CN105195871B - 窄间隙埋弧焊枪及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种窄间隙埋弧焊枪，包括枪体固定座、枪体、安装于枪体上的送丝嘴、贯穿所述枪体和送丝嘴的焊丝通道，所述枪体包括第一枪板、与所述第一枪板枢转连接的第二枪板，所述送丝嘴固定于所述第二枪板远离所述第一枪板的一侧；所述窄间隙埋弧焊枪还包括驱动所述第二枪板相对第一枪板转动的角度调节机构，所述调节机构包括固定于所述第一枪板上的驱动组件、与驱动组件相互配合的机械传动结构，所述机械传动结构远离所述驱动组件的一端与第二枪板连接，所述第二枪板上设有限位所述第二枪板摆动角度的限位块。该窄间隙埋弧焊枪结构简单，操作方便，适用于厚壁管、厚板金属焊接中窄间隙坡口的窄间隙埋弧焊接。

Description

窄间隙埋弧焊枪及焊接设备

技术领域

本发明涉及一种焊枪，尤其涉及一种应用于厚壁管、厚板金属焊接中的窄间隙坡口的窄间隙埋弧焊枪及具有该窄间隙埋弧焊枪的焊接设备。

背景技术

随着工业发展，特别是造船、核电、锅炉等行业对厚板/管需求越来越多，同时对厚板/管的焊接要求也越来越高。目前常用的埋弧焊枪大多为大枪身和导电嘴结构组合，这种结构只可以焊接厚度相对较小的工件；但是对厚板/厚壁管进行焊接时，现有的埋弧焊焊枪由于结构的限制，不能深入到焊缝坡口底部进行焊接。

为了解决上述问题，行业内近年来发展了窄间隙埋弧焊。窄间隙埋弧焊接是厚板/厚壁管焊接领域的一项先进技术，与普通坡口的埋弧焊相比，窄间隙埋弧焊具有无可比拟的优越性，如坡口窄、焊缝填充金属少，可以节省大量的焊材和焊接时间；另外窄间隙埋弧焊热输入量低，焊缝金属和热影响区的组织明显细化，从而提高焊缝的塑性和韧性等力学性能。

第CN 201420672306.7号中国专利公开了一种用于超深坡口窄间隙埋弧焊的扁长焊枪，包括枪体、枪头和导电嘴，枪头和导电嘴分别装设于枪体的两端时，枪体内的中心孔、枪头的枪头中心孔、导电嘴的导电嘴中心孔位于同一直线。该扁长焊枪适用于焊缝深度深、对焊缝的最小宽度要求低，可减少焊材成本，节约生产成本。然而，该焊枪结构太复杂，不够灵活；且焊枪不能摆角度，难以保证坡口两侧壁熔合良好。

有鉴于此，有必要对现有的窄间隙埋弧焊枪及焊接设备予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、焊接效率高、且可以伸入到窄间隙焊缝坡口底部进行焊接的窄间隙埋弧焊枪及焊接设备，应用于厚壁管、厚板金属焊接中窄间隙坡口焊接领域。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种窄间隙埋弧焊枪，包括枪体固定座、枪体、安装于枪体上的送丝嘴、贯穿所述枪体和送丝嘴的焊丝通道，：所述枪体包括固定于所述枪体固定座上的第一枪板、与所述第一枪板枢转连接的第二枪板，所述送丝嘴固定于所述第二枪板远离所述第一枪板的一侧；所述窄间隙埋弧焊枪还包括驱动所述第二枪板相对第一枪板转动的角度调节机构，所述角度调节机构包括固定于所述第一枪板上的驱动组件、与驱动组件相互配合的机械传动结构，所述机械传动结构包括与所述驱动组件相配合且通过夹套固定于所述第一枪板一侧的连杆、与连杆远离所述驱动组件的一端固定连接的球头杆，所述球头杆远离所述连杆的一端与第二枪板连接，所述驱动组件可驱动所述连杆绕所述连杆的中心轴在所述夹套内转动。

