CN108145294A - 一种大功率等离子焊枪 - Google Patents
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Abstract
一种大功率等离子焊枪，主要包括枪芯、枪体、绝缘套、电极夹、电极、上绝缘体、下绝缘体、喷嘴、保护气罩、压帽、锁紧螺母和螺栓，枪芯安装在上绝缘体内，枪体安装在下绝缘体内，枪芯与枪体之间设置绝缘套，上绝缘体与下绝缘体通过螺栓连接，枪体上安装有保护气罩，枪体下端安装有喷嘴，喷嘴内设有冷却水通道，电极通过电极夹安装在枪芯内，并通过电极夹上端的压帽和锁紧螺母固定，枪芯和枪体内均设有冷却水通道。本发明可更好地解决电极、喷嘴和保护气罩的冷却问题，提高电弧挺度和能量密度，焊枪结构简单，拆装方便，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子焊枪，尤其是涉及一种大功率等离子焊枪。
背景技术
等离子弧具有很高的能量密度、温度和电弧力。与一般电弧相比，具有较强的穿透力，能够进行穿孔焊接，实现稳定的单面焊双面成型。同时，由于电极缩在水冷喷嘴内部，与工件不接触，不易造成焊缝夹钨等缺陷，在工程中具有较高应用价值。
等离子弧焊接中厚板时，需要高能量密度和挺度的等离子电弧。在现有技术中，一般是通过改进焊枪结构增强对等离子弧的压缩效果，或采用增大焊接电流的方式，提高等离子弧的能量密度和挺度。授权公告号为CN104289802B的中国发明专利《一种二次压缩式等离子焊枪》公开了一种焊枪，它采用增加二级压缩喷嘴的形式对等离子弧进行二级压缩，提高电弧能量密度和挺度。授权公告号为CN204075482U的中国实用新型专利《改进型二次压缩式等离子焊枪》公开了一种焊枪，其采用增加二级压缩喷嘴和二级压缩气体的方式对等离子弧进行二次压缩，提高电弧能量密度和挺度。但两种焊枪结构复杂，零部件多，拆装麻烦。
而大电流等离子弧焊接时，电极、喷嘴等焊枪关键零部件容易烧损，因此对等离子焊枪的冷却效果提出了更高的要求。授权公告号为CN2807699Y的中国实用新型专利公开了一种大电流等离子焊枪，该焊枪采用将电极尾部直接接触冷却液的方式，加速电极冷却。授权公告号为CN201493607U的中国实用新型专利公开了一种中等电流等离子焊枪，该焊枪中设有陶瓷管冷却水道、冷却水输入管路和循环水流出管路，其中冷却水输入管路和循环水流出管路的管径口径大于陶瓷管冷却水道与导电筒之间形成的水道口径，以此提高等离子焊枪的冷却效果。授权公告号为CN201493606U的中国实用新型专利公开了一种改进的大电流等离子焊枪，该焊枪在陶瓷管冷却水道内壁上设置不结水垢的釉质层，保持冷却水路畅通，进一步改善了等离子焊枪的冷却效果。授权公告号为CN202715950U的中国实用新型专利公开了一种大功率等离子焊枪，该焊枪包括上枪体和下枪体，上、下枪体分别设有冷却通道，对电极夹和喷嘴进行冷却，解决电极和喷嘴散热问题。这些焊枪结构虽然进行了改善，但一般都是对电极尾部进行冷却，电极冷却状态不能达到理想效果。
发明内容
本发明克服现有技术中存在的缺点，提供一种大功率等离子焊枪，该等离子焊枪可更好地解决电极、喷嘴、保护气罩的冷却问题，提高电弧挺度和能量密度，焊枪结构简单，拆装方便，使用寿命长。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种大功率等离子焊枪，主要包括枪芯6、枪体5、绝缘套10、电极夹7、电极8、上绝缘体3、下绝缘体4、喷嘴11、保护气罩9、压帽1、锁紧螺母2和螺栓18，其特征在于枪芯6安装在上绝缘体3内，枪体5安装在下绝缘体4内，枪芯6与枪体5之间设置绝缘套10，上绝缘体3与下绝缘体4通过螺栓18连接，枪体5上安装有保护气罩9，枪体5下端安装有喷嘴11，喷嘴11内设有冷却水通道，电极8通过电极夹7安装在枪芯6内，并通过电极夹7上端的压帽1和锁紧螺母2固定；枪芯6上设有离子气进口接头13、水冷电缆接头12和枪芯水通道接头15，枪芯6内设有枪芯冷却水通道；枪体5上设有保护气进口接头17、引导弧导电端子26、枪体水通道接头一16和枪体水通道接头二14，枪体5内设有枪体冷却水通道。
所述枪芯冷却水通道包括枪芯水通道一23、枪芯环形水通道24、枪芯水通道二22，枪芯水通道一23与水冷电缆接头12连通，枪芯水通道二22与枪芯水通道接头15连通，枪芯水通道一23与枪芯水通道二22通过枪芯环形水通道24连通，枪芯环形水通道24设置在枪芯6下端。
