CN108890088A - 一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，包括由多块罩板围成内部为空腔结构的保护罩，第一罩板与第二罩板平行，第三罩板与第四罩板垂直，第五罩板与第六罩板平行；第一罩板与第三罩板成一定锐角，第一罩板与第五罩板垂直，第三罩板与第五罩板垂直；第二罩板为网孔板，第一罩板上设有TIG焊枪，TIG焊枪贯穿第一罩板和第二罩板，且指向第二罩板的一侧；第一罩板与第二罩板之间设有气体输送管，气体输送管圆周上设有多个出气孔，气体输送管内部充有保护气体。本发明的目的是，提供一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，该装置能有效防止钛合金在焊接过程中被氧化，保证其焊接质量，特别适合直角焊缝的场合。

Description

一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置

技术领域

本发明属于焊接设备领域，具体为一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置。

背景技术

钛合金具有密度小，抗拉强度高，抗腐蚀性能好等优点，但其化学性质在高温下极其活泼，在200℃以上，钛对空气中的氢、氧、氮具有强烈的吸收作用，因此在对钛合金进行焊接时，焊接高温区域需要采用惰性气体进行保护，对焊缝熔池、热影响区、母材高温区进行保护，以防止空气中的氢、氧、氮等气体进入焊缝引起焊缝性能的恶化。

现有的钛合金焊接保护技术中，有的采用真空室对钛合金零部件进行焊接，有的采用保护拖罩对钛合金进行焊接等；在采用真空室进行保护时，所焊接的钛合金零部件大小受真空室的影响，而且采用真空室焊接钛合金使得焊接成本较高。目前最常用的保护方式是采用保护拖罩，而目前所公开的钛合金焊接保护拖罩主要局限于焊接较为规则的焊接结构，如：对接焊缝、搭接焊缝等，而对于环形角焊缝、直角接焊缝等却没有有效的焊接装置。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，该装置能有效防止钛合金在焊接过程中被氧化，保证其焊接质量，特别适合直角焊缝的场合。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，包括由第一罩板、第二罩板、第三罩板、第四罩板、第五罩板和第六罩板围成内部为空腔结构的保护罩，所述第一罩板与第二罩板平行，所述第三罩板与第四罩板垂直，所述第五罩板与第六罩板平行；所述第一罩板与第三罩板成一定锐角，所述第一罩板与第五罩板垂直，所述第三罩板与第五罩板垂直；所述第二罩板为网孔板，所述第一罩板上设有TIG焊枪，所述TIG焊枪贯穿第一罩板和第二罩板，且指向第二罩板的一侧；所述第一罩板与第二罩板之间设有气体输送管，所述气体输送管圆周上设有多个出气孔，所述气体输送管内部充有保护气体。

