CN105478973A - 送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置 - Google Patents

Abstract

送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，由焊剂片输送装置和超窄间隙焊枪组成，焊枪由焊枪柄（3）、支承体（6）、板状导电杆（5）、绝缘材料、导丝管（7）、导电嘴（11）、耐高温弹簧片（10）和陶瓷压块（9）组成；在焊剂片输送装置中焊剂片输送管（19），两条耐高温弹性绳（23）相对错位合并的焊剂片链，能经焊剂片输送装置自动沿焊道方向推入坡口根部；焊丝（1）经焊枪送入坡口中从两条焊剂片链中间穿过，借助焊剂片链上耐高温弹性绳（23）的弹性变形对焊剂片（15）施加侧向力，使焊剂片（15）和侧壁紧密接触，准确维持焊剂片（15）与电弧的相对位置。

Description

送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体是送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置。

背景技术

常规窄间隙焊接坡口间隙一般在10~20mm之间，因具有焊缝截面积小，热输入量低，残余变形小，接头性能好，焊接效率高等优点而被广泛应用于厚板焊接。近年来又开发出了间隙5mm以下的超窄间隙焊接，其热输入量最小可达0.5KJ/mm，热影响区宽度仅1~2mm。与窄间隙焊接技术相比，超窄间隙焊接节约成本，提高生产效率的优点更为突出。尤其在中厚板焊接结构中，超窄间隙焊接具有明显的优势，焊接时焊丝用量仅为常规窄间隙焊接技术的30%。然而超窄间隙焊接过程中电弧极易攀升，且存在侧壁根部熔合不良的问题。焊剂带约束电弧超窄间隙焊接，通过焊剂带约束电弧能有效解决电弧攀升和侧壁根部熔合不良的问题。现已开发了三种焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法：一种是将焊剂涂覆到钢丝网上做成与试样尺寸一样的焊剂片，然后采用无机胶粘贴于试样的侧壁，进行单道多层焊接。其存在的问题是，在清理焊渣时容易造成剩余焊剂的损伤脱落，影响下一道焊缝的焊接。中国专利“用于超窄间隙电弧焊的焊枪”(ZL2006100428221)，焊剂带由焊剂压涂在薄钢带两表面而制成，两条焊剂带自上而下沿坡口连续送入电弧的两侧。其存在的问题是，在焊接过程中焊剂带的给进量及其位置极易发生变化，不能有效的约束电弧，影响焊接电弧的稳定性。并且枪头部位过大，不能伸入深坡口之中，无法实现厚板、特厚板的超窄间隙焊接。中国专利“用于钢轨对接的超窄间隙电弧焊接装置”（201210406133X），焊剂带由钢丝网和涂覆在其两侧的焊剂构成，焊前折成U型后放入坡口中。其存在的问题是钢丝网中间部分裸露，焊接时电弧首先与钢丝网接触导电，若贴合于侧壁的钢丝网有未被焊剂涂覆的部分，那么钢丝网就会与侧壁形成带电通道，导致此处电弧攀升。并且此焊剂带为预置式，不适用于厚板和长焊缝的焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置。

本发明是送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，装置由焊剂片输送装置和超窄间隙焊枪组成，焊枪由焊枪柄3、支承体6、板状导电杆5、绝缘材料、导丝管7、导电嘴11、耐高温弹簧片10和陶瓷压块9组成；有焊剂片输送装置中焊剂片输送管19，两条耐高温弹性绳23相对错位合并的焊剂片链，经焊剂片输送装置自动沿焊道方向推入坡口根部；焊丝1经焊枪送入坡口中从两条焊剂片链中间穿过，借助焊剂片链上耐高温弹性绳23的弹性变形对焊剂片15施加侧向力，使焊剂片和侧壁紧密接触，准确维持焊剂片与电弧的相对位置；焊剂片在电弧热的作用下熔化形成熔渣保护熔池，而未熔化的焊剂片则能有效约束电弧；随着焊接过程的进行，焊枪向前移动，焊剂片能够连续送进，实现焊接过程稳定，焊缝成形良好的超窄间隙焊接。

