CN104162729B - 一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴 - Google Patents
一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，包括具有3个进气通孔的喷嘴本体，其中一个为一次保护气通道，另两个为二次保护气通道；所述两个二次保护气通道为在高度方向上与一次保护气通道平行的通孔，还有减压均压腔和匀流筛；该匀流筛的下部分别为通往一次保护气区、左侧二次保护区、右侧二次保护区的开放出气通道。本发明优点：可以满足狭缝内部填充焊道、次盖面焊道和盖面焊道的一次保护和二次保护；可以满足同种气体，也可满足不同种气体的一次保护气和二次保护气的保护焊接；实现双向单侧后拖气体保护，提高焊接质量的同时大幅度降低气体耗量；采用陶瓷材料，高温绝缘性能可靠，寿命更长。
Description
技术领域
本发明涉及一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，是内/外置同时具有液态熔池区一次气体保护和高温焊缝区双向后拖气体保护，即二次保护功能的窄间隙和超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊喷嘴，属于焊接技术领域。
背景技术
窄间隙/超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊（NG/UNG-MAG/MIG），亦称为窄间隙/超窄间隙MAG/MIG焊，该焊接技术由于具有熔敷速度高，焊接冶金过程不存在渣相与液相金属之间的相互作用而更简洁、夹渣缺陷几率几乎为零、焊接热输入更低，焊缝的空间成型能力优良，焊缝组织更有利于力学性能的提高，焊接生产成本更低等极其显著的技术优势，大规模替代涂料焊条电弧焊，埋弧自动焊、窄间隙埋弧焊，药芯焊丝电弧焊，实芯焊丝CO2气体保护焊和其它气体保护焊、填丝钨极氩弧焊、窄间隙热丝脉冲钨极氩弧焊等传统电弧焊方法，已成为电弧熔化焊方法和技术的战略进步方向。关于窄间隙/超窄间隙MAG/MIG焊接技术中的焊缝轨迹智能跟踪、两侧壁均匀可靠熔合控制、焊枪设计与制造技术等关键技术，已有较多的开发和现有技术，而关于窄间隙/超窄间隙MAG/MIG焊条件下的气体保护技术，则相对滞后且很少。现有技术如：1、JP2001-179456，A；2、JP2005-211939，A；3、黄笃志，一种超窄间隙气体保护用喷嘴，CN201195227Y；4、严铿，蒋成禹，赵勇，一种用于窄间隙非熔化极气体保护焊焊枪的非圆形截面喷嘴。上述已有技术中多为单一功能内置式（即喷嘴可伸入到坡口内部），其中，现有技术2为外置式（喷嘴不伸入到坡口内部，位于坡口外部工作）；单一功能内置式喷嘴可解决填充焊道液态熔池区的冶金保护(即一次保护)，但难以可靠解决盖面焊道，次盖面焊道的冶金保护；外置式喷嘴理想设计状态可以同时解决填充焊道和次盖面焊道的一次保护和二次保护问题，但是，特厚板、超厚板的深部填充焊道的保护效果较差，其次是气体耗量特别大，非常不利于焊接生产成本的降低；现有技术均未能解决一次保护气体和二次保护气体的不同种气体问题，以及二次保护气体的双向单侧后拖问题（即右向焊接时仅左侧后拖保护，左向焊接时仅右侧后拖保护）。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的局限性，提供一种既可以满足窄间隙/超窄间隙狭缝内部填充焊道的一次保护和二次保护，也可以满足次盖面焊道和盖面焊道的一次保护和二次保护；既可以满足一次和二次保护气体为同种气体，也可以满足一次保护气和二次保护气为不同种气体；同时还要实现左向焊接时，仅右向通二次保护气，而右向焊接时，仅左向通二次保护气，即单侧后拖问题，以实现近喷距良好气体保护的同时大幅度降低气体耗量。
本发明的技术方案是：
一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，包括一个长形的喷嘴本体，该喷嘴本体沿高度方向的上部并排有3个进气通孔：中间的一个为一次保护气通道，左右两侧各有一个二次保护气通道，分别为左侧二次保护气通道和右侧二次保护气通道；靠近喷嘴本体的两外端各有1个螺钉孔；所述一次保护气通道为中部能便于安装拆卸导电嘴的通孔；所述两个二次保护气通道为在高度方向上与一次保护气通道平行的通孔，在孔的上部为减压均压腔，该减压均压腔下部设有匀流筛，该匀流筛的下部分别为通往一次保护气区、左侧二次保护区、右侧二次保护区的开放出气通道。
进一步的技术方案是：
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其两个二次保护气通道中的匀流筛结构为隔板上设有多个均布的平行直孔，该直孔是用于迫使保护气体从隔板喷出时为层流状态。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其匀流筛的厚度为3毫米～5毫米，匀流筛的筛孔的孔经为0.8毫米～1.2毫米。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其匀流筛6的厚度为4毫米，匀流筛6的筛孔的孔经为1毫米。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其喷嘴本体为平板形，且喷嘴与焊枪之间的连接为螺钉连接。