe₂O₃的重量比的范围为1∶2-1∶8。

在上述技术方案的基础上，作为优选，结晶控制剂为Y₂O₃。结晶控制剂Y₂O₃是良好的表面活性物质，可改善Al₂O₃复合材料的润湿性能、降低陶瓷材料的熔点。加入Y₂O₃可促进材料中Al₂O₃与其他组分的化学反应，易于形成低熔点液相，并通过颗粒之间的毛细管作用，促使颗粒间的物质向孔隙处填充，使材料孔隙率降低、致密度提高。另外，Y₂O₃离子半径相对铝离子要大得多，难于与Al₂O₃形成固溶体，因此，Y₂O₃主要存在于Al₂O₃陶瓷的晶界上。具有玻璃网络结构的Y₂O₃由于其体积较大，在结构中自身迁移阻力大，并阻碍其他离子迁移，降低晶界迁移速率，抑制晶粒生长，有利于致密结构的形成。掺入的Y₂O₃进入晶界玻璃相，使玻璃相的强度得到提高，从而达到改善Al₂O₃陶瓷力学性能的目的。进一步的，Y₂O₃还可以调节透光度，提高陶瓷材料的直线透光率。

在上述技术方案的基础上，作为优选，稳定剂为SiO₂。纳米级的稳定剂SiO₂不但提高陶瓷材料的强度、韧性，而且提高了材料的硬度和弹性模量。因此透明陶瓷喷嘴的致密性、韧性和光洁度均较好，烧结温度大幅降低。

在上述技术方案的基础上，作为优选，烧结助剂为La₂O₃。烧结助剂La₂O₃与MgO复合添加时，随着La₂O₃掺杂量的增加，体积密度总体上保持上升趋势；随着保温时间的延长，陶瓷的致密化程度增大，晶粒进一步长大。

本发明提供的钨极氩弧焊焊枪的喷嘴的陶瓷材料具有良好的透光性，其直线透光率达到0.89-0.93，能够解决观察盲区。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种钨极氩弧焊焊枪，其特征在于：包括中空的壳体（2）、套设在所述壳体（2）内的水冷体（4）、固定在所述壳体（2）一端部的过滤网（8）、以及插接于所述过滤网（8）且伸出所述壳体（2）的透明的喷嘴（1）；所述喷嘴（1）与壳体（2）的可拆卸安装，所述喷嘴（1）由相同的两部分拼接形成；

所述壳体（2）与所述水冷体（4）之间形成供保护气体流通的气腔（3），所述保护气体进入所述气腔（3）后经由所述过滤网（8）进入喷嘴（1）；

还包括穿设于所述喷嘴（1）的钨极（11），所述钨极（11）的一端部伸出所述喷嘴（1），另一端部穿过所述过滤网（8）固定在所述水冷体（4）上；所述水冷体（4）呈U型封闭腔体，循环冷却水从所述水冷体（4）中流过，以冷却所述钨极（11）；

还包括用于固定所述喷嘴（1）的锁环（9），所述锁环（9）呈环状，其外圆周面上设置有与所述壳体（2）内壁配合的螺纹，其内圆周面与所述喷嘴（1）贴合；所述锁环（9）的外圆周面为圆滑阶梯状，以与壳体（2）的端面紧密抵接；

所述喷嘴（1）的陶瓷材料配方，由以下重量份数原料制成：

其中，所述助燃剂为MgO、Fe₂O₃或两者的混合物，所述结晶控制剂为Y₂O₃，所述稳定剂为SiO₂，所述烧结助剂为La₂O₃。

2.根据权利要求1所述的钨极氩弧焊焊枪，其特征在于，还包括用于调节所述钨极（11）位置的螺杆（5），所述水冷体（4）上固定设置有连接套筒（6），所述螺杆（5）伸入所述连接套筒（6）内且与所述连接套筒（6）的内壁螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的钨极氩弧焊焊枪，其特征在于，还包括内置于所述连接套筒（6）内的夹具（7），所述夹具（7）与所述连接套筒（6）间隙配合；所述夹具（7）呈圆筒状，所述钨极（11）伸入且固定在所述夹具（7）的一端，所述螺杆（5）伸入且固定在所述夹具（7）的另一端；通过所述螺杆（5）的运动带动所述夹具（7）与所述钨极（11）的运动，从而调整钨极（11）伸出的长度。

4.根据权利要求3所述的钨极氩弧焊焊枪，其特征在于，所述连接套筒（6）为绝缘体。

5.根据权利要求1所述的钨极氩弧焊焊枪，其特征在于，所述锁环（9）的内圆周面与所述喷嘴（1）外壁之间设置有环状的密封垫（10）。

6.根据权利要求1所述的钨极氩弧焊焊枪，其特征在于，所述喷嘴（1）呈回转体形。

7.根据权利要求6所述的钨极氩弧焊焊枪，其特征在于，所述喷嘴（1）的横截面为圆形、椭圆形、方形、或棱形。

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