CN103182595A - 一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，包括焊枪外筒，焊枪外筒内装有偏心组件，偏心组件包括上下内筒、滑块偏心调节机构；还包括一个安装在偏心组件上的空心转轴。当上下内筒旋转时，空心转轴绕上下内筒轴线作偏心公转，同时绕自身轴线反向自转。空心转轴的前端与导电嘴连接，后端连接导电圆盘。焊接时电流从端盖通过软电缆流入导电圆盘，再通过空心转轴到达导电嘴，并传导到焊丝上。随着空心轴和导电嘴的转动产生旋转电弧。采用软电缆固定导电更可靠，解决了旋转部件（空心转轴）和固定部件（焊接电缆）之间稳定导电的问题。本专利可进行平焊、仰焊、立焊和横焊等各种位置的焊接，焊缝成形良好，呈清晰的鱼鳞纹状。

Description

一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪

技术领域

本发明涉及气体保护焊焊枪，尤其涉及一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪。

背景技术

熔化极气体保护焊具有生产率高、焊接成本低、适用范围广的优点，大量应用在碳钢和合金钢的焊接中。旋转电弧焊接是焊接电弧在沿着焊接方向运动的同时以一定的半径和频率旋转，其优点是：①对于对接接头，旋转电弧焊接有利于坡口的两侧壁熔透，同时也使得熔宽增加，提高搭桥能力，焊缝质量也得到提高；②对于角接和搭接接头，旋转电弧焊接有利于得到凹形焊缝，提高焊缝质量，降低角接接头的应力集中；③旋转电弧有熔池搅拌作用，可细化焊缝晶粒，提高焊缝力学性能；④旋转电弧焊接电流或电压信号可用来进行焊缝自动跟踪。

已有的旋转电弧窄间隙焊炬，其结构特点和不足之处主要在于：①采用偏心套筒和上下调心轴承相结合的方式，偏心套筒带动导电杆和导电嘴绕焊炬的轴线偏心公转，从而带动电弧旋转，其导电嘴旋转方式是圆锥旋转。由于上下调心轴承不在同一轴线上旋转，必然导致导电杆与轴承的摩擦。导电嘴旋转幅度由偏心套筒的偏心量和转动原点的下调心轴承在导电杆上的位置共同调节，此调节方式不方便，且不能精确调节电弧旋转半径的大小。焊接的大电流直接通过轴承，缩短了轴承的使用寿命。②偏心机构复杂，采用绝缘耐热材料，受焊接高温影响，容易变形和失效，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪；其结构合理，导电性能好，使用寿命长，无需更换碳刷或轴承等部件，能用于对接焊缝、角接焊缝和搭接焊缝的全位置焊接，可获得成形美观、性能良好的焊缝，旋转电弧焊接电流或电压信号可用于焊缝跟踪。

本发明通过下述技术方案实现：

一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，包括驱动机构、焊枪外筒、焊枪外筒内装有偏心组件；偏心组件包括上内筒、下内筒和偏心距调节机构，其中，上内筒、下内筒通过螺钉连接；

偏心距调节机构包括在上内筒和下内筒内安装的上滑块、下滑块、上滑块中心安装的上滚动轴承、上滚动轴承内嵌的绝缘环、下滑块中心安装的下滚动轴承、下滚动轴承内嵌的绝缘环以及通过绝缘环中心安装的空心转轴，该空心转轴能绕上滑块和下滑块的中心轴线作反向自转。

驱动机构包括伺服驱动电机、第一齿轮和第二齿轮；第二齿轮固定于上内筒的外侧，带动偏心组件转动；上滑块和下滑块通过双头螺栓固定在一起，空心转轴的轴线与上内筒和下内筒的轴线平行；空心转轴的上端连接导电圆盘，软电缆的一端固定在导电圆盘端面圆孔上，软电缆的另一端由螺钉固定于焊枪外筒顶部的端盖上，该端盖与焊机的输出电缆相连。当驱动电机驱动上下内筒旋转时，空心转轴绕上下内筒轴线作偏心公转，同时绕自身轴线作反向自转。