作为本发明的进一步改进，所述驱动组件包括与所述连杆固定连接的拨块、驱动所述拨块绕所述连杆的中心轴转动的驱动件。

作为本发明的进一步改进，所述驱动件通过支撑体固定于所述第一枪板上；所述支撑体远离所述第一枪板的一侧设有沿第一枪板至第二枪板的延伸方向延伸的转轴，所述驱动件为一端直接或通过其他结构间接地套设于所述转轴上且绕所述转轴转动的驱动杆、所述驱动杆远离所述转轴的一端与所述拨块配合连接。

作为本发明的进一步改进，所述角度调节机构还包括设于所述第二枪板上限制所述第二枪板摆动角度的限位块。

作为本发明的进一步改进，所述限位块呈圆柱状，且圆柱面在所述第二枪板的厚度方向上超出所述第二枪板，以在所述第二枪板摆动至一待焊缝的焊缝侧壁时，所述限位块的圆柱面先抵靠在所述焊缝侧壁上。

作为本发明的进一步改进，所述限位块采用绝缘材料制备而成，或者所述限位块与第二枪板之间绝缘设置。

作为本发明的进一步改进，所述枪体还包括固定于所述第一枪板且向所述第二枪板延伸的弹性导电压片、设于所述第二枪板上且与所述弹性导电压片相配合的台阶。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种焊接设备，包括焊丝矫直机构、设于所述焊丝矫直机构一侧的送丝机构、位于所述送丝机构远离所述焊丝矫直机构的一侧的焊枪、固定于所述焊枪上的焊剂槽；所述焊枪为窄间隙埋弧焊枪。

作为本发明的进一步改进，所述焊剂槽与所述机械传动结构分设于所述第一枪板宽度方向的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述焊剂槽包括固定于第一枪板的主体部、自主体部下端朝向所述送丝嘴弯曲的弯曲部，焊剂槽的出口的最低端低于所述送丝嘴的最低端。

本发明的有益效果是：本发明的窄间隙埋弧焊枪，通过驱动组件驱动连杆转动，连杆带动球头杆以连杆为中心转动，球头杆带动第二枪板相对于第一枪板摆动，进而平稳均匀地调节焊丝在焊缝中的角度。结构简单，操作方便，且可以伸入到窄间隙焊缝坡口底部进行焊接，适用于厚壁管、厚板金属焊接中的窄间隙坡口的窄间隙埋弧焊接。

附图说明

图1是本发明的焊接设备的立体图。

图2是图1的主视图。

图3是本发明的窄间隙埋弧焊枪的立体图。

图4是本发明的窄间隙埋弧焊枪的侧视图。

图5是本发明的窄间隙埋弧焊枪的主视图。

图6是本发明的窄间隙埋弧焊枪的另一侧视图。

图7是本发明的窄间隙埋弧焊枪和焊剂槽装配后的示意图。

图8是图7的部分分解图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

为了方便描述，定义参考方向为：窄间隙埋弧焊枪10固定于焊接设备100的状态下，窄间隙埋弧焊枪10位于送丝机构40的下方。

请参阅图1~图8所示，本发明的焊接设备100包括窄间隙埋弧焊枪10、焊剂槽20、焊丝矫直机构30及送丝机构40；所述送丝机构40固定连接于所述焊丝矫直机构30下方，所述窄间隙埋弧焊枪10固定连接于所述送丝机构40的下方，所述焊剂槽20固定于所述窄间隙埋弧焊枪10上。通过窄间隙埋弧焊枪10可应用于厚壁管、厚板金属焊接中的窄间隙坡口焊接领域。

请参阅图3~图8所述，所述窄间隙埋弧焊枪10通过安装座11安装于所述焊接设备100上，所述窄间隙埋弧焊枪10包括固定于安装座11上的枪体固定座12、枪体13、安装于枪体13上的送丝嘴14及驱动所述送丝嘴14摆动的角度调节机构15。所述枪体13和送丝嘴14内设有连通的焊丝通道（未图示），焊丝通过焊丝矫直机构30矫直后，由送丝机构40输送至窄间隙埋弧焊枪10，焊丝依次穿过枪体13、送丝嘴14的焊丝通道最终从送丝嘴14输出。

