CN106735785A - 一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头 - Google Patents

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张浩帆
吴恩覃
林银善
武红明
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Abstract

本发明的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其结构包括导入腔管、绝缘腔管和喷嘴组件，绝缘腔管的一端与导入腔管固的端部固接，这样通过导入腔管来加长焊枪头的长度，从而便于实现管板的深孔焊接，绝缘腔管的另一端的腔体内固接有铜座，铜座与喷嘴组件固接，喷嘴组件包括钨极，钨极的尖端部包括第一倒圆角和第二倒圆角，第二倒圆角的角度大于第一倒圆角的角度，钨极尖端的双倒圆角能够集中电弧，有利于快速将管板与换热管的连接处焊透，本发明的自动焊枪头还包括弧压跟踪器，弧压跟踪器能够实时检测焊接时电弧电压的变化，进而调整钨极的位置，使得在尽快焊透的情况下，有效防止焊穿现象的发生。

Description

一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头
技术领域
本发明涉及石油及煤化工领域中的锅炉设备焊接所使用的自动焊枪头的技术领域，特别涉及一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头。
背景技术
节能是一个国家能够可持续发展的关键因素之一，传统的节能方式不能使资源有效循环利用，这就会使社会的整个资源环境加剧恶化，并且造成能源的快速枯竭。工艺气锅炉却采用了一种新的可循环利用资源的节能方式，具体方式是锅炉利用各种工业过程中所产生的工艺气中的热量把水加热到所需要的程度，工艺气锅炉是当前能源实现循环利用的重要装置。
目前，对于工艺气锅炉的入口端管板与换热管的连接结构一般有焊接和胀接，但是采用常规的焊接结构所形成的焊缝一般存存在间隙，容易产生间隙腐蚀、过热等问题，并且焊接接头处所产生的热应力可能会造成应力腐蚀和破裂，而采用胀接结构形式，由于胀接变形存在较大的残余应力，易产生应力腐蚀，而且在使用温度较高时，材料的蠕变使胀接残余应力松驰，进而引起接头松动或脱落，从而造成泄漏，由此可知，常规焊接结构和胀接结构均不适用于高温环境下，而由于工艺气锅炉的入口端的工艺气可高达920℃。在这种高温工况下，常规的管板与换热管的焊接结构和胀接结构均容易失效，为了满足高温恶劣的使用工况，将工艺气锅炉的管板与换热管的管头焊缝设计成管壳式薄管板深孔焊结构，管壳式薄管板深孔焊结构能保证管板与换热管的管头焊缝能得到壳程水的直接冷却，进而降低焊缝温度，避免管头焊缝在高温工况下失效。
目前，对于管壳式薄管板深孔焊结构一般采用氩弧手工焊，但由于管壳式薄管板深孔焊结构的焊接可达到性差，手工操作极为不便，而且焊缝质量受焊工水平影响，进而使得焊接质量得不到保证，因此如何得到高质量的管头焊缝成为工艺气锅炉制造中的关键突破点。
发明内容
针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，该自动焊枪头不仅能够方便地实现管壳式薄管板深孔焊结构的焊接，而且在焊接过程中能实时跟踪检查焊接效果，确保焊接质量。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
提供一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其用于深孔焊接管板与换热管的连接处，所述自动焊枪头包括导入腔管、绝缘腔管和喷嘴组件，所述绝缘腔管的一端与所述导入腔管的端部固接，所述绝缘腔管的另一端的腔体内固接有铜座，所述铜座与所述喷嘴组件固接，所述喷嘴组件包括钨极，其特征在于：所述钨极的尖端部包括第一倒圆角和与所述第一倒圆角连接的第二倒圆角，所述第二倒圆角的角度大于所述第一倒圆角的角度，还包括用于实时检测焊接时电弧电压的变化而调整所述钨极位置的弧压跟踪器。
其中，所述第一倒圆角的角度为5～15度，所述第二倒圆角的角度为45～60度。
其中，还包括用于输送氩气的氩气保护管，所述氩气保护管的输出端插入所述绝缘腔管内并所述铜座连接。
其中，还包括插入所述绝缘腔管内与铜座连接的水冷却循环铜管。
其中，所述喷嘴组件还包括瓷嘴、气筛和夹心，所述气筛与所述铜座螺纹连接，所述瓷嘴与所述气筛螺纹连接，所述夹心位于所述气筛与所述铜座之间，所述钨极固定于所述夹心且伸出至所述瓷嘴外。
其中，还包括固定于所述绝缘腔管外的导嘴固定座，所述导嘴固定座固定有焊丝导嘴，所述焊丝导嘴内穿射有焊丝，焊丝经所述焊丝导嘴到达所述钨极的尖端部。
其中，还包括插入所述绝缘腔管内与所述铜座连接的电极线。
其中，所述绝缘腔管与所述导入腔管螺纹连接。
其中，所述绝缘腔管为绝缘电木制成，所述导入腔管为不锈钢制成。
本发明的有益效果：
本发明的自动焊枪头，其结构包括导入腔管、绝缘腔管和喷嘴组件，绝缘腔管的一端与导入腔管固的端部固接，这样通过导入腔管来加长焊枪头的长度，从而便于实现管板的深孔焊接，绝缘腔管的另一端的腔体内固接有铜座，铜座与喷嘴组件固接，喷嘴组件包括钨极，钨极的尖端部包括第一倒圆角和第二倒圆角，第二倒圆角的角度大于第一倒圆角的角度，钨极尖端的双倒圆角能够集中电弧，有利于快速将管板与换热管的连接处焊透，但由于管板的厚度较薄，很容易出现焊穿现象，本发明的自动焊枪头还包括弧压跟踪器，弧压跟踪器能够实时检测焊接时电弧电压的变化，进而调整钨极的位置，使得在尽快焊透的情况下，有效防止焊穿。
附图说明
图1为本发明的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头的结构示意图。
图2为本发明的钨极的尖端的结构示意图。
图1和图2中的附图标记：
1-导入腔管；
2-绝缘腔管；
3-电极线；
4-氩气保护管；
5-水冷却循环铜管；
6-铜座；
7-夹心；
8-瓷嘴；
9-气筛；
10-钨极、100-第一倒圆角、101-第二倒圆角；
11-焊丝；
12-焊丝导嘴；
13-导嘴固定座；
14-弧压跟踪器。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
本实施例的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，该自动焊枪头主要用来深孔焊接，如图1所示，自动焊枪头包括导入腔管1、绝缘腔管2和喷嘴组件，导入腔管1为不锈钢材料制成，绝缘腔管2为绝缘电木制成，绝缘腔管2的左端与导入腔管1的端部螺纹连接，这样通过导入腔管1来加长焊枪头的长度，从而便于插入管板的空中实现深孔焊接。
如图1和图2所示，绝缘腔管2的右端的腔体内固接有铜座6，铜座6与喷嘴组件固接，喷嘴组件包括钨极10，钨极10的尖端部包括第一倒圆角100和与第一倒圆角100连接的第二倒圆角101，第二倒圆角101的角度大于第一倒圆角100的角度，具体的，第一倒圆角100的角度为5～15度，第二倒圆角101的角度为45～60度，优选的，第一倒圆角100的角度为10度，第二倒圆角101的角度为45度，钨极10尖端的双倒圆角能够集中电弧，有利于快速将管板与换热管的连接处焊透，提高焊接效率。
如图1所示，自动焊枪头还包括弧压跟踪器14，弧压跟踪器14能够实时检测焊接时电弧电压的变化，进而调整钨极10位置，例如调整钨极10与焊缝的水平位置和高度位置，使得在尽快焊透的情况下，有效防止焊穿管板与换热管的连接处，在提高焊接效率的同时保证焊接质量。另外，弧压跟踪器14与双倒圆角的钨极10尖端配合，更加有利于实现提高焊接效率的同时保证焊接质量的目的。
如图1所示，自动焊枪头还包括氩气保护管4、水冷却循环铜管5和电极线3，氩气保护管4、水冷却循环铜管5和电极线3均插入绝缘腔管2内与铜座6连接，氩气保护管4用于向焊缝周围输送氩气，以保护焊缝的焊接质量，水冷却循环铜管5为柔性可弯曲调节的，可有效降低焊接时焊枪头的温度，对焊枪头进行保护，并且保证焊接的连续性。
如图1所示，喷嘴组件还包括瓷嘴8、气筛9和夹心7，气筛9与铜座6螺纹连接，瓷嘴8与气筛9螺纹连接，夹心7位于气筛9与铜座6之间，钨极10固定于夹心7且伸出至瓷嘴8外。气筛9通过螺纹固定连接在铜座6上，可以防止杂物进入焊接区域，瓷嘴8通过螺纹连接固定于气筛9上，使得氩气保护管4输送的氩气经气筛9进入瓷嘴8，瓷嘴8对焊缝区域提供氩气保护。
如图1所示，自动焊枪头还包括固定于绝缘腔管2外的导嘴固定座13，导嘴固定座13固定有焊丝导嘴12，焊丝导嘴12内穿射有焊丝11，焊丝11经焊丝导嘴12到达钨极10的尖端部，由于焊丝导嘴12是柔性可调的，这样使得焊丝11能够调整到最恰当的位置与钨极10一起进行焊接，进而能够保证焊接的质量。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