本发明与背景技术比较具有的有益效果是：焊剂片由焊剂压制而成，绝缘性好。焊剂片链经焊剂片输送管自动送置坡口根部，与侧壁紧密接触。焊丝进入焊剂片时，焊剂片已在电弧前方铺好，可准确保证焊剂片与电弧的相对位置，有效约束电弧，提高电弧的稳定性，并获得成形良好的超窄间隙焊缝。另外焊枪枪柄与板状导电杆一体化，结构稳定。支承体设计成左右两块板状，整体刚性好。适用于长焊缝和深坡口的超窄间隙焊接。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1中的A-A向剖视图，图3是焊剂片链结构示意图，图4是焊剂片送进机构示意图，图5是焊剂片落入坡口以后与焊丝相对位置示意图。附图标记及对应名称：焊丝1，连接板2，焊枪柄3，聚四氟乙烯套筒4，板状导电杆5，支承体6，导丝管7，L型陶瓷块8，陶瓷压块9，耐高温弹簧片10，导电嘴11，焊渣12，电弧13，焊缝14，焊剂片15，支架16，弹簧片17，恒扭矩电机18，焊剂片输送管19，内部输送导管20，陶瓷保护罩21，耐高温胶22，耐高温弹性绳23，送带轮24，固定板25，固定套筒26，夹紧轮27，螺钉28。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明是送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，装置由焊剂片输送装置和超窄间隙焊枪组成，焊枪由焊枪柄3、支承体6、板状导电杆5、绝缘材料、导丝管7、导电嘴11、耐高温弹簧片10和陶瓷压块9组成；有焊剂片输送装置中焊剂片输送管19，两条耐高温弹性绳23相对错位合并的焊剂片链，经焊剂片输送装置自动沿焊道方向推入坡口根部；焊丝1经焊枪送入坡口中从两条焊剂片链中间穿过，借助焊剂片链上耐高温弹性绳23的弹性变形对焊剂片15施加侧向力，使焊剂片和侧壁紧密接触，准确维持焊剂片与电弧的相对位置；焊剂片在电弧热的作用下熔化形成熔渣保护熔池，而未熔化的焊剂片则能有效约束电弧；随着焊接过程的进行，焊枪向前移动，焊剂片能够连续送进，实现焊接过程稳定，焊缝成形良好的超窄间隙焊接。

如图1、图2所示，由焊剂经粉末压片机压制成带有两个10°倒角的片状的焊剂片15；采用耐高温胶22，将耐高温弹性绳23粘贴至焊剂片15的侧面，制作成具有平面变形能力的焊剂片链。

如图1、图2所示，特征在于焊剂片输送装置中焊剂片输送管19由两段圆弧构成；两条耐高温弹性绳23相对错位合并的焊剂片链，从焊枪上方垂直焊道方向，经焊剂片送进机构送入焊剂片输送管19中；焊剂片链沿着内部输送导管20轨迹运动，最终沿着焊道方向送入电弧区。

如图1、图5所示，焊丝1经送丝轮进入导丝管7，导丝管7安装在焊枪柄3上，从板状导电杆5和支承体6中间穿过，支承体6与焊枪柄3之间用聚四氟乙烯套筒4进行绝缘，焊枪柄3与板状导电杆5一体成型，支承体6为左右各一块的板状结构。

如图1所示，导电嘴11与陶瓷压块9侧面均开有弧形槽，在支承体6右下部，安装耐高温弹簧片10，能对焊丝施加夹紧力，焊枪头部加装陶瓷片保护罩21。

如图1所示，焊枪包括焊枪柄3、支承体6、板状导电杆5、绝缘材料、导丝管7、导电嘴11、耐高温弹簧片10和陶瓷压块9。焊丝1经送丝轮进入导丝管7，导丝管7安装在焊枪柄3上，从板状导电杆5和支承体6中间穿过，支承体6与焊枪柄3之间用聚四氟乙烯套筒4进行绝缘，焊枪枪身为板状结构。导电嘴11与陶瓷压块9侧面均开有弧形槽，可保证焊丝顺利通行。在支承体6右下部，安装耐高温弹簧片10，对焊丝施加一定的夹紧力，保证焊枪具有良好的导电性。焊枪头部加装陶瓷片保护罩21。

如图1所示，送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置由焊剂片输送装置和焊枪两部分组成，二者通过连接板2连接成一个整体。

如图2、图3所示，所述焊剂片15由特制焊剂经粉末压片机压制成10x12mm大小且带有两个10°倒角的片状，厚度为0.8mm。然后采用耐高温胶22将直径为0.4mm的耐高温弹性绳23粘贴至焊剂片侧面制作成焊剂片链。所述焊剂片链做成上述结构其关键技术在于焊剂片15可沿A点转动，能够保证焊剂片链在内部输送导管20中运动时可随内部输送导管20轨迹而变形，顺利输送至坡口中。将两条焊剂片链粘有耐高温弹性绳的面错位合并，从焊枪上方垂直焊道方向，经焊剂片送进机构送至焊剂片输送管19，焊剂片链沿着内部输送导管20轨迹运动，最终沿焊道方向送入电弧区。

如图4所示，所述焊剂片送进机构包括恒扭矩电机18，固定板24，送带轮23，夹紧轮26，固定套筒25，支架16和弹簧片17。所述送带轮23固定在恒扭矩电机18上，夹紧轮26通过固定套筒25安装在支架16上，支架可沿固定板24旋转，固定在支架16上的弹簧片17通过螺钉27以调节弹簧片的弹性变形力，从而使夹紧轮26对焊剂带施加足够的压力以保证焊剂带与送带轮不打滑。

如图1所示，所述焊剂片输送管19由内部输送导管20和两侧的封板构成，内部输送导管20结构为：宽13mm；厚2.5mm；顶部为长90mm的直通道；中部由四段圆弧构成，其中内侧导管由半径368mm，弧长197mm的圆弧与半径99mm,弧长102mm的圆弧相切构成。外侧导管由半径381mm，弧长204mm的圆弧与半径112mm，弧长115mm的圆弧相切构成；底部出口位置由长10mm，厚0.2mm的两个弹簧片构成，保证焊道不平时，对焊剂片起到限位加力的作用。