所述枪体13包括固定于枪体固定座12上的第一枪板131、与所述第一枪板131通过螺旋轴133枢转连接的第二枪板132。具体地，所述第一枪板131一端与所述枪体固定座12通过螺钉固定，另一端设有向枪体固定座12一侧凹陷的固定槽1311；所述第二枪板132的靠近所述第一枪板131的一侧设有配合收容于所述固定槽1311内的固定片1321，所述固定片1321通过螺旋轴133固定于所述固定槽1311内，且所述固定片1321可绕着所述螺旋轴133转动。

所述枪体13还包括固定于所述第一枪板131的固定槽1311的一侧且向所述第二枪板132延伸的弹性导电压片134，相应地所述第二枪板132上固定片1321的一侧具有与所述弹性导电压片134相配合的台阶1322；本实施例中，所述弹性导电压片134为具有良好弹性、导电性能的铜片。

所述第二枪板132可向两个方向摆动且所述第二枪板132相对所述第一枪板131摆动角度为0也即两者位于同一平面时，所述弹性导电压片134与所述第一枪板131连接的部位、与所述台阶1322相配合的部位交叉分设于所述枪板13的两侧，且所述弹性导电压片134的中间部位卡于所述第一枪板131和第二枪板132的缝隙处，保证第一枪板131与第二枪板133之间具有良好的导电性。在所述第二枪板132向两个方向摆动的过程中，所述台阶1322与所述弹性导电压片134始终接触；能保证任在何角度时第一枪板131与第二枪板133之间具有良好的导电性，焊接均稳定可靠。

所述第二枪板132远离所述第一枪板131的一侧开设有一个向下的开口1323，所述送丝嘴14位于所述开口1323内，且所述送丝嘴14的底端低于所述第二枪板132的底端。

第二枪板132在所述台阶1322下方的位置处具有朝向所述开口1323倾斜的斜角1324；第二枪板132远离所述台阶1322的一侧设有防撞块1325。所述防撞块1325呈圆柱状，且圆柱面在所述第二枪板132的厚度方向上超出所述第二枪板132，因此在所述第二枪板132摆动至焊缝侧壁时，所述防撞块1325的圆柱面先抵靠在所述焊缝侧壁上，防止送丝嘴14/送丝嘴14的焊丝与所述焊缝侧壁相撞。所述防撞块1325采用陶瓷等绝缘材料制备而成，或者所述防撞块1325与第二枪板132之间绝缘设置，使得所述防撞块1325与焊缝侧壁绝缘，从而可保证窄间隙埋弧焊枪10与焊缝侧壁之间的绝缘，提高焊接质量；因此无需在枪体13表面涂覆绝缘薄膜，工艺简单且节约成本。

所述焊剂槽20包括固定于第一枪板131上的主体槽21、自主体槽21底端朝向所述送丝嘴14倾斜的倾斜槽22、位于倾斜槽22远离所述主体槽21的一端的焊剂出口23及位于所述主体槽21上的加料漏斗24。

所述倾斜槽22与所述斜角1324相配合使得所述焊剂出口23靠近所述送丝嘴14，便于输送焊剂。具体地，所述焊剂出口23由所述倾斜槽22沿竖直方向切断形成，所述焊剂出口23与所述送丝嘴14平行，且所述焊剂出口23的最低端低于所述送丝嘴14的最低端，可将焊剂输送到窄间隙破口底部，保证焊剂完全覆盖焊缝熔池。

所述角度调节机构15包括固定于第一枪板131上的驱动组件151、与驱动组件151相互配合的机械传动结构、设于所述第二枪板132上限制所述第二枪板132摆动角度的限位块及角度指示仪（未图示）；本实施例中，所述限位块即为设置于所述第二枪板132上的防撞块1325。机械传动结构远离所述驱动组件151的一端与第二枪板132连接；驱动组件151通过机械传动结构驱动第二枪板132相对于第一枪板131摆动，调整窄间隙埋弧焊枪10的角度，提高焊接质量。

