CN103302378A

CN103302378A - 焊接治具

Info

Publication number: CN103302378A
Application number: CN2012100681634A
Authority: CN
Inventors: 洪胤庭; 许登发; 潘永村
Original assignee: China Steel Corp
Current assignee: China Steel Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-18

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

焊接治具

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

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。