Claims (9)

1.一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其用于深孔焊接管板与换热管的连接处，所述自动焊枪头包括导入腔管、绝缘腔管和喷嘴组件，所述绝缘腔管的一端与所述导入腔管的端部固接，所述绝缘腔管的另一端的腔体内固接有铜座，所述铜座与所述喷嘴组件固接，所述喷嘴组件包括钨极，其特征在于：所述钨极的尖端部包括第一倒圆角和与所述第一倒圆角连接的第二倒圆角，所述第二倒圆角的角度大于所述第一倒圆角的角度，所述自动焊枪头还包括用于实时检测焊接时电弧电压的变化而调整所述钨极位置的弧压跟踪器。
2.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：所述第一倒圆角的角度为5～15度，所述第二倒圆角的角度为45～60度。
3.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：还包括用于输送氩气的氩气保护管，所述氩气保护管的输出端插入所述绝缘腔管内并所述铜座连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：还包括插入所述绝缘腔管内与所述铜座连接的水冷却循环铜管。
5.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：所述喷嘴组件还包括瓷嘴、气筛和夹心，所述气筛与所述铜座螺纹连接，所述瓷嘴与所述气筛螺纹连接，所述夹心位于所述气筛与所述铜座之间，所述钨极固定于所述夹心且伸出至所述瓷嘴外。
6.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：还包括固定于所述绝缘腔管外的导嘴固定座，所述导嘴固定座固定有焊丝导嘴，所述焊丝导嘴内穿射有焊丝，焊丝经所述焊丝导嘴到达所述钨极的尖端部。
7.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是： 还包括插入所述绝缘腔管内与所述铜座连接的电极线。
8.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：所述绝缘腔管与所述导入腔管螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于管壳式薄管板嵌入式深孔焊的自动焊枪头，其特征是：所述绝缘腔管为绝缘电木制成，所述导入腔管为不锈钢制成。
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