CN103347639B - 用于弧光焊接设备的气体冷却焊枪 - Google Patents

Abstract

用于弧光焊接设备的气体冷却焊枪（1），具有由导电材料做成的电流接触管（6），其内部具有用于焊条的焊条引导通道（7），并且具有在保留中间空间（8）的情况下环绕电流接触管（6）的、由导电材料做成的外管（5），其中，中间空间（8）作为保护气体的传导通道构成为贯穿的，并且其中在电流接触管（6）和外管（5）之间设置将这些元件彼此电气绝缘的分隔器（11；12），并具有使保护气体通过的缺口结构（16），如下改进该气体冷却焊枪，即实现更好的冷却效果，同时电流接触管和外管仍可靠的绝缘，即这些分隔器（11；12）仅设置在中间空间（8）的部分区域中，并且电流接触管（6）具有导电材料的表面在剩下区域中暴露在中间空间（8）中，并且电流接触管（6）在剩下区域的一部分中配备增大了表面的结构（13）。其中电流接触管（6）具有导电材料的表面暴露在中间空间（8）中设置。

Description

用于弧光焊接设备的气体冷却焊枪

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1所述特征的用于弧光焊接设备的气体冷却焊枪。

背景技术

也称为焊接吹管的焊枪是弧光焊接设备的部件，在该部件中（其被保护气体套围绕），弧光在焊接处点燃，焊条及待焊接的材料在焊接处熔化，且相互混合形成内部连接。在弧光焊接技术中，熔化材料所需的热能通过高电流实现。对此所需要的电流通过在焊枪内部引导的电流接触管而传输至焊接点，电流接触管典型地在其内部具有焊条引导通道，焊条通过焊条引导通道传输至焊接点。套管在电流接触管的周围进行引导，保护气体从这些组件之间的区域传送至焊接点，冷却器安装在该空间中，以排放由焊接产生的热能。保护气体将焊接点和周围空气分隔开，并特别避免氧气渗入，其中保护气体作为纯惰性气体（在MIG-焊接情况下）来用，但也可以影响焊接过程（在MAG-焊接情况下）。

原则上冷却分成两种方法。因此在市场上有很多用于弧光焊接设备的焊枪，这些都是液体冷却的，通常用水冷。另一方案是纯气冷，其中典型地是保护气体当作冷却气来用。在这种情况下，通过在电流接触管和外管之间的中间空间流动的保护气体，不仅仅用来把焊接点和外界空气分离开，它还把来自焊枪的热能带走，并防止焊枪过热以及由此导致的损坏或使用寿命的缩减。

对于发明的改进方案涉及的这种气体冷却焊枪来说，当然一定会担心，电流接触管不要接触或靠近由导电材料制成的外管，以免产生电火花。否则在电流接触管内传导的焊接电流可能会到达外管，有可能会导致短路和可能对操作人员产生伤害。在这种情况下棘手的问题尤其是，由于在焊枪里的温度基于不同的热膨胀能使电流接触管和外管之间产生相对运动（只要在这些组件之间没有足够的绝缘），这将导致上述这些问题和危险。

在今天已知的和在市场上存在的这种冷却技术的焊枪中，置于外管内的电流接触管典型地全部被绝缘体覆盖，例如用零点几到几毫米厚的塑料收缩膜，以提供安全的电气绝缘。

这种构造在电气绝缘方面已证明是可靠的。然而棘手的问题是，应用于电流接触管上的电气绝缘同时也引起热传导率的降低，因此电流接触管和在电气绝缘体的上方流动的保护气体间的热传导，与保护气体直接与电流接触管的导电材料接触时的热传导相比是更小的。这在可靠地导出热量时会引起困难，并且一般会缩短焊枪的寿命。为了解决这个困难，通常要增大保护气体流动量，这又导致对于纯焊接过程不必要的高材料消耗量，在最坏的情况下，会与在优化的焊接情况下设置的参数相矛盾。

发明内容

本发明的目的是，如下改进一种气体冷却焊枪，既实现更好的冷却效果，同时电流接触管和外管仍可靠地绝缘。

本发明借助具有权利要求1的特征所述的气体冷却焊枪实现这个目的。这种发明的有利改进方案在从属权利要求2到6中给出。

本发明的改进方案的特征在于，不是通过应用相应的电气绝缘层达到电流接触管的完全绝缘，而是只在中间空间的部分区域中在电流接触管和外管之间设置分隔器，这些分隔器相应地构造得足够硬，以保持距离。这些分隔器具有相应的、使保护气体通过的缺口结构，以使位于电流接触管和外管之间的保护气体引导通道不中断，而是可靠地引导保护气体并且保证气体引导至焊接区域的排出位置。通过这种措施，首先为冷却焊枪导入的保护气体直接和电流接触管的导电材料接触，并且与设置绝缘层的情况相比，能实现明显更好的吸热。第二个根据本发明的以及对本发明来说重要的措施是，在未设置分隔器的区域，电流接触管具有增大了表面的结构，并且在该区域中，其导电材料的表面暴露地设置在中间空间内。例如这些可以是散热片（参看权利要求3），但是也使用其他的能增大表面的结构形状。根据现有技术已知的完全绝缘的电流接触管类型，还未应用这个增大表面的技术，该增大表面的技术过去也是不可能的，因为在这种结构上应用绝缘的收缩膜会有膜撕裂的巨大风险并且因而能中断绝缘，这个增大表面导致进一步更好的热传导效果，因而来自电流接触管的热量能更有效地转入保护气体中并且被保护气体带走。

