CN104289796B - 一种附加焊缝补偿保护气体的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种附加焊缝补偿保护气体的装置及方法，包括气瓶、焊丝的送丝机构、焊枪喷嘴的送气管路、一个补偿气体喷嘴；送气管路包括送气总管、B支管、C支管和三通阀；送气总管的一端连接三通阀的A端；B支管的一端连三通阀的B端，另一端与焊枪喷嘴相通；C支管一端连接三通阀的C端，另一端连接补偿气体喷嘴。保护气体由C支管先经过单向阀，再由补偿气体喷嘴喷射到脱离焊枪电弧区的焊缝上，气流覆盖在未凝固的焊缝熔池区域，使原本应暴露于空气中的焊缝获得稳定、可靠、持续的气体保护，可有效避免焊缝氧化、裂纹、气孔、咬边、不锈钢脆化等焊接缺陷。

Description

一种附加焊缝补偿保护气体的装置及方法
技术领域
本发明涉及气体保护焊接装置与工艺，尤其涉及一种附加焊缝补偿保护气体的装置及方法。
背景技术
气体保护焊是当今世界的主要焊接方法之一。按消耗材料统计，工业发达国家的气体保护焊消耗材料占焊接材料总量的60％左右，而日本高达70％以上，我国虽然只有40％，但近几十年内随着国家综合国力日益增强，气体保护焊技术也出现蓬勃发展的趋势。关于气体保护焊基本原理和特征，国内焊接专家殷树言教授在其学术新作《气体保护焊工艺基础及应用》(机械工业出版社，2012年9月第一版)一书中已作明确阐述，此处不再赘述。在气体保护焊接技术中，保护气体作为电弧介质角色主要承担电离、稳定电弧和功率变换等功能，作为保护角色主要起到屏蔽空气和水份，保护焊接区不受侵蚀和产生冶金作用，并提高焊接性能。上述理论也一定程度上反映了当今国内外气体保护焊接理论和实际产业化应用发展水平，具有较高的学术及行业认可度。然而，从上述现有气体保护焊理论及行业应用可知，保护性气体明显在有限时间和空间承担多种功能，负担过重，势必出现功能上的顾此失彼现象，一定程度上影响焊缝质量和焊接效率进一步提升。从理论和实际应用可以看出，人们显然既认识到保护气体的保护功能极为重要，又无法从现有气体保护焊接理论和实践技术中找到更好的方法改变这一不利现状。
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，提供一种附加焊缝补偿保护气体的装置及方法，专门为已脱离焊接区保护气体但仍处于高温熔融-凝固混合态的焊缝提供及时有效气体保护，较好的解决了原保护气体负担过重，“保护不周”的技术难题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种附加焊缝补偿保护气体的装置，包括气瓶、焊丝5的送丝机构12、焊枪喷嘴4的送气管路、一个补偿气体喷嘴9；
所述送气管路包括送气总管1、B支管3、C支管2和三通阀11；
所述送气总管1的一端连接三通阀11的A端；B支管3的一端连三通阀11的B端，另一端与焊枪喷嘴4相通；C支管2一端连接三通阀11的C端，另一端连接补偿气体喷嘴9。
所述补偿气体喷嘴9与焊枪固定或拆卸式连接；补偿气体喷嘴9位于焊枪气体保护罩的正后侧。
所述补偿气体喷嘴9上设有单向调节阀10。补偿气体喷嘴9的垂直位置、水平位置可调。
所述补偿气体喷嘴9的喷气端呈圆口喇叭状或者长方形。
所述B支管3和C支管2上分别设有流量表。
采用上述装置对焊缝进行气体补偿保护的方法如下：
当焊接开始时，打开送气总管1的气流通路，保护气体经三通阀11进入C支管2和B支管3；
通过调节三通阀11的阀门，实现对B支管3和C支管2内气体流量的分配，得到焊缝所需工作气体的流量；
保护气体由C支管2先经过单向调节阀10，再由补偿气体喷嘴9喷射到脱离焊枪电弧区的焊缝上，气流覆盖在未凝固的焊缝熔池区域，使原本应暴露于空气中的焊缝获得持续的气体保护。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本装置实现焊后焊缝气体再保护，并采用符合焊缝焊后气体再保护的新方法，改造现有焊接装置，实现了补偿气体保护下的焊后焊缝质量提高，部分焊接冶金性能和物理化学性能获得优化和提升的目的。
本装置焊后焊缝跟踪保护方法及措施，专门为已脱离焊接区保护气体但仍处于高温熔融-凝固混合态的焊缝提供及时有效气体保护,较好的解决了原保护气体负担过重，“保护不周”的难题。
保护气体由C支管2先经过单向调节阀10，再由补偿气体喷嘴9喷射到脱离焊枪电弧区的焊缝上，气流覆盖在未凝固的焊缝熔池区域，使原本应暴露于空气中的焊缝获得稳定、可靠、持续的气体保护，可有效避免焊缝氧化、裂纹、气孔、咬边、不锈钢脆化等焊接缺陷。若调节不同气体流量，还可在一定程度上对未及凝固的溶滴和熔池起到搅拌调整作用，改善焊缝外观成形，提高焊接和合格率。补偿保护气喷嘴前端设置单向气阀，防止空气回流填充气路。
本装置与方法立足于当今气体保护焊接技术的实际需要，通过理论分析和工艺实践，经比较、提炼、总结和突破常规的思考，首次提出可行可用的焊后焊缝气体保护思路、原理和方法。该方法的提出，突破了现有气体保护焊局限于焊枪头气体保护的固有思路，设计构建第二气体保护区域对高温熔融-凝固混合态焊缝实施专门保护，使焊缝保护思想从理念落到了实际应用。
该方法将会涉及到更多的气体保护焊接理论和应用的研究，实用前景广阔，实现方法简单易行，改造成本低廉，工艺实验和工艺参数调整设置方便，无论是依图改造现有设备还是基于本新方法，采用别的方式构建补偿气体支路，均能实现对焊后焊缝的气体再保护功能。因此，本发明特征和优势突出，突破现有气体保护焊接理论和应用界限，探索了改善和提高气体保护焊焊接质量的新路径，具有进一步深入研究的理论价值和应用价值。
附图说明
图1为本发明附加焊缝补偿保护气体的装置结构示意图；
图中编号：6为气体；7为熔池；D和F为气体保护区，E为过渡区；其他编号见具体实施方式部分。
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
如图所示。本发明附加焊缝补偿保护气体的装置，包括气瓶、焊丝5的送丝机构12、焊枪喷嘴4的送气管路、一个补偿气体喷嘴9；
所述送气管路包括送气总管1、B支管3、C支管2和三通阀11；
所述送气总管1的一端连接三通阀11的A端；B支管3的一端连三通阀11的B端，另一端与焊枪喷嘴4相通；C支管2一端连接三通阀11的C端，另一端连接补偿气体喷嘴9。
所述补偿气体喷嘴9与焊枪固定或拆卸式连接；补偿气体喷嘴9位于焊枪气体保护罩的正后侧，紧贴(或10毫米以内间隙)气体保护罩，与气体保护罩持平或上下5毫米。
所述补偿气体喷嘴9上设有单向调节阀10，可防止空气回流滞留于C支管2内，影响保护气体纯度。
补偿气体喷嘴9的喷气端呈圆口喇叭状或者长方形。
补偿气体喷嘴9的垂直位置、水平位置可调。
所述B支管3和C支管2上分别设有流量表。
采用上述装置对焊缝进行气体补偿保护的方法如下：
当焊接开始时，打开送气总管1的气流通路，保护气体经三通阀11进入C支管2和B支管3；
通过调节三通阀11的阀门，实现对B支管3和C支管2内气体流量的分配，得到焊缝所需工作气体的流量；
保护气体由C支管2先经过单向调节阀10，再由补偿气体喷嘴9喷射到脱离焊枪电弧区的焊缝上，气流覆盖在未凝固的焊缝熔池区域，使原本应暴露于空气中的焊缝获得稳定、可靠、持续的气体保护，可有效避免焊缝氧化、裂纹、气孔、咬边、不锈钢脆化等焊接缺陷。若调节不同气体流量，还可在一定程度上对未及凝固的溶滴和熔池起到搅拌调整作用，改善焊缝外观成形，提高焊接和合格率。补偿保护气喷嘴前端设置单向气阀，防止空气回流填充气路。
补偿保护气体可与主路保护气体相同或不同，以能实现对焊缝调理和保护为宜。
本装置及方法，适用于所有需要气体保护焊类型：如惰性气体保护焊(MIG焊)、活性气体保护焊(MAG焊)、钨极气体保护焊(TIG焊)、CO2气体保护焊、混合气体保护焊、激光焊等。焊接母材包括碳钢、各类不锈钢、合金钢，铜，铝、铝合金同种或异种金属焊接。
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 (7)

