CN106825964B - 一种超声波氩弧焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种超声波氩弧焊装置，包括焊枪，所述焊枪上设有金属电极，所述焊枪中心设有电极安装孔，所述金属电极插设于电极安装孔内，所述焊枪上位于金属电极外露的一端端部设有送丝头，所述送丝头位于电极安装孔孔口的外围处，所述焊枪内设有连通电极安装孔及送丝头的送丝管道；所述焊枪设置有送丝头的一端还设有超声波震动装置，所述超声波震动装置为两组、在金属电极的两侧且呈对称设置，所述超声波震动装置端部与工件焊缝的两侧相互接触。本发明适用于不同焊缝宽度，焊丝供给稳定，可通过金属电极对焊丝进行预热，再由超声波震动装置震动焊缝，使焊缝处金属组织均匀化，晶粒细化，减少应力应变及气孔，大幅度提高焊接接头的质量。

Description

一种超声波氩弧焊装置

技术领域

本发明涉及氩弧焊技术领域，具体涉及一种超声波氩弧焊装置。

背景技术

目前焊接领域氩弧焊是常用的焊接方法。氩弧焊的电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生产效率高，热影响区窄，所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小，氩弧焊中的氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头，且氩弧焊为明弧施焊，操作、观察方便电极损耗小，弧长容易保持，焊接时无熔剂、涂药层，所以容易实现机械化和自动化。但氩弧焊在焊接厚度较厚的工件时，其热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点，极大影响焊接接头质量。

为改变现有技术中的不足，中国专利CN 104607811B公开了一种超声波非熔化极氩弧焊工艺及装置，其中氩弧焊装置包括超声振动部分和焊接部分，焊接部分大致内嵌结合入振动部分内部，振动部分由换能器和变幅杆构成，而变幅杆内部设置电极腔且安放电极，侧部设有排气管道，通进氩气或其他保护气体，变幅杆末端设有焊丝槽以及排气槽，该装置有诸多不足，例如送丝的不便捷高效，焊丝未经预处理导致焊接效率相对较低，排气的不充分，变幅杆的直径限制了所焊接对象的焊缝的宽度范围，且变幅杆的振动对焊缝的振动作用不够充分均匀，虽然提高了焊接质量，但不高效。

发明内容

基于上述问题，本发明目的在于提供一种适用于不同焊缝宽度，焊丝供给稳定，可通过金属电极对焊丝进行预热的超声波氩弧焊装置。

针对以上问题，提供了如下技术方案：一种超声波氩弧焊装置，包括焊枪及供丝装置，所述焊枪上设有金属电极，所述焊枪中心设有电极安装孔，所述金属电极插设于电极安装孔内，所述焊枪上位于金属电极外露的一端端部设有送丝头，所述送丝头位于电极安装孔孔口的外围处，所述焊枪内设有连通电极安装孔及送丝头的送丝管道，焊接时焊丝通过供丝装置送入焊枪，并与金属电极接触预热后进入送丝管道，再由送丝头送往金属电极端部与待焊接工件的熔池之间；所述焊枪设置有送丝头的一端还设有超声波震动装置，所述超声波震动装置为两组、在金属电极的两侧且呈对称设置，所述超声波震动装置端部与工件焊缝的两侧相互接触。

上述结构中，通过送丝头引导焊丝的送出方向，使其准确的向熔池内输送，焊接时金属电极与工件之间引燃电弧使金属电极温度升高，焊丝经过金属电极吸收热量实现预热，减少焊丝表面水份，在焊丝进入熔池时缩短焊丝吸热融化时间，以减少焊接电流强度，以此避免焊接电流过大时导致的烧穿、热影响过大等问题，同时通过超声波震动装置在焊缝两侧与工件接触震动，使焊缝组织均匀化，细化晶粒，减少应力，排除气孔。

本发明进一步设置为，所述焊枪端部设有安装架，所述超声波震动装置设置于安装架上，所述超声波震动装置可根据焊缝宽度在安装架上调节彼此间的间距。

上述结构中，由于在焊接时，超声波震动装置需要抵在工件未熔融的位置进行震动，但又不能距离焊缝过远，根据不同的工件厚度，焊缝宽度也不同，因此通过在焊枪端部设置安装架，使超声波震动装置沿安装架滑动调节，以此针对不同的焊缝宽度，使其抵于在焊缝两侧、其熔池外围未熔融处震动。

本发明进一步设置为，所述超声波震动装置包括外壳以及变幅杆，所述变幅杆一端位于外壳内，另一端垂直抵于工件表面，所述变幅杆位于外壳内的一端端部设有换能器。

上述结构中，外壳可滑动调节地固定于安装架上，换能器安装于外壳内并与变幅杆连接，当换能器震动时带动变幅杆震动，随之通过变幅杆将震动传递到工件上。

本发明进一步设置为，所述送丝头个数为4个、以电极安装孔的中心点为圆心呈均布设置。

上述结构中，送丝头个数为4个，在单位时间内增加送丝量的同时可提高焊丝与金属电极之间的接触面积，实现快速预热，当焊丝进入熔池时，多根细焊丝的熔融速度远高于单根粗焊丝，可实现快速熔融，快速焊接，减少热影响范围。