通过本发明的措施也能明显更好地排出来自焊枪的热量，因而在调到相同的气体流时焊枪能保持在更低的温度，确切地说，为调到预设的温度上限所需的气体流更少。这有利于提高这种焊枪的寿命，并且此外能有助于降低媒介保护气体的消耗量。

另外的优点是，位于未设分隔器的区域内的外管，以导电材料的表面暴露在中间空间内。这导致在这些边缘面积上也具有相应改进的热传导效果，并且额外地改进了冷却效果。

该分隔器非常的稳定并且可靠，当它们（就像本发明的改进方案设计的那样）具有位于电流接触管外面的、环绕着该电流接触管的第一环形部分，并具有紧贴内管的内表面的第二环形部分（这尤其是构成为贯穿的），并且在这些环形部分之间具有使它们呈轮辐状连接的连接条（所述分隔器使中间空间连通）。该分隔器造型还能在一定的轴向长度上扩展，并且在负载之下也尤其稳定，该负载是由于不同的热膨胀并且由于外管相对电流接触管的变形而导致的。该分隔器必须仅以相对较少的数量设置在电流接触管和外管之间的中间空间内，以可靠地维持距离，因而上述组件的广大区域以其导电表面直接面向中间空间并能相对于中间空间暴露地设置，因此尤其良好地提高了散热效果。此外，电流接触管的广大区域也可设有相应的增大表面的结构，这有助于实现良好的散热。

该分隔器优选全部由电气绝缘材料制成，尤其是电气绝缘塑料，但优选是陶瓷。陶瓷在此同时还具有以下优点，其能负重并且承受高度的静态压力，并且在任意情况下还能在必需的范围内承受动态应力，而不必担心毁坏。因而电流接触管和外管之间待维持的距离可以通过这些组件可靠地实现。

典型地，电流接触管和外管都由金属材料制成，电流接触管一般为铜，外管通常为不锈钢。

本发明的焊枪既能用于自动焊接设备，也能用于手持使用。

借助附图通过对实施例的描述示出本发明的更多的优点和特征。

附图说明

图1为根据本发明的焊枪的截面侧视图，其具有笔直的走向；

图2为与图1类似的焊枪视图，可是没有完全剖开，而是仅部分被剖开；

图3是与图2一样的另一种根据本发明的焊枪导管视图，其中导管是弯曲的；

图4是分隔器的第一实施例的示意性俯视图；

图5是分隔器的第二实施例的示意性俯视图。

具体实施方式

在视图中示意性地描绘了本发明的实施例。它们既没有反映全部的设计细节，也没有强制性地符合比例，而是示意性地示出原理，其用于解释本发明的必不可少的特征。

图1在截面侧视图中示出了具有重要的组件的焊枪，并且整体上标为1。焊枪1在后面的连接端2上具有锁紧螺母3，用来连接介质输入器（例如所谓的软管）的相应接口。焊接端4位于连接端2的对面，该焊接端4是指焊枪1的前端。

图1的焊枪在连接端2和焊接端4之间呈直线地延伸，并在相应的中间的部分被外管5从外面限定。电流接触管6基本上在外管5的中央并且与其同轴地延伸。电流接触管6内部具有焊条引导通道7，焊条在工作时通过该焊条引导通道引入并且被送至焊接端4。电流接触管6由金属制成，特别是由铜铸成,并且除了把焊条通过焊条引导通道7传输至其内部以外，还把焊接电流引到焊接端4。在焊接电流的作用下，弧光在焊接端4点燃，以便在焊接点熔化焊条和待焊接的材料。

在外管5和电流接触管6之间构成中间空间8，其同时是向焊接端4传输保护气体的通道。保护气体在连接端2被相应的介质输送器送到保护气体接口9，并且在该处通过开口10进入中间空间8。

在中间空间8内，大约在外管伸展的一半处并在朝连接端2的两个等距位置上设置总共3个分隔器11。这些分隔器由电气绝缘材料制成，特别由陶瓷制成，并且分别由内环、外环以及辐射状和轮辐状将这两个环连接起来的连接条组成，该内环封闭地环绕着电流接触管6，为了防止轴向地打滑，沿着电流接触管6的纵向方向设置在该材料的收缩部位中，该外环同样被构成为连贯的，并且支撑在外管5的内表面上。这些连接条之间是缺口，因而在中间空间8内为保护气体构造的通道穿过这些分隔器11。另一分隔器12靠近焊接端4并且类似地构成。