进一步的，所述第一罩板一侧设有第一导轨，另一侧设有第二导轨；所述第一导轨上设有第一导承件，所述第二导轨上设有第二导承件。

进一步的，所述第一罩板上设有电机，所述电机输出轴上设有齿轮，所述第二导承件上设有与齿轮相配合的齿条。

进一步的，所述电机为步进电机。

进一步的，所述第二罩板为双层铜丝网，铜丝网的网孔大小为0.5×0.5mm。

进一步的，所述第一罩板、第二罩板、第三罩板、第四罩板和第五罩板的材质均为紫铜板。

进一步的，所述保护气体采用氩气。

进一步的，所述气体输送管上的出气孔靠近TIG焊枪的一侧分布密集，远离TIG焊枪的一侧分布稀疏。

进一步的，所述出气孔的孔径为1.0～1.5mm。

进一步的，所述第一罩板上设有第一罩板安装孔，所述第二罩板上设有第二罩板安装孔，所述第一罩板安装孔孔口处设有用于卡紧TIG焊枪的锁紧螺母。

本发明的有益效果：通过保护罩围住直角焊缝位置，通过向罩体中通入保护气体并置换出腔体内的空气来保护焊接中直角焊缝，减少焊缝表面与空气的接触，避免了焊缝在高温下发生氧化，从而提高了焊缝成型效果以及焊缝表面的颜色，进而更好的保证焊缝的焊接质量；解决了钛合金垂直角焊缝在焊接过程中吸氧、吸氢、吸氮等问题，可保证保护罩内气体均匀平稳的流动，有效保护了焊接区，且保护罩制作简单，使用方便，氩气进入保护罩后，经过两层铜丝网后，平稳下降，均匀分布于焊接保护区域，对焊缝进行有效的保护，大大提高了焊接效率和焊缝质量；第三罩板、第四罩板分别与第一工件、第二工件表面贴紧，TIG焊枪从第一罩板、第二罩板插入，并通过锁紧螺母固定，焊接前，先向氩气输送管通入氩气，氩气经氩气输送管底部圆孔进入到保护罩内，在罩内的氩气形成一定的浓度和压力，并通过铜丝网上的小孔喷向焊缝的表面，在焊缝的表面均匀形成一个由氩气构成的焊缝保护气体场，通过该气体保护场将焊缝表面与空气进行隔绝，减少焊缝表面与空气的接触，避免了焊缝在高温下发生氧化，与此同时，焊接过程中惰性气体的不断补充并置换出被污染的惰性气体，对焊缝起到了良好的保护效果。

1、将导承件分别与工件表面固定（可通过磁铁或螺母等固定），对应将导轨与导承件配合安装好，保持TIG焊枪沿焊缝方向移动时，焊枪头与焊接处的距离保持不变，从而保证良好的焊接质量；

2、通过电机代替手动进行焊接，省时省力，同时使TIG焊枪沿焊缝方向移动的速度得到精准控制，保证良好的焊接质量；

3、气体输送管上的出气孔靠近TIG焊枪的一侧分布密集，远离焊枪的一侧分布稀疏，靠近熔池一端，焊缝的温度相对较高，所需的保护气体量相对较多，而远离熔池一端温度相对较低，所需的保护气体量相对较少，形成稳定的气体保护层，保证良好的焊接效果。

附图说明

图1为本发明俯视结构示意图。

图2为本发明A-A剖面结构示意图。

图3为本发明B-B剖面结构示意图。

图4为本发明第二罩板俯视结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、第一罩板；101、齿轮；102、第一工件；103、第二工件；11、第一导轨；12、第二导轨；13、第一罩板安装孔；14、锁紧螺母；2、第二罩板；21、第一导承件；22、第二导承件；221、齿条；23、第二罩板安装孔；3、第三罩板；4、第四罩板；5、第五罩板；6、第六罩板；7、TIG焊枪；8、气体输送管；81、出气孔；9、保护气体；10、电机。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-4所示，本发明的具体结构为：一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，包括由第一罩板1、第二罩板2、第三罩板3、第四罩板4、第五罩板5和第六罩板6围成内部为空腔结构的保护罩，所述第一罩板1与第二罩板2平行，所述第三罩板3与第四罩板4垂直，所述第五罩板5与第六罩板6平行；所述第一罩板1与第三罩板3成一定锐角，所述第一罩板1与第五罩板5垂直，所述第三罩板3与第五罩板5垂直；所述第二罩板2为网孔板，所述第一罩板1上设有TIG焊枪7，TIG焊枪7与主机相连，所述TIG焊枪7贯穿第一罩板1和第二罩板2，且指向第二罩板2的一侧；所述第一罩板1与第二罩板2之间设有气体输送管8，所述气体输送管8圆周上设有多个出气孔81，所述气体输送管8内部充有保护气体9。

优选的，所述第一罩板1一侧设有第一导轨11，另一侧设有第二导轨12；所述第一导轨11上设有第一导承件21，所述第二导轨12上设有第二导承件22。将导承件分别与工件表面固定（可通过磁铁或螺母等固定），对应将导轨与导承件配合安装好，保持TIG焊枪沿焊缝方向移动时，焊枪头与焊接处的距离保持不变，从而保证良好的焊接质量。

优选的，所述第一罩板1上设有电机10，所述电机10输出轴上设有齿轮101，所述第二导承件22上设有与齿轮101相配合的齿条221。通过电机代替手动进行焊接，省时省力。