所述空心转轴下端通过螺纹安装导电嘴，导电嘴为市售的标准导电嘴，在轴线方向上开直孔，导电嘴的轴线与空心转轴的轴线重合。

偏心距调节机构还包括一个用于调节空心转轴偏心距的转动杆和一个用于上滑块运动的锁紧螺钉，转动杆与齿轮连接；上滑块通过上滑杆和齿条安装在上内筒内，下滑块通过滑杆安装在下内筒上。

所述空心转轴与偏心组件之间绝缘，并相对于上滚动轴承和下滚动轴承转动；导电嘴的外周设有气体保护套筒，气体保护套筒的侧面安装有导气管。

所述上内筒外壁还安装有定位轴承，下内筒外壁安装有定位轴承；端盖与焊枪外筒之间设有绝缘垫片，并通过绝缘螺钉将端盖与焊枪外筒固定。

所述上滑块与下滑块通过轴肩进行定位。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，采用空心轴偏心公转同时反向自转的设计，采用软电缆直接固定连接旋转导电盘，不需要用碳刷或轴承来导电，因此方便可靠，能保证焊接时焊机的输出电流通过空心轴和导电嘴可靠地传导到焊丝上，使得焊接过程稳定，整个旋转电弧焊枪使用寿命长，无需更换碳刷或轴承部件，降低了焊枪的维护要求，延长了焊枪的寿命。

采用本发明旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，可进行平焊、仰焊、立焊和横焊等各种位置的焊接，适用于空间三维立体曲线焊缝的全位置自动焊接，焊缝成形良好，呈清晰的鱼鳞纹状。

本发明旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，也适用于角接和搭接接头焊缝的焊接，可显著提高焊缝成形质量。使用本发明作业时，如采集焊接电流或电压信号，可用于焊缝跟踪。

本发明旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，也可采用自保护焊丝进行焊接。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是图1偏心距调节机构的局部剖面结构视图。

图3是图1偏心组件的局部剖面结构视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、图2、图3所示，本发明旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，包括驱动机构、焊枪外筒2、焊枪外筒2内装有偏心组件；偏心组件包括上内筒14、下内筒19和偏心距调节机构，其中，上内筒14、下内筒19通过螺钉连接；

偏心距调节机构包括在上内筒14和下内筒19内安装的上滑块26、下滑块18、上滑块26中心安装的上滚动轴承28、上滚动轴承28内嵌的绝缘环29、下滑块中心安装的下滚动轴承17、下滚动轴承17内嵌的绝缘环16以及通过绝缘环16中心安装的空心转轴13，该空心转轴13绕上滑块26和下滑块18的中心轴线作反向自转；

驱动机构包括伺服驱动电机3、第一齿轮5和第二齿轮6；第二齿轮6固定于上内筒14的外侧，带动偏心组件转动；上滑块26和下滑块18通过双头螺栓22固定在一起，空心转轴13的轴线与上内筒14和下内筒19的轴线平行；空心转轴13的上端连接导电圆盘12，软电缆1的一端固定在导电圆盘12端面圆孔上，软电缆1的另一端由螺钉固定于焊枪外筒2顶部的端盖11上，该端盖11与焊机的输出电缆相连。

所述空心转轴13下端通过螺纹安装导电嘴20，导电嘴20在轴线方向上开直孔，导电嘴20的轴线与空心转轴13的轴线重合；

偏心距调节机构还包括一个用于调节空心转轴13偏心距的转动杆27和一个用于上滑块26运动的锁紧螺钉25，转动杆27与齿轮24连接；上滑块26通过上滑杆21和齿条23安装在上内筒14内，下滑块18通过滑杆30、31安装在下内筒19上。

空心转轴13与偏心组件之间绝缘，并相对于上滚动轴承28和下滚动轴承17转动；导电嘴20的外周设有气体保护套筒9，气体保护套筒9的侧面安装有导气管8。

上内筒14外壁还安装有定位轴承4，下内筒19外壁安装有定位轴承7；端盖11与焊枪外筒2之间设有绝缘垫片10，并通过绝缘螺钉将端盖11与焊枪外筒2固定。

上滑块26与下滑块18通过轴肩15进行定位。

本旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪工作及运行过程如下：

伺服驱动电机3通过第一齿轮5和第二齿轮6带动上内筒14、下内筒19以及安装在上内筒14、下内筒19内的上滑块26、下滑块18旋转，使空心转轴13和导电嘴20绕焊枪上内筒14、下内筒19的中心轴线偏心公转，偏心距离可通过旋转转动杆27来调整上滑块26和下滑块18的位置来无级调节。当偏心距离调节到位时可拧紧锁紧螺钉25，使偏心距离固定。