所述枪体冷却水通道包括枪体水通道一19和枪体水通道二20，枪体水通道一19与枪体水通道接头一16连通，枪体水通道二20与枪体水通道接头二14连通；枪体5下端伸入喷嘴11内，在喷嘴11内形成喷嘴冷却水通道21和喷嘴环形水通道25，枪体水通道一19和枪体水通道二20通过喷嘴冷却水通道21和喷嘴环形水通道25连通。
所述电极夹7下端与枪芯6内孔下端以圆锥面配合，配合长度L1为1～10mm。
所述枪芯6下端面与喷嘴11下端面的距离L2为5～50mm。
所述保护气罩9与枪体5以圆锥面配合，配合长度L3为2～15mm。
所述保护气罩9的材料选用紫铜。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
1、电极采用特殊的夹持结构，使电极夹与枪芯接触部分接近电极尖端。电极夹下端与枪芯内孔下端以圆锥面配合，由于枪芯内设有冷却水系统，使电极夹下端得到冷却，从而保证电极尖端得到有效冷却，减少电极烧损；同时使电弧压缩，提高电弧挺度和能量密度。
2、由于喷嘴与枪体内均有冷却水通道，且保护气罩上端与枪体采用圆锥面配合，使得喷嘴、保护气罩可更好地得到冷却，提高喷嘴、保护气罩在大电流情况下的使用寿命，保证焊接质量。
3、焊枪结构简单，拆装方便。
附图说明
图1为图1为本发明焊枪结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1沿A-A方向的结构剖视图；
图4为图2沿B-B方向的结构剖视图。
图中标记如下：
1为压帽，2为锁紧螺母，3为上绝缘体，4为下绝缘体，5为枪体，6为枪芯，7为电极夹，8为电极，9为保护气罩，10为绝缘套，11为喷嘴，12为水冷电缆接头，13为离子气进口接头，14为枪体水通道接头二，15为枪芯水通道接头，16为枪体水通道接头一，17为保护气进口接头，18为螺栓，19为枪体水通道一，20为枪体水通道二，21为喷嘴冷却水通道，22为枪芯水通道二，23为枪芯水通道一，24为枪芯环形水通道，25为喷嘴环形水通道，26为引导弧导电端子，L1为电极夹7与枪芯6之间的配合长度，L2为枪芯6下端面到喷嘴11下端面的距离，L3为保护气罩9与枪体5之间的配合长度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1、图2、图3、图4所示，本发明所述的大功率等离子焊枪，主要包括枪芯6、枪体5、绝缘套10、电极夹7、电极8、上绝缘体3、下绝缘体4、喷嘴11、保护气罩9、压帽1、锁紧螺母2和螺栓18，枪芯6安装在上绝缘体3内，枪体5安装在下绝缘体4内，枪芯6与枪体5之间设置绝缘套10，上绝缘体3与下绝缘体4通过螺栓18连接，枪体5上安装有保护气罩9，枪体5下端安装有喷嘴11，喷嘴11内设有冷却水通道，电极8通过电极夹7安装在枪芯6内，并通过电极夹7上端的压帽1和锁紧螺母2固定；枪芯6上设有离子气进口接头13、水冷电缆接头12和枪芯水通道接头15，枪芯6内设有枪芯冷却水通道；枪体5上设有保护气进口接头17、引导弧导电端子26、枪体水通道接头一16和枪体水通道接头二14，枪体5内设有枪体冷却水通道。
枪芯冷却水通道包括枪芯水通道一23、枪芯环形水通道24、枪芯水通道二22，枪芯水通道一23与水冷电缆接头12连通，枪芯水通道二22与枪芯水通道接头15连通，枪芯水通道一23与枪芯水通道二22通过枪芯环形水通道24连通，枪芯环形水通道24设置在枪芯6下端。
枪体水通道一19和枪体水通道二20，枪体水通道一19与枪体水通道接头一16连通，枪体水通道二20与枪体水通道接头二14连通；枪体5下端伸入喷嘴11内，在喷嘴11内形成喷嘴冷却水通道21和喷嘴环形水通道25，枪体水通道一19和枪体水通道二20通过喷嘴冷却水通道21和喷嘴环形水通道25连通。
电极夹7下端与枪芯6内孔下端以圆锥面配合，配合长度L1为1～10mm，可保证电极夹7下端得到冷却，并保证足够的导电接触面积。
枪芯6下端面与喷嘴11下端面的距离L2为5～50mm，保证电极夹7夹持电极8位置最大程度上接近电极8尖端，降低电极8的温度，减少电极8发热。
保护气罩9与枪体5以圆锥面配合，配合长度L3为2～15mm，可以保证保护气罩9在焊接过程中得到有效冷却。
保护气罩9的材料选用紫铜，保证保护气罩9导热良好。
本发明水冷通路的优选实施方式如下：
水冷通路实施方式一