本发明进一步设置为，所述超声波震动装置位于非对角方向的两个送丝头之间。

上述结构中，为确保送丝头送丝时焊丝输送路径不被超声波震动装置设置的位置所影响。

本发明进一步设置为，所述焊枪上还设有与电极安装孔相连通的保护气通道，焊接时保护气经由电极安装孔向外喷出在金属电极端部与工件之间形成保护屏障。

本发明进一步设置为，所述送丝头包括插设于送丝管道内且能伸缩滑动的伸缩杆，所述伸缩杆一端设有送丝嘴，所述送丝嘴与伸缩杆之间设有球窝接头。

上述结构中，由于不同厚度及材料的工件、金属电极与工件之间的距离、焊接电流及焊丝种类，会直接影响到焊丝的供给方位和焊接质量，因此设置可伸缩的伸缩杆配合球窝接头，可随意调节送丝嘴的角度及送丝方位，以满足不同的焊接工况。

本发明进一步设置为，所述供丝装置设置于焊枪相对于送丝头的一端。

上述结构中，所述供丝装置用于推送焊丝送往熔池。

本发明进一步设置为，所述金属电极与电极安装孔之间设有绝缘套。

上述结构中，绝缘套用于隔离金属电极与焊枪，提高绝缘性，保护操作人员安全。

本发明的有益效果：焊接时，利用电弧加热金属电极时的热量，使焊丝输送时经过金属电极预热，再通过送丝管道送至送丝头，将焊丝引导至熔池内，焊接同时位于焊缝两侧的超声波振动装置对其工件进行震动，使焊缝处金属组织均匀化，晶粒细化，减少应力应变及气孔，大幅度提高焊接接头的质量，多路送丝在单位时间内增加送丝量的同时可提高焊丝与金属电极之间的接触面积，实现快速预热，当焊丝进入熔池时，多根细焊丝的熔融速度远高于单根粗焊丝，可实现快速熔融，快速焊接，减少热影响范围，大大提高了焊接的效率及效果。

附图说明

图1为本发明的全剖示意图。

图2为本发明图1的A向示意图。

图3为本发明的超声波震动装置结构示意图。

图4为本发明的送丝头全剖结构示意图。

图中标号含义：10-焊枪；11-供丝装置；12-金属电极；13-电极安装孔；14-送丝管道；15-安装架；16-保护气通道；17-绝缘套；20-送丝头；21-伸缩杆；22-送丝嘴；23-球窝接头；30-超声波震动装置；31-外壳；32-变幅杆；33-换能器；a-焊丝；b-工件；c-熔池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考图1至图4，如图1至图4所示的一种超声波氩弧焊装置，包括焊枪10及供丝装置11，所述焊枪10上设有金属电极12，所述焊枪10中心设有电极安装孔13，所述金属电极12插设于电极安装孔13内，所述焊枪10上位于金属电极12外露的一端端部设有送丝头20，所述送丝头20位于电极安装孔13孔口的外围处，所述焊枪10内设有连通电极安装孔13及送丝头20的送丝管道14，焊接时焊丝a通过供丝装置11送入焊枪10，并经过金属电极12，通过与金属电极12接触预热后进入送丝管道14，再由送丝头20送往金属电极12端部与待焊接工件b的熔池c之间；所述焊枪10设置有送丝头20的一端还设有超声波震动装置30，所述超声波震动装置30为两组、在金属电极12的两侧且呈对称设置，所述超声波震动装置30端部与工件b焊缝的两侧相互接触。

上述结构中，通过送丝头20引导焊丝a的送出方向，使其准确的向熔池c内输送，焊接时金属电极12与工件b之间引燃电弧使金属电极12温度升高，焊丝a经过金属电极12吸收热量实现预热，减少焊丝12表面水份，在焊丝12进入熔池时缩短焊丝12吸热融化时间，以减少焊接电流强度，以此避免焊接电流过大时导致的烧穿、热影响过大等问题，同时通过超声波震动装置30在焊缝两侧与工件b接触震动，使焊缝组织均匀化，细化晶粒，减少应力，排除气孔。

如图1至图3所示的一种超声波氩弧焊装置，所述焊枪10端部设有安装架15，所述超声波震动装置30设置于安装架15上，所述超声波震动装置30可根据焊缝宽度在安装架15上调节彼此间的间距。

上述结构中，由于在焊接时，超声波震动装置30需要抵在工件b未熔融的位置进行震动，但又不能距离焊缝过远，根据不同的工件b的厚度，焊缝宽度也不同，因此通过在焊枪10端部设置安装架15，使超声波震动装置30沿安装架15左右滑动调节，以此针对不同的焊缝宽度，使其抵于在焊缝两侧、其熔池c外围未熔融处震动。