如图5所示，当两条合并的焊剂片链输送至坡口根部后，由于超窄间隙坡口间隙为4mm，焊丝经焊枪送入坡口中从两条焊剂片链中间穿过，通过耐高温弹性绳的弹性变形对焊剂片施加侧向力，使焊剂片与坡口侧壁紧密接触，并可准确保证焊剂片与电弧的相对位置。

如图1所示，所述焊枪包括焊枪柄3、板状导电杆5、支承体6、绝缘材料、导丝管7、陶瓷压块9、耐高温弹簧片10和导电嘴11。所述焊枪柄3与板状导电杆5为一整体结构（即导电体），增强了焊枪的稳固性。所述支承体6设计成左右两块板状结构，具有足够的刚性。所述导电体从支承体中间穿过构成焊枪主体结构，焊枪枪身厚度为3mm，因其具有良好的稳固性和刚性，可稳定的深入特厚板中进行焊接。所述支承体6与焊枪柄3之间采用聚四氟乙烯套筒4进行绝缘并定位，与导电嘴11之间通过L型陶瓷块8进行绝缘。耐高温弹簧片10与焊丝1之间采用陶瓷压块9进行绝缘。所用导丝管7为陶瓷管，这样可确保焊枪整体具有良好的绝缘性。所述耐高温弹簧片10固定在支承体6右下方，导电嘴11与陶瓷压块9侧面均开有弧形槽，焊丝1通过导丝管7进入导电嘴11与陶瓷压块9的弧形槽时，陶瓷压块会受到耐高温弹簧片一个足够大的弹性变形力使焊丝紧紧的夹在弧形槽内，保证焊枪具有良好的导电性。枪头部分采用陶瓷保护罩21，所述陶瓷保护罩镶嵌在支承体下方，可有效防止焊枪与侧壁接触导电而烧损焊枪，并且陶瓷保护罩为成品，更换方便。

具体实施过程为：本发明所用焊接电源为平特性普通熔化极气体保护焊电源，电弧电压21~24V，焊接电流210~270A，焊接速度和焊剂片链送进速度均为9mm/s。焊剂片厚度为0.8mm，焊剂成分主要为：大理石，萤石，锰铁，铬粉，钼粉和镍粉。坡口间隙为4mm,采用多层单道焊接，每焊完一层焊缝14，清理焊缝中的焊渣12和剩余的焊剂片，为下一层焊缝的焊接做好准备。

Claims (5)

1.送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，其特征在于装置由焊剂片输送装置和超窄间隙焊枪组成，焊枪由焊枪柄（3）、支承体（6）、板状导电杆（5）、绝缘材料、导丝管（7）、导电嘴（11）、耐高温弹簧片（10）和陶瓷压块（9）组成；在焊剂片输送装置中焊剂片输送管（19），两条耐高温弹性绳（23）相对错位合并的焊剂片链，能经焊剂片输送装置自动沿焊道方向推入坡口根部；焊丝（1）经焊枪送入坡口中从两条焊剂片链中间穿过，借助焊剂片链上耐高温弹性绳（23）的弹性变形对焊剂片（15）施加侧向力，使焊剂片（15）和侧壁紧密接触，准确维持焊剂片（15）与电弧的相对位置；焊剂片（15）在电弧热的作用下熔化形成熔渣保护熔池，而未熔化的焊剂片则能有效约束电弧；焊枪向前移动，焊剂片（15）能够连续送进，实现焊接过程稳定，焊缝成形良好的超窄间隙焊接。

2.根据权利要求1所述的送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，其特征在于由焊剂经粉末压片机压制成带有两个10°倒角的片状的焊剂片（15）；采用耐高温胶（22），将耐高温弹性绳（23）粘贴至焊剂片（15）的侧面，制作成具有平面变形能力的焊剂片链。

3.根据权利要求1所述的送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，其特征在于焊剂片输送装置中焊剂片输送管（19）由两段圆弧构成；两条耐高温弹性绳（23）相对错位合并的焊剂片链，从焊枪上方垂直焊道方向，经焊剂片送进机构送入焊剂片输送管（19）中；焊剂片链沿着内部输送导管（20）轨迹运动，最终沿着焊道方向送入电弧区。

4.根据权利要求1所述的送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，其特征在于焊丝（1）经送丝轮进入导丝管（7），导丝管（7）安装在焊枪柄（3）上，从板状导电杆（5）和支承体（6）中间穿过，支承体（6）与焊枪柄（3）之间用聚四氟乙烯套筒（4）进行绝缘，焊枪柄（3）与板状导电杆（5）一体成型，支承体（6）为左右各一块的板状结构。

5.根据权利要求1所述的送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置，其特征在于导电嘴（11）与陶瓷压块（9）侧面均开有弧形槽，在支承体（6）右下部，安装耐高温弹簧片（10），能对焊丝施加夹紧力，焊枪头部加装陶瓷片保护罩（21）。