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其平板形喷嘴的厚度：当用于焊接坡口组装间隙G大于7毫米，小于等于16毫米的窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊，喷嘴厚度小于10毫米；当用于焊接坡口组装间隙G大于4毫米，小于等于7毫米的超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊焊，喷嘴厚度小于等于5毫米。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其平板形喷嘴的厚度：当用于焊接坡口组装间隙G为12毫米的窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊焊，喷嘴厚度8毫米；当用于焊接坡口组装间隙G为6毫米的超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊焊，喷嘴厚度为4毫米。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其喷嘴本体是用陶瓷材料整体模制而成。
所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其喷嘴本体材料为经过耐高温绝缘处理过的金属材料，所述处理为镶嵌陶瓷和喷涂陶瓷。
本发明的优点在于：
1、焊接坡口组装间隙在4～10毫米及以上的宽范围条件下，喷嘴均可伸入到坡口内并同时完成高温焊接接区的一次保护和二次保护，且无需很大气体流量；
2、无论是坡口内部的填充焊道还是次盖面填充焊道和盖面的加强焊道，均可实现双向单侧后拖气体保护，即右向焊接时，喷嘴左侧通道通气，左向焊接时，喷嘴右侧通道通气，与双侧保护相比可使二次保护气耗量降低50%；
3、在窄间隙/超窄间隙焊枪本体结构不变的情况下，只需快速更换内置式或外置式喷嘴，即可实现坡口内填充焊道，以及坡口外次盖面焊道和盖面焊道的多重保护功能的置换，即本发明可同时用于坡口内外焊道的高质量低气体耗量可靠气体保护；而不需要分别设计制造用于坡口内填充焊道和盖面焊道的混合气体保护焊和惰性气体保护焊（MAG/MIG）不同焊枪本体；
4、本发明采用陶瓷材料整体制造时，高温绝缘性能可靠，寿命更长。
附图说明
图1是本发明的内置式喷嘴空间结构示意图；
图2是本发明的内置式喷嘴的纵剖面结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图，显示了一次和二次保护气各通道的匀流筛结构和匀流孔的位置关系；
图4是本发明的外置式喷嘴的横截面匀流筛结构和匀流孔的位置示意图；
图1～图4的附图标记为：1、喷嘴本体，2、一次保护气通道，3、左侧二次保护气通道，4、右侧二次保护气通道，5、螺钉孔，6、匀流筛。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：
实施例1：为本发明的一个基本实施例。如图1～图4所示，一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，包括一个长形的喷嘴本体1，该喷嘴本体1沿高度方向的上部并排有3个进气通孔：中间的一个为一次保护气通道2，左右两侧各有一个二次保护气通道，分别为左侧二次保护气通道3和右侧二次保护气通道4；靠近喷嘴本体1的两外端各有1个螺钉孔5；所述一次保护气通道2为中部能便于安装拆卸导电嘴的通孔；所述两个二次保护气通道为在高度方向上与一次保护气通道2平行的通孔，在孔的上部为减压均压腔，该减压均压腔下部设有匀流筛6，该匀流筛6的下部分别为通往一次保护气区、左侧二次保护区、右侧二次保护区的开放出气通道。
实施例2：为实施例1的进一步实施例。所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其两个二次保护气通道中的匀流筛6结构为隔板上设有多个均布的平行直孔，该直孔是用于迫使保护气体从隔板喷出时为层流状态。所述匀流筛6的厚度为3毫米～5毫米，匀流筛6的筛孔的孔经为0.8毫米～1.2毫米，孔距按二次保护气通道截面积上平均分布匀流孔设计。所述喷嘴本体1为平板形，且喷嘴与焊枪之间的连接为螺钉连接。所述平板形喷嘴的厚度：本实施例针对用于焊接坡口组装间隙G大于7毫米，小于等于16毫米的窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊（MAG/MIG），喷嘴厚度小于10毫米；当针对用于焊接坡口组装间隙G大于4毫米，小于等于7毫米的超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊（MAG/MIG）时，喷嘴厚度小于等于5毫米，这是又一个实施例。所述喷嘴本体1是用陶瓷材料整体模制而成。所述喷嘴本体1材料为经过耐高温绝缘处理过的金属材料，所述处理为镶嵌陶瓷，或喷涂陶瓷，或镶嵌喷涂陶瓷并用。
所述的喷嘴用于外置时，喷嘴厚度一般是内置式的2到3倍，通常大于等于20毫米，长度大于厚度的1.2倍。当所述的喷嘴本体1是用陶瓷材料整体模制而成时，工艺更简单，且寿命更长。
喷嘴的横向尺寸较薄时，用于内置式（即伸入到坡口内部）的高温焊缝区保护，喷嘴的横向尺寸较厚时（通常是内置式的2至3倍），用于次盖面焊道和盖面焊道的高温焊缝区保护；横向尺寸较厚的喷嘴上部减压均压腔和紧邻的匀流筛结构相比板式喷嘴而言，仅仅只是横向尺寸加大，保护范围更宽。