优选的，所述电机10为步进电机。使TIG焊枪沿焊缝方向移动的速度得到精准控制，保证良好的焊接质量。

优选的，所述第二罩板2为双层铜丝网，铜丝网的网孔大小为0.5×0.5mm。保证气体流动平稳，且保证良好的散热作用。

优选的，所述第一罩板1、第二罩板2、第三罩板3、第四罩板4和第五罩板5的材质均为紫铜板。热传导快，起到良好的散热作用。

优选的，所述保护气体9采用氩气。

优选的，所述气体输送管8上的出气孔81靠近TIG焊枪7的一侧分布密集，远离TIG焊枪7的一侧分布稀疏。靠近熔池一端，焊缝的温度相对较高，所需的保护气体量相对较多，而远离熔池一端温度相对较低，所需的保护气体量相对较少。

优选的，所述出气孔81的孔径为1.0～1.5mm。

优选的，所述第一罩板1上设有第一罩板安装孔13，所述第二罩板2上设有第二罩板安装孔23，所述第一罩板安装孔13孔口处设有用于卡紧TIG焊枪7的锁紧螺母14。便于TIG焊枪的拆卸与安装。

具体使用时，焊接前通过点焊对工件进行定位将第一工件和第二工件进行预定位，然后将第三罩板、第四罩板分别与第一工件、第二工件表面贴紧，TIG焊枪从第一罩板、第二罩板插入，并通过锁紧螺母固定，焊接前，先向氩气输送管通入氩气，氩气经氩气输送管底部圆孔进入到保护罩内，在罩内的氩气形成一定的浓度和压力，并通过铜丝网上的小孔喷向焊缝的表面，在焊缝的表面均匀形成一个由氩气构成的焊缝保护气体场，通过该气体保护场将焊缝表面与空气进行隔绝，减少焊缝表面与空气的接触，避免了焊缝在高温下发生氧化，与此同时，焊接过程中惰性气体的不断补充并置换出被污染的惰性气体，对焊缝起到了良好的保护效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，包括由第一罩板（1）、第二罩板（2）、第三罩板（3）、第四罩板（4）、第五罩板（5）和第六罩板（6）围成内部为空腔结构的保护罩，其特征在于，所述第一罩板（1）与第二罩板（2）平行，所述第三罩板（3）与第四罩板（4）垂直，所述第五罩板（5）与第六罩板（6）平行；所述第一罩板（1）与第三罩板（3）成一定锐角，所述第一罩板（1）与第五罩板（5）垂直，所述第三罩板（3）与第五罩板（5）垂直；所述第二罩板（2）为网孔板，所述第一罩板（1）上设有TIG焊枪（7），所述TIG焊枪（7）贯穿第一罩板（1）和第二罩板（2），且指向第二罩板（2）的一侧；所述第一罩板（1）与第二罩板（2）之间设有气体输送管（8），所述气体输送管（8）圆周上设有多个出气孔（81），所述气体输送管（8）内部充有保护气体（9）。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述第一罩板（1）一侧设有第一导轨（11），另一侧设有第二导轨（12）；所述第一导轨（11）上设有第一导承件（21），所述第二导轨（12）上设有第二导承件（22）。

3.根据权利要求2所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述第一罩板（1）上设有电机（10），所述电机（10）输出轴上设有齿轮（101），所述第二导承件（22）上设有与齿轮（101）相配合的齿条（221）。

4.根据权利要求3所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述电机（10）为步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述第二罩板（2）为双层铜丝网，铜丝网的网孔大小为0.5×0.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述第一罩板（1）、第二罩板（2）、第三罩板（3）、第四罩板（4）和第五罩板（5）的材质均为紫铜板。

7.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述保护气体（9）采用氩气。

8.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述气体输送管（8）上的出气孔（81）靠近TIG焊枪（7）的一侧分布密集，远离TIG焊枪（7）的一侧分布稀疏。

9.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述出气孔（81）的孔径为1.0～1.5mm。

10.根据权利要求1所述的一种钛合金零件垂直角焊缝焊接装置，其特征在于，所述第一罩板（1）上设有第一罩板安装孔（13），所述第二罩板（2）上设有第二罩板安装孔（23），所述第一罩板安装孔（13）孔口处设有用于卡紧TIG焊枪（7）的锁紧螺母（14）。