CN103302378A - 焊接治具 - Google Patents
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Abstract
一种焊接治具,适用于焊接海绵钛块。所述焊接治具包含保护气罩系统、接合部与焊枪。保护气罩系统则包含主体、保护气体入口、第一保护气体出口、第二保护气体出口与冷却循环系统。保护气体入口被设置于主体的第一侧。第一保护气体出口与第二保护气体出口则设置于主体的第二侧,且第二保护气体出口邻近于第一保护气体出口。冷却循环系统被设置于主体中。所述接合部具有孔洞,且焊枪穿设于孔洞与第一保护气体出口中。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接治具,且特别涉及一种适用于焊接海绵钛块的焊接治具。
背景技术
工业生产纯钛或钛合金时,是将颗粒状或疏松海绵钛制成海绵钛块,再将复数个海绵钛块焊接接合为电极碇,接着以真空电弧重熔炉进行熔炼,以获得钛铸锭。
焊接海绵钛块时,为避免焊接点氧化,焊接点须暴露于保护气体中,因此先进行前吹步骤,将焊接治具内的空气排出,再进行焊接步骤,且焊接完成后,仍须进行后吹步骤,以避免焊接点氧化。接续进行下一个焊接点时,则重复上述步骤。如上所述,完成海绵钛块的焊接常耗费大量保护气体与大量时间,增加焊接成本。
为解决上述问题,在特钢技术第14卷(2008年)第4期第7页的「工业纯钛TAI板材的研制」的技术文件中,揭示两种焊接海绵钛块的方法。其中一种是在真空电弧重熔炉中接合海绵钛块。然而此法须先进行抽真空作业,耗费大量时间。若于保护气体中焊接,焊枪的电极可能掉入熔池,导致钛锭受到污染。另一种方法是在氩气下进行钨电极氩弧焊接作业,但此法仅改善焊接气氛,没有改良焊接步骤,仍会耗费大量时间与氩气。
再者,在特钢技术第16卷(2010年)第4期第1页的「攀长钢公司钛材生产工艺、装备及产品」的技术文件中,揭示一种焊接海绵钛块的方法。该方法是在真空等离子体焊箱中焊接海绵钛块。此法虽可有效避免海绵钛块氧化,但真空等离子体焊箱造价昂贵,且焊接前须将焊接腔体抽真空,耗费大量时间。
此外,在技术与应用(2003年)第10期第50页的「钛材料及钛合金保护焊接特点」的技术文件中,揭示一种焊接海绵钛块的方法。此法是在充满氩气的焊接手套箱中焊接海绵钛块。该现有技术虽可避免海绵钛块氧化,只是其须消耗大量氩气,且操作人员的动作易受到手套箱的限制。
上述的现有技术仅对于焊接气氛或环境提出改良,并没有改良焊接海绵钛块的步骤,无法确实降低保护气体的消耗与减少焊接耗费的时间。
有鉴于此,亟需提供一种焊接治具,以改善现有技术焊接海绵钛块的问题,进而降低保护气体的用量、缩短焊接时间且提升焊接效率。
发明内容
因此,本发明的一方面在于提供一种焊接治具,其适用于焊接海绵钛块。在所述焊接治具中,通过保护气罩系统的设计,可避免焊接后的焊接点氧化,且可缩短焊接海绵钛块所需的时间,并可减少保护气体的用量,进而可提升焊接效率且减少焊接成本。
根据本发明的上述方面,提出一种焊接治具。在一实施例中,所述焊接治具适用于焊接海绵钛块,所述焊接治具包含保护气罩系统、接合部与焊枪。保护气罩系统包含主体、第一保护气体出口、第二保护气体出口与冷却循环系统。
保护气体入口被设置于主体的第一侧。第一保护气体出口与第二保护气体出口被设置于主体的第二侧。第二侧面对海绵钛块。上述的第二保护气体出口邻近于第一保护气体出口,其中第二保护气体出口可涵盖海绵钛块的复数个焊接点。冷却循环系统被设置于所述主体中。
上述的接合部具有孔洞,所述孔洞对齐第一保护气体出口。上述的焊枪穿设于孔洞与第一保护气体出口中。
依据本发明一实施例,上述的主体是长方形或环形的。
依据本发明另一实施例,主体的材质包含铜、不锈钢、钛、钼或碳钢。
依据本发明又一实施例,焊接治具包含网状隔板,所述网状隔板覆设于第二保护气体出口上。
依据本发明再一实施例,第二保护气体出口是长方形、椭圆形、方形或环形的。
依据本发明再一实施例,上述的焊接点的数目介于1点至30点。
依据本发明再一实施例,上述的冷却循环系统利用气体或水作为冷却介质。
依据本发明再一实施例,焊接治具是等离子体氩气焊接治具(Plasma Argon Welding)、钨电极氩弧焊治具(Tungsten Inert Gas Welding;TIG)或金属电极惰性气体保护焊治具(Metal Inner Gas Welding;MIG)。
依据本发明再一实施例,焊接治具还包含滑轨,所述滑轨具有开孔。上述的主体可滑动地设于所述滑轨上,且上述的第一保护气体出口与第二保护气体出口与所述开孔相面对。