所述驱动组件151包括与所述机械传动结构固定连接的拨块1516、驱动所述拨块1516转动的驱动件。本实施例中，所述驱动件通过支撑体1511固定于所述第一枪板131上；所述支撑体1511远离所述第一枪板131的一侧设有沿第一枪板131至第二枪板132的延伸方向延伸的转轴1512，所述驱动件为一端直接或通过其他结构间接地套设于所述转轴1512上且绕所述转轴1512转动的驱动杆1515、所述驱动杆1515远离所述转轴1512的一端与所述拨块1516配合连接。

具体地，所述驱动组件151通过支撑体1511固定于所述第一枪板131上。所述支撑体1511远离所述第一枪板131的一侧设有沿上下方向延伸的转轴1512，所述驱动组件151包括套设在所述转轴1512上并可绕所述转轴1512转动的转块1513、与所述转块1513固定连接的导套1514、设于所述导套1514上的驱动杆1515、与所述驱动杆1515相配合的拨块1516；所述拨块1516与所述机械传动结构固定连接。

所述拨块1516包括与所述机械传动结构固定连接的主体部15161、自主体部15161向一侧延伸的两个拨片15162，两个所述拨片15162与主体部15161共同构成一个U型的收容空间15163。所述驱动杆1515远离所述导套1514的一端具有分别与两个拨片15162相匹配的两个平面部、贯穿两个平面部的固定孔，所述固定孔套在两端分别固定于两个拨片15162上的固定轴上，使得所述驱动杆1515远离所述导套1514的一端固定于所述收容空间15163内且可在所述收容空间15163内绕所述固定轴转动。

另外，所述主体部15161位于所述收容空间15163内的一侧具有与所述驱动杆1515相配合的倒角结构，所述驱动杆1515可以绕着所述固定轴沿正反两个方向转动而不会与所述主体部15161发生干涉。

在所述导套1514绕所述转轴1512旋转角度为0时，所述驱动杆1515远离所述导套1514的一端全部收容于所述收容空间15163内，此时两个所述拨片15162的延伸方向与所述驱动杆1515的长度方向一致，此时，所述第二枪板132相对第一枪板131的摆动角度为0。手动拨动所述导套1514带着所述驱动杆1515绕所述转轴1512向一侧旋转时，所述驱动杆1515远离所述导套1514的一端沿着以转轴1512为中心的弧线移动，相应地，所述固定轴也沿着弧线移动从而带动所述拨块1516转动，所述拨块1516通过机械传动结构驱动所述第二枪板132相对于第一枪板131转动，使得焊丝偏向窄间隙焊缝坡口的一侧，保证焊缝侧壁焊接融合良好。所述导套1514向相反反向转动时，所述第二枪板132对应地向相反方向摆动。

于另外一个实施例中，也可采用气缸等结构驱动所述拨块1516转动。

所述机械传动结构与所述焊剂槽20分设于所述第一枪板131沿宽度方向的两侧，从而使得所述窄间隙埋弧焊枪10在所述第一枪板131宽度方向较为扁平，便于伸入较窄的焊缝中进行窄间隙埋弧焊接。所述机械传动结构包括通过间隔设置的两个夹套1521固定于所述第一枪板131一侧的连杆1522、与连杆1522远离所述驱动组件151的一端连接的球头杆1523。所述连杆1522与所述拨块1516的主体部15161固定连接，所述连杆1522可绕所述连杆1522的中心轴在所述夹套1521内转动；所述球头杆1523的另一端为圆球状的球端15231，所述球端15231通过连接块1524与第二枪板132连接，所述连接块1524设有用于收容所述球端15231的球孔（未标号），所述球端15231可在所述球孔内转动。；从而在所述拨块1516转动时，所述连杆1522转动带动所述球头杆1523转动，所述球头杆1523驱动所述第二枪板132摆动。

使用时，第二枪板132伸入窄间隙焊缝中，第二枪板132位于第一枪板131正下方，即所述第二枪板132相对第一枪板131的摆动角度为0。根据实际需要，将所述导套1514绕着所述转轴1512向一个方向转动并通过驱动杆1515驱动所述拨块1516转动，所述拨块1516带动所述连杆1522转动进而通过球头杆1523带动所述第二枪板132相对于第一枪板131摆动，使得所述送丝嘴14输出的焊丝偏向焊缝的坡口一侧，保证焊缝侧壁的焊接熔合良好。同理，当所述导套1514绕着所述转轴1512向相反方向转动时，第二枪板132相对所述第一枪板131向相反方向摆动，以保证焊缝内任何位置处均可以焊接熔合良好。