1.一种附加焊缝补偿保护气体的装置，包括气瓶、焊丝(5)的送丝机构(12)、焊枪喷嘴(4)的送气管路，其特征在于：还包括一个补偿气体喷嘴(9)；
所述送气管路包括送气总管(1)、B支管(3)、C支管(2)和三通阀(11)；
所述送气总管(1)的一端连接三通阀(11)的A端；B支管(3)的一端连三通阀(11)的B端，另一端与焊枪喷嘴(4)相通；C支管(2)一端连接三通阀(11)的C端，另一端连接补偿气体喷嘴(9)。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述补偿气体喷嘴(9)与焊枪固定或拆卸式连接；补偿气体喷嘴(9)位于焊枪气体保护罩的正后侧。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述补偿气体喷嘴(9)上设有单向调节阀(10)。
4.根据权利要求1至3任一项所述装置，其特征在于：补偿气体喷嘴(9)的喷气端呈圆口喇叭状或者长方形。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于：补偿气体喷嘴(9)的垂直位置、水平位置可调。
6.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述B支管(3)和C支管(2)上分别设有流量表。
7.采用权利要求1至6中任一项所述装置对焊缝进行气体补偿保护的方法，其特征在于下述步骤：
当焊接开始时，打开送气总管(1)的气流通路，保护气体经三通阀(11)进入C支管(2)和B支管(3)；
通过调节三通阀(11)的阀门，实现对B支管(3)和C支管(2)内气体流量的分配，得到焊缝所需工作气体的流量；
保护气体由C支管(2)先经过单向调节阀(10)，再由补偿气体喷嘴(9)喷射到脱离焊枪电弧区的焊缝上，气流覆盖在未凝固的焊缝熔池区域，使原本应暴露于空气中的焊缝获得持续的气体保护。
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