依据本发明再一实施例,滑轨包含轨道结构或滚轮结构。
依据本发明再一实施例,滑轨是长方型或环形的。
依据本发明再一实施例,滑轨的材质包含铜、不锈钢、钛、钼或碳钢。
通过保护气罩系统的设计,本发明的焊接治具可减少焊接时前吹步骤所耗费的时间。而且,进行连续焊接时,透过第二保护气体出口,焊接治具可同时进行上一个焊接点的后吹步骤,进一步节省焊接所耗费的时间且减少保护气体的用量。此外,所述焊接治具包含滑轨,可确保焊接治具移动时,不会造成保护气体溢散。
附图说明
从以下详细的描述和配合的图式,对于本发明可达到最佳地了解。必须强调的是,为了与工业中的标准实施方式相一致,各种特征并非依比例描绘且仅是为了图解说明目的。事实上,为了讨论清楚,各种特征的尺寸可任意地被增加或减少。
图1示出了本发明一实施例的焊接治具的俯视图;
图2示出了本发明一实施例的焊接治具的仰视图;
图3示出了本发明一实施例的焊接治具的侧视图;
图4示出了本发明的另一实施例的焊接治具的俯视图;和
图5示出了本发明的又一实施例的焊接治具的立体示意图。
具体实施方式
以下详细讨论本发明的制造和使用。然而,可以理解的是,实施例提供许多可应用的发明概念,其可实施于各式各样的特定内容中。只是所讨论的特定实施例仅供说明,并非旨在限定本发明的范围。
请参考图1、图2与图3,图1、图2与图3分别示出依照本发明的一实施例的一种焊接治具的俯视图、仰视图与透视图。所述焊接治具10适用于焊接海绵钛块30。如图3所示,焊接治具10包含保护气罩系统110、接合部100与焊枪120。如图1与图2所示,所述保护气罩系统110包含主体110a、保护气体入口114、第一保护气体出口116、第二保护气体出口118与冷却循环系统112。
请再参考图2与图3,保护气罩系统110的保护气体入口114被设置于主体110a的第一侧110b,而第一保护气体出口116与第二保护气体出口118被设置于主体110a的第二侧110c,且第二保护气体出口118邻近于第一保护气体出口116。进行焊接时,主体110a的第二侧110c面对海绵钛块30。在一实施例中,主体110a可为长方形或环形的。在另一实施例中,主体110a的材质可包含铜、不锈钢、钛、钼、碳钢或其它合适的金属。
请参考图3,保护气罩系统110的第二保护气体出口118可涵盖海绵钛块30的第一焊接点302与第二焊接点304。在一实施例中,第二保护气体出口118可为长方形、椭圆形、方形、环形或不规则形以确实覆盖这些焊接点。在一实施例中,这些焊接点的数目可介于1点至30点。在另一实施例中,所述焊接治具10可选择性地包含网状隔板118a覆设于第二保护气体出口118上。所述网状隔板118a可使保护气体更均匀且更快速地从第二保护气体出口118吹出,有效避免焊接点氧化。在一实施例中,所述保护气体可包含氩气、氦气或其它合适的气体。在上述实施例中,保护气体不包含氮气。因为当保护气体是氮气时,易造成海绵钛块强度上升,而导致海绵钛块的接合面变脆,导致海绵钛块断裂。
请再参考图1,冷却循环系统112具有冷却介质入口112a与冷却介质出口112b。通过冷却介质在冷却循环系统112中循环,可快速带走焊接时产生的热能,进而降低焊接治具的温度。在一实施例中,所述冷却循环系统利用气体、水或其它合适的物质作为冷却介质。
请参考图1与图3。焊接治具10的接合部100具有孔洞102。在一实施例中,焊枪120穿设于孔洞102与第一保护气体出口116中。在另一实施例中,主体110a的第二侧110c对应接合部100的位置具有凹陷部111。所述凹陷部111可确保焊接海绵钛块时,焊接点可确实暴露于保护气体中,进而避免焊接点氧化,且可避免焊接产生的高温造成主体110a受损。
请参考图4,其示出了本发明的另一实施例的焊接治具的俯视图。焊接治具10还可选择性地包含滑轨20a,主体110a可滑动地设于滑轨20a上,以确保主体110a滑动时,保护气体不会溢散,确保焊接点曝露于保护气体中,进而可避免焊接点氧化。在一实施例中,滑轨20a是长方形、环形或其它合适的形状。在另一实施例中,滑轨20a可包含轨道结构、滚轮结构或其它合适的结构。所述滑轨20a的材质可包含铜、不锈钢、钛、钼、碳钢或其它合适的金属。
滑轨20a具有开孔200。所述开孔200与第一保护气体出口116与第二保护气体出口118相面对,以确保主体110a滑动时,海绵钛块30透过开孔200仍可暴露于保护气体中。在一实施例中,主体110a可以人工驱动方式或电力驱动方式于滑轨20a上滑动。此外,通过滑轨20a的设置,所述焊接治具10可于海绵钛块上形成复数个圆形焊接点或一长条形的焊接点。