在未设置分隔器的中间区域中，电流接触管6的金属表面裸露地暴露于中间空间8。由金属制成的外管5的内表面也在这些区域中暴露于中间空间8中，同样是裸露的，并且中间未设置可能的绝缘层。

在纵向延伸、靠近焊接端4设置在最前面的分隔器11和分隔器12之间的电流接触管6，具有散热片13，以增大表面轮廓。这些散热片13螺旋形围绕电流接触管6。该处可以考虑另一种设计方案，例如不是连贯地在螺旋管上构成的散热片，而是相互平行设置的、依次排列的散热片。

这些散热片13在其所处的部分内扩大了电流接触管6的表面，并因此增强和扩大了流过散热片13的保护气体与电流接触管6的接触。这些措施连同以下事实使保护气体的冷却效果增至最大，即在该区域中电流接触管6（没有绝缘涂层）暴露在中间空间8内，并且因此与流经中间空间8的保护气体直接接触。

这里应说明，示出的焊枪1是不完整的，其没有气体分配器（其在焊接端4位于电流接触管6上并且将该处溢出的保护气体分散到四周），例如气体喷嘴，该气体喷嘴拧在该部分上，并且在焊接端4上围绕着电流接触管6，并且负责聚集和传输保护气体，同时在一定程度上隔离焊接点。

图2再一次在仅局部剖开的、与图1相同的侧视图中示出了焊枪1。

图3示出了本发明的焊枪的另一种实施例，其在该处被标注为100。其实质上具有同样的构造，但是具有弯曲的造型，并且不具有上述实施例中展示的纵向延伸的走向。相应地，外管105像电流接触管106一样弯曲，但在各个位置上也有相应地具有分隔器11和12（未示出），电流接触管106和外管105构造成未在中间空间8内安装绝缘体，并且电流接触管106具有散热片13以改善冷却效果。

图4在示意性的俯视图中示出了根据第一实施例的分隔器11。该处能看清，它具有平放在电流接触管6上的内环14以及贴靠在外管5的内表面上的外环13。在内环14和外环13之间延伸着轮辐状的连接条15，它们之间保留中间空间16。气体在运行时穿过这些中间空间16沿着通道8流动。

图5是分隔器11的可能的变型。该处示出的分隔器11没有外环13。它在安装状态下直接借助轮辐状连接条15的末端支撑在外管5的内侧。这些连接条15之间也构成中间空间16，以使气体穿过。

从前面的实施例的描述中再次看出，通过本发明的方法能使气体冷却焊枪1或100明显地改善冷却性能。

附图标记列表

1焊枪

2连接端

3锁紧螺母

4焊接端

5外管

6电流接触管

7焊条引导通道

8中间空间/通道

9保护气体接口

10开口

11分隔器

12分隔器

13外环

14内环

15轮辐状的连接条

16中间空间

100焊枪

105外管

106电流接触管

Claims (6)

1.一种用于弧光焊接设备的气体冷却焊枪(1；100)，其具有由导电材料做成的电流接触管(6；106)，其内部具有用于焊条的焊条引导通道(7)，并且具有在保留中间空间(8)的情况下环绕电流接触管(6；106)的外管(5；105)，其中，中间空间(8)作为保护气体的传导通道构成为贯穿的，并且其中在电流接触管(6；106)和外管(5；105)之间设置将这些元件彼此电气绝缘的分隔器(11；12)，并具有使保护气体通过的缺口结构(16)，其中，这些分隔器(11；12)仅设置在中间空间(8)的部分区域中，其特征在于，所述外管(5；105)由导电材料做成，并且电流接触管(6；106)具有导电材料的表面在剩下区域中暴露在中间空间(8)中，在所述剩下区域中不设置分隔器(11；12)，并且电流接触管(6；106)剩下区域的一部分中配备增大了表面的结构(13)，其中电流接触管(6；106)具有导电材料的表面暴露在中间空间(8)中设置，并且在未设置分隔器(11；12)的区域中，所述外管(5；105)具有导电材料的表面暴露在所述中间空间(8)中。

2.如权利要求1所述的焊枪，其特征在于，增大了表面的结构(13)是散热片。

3.如上述权利要求中任一项的焊枪，其特征在于，分隔器(11；12)具有位于电流接触管(6；106)外面的、环绕着该电流接触管的第一环形部分(14)，并具有紧贴内管的内表面的第二环形部分(13)，并且具有使这两个环形部分呈轮辐状连接的连接条(15)，所述分隔器使中间空间连通。

4.如权利要求1或2所述的焊枪，其特征在于，分隔器(11；12)全部由电气绝缘材料制成。

5.如权利要求4所述的焊枪，其特征在于，分隔器(11；12)全部由电气绝缘塑料或陶瓷制成。

6.如权利要求1或2所述的焊枪，其特征在于，电流接触管(6；106)和/或外管(5；105)由金属制成。