实施例3：为一个优选的实施例。与实施例2不同的是：所述匀流筛6的厚度为4毫米，匀流筛6的筛孔的孔经为1毫米。所述平板形喷嘴的厚度按用于焊接坡口组装间隙G为12毫米的窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊（MAG/MIG）的需要来制造，喷嘴厚度为8毫米。
实施例4：为一个优选的实施例。与实施例3不同的是：所述平板形喷嘴的厚度按用于焊接坡口组装间隙G为6毫米的超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊（MAG/MIG）的需要来制造，喷嘴厚度为4毫米。
对本发明名称说明如下：
本发明中所述窄间隙、超窄间隙是焊件上所开的焊接坡口的特征。在窄间隙、超窄间隙特征下可以使用混合气体保护焊和惰性气体保护焊方法,即MAG/MIG；也可以使用埋弧焊方法，即SAW；还可以使用氩弧焊方法，即TIG。本发明限定于窄间隙和超窄间隙特征下的混合气体保护焊和惰性气体保护焊方法，MAG/MIG是混合气体保护焊和惰性气体保护焊的英文缩写，“窄间隙/超窄间隙MAG/MIG”是中文特征加英文混合气体保护焊和惰性气体保护焊缩写的焊接术语，全中文表述是“窄间隙/超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊”，全英文缩写是“NG/UNG-MAG/MIG”。
对本发明结构、效果进一步说明如下：
一次保护气通道2、左侧二次保护气通道3、右侧二次保护气通道4均为圆滑内壁面，且制造上力求内壁面尽可能光滑；一次保护气通道2、左侧二次保护气道道3和右侧二次保护气通道4的出口端相对上部进口端尺寸，可为相同截面积，也可为出口端截面积适当大于或小于进口端截面积；出口截面积大于进口截面积时为扩散型保护，出口截面积小于进口截面积时为收敛型保护；实施例采用的是收敛型保护；喷嘴本体1的内外壁相交处和出口端面，均为圆弧过渡；喷嘴整体用陶瓷材料制造时应为模制。
本发明的窄间隙/超窄间隙MAG/MIG焊喷嘴的技术效果还表现为：一次保护气和二次保护气可根据被焊件材质不同以及成本等因素而分别选择；双向单侧后拖保护可使保护气体耗量降至更低，这十分有利于降低焊接生产成本。
本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。
Claims (9)
1.一种内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，它包括一个长形的喷嘴本体（1），该喷嘴本体（1）沿高度方向的上部并排有3个进气通孔：中间的一个为一次保护气通道（2），左右两侧各有一个二次保护气通道，分别为左侧二次保护气通道（3）和右侧二次保护气通道（4）；靠近喷嘴本体（1）的两外端各有1个螺钉孔（5）；所述一次保护气通道（2）为中部能便于安装拆卸导电嘴的通孔；所述两个二次保护气通道为在高度方向上与一次保护气通道（2）平行的通孔，在孔的上部为减压均压腔，该减压均压腔下部设有匀流筛（6），该匀流筛（6）的下部分别为通往一次保护气区、左侧二次保护区、右侧二次保护区的开放出气通道。
2.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，两个二次保护气通道中的匀流筛（6）结构为隔板上设有多个均布的平行直孔，该直孔是用于迫使保护气体从隔板喷出时为层流状态。
3.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，匀流筛（6）的厚度为3毫米～5毫米，匀流筛（6）的筛孔的孔径为0.8毫米～1.2毫米。
4.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，匀流筛（6）的厚度为4毫米，匀流筛（6）的筛孔的孔径为1毫米。
5.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，喷嘴本体（1）为平板形，且喷嘴与焊枪之间的连接为螺钉连接。
6.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，平板形喷嘴的厚度：当用于焊接坡口组装间隙G大于7毫米，小于等于16毫米的窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊时，喷嘴厚度小于10毫米；当用于焊接坡口组装间隙G大于4毫米，小于等于7毫米的超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊，喷嘴厚度小于等于5毫米。
7.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，平板形喷嘴的厚度：当用于焊接坡口组装间隙G为12毫米的窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊时，喷嘴厚度8毫米；当用于焊接坡口组装间隙G为6毫米的超窄间隙混合气体保护焊和惰性气体保护焊，喷嘴厚度为4毫米。
8.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，喷嘴本体（1）是用陶瓷材料整体模制而成。
9.根据权利要求1所述的内/外置多重保护窄间隙/超窄间隙焊喷嘴，其特征在于，喷嘴本体（1）材料为经过耐高温绝缘处理过的金属材料，所述处理为镶嵌陶瓷和喷涂陶瓷。
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