本实施例中，所述超声波震动装置30包括外壳31以及变幅杆32，所述变幅杆32一端位于外壳31内，另一端垂直抵于工件b表面，所述变幅杆32位于外壳31内的一端端部设有换能器33。

上述结构中，外壳31通过螺栓可滑动调节地固定于安装架15上，换能器33安装于外壳31内并与变幅杆32连接，当换能器33震动时带动变幅杆32震动，随之通过变幅杆32将震动传递到工件b上，换能器为超声波换能器。

如图1、图2所示的一种超声波氩弧焊装置，所述送丝头20个数为4个、以电极安装孔13的中心点为圆心呈均布设置。

上述结构中，送丝头20个数为4个，可在单位时间内增加送丝量的同时可提高焊丝a与金属电极12之间的接触面积，实现快速预热，当焊丝a进入熔池c时，多根细焊丝a的熔融速度远高于单根粗焊丝a，可实现快速熔融，快速焊接，减少热影响范围。

本实施例中，所述超声波震动装置30位于非对角方向的两个送丝头20之间。

上述结构中，为确保送丝头20送丝时焊丝a输送路径不被超声波震动装置30设置的位置所影响。

本实施例中，所述焊枪10上还设有与电极安装孔13相连通的保护气通道16，焊接时保护气经由电极安装孔13向外喷出在金属电极12端部与工件b之间形成保护屏障。

如图1、图4所示的一种超声波氩弧焊装置，所述送丝头20包括插设于送丝管道14内且能沿送丝管道14伸缩滑动的伸缩杆21，所述伸缩杆21一端设有送丝嘴22，所述送丝嘴22与伸缩杆21之间设有球窝接头23，焊丝a从伸缩杆21、球窝接头23穿过到达送丝嘴22。

上述结构中，由于不同厚度及材料的工件b、金属电极12与工件b之间的距离、焊接电流及焊丝a种类，会直接影响到焊丝a的供给方位和焊接质量，因此设置可伸缩的伸缩杆21配合球窝接头23，可随意调节送丝嘴22的角度及送丝方位，以满足不同的焊接工况。

如图1所示的一种超声波氩弧焊装置，所述供丝装置11设置于焊枪10相对于送丝头20的一端。

上述结构中，所述供丝装置11用于推送焊丝a送往熔池c。

本实施例中，所述金属电极12与电极安装孔13之间设有绝缘套17。

上述结构中，绝缘套17用于隔离金属电极12与焊枪10，提高绝缘性，保护操作人员安全。

本发明的有益效果：焊接时，利用电弧加热金属电极12时的热量，使焊丝a输送时经过金属电极12预热，再通过送丝管道14送至送丝头20，将焊丝a引导至熔池c内，焊接同时位于焊缝两侧的超声波振动装置30对其工件b进行震动，使焊缝处金属组织均匀化，晶粒细化，减少应力应变及气孔，大幅度提高焊接接头的质量，多路送丝在单位时间内增加送丝量的同时可提高焊丝a与金属电极12之间的接触面积，实现快速预热，当焊丝a进入熔池c时，多根细焊丝a的熔融速度远高于单根粗焊丝a，可实现快速熔融，快速焊接，减少热影响范围，大大提高了焊接的效率及效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超声波氩弧焊装置，包括焊枪及供丝装置，所述供丝装置用于输送多组焊丝，所述焊枪上设有金属电极，其特征在于：所述焊枪中心设有电极安装孔，所述金属电极插设于电极安装孔内，所述焊枪上位于金属电极外露的一端端部设有送丝头，所述送丝头位于电极安装孔外围，所述焊枪内设有连通电极安装孔及送丝头的送丝管道，焊接时焊丝由供丝装置沿金属电极外壁同轴输送实现预热后分支调节；所述焊枪上送丝头的一端还设有超声波震动装置，所述超声波震动装置端部在焊接时与工件相抵，所述超声波震动装置为两组、且分别位于焊缝的两侧；所述焊枪端部设有安装架，所述超声波震动装置设置于安装架上，所述超声波震动装置可根据焊缝宽度在安装架上调节彼此间的间距；所述焊丝数目为4组，所述送丝数量为多丝送进；所述焊丝输送方式与预热方式为先同轴输送后分支调节，同轴预热。

2.根据权利要求1所述的一种超声波氩弧焊装置，其特征在于：所述送丝头个数为4个、以电极安装孔的中心点为圆心呈均布设置。

3.根据权利要求2所述的一种超声波氩弧焊装置，其特征在于：所述超声波震动装置位于非对角方向的两个送丝头之间。

4.根据权利要求3所述的一种超声波氩弧焊装置，其特征在于：所述供丝装置设置于焊枪相对于送丝头的一端，所述供丝装置包括送丝轮，所述送丝管道呈圆周均布在焊枪枪体内。

5.根据权利要求4所述的一种超声波氩弧焊装置，其特征在于：所述送丝头包括插设于送丝管道内且能伸缩滑动的伸缩杆，所述伸缩杆一端设有送丝嘴，所述送丝嘴与伸缩杆之间设有球窝接头，可360°调节方向。

Images