焊接时空心转轴13在绕上内筒14、下内筒19的轴线作偏心公转的同时，其上端的导电圆盘12由于受到软电缆1的拉力作用，使空心转轴13绕自身轴线作反向自转，这样能保证固定在导电圆盘12上的软电缆1不会缠绕在空心转轴13上，彻底解决了旋转部件（空心转轴）和固定部件（软电缆和端盖）的稳定导电问题，避免了碳刷或轴承导电的不稳定及更换碳刷或轴承的后续维护工作。焊接时焊丝从空心转轴13中穿过，从导电嘴20中穿出，电流从导电嘴20传导到焊丝上，焊丝随着空心转轴13和导电嘴20的转动产生旋转电弧，电弧扫描方式为圆柱状扫描。焊接电流从端盖11通过软电缆1流入导电圆盘12，通过空心转轴13到达导电嘴20，并传导到焊丝上，实现焊接电源的加载。电流流动路线为：端盖11→软电缆1→导电圆盘12→空心转轴13→导电嘴20→焊丝（图中未示出），导电方式简便，采用软电缆连接更可靠，避免了轴承导电或碳刷导电的不稳定。

在焊接过程中焊丝前端及电弧作圆柱状旋转扫描运动，全位置焊接时电弧的旋转可大大提高焊缝的成形，使其外观具有清晰的鱼鳞纹，并且电弧旋转可使熔池受到搅拌作用，细化焊缝晶粒、提高焊缝力学性能。旋转电弧的电流和电压信号还可用于焊缝跟踪。

本发明可用于对接接头、角接接头和搭接接头的焊接，但不限于以上接头和坡口型式。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，包括驱动机构、焊枪外筒、焊枪外筒内装有偏心组件；其特征在于：偏心组件包括上内筒、下内筒和偏心距调节机构，其中，上内筒、下内筒通过螺钉连接；

偏心距调节机构包括在上内筒和下内筒内安装的上滑块、下滑块、上滑块中心安装的上滚动轴承、上滚动轴承内嵌的绝缘环、下滑块中心安装的下滚动轴承、下滚动轴承内嵌的绝缘环以及通过绝缘环中心安装的空心转轴，该空心转轴绕上滑块和下滑块的中心轴线作反向自转；

驱动机构包括伺服驱动电机、第一齿轮和第二齿轮；第二齿轮固定于上内筒的外侧，带动偏心组件转动；上滑块和下滑块通过双头螺栓固定在一起，空心转轴的轴线与上内筒和下内筒的轴线平行；空心转轴的上端连接导电圆盘，软电缆的一端固定在导电圆盘端面圆孔上，软电缆的另一端由螺钉固定于焊枪外筒顶部的端盖上，该端盖与焊机的输出电缆相连。

2.根据权利要求1所述的旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，其特征在于：所述空心转轴下端通过螺纹安装导电嘴，导电嘴在轴线方向上开直孔，导电嘴的轴线与空心转轴的轴线重合；

偏心距调节机构还包括一个用于调节空心转轴偏心距的转动杆和一个用于上滑块运动的锁紧螺钉，转动杆与齿轮连接；上滑块通过上滑杆和齿条安装在上内筒内，下滑块通过滑杆安装在下内筒上。

3.根据权利要求1所述的旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，其特征在于：空心转轴与偏心组件之间绝缘，并相对于上滚动轴承和下滚动轴承转动；导电嘴的外周设有气体保护套筒，气体保护套筒的侧面安装有导气管。

4.根据权利要求1所述的旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，其特征在于：上内筒外壁还安装有定位轴承，下内筒外壁安装有定位轴承；端盖与焊枪外筒之间设有绝缘垫片，并通过绝缘螺钉将端盖与焊枪外筒固定。

5.根据权利要求1所述的旋转电弧熔化极气体保护焊焊枪，其特征在于：上滑块与下滑块通过轴肩进行定位。

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