综上所述，所述窄间隙埋弧焊枪10通过导套1514、驱动杆1515、拨块1516、连杆1522、球头杆1523的传动方式，使得从送丝嘴14出来的焊丝获得平稳均匀的角度变化来调节焊丝在焊缝中的角度。该所述窄间隙埋弧焊枪10结构简单，操作方便，且可以伸入到窄间隙焊缝坡口底部进行焊接，适用于厚壁管、厚板金属焊接中的300mm深的窄间隙坡口的窄间隙埋弧焊接。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种窄间隙埋弧焊枪，包括枪体固定座、枪体、安装于枪体上的送丝嘴、贯穿所述枪体和送丝嘴的焊丝通道，其特征在于：所述枪体包括固定于所述枪体固定座上的第一枪板、与所述第一枪板枢转连接的第二枪板，所述送丝嘴固定于所述第二枪板远离所述第一枪板的一侧；所述窄间隙埋弧焊枪还包括驱动所述第二枪板相对第一枪板转动的角度调节机构，所述角度调节机构包括固定于所述第一枪板上的驱动组件、与驱动组件相互配合的机械传动结构，所述机械传动结构包括与所述驱动组件相配合且通过夹套固定于所述第一枪板一侧的连杆、与连杆远离所述驱动组件的一端固定连接的球头杆，所述球头杆远离所述连杆的一端与第二枪板连接，所述驱动组件可驱动所述连杆绕所述连杆的中心轴在所述夹套内转动。

2.根据权利要求1所述的窄间隙埋弧焊枪，其特征在于：所述驱动组件包括与所述连杆固定连接的拨块、驱动所述拨块绕所述连杆的中心轴转动的驱动件。

3.根据权利要求2所述的窄间隙埋弧焊枪，其特征在于：所述驱动件通过支撑体固定于所述第一枪板上；所述支撑体远离所述第一枪板的一侧设有沿第一枪板至第二枪板的延伸方向延伸的转轴，所述驱动件为一端直接或间接地套设于所述转轴上且绕所述转轴转动的驱动杆、所述驱动杆远离所述转轴的一端与所述拨块配合连接。

4.根据权利要求1所述的窄间隙埋弧焊枪，其特征在于：所述角度调节机构还包括设于所述第二枪板上限制所述第二枪板摆动角度的限位块。

5.根据权利要求4所述的窄间隙埋弧焊枪，其特征在于：所述限位块呈圆柱状，且圆柱面在所述第二枪板的厚度方向上超出所述第二枪板，以在所述第二枪板摆动至一待焊缝的焊缝侧壁时，所述限位块的圆柱面先抵靠在所述焊缝侧壁上。

6.根据权利要求4所述的窄间隙埋弧焊枪，其特征在于：所述限位块采用绝缘材料制备而成，或者所述限位块与第二枪板之间绝缘设置。

7.根据权利要求1所述的窄间隙埋弧焊枪，其特征在于：所述枪体还包括固定于所述第一枪板且向所述第二枪板延伸的弹性导电压片、设于所述第二枪板上且与所述弹性导电压片相配合的台阶。

8.一种焊接设备，包括焊丝矫直机构、设于所述焊丝矫直机构一侧的送丝机构、位于所述送丝机构远离所述焊丝矫直机构的一侧的焊枪、固定于所述焊枪上的焊剂槽；其特征在于：所述焊枪为权利要求1~7中任意一项所述的窄间隙埋弧焊枪。

9.根据权利要求8所述的焊接设备，其特征在于：所述焊剂槽与所述机械传动结构分设于所述第一枪板宽度方向的两侧。

10.根据权利要求8所述的焊接设备，其特征在于：所述焊剂槽包括固定于第一枪板的主体部、自主体部下端朝向所述送丝嘴弯曲的弯曲部，焊剂槽的出口的最低端低于所述送丝嘴的最低端。