枪芯6冷却水系统与枪体5冷却水系统各自独立循环。枪芯6的冷却水系统为冷却水由水冷电缆接头12导入到枪芯水通道一23中，并从枪芯环形水通道24流入枪芯水通道二22内，最后从枪芯水通道接头15流出，以此冷却枪芯6、电极夹7，并使电极8得到冷却。枪体5的冷却水系统为冷却水由枪体水通道接头一16进入到枪体水通道一19中，流经喷嘴冷却水通道21和喷嘴环形水通道25后进入到枪体水通道二20内，最终从枪体水通道接头二14流出，使枪体5、喷嘴11、保护气罩9得到有效冷却。
水冷通路实施方式二
枪芯水通道接头15与枪体水通道接头一16之间连接水管，使所述水冷通路实施方式一中枪芯6的冷却水系统与枪体5的冷却水系统连通。即使所述水冷通路实施方式一中从枪芯水通道接头15流出的冷却水，直接通过枪芯水通道接头15与枪体水通道接头一16之间的水管进入枪体水通道一19中，并流经喷嘴冷却水通道21和喷嘴环形水通道25后进入枪体水通道二20，最后从枪体水通道接头二14流出。由此，完成对枪芯6、电极夹7、电极8、枪体5、喷嘴11、保护气罩9的冷却。
本发明气体通路实施方式如下：
离子气经过离子气进口接头13进入枪芯6与电极夹7之间的空腔中，然后从喷嘴11下端喷出。保护气经过保护气进口接头17进入枪体5内的空腔中，然后从保护气罩9下端流出。
本发明导电通路实施方式如下：
电极夹7下端与枪芯6内孔下端以圆锥面配合并夹紧电极8，水冷电缆接头12、枪芯6、电极夹7、电极8形成引导弧导电通路一和主电弧导电通路。引导弧导电端子26、枪体5、喷嘴11形成引导弧导电通路二。水冷电缆接头12与引导弧发生器的一极相连，引导弧导电端子26与引导弧发生器的另一极相连，在电极8和喷嘴11之间形成引导弧。
水冷电缆接头12与焊接电源的一极连接，待焊接工件与焊接电源的另一极连接。焊接电流通过水冷电缆接头12依次到达枪芯6、电极夹7、电极8，在电极8与待焊接工件之间形成主弧，焊接开始。
Claims (7)
1.一种大功率等离子焊枪，主要包括枪芯(6)、枪体(5)、绝缘套(10)、电极夹(7)、电极(8)、上绝缘体(3)、下绝缘体(4)、喷嘴(11)、保护气罩(9)、压帽(1)、锁紧螺母(2)和螺栓(18)，其特征在于枪芯(6)安装在上绝缘体(3)内，枪体(5)安装在下绝缘体(4)内，枪芯(6)与枪体(5)之间设置绝缘套(10)，上绝缘体(3)与下绝缘体(4)通过螺栓(18)连接，枪体(5)上安装有保护气罩(9)，枪体(5)下端安装有喷嘴(11)，喷嘴(11)内设有冷却水通道，电极(8)通过电极夹(7)安装在枪芯(6)内，并通过电极夹(7)上端的压帽(1)和锁紧螺母(2)固定；枪芯(6)上设有离子气进口接头(13)、水冷电缆接头(12)和枪芯水通道接头(15)，枪芯(6)内设有枪芯冷却水通道；枪体(5)上设有保护气进口接头(17)、引导弧导电端子(26)、枪体水通道接头一(16)和枪体水通道接头二(14)，枪体(5)内设有枪体冷却水通道。
2.根据权利要求1所述的一种大功率等离子焊枪，其特征在于所述枪芯冷却水通道包括枪芯水通道一(23)、枪芯环形水通道(24)、枪芯水通道二(22)，枪芯水通道一(23)与水冷电缆接头(12)连通，枪芯水通道二(22)与枪芯水通道接头(15)连通，枪芯水通道一(23)与枪芯水通道二(22)通过枪芯环形水通道(24)连通，枪芯环形水通道(24)设置在枪芯(6)下端。
3.根据权利要求1所述的一种大功率等离子焊枪，其特征在于所述枪体冷却水通道包括枪体水通道一(19)和枪体水通道二(20)，枪体水通道一(19)与枪体水通道接头一(16)连通，枪体水通道二(20)与枪体水通道接头二(14)连通；枪体(5)下端伸入喷嘴(11)内，在喷嘴(11)内形成喷嘴冷却水通道(21)和喷嘴环形水通道(25)，枪体水通道一(19)和枪体水通道二(20)通过喷嘴冷却水通道(21)和喷嘴环形水通道(25)连通。
4.根据权利要求1所述的一种大功率等离子焊枪，其特征在于所述电极夹(7)下端与枪芯(6)内孔下端以圆锥面配合，配合长度L1为1～10mm。
5.根据权利要求1所述的一种大功率等离子焊枪，其特征在于所述枪芯(6)下端面与喷嘴(11)下端面的距离L2为5～50mm。
6.根据权利要求1所述的一种大功率等离子焊枪，其特征在于所述保护气罩(9)与枪体(5)以圆锥面配合，配合长度L3为2～15mm。
7.根据权利要求1所述的一种大功率等离子焊枪，其特征在于所述保护气罩(9)的材料选用紫铜。
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