在一实施例中,焊接治具10可为等离子体氩气焊接治具、钨电极氩弧焊治具、金属电极惰性气体保护焊治具或其它合适的焊接治具。
请一并参考图3与图4,当利用焊接治具10来焊接海绵钛块时,先将焊枪120穿设于接合部100的孔洞102与第一保护气体出口116中,并将主体110a放置于滑轨20a上。然后于冷却介质入口112a持续通入冷却介质。且于保护气体入口114持续通入保护气体,以进行前吹步骤。在此前吹步骤中,通过通入保护气体,将主体110a内的空气经由第一保护气体出口116与第二保护气体出口118排出,使主体110a的内部充满保护气体。
接着,顺着滑轨20a滑动主体110a至海绵钛块30上的第一焊接点302,并利用焊枪120透过滑轨20a的开孔200进行焊接。焊接完成后,可立即将主体110a滑至第二焊接点304。由于主体110a持续通入保护气体,使得主体110a的内部充满保护气体,且滑轨20a可确保主体110a的保护气体不会溢散。因此,主体110a滑动至第二焊接点304时,可马上进行焊接,无须再进行前吹步骤。第二焊接点304进行焊接时,由于第二保护气体出口118的范围涵盖住第一焊接点302,因此可同时对第一焊接点302进行后吹步骤。
相同地,第三焊接点306进行焊接时,由于第二保护气体出口118的范围也涵盖住第一焊接点302与第二焊接点304,因此可同时对第一焊接点302与第二焊接点304进行后吹步骤。如此一来,可减少焊接所耗费的时间,提升焊接效率,且可减少保护气体的消耗,降低焊接成本。
请参图5,在又一实施例中,焊接治具40的主体110d围绕海绵钛块30的环形结构。主体110d可滑动于滑轨20b上,使得焊枪120可沿着海绵钛块30的外围进行连续地焊接。因此,可减少每一个焊接点之前吹步骤与后吹步骤所耗费的时间,进而提升焊接效率。
由本发明上述实施例可知,本发明的焊接治具,其优点在于通过保护气罩系统的设计,使得连续焊接海绵钛块时,仅须进行一次前吹步骤,减少前吹步骤所耗费的时间。此外,进行下一个焊接点的焊接步骤时,通过第二保护气体出口的设置,同时进行上一个焊接点的后吹步骤,进一步节省焊接所耗费的时间与保护气体的消耗。所述焊接治具还可包含滑轨,使得焊接治具滑动时,不会造成保护气体溢散,可有效避免海绵钛块氧化。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,但是其并非旨在限定本发明,对于所属领域的技术人员而言,在不脱离本发明的精神和范围内,可对本发明作出各种更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的内容为准。
【附图标记列表】
Claims (12)
1. 一种焊接治具,适用于焊接海绵钛块,其中该焊接治具包含:
保护气罩系统,包含:
主体;
保护气体入口,设置于该主体的第一侧;
第一保护气体出口,设置于该主体的第二侧,其中该第二侧面对该海绵钛块;
第二保护气体出口,设置于该主体的该第二侧,且邻近于该第一保护气体出口,其中该第二保护气体出口可涵盖该海绵钛块的复数个焊接点;以及
冷却循环系统,设置于该主体中;
接合部,具有孔洞,其中该孔洞对齐该第一保护气体出口;以及
焊枪,穿设于该孔洞与该第一保护气体出口中。
2. 如权利要求1所述的焊接治具,其中该主体是长方形或环形的。
3. 如权利要求1所述的焊接治具,其中该主体的材质包含铜、不锈钢、钛、钼或碳钢。
4. 如权利要求1所述的焊接治具,还包含:
网状隔板,覆设于该第二保护气体出口上。
5. 如权利要求1所述的焊接治具,其中该第二保护气体出口是长方形、椭圆形、方形或环形的。
6. 如权利要求1所述的焊接治具,其中该些焊接点的数目介于1点至30点。
7. 如权利要求1所述的焊接治具,其中该冷却循环系统利用气体或水作为冷却介质。
8. 如权利要求1所述的焊接治具,其中该焊接治具是等离子体氩气焊接治具、钨电极氩弧焊治具或金属电极惰性气体保护焊治具。
9. 如权利要求1所述的焊接治具,还包含:
滑轨,具有开孔,其中该主体可滑动地设于该滑轨上,且该第一保护气体出口和该第二保护气体出口与该开孔相面对。
10. 如权利要求9所述的焊接治具,其中该滑轨包含轨道结构或滚轮结构。
11. 如权利要求9所述的焊接治具,其中该滑轨是长方形或环形的。
12. 如权利要求9所述的焊接治具,其中该滑轨的材质包含铜、不锈钢、钛、钼或碳钢。
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