CN109317792B - 可调角度的焊丝导向器及其在薄板黄铜焊接工艺上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可调角度的焊丝导向器及其在薄板黄铜焊接工艺上的应用，焊丝导向器包括导丝管一、导丝管二、送丝嘴以及导丝管夹持部，导丝管夹持部设在导丝管一顶端，导丝管一与导丝管二之间通过旋转部件旋转连接，送丝嘴设在导丝管二的末端，导丝管夹持部由导丝管夹和焊枪夹组成，导丝管夹与焊枪夹之间通过驱动部件连接，在驱动部件的驱动作用下自动调节导丝管夹相对于焊枪夹的角度；经上述焊丝导向器应用到薄板黄铜的焊接工艺中，使得焊接过程中焊接角度根据实际情况灵活调整，从而提高焊接效果，此外还可以更加灵活地调节焊枪的角度，方便焊接实施。

Description

可调角度的焊丝导向器及其在薄板黄铜焊接工艺上的应用

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及可调角度的焊丝导向器及其在薄板黄铜焊接工艺上的应用。

背景技术

目前所用的焊丝送丝管一般为固定角度，不可调节，在焊枪位置狭窄或者焊枪高度较低时，所用的送丝管因其固定的角度和长度而无法适应。

黄铜是铜锌合金，为T+U双相组织，锌元素可以提高材料的硬度和强度，是应用广泛的工程材料。在扎制或铸造等工艺后，需要对部分薄边缘进一步焊接加工，此外薄板黄铜的焊接生产，这些都需要高效，焊缝成形和性能良好的焊接方法。

目前针对黄铜的MIG、TIG等焊接方法容易产生气孔、变形等缺陷，焊接速度受限；激光焊接中由于板材表面对光的反射率很大，焊接过程中由于大部分的能量会被反射掉，从而需要很高的输出能量，造成焊接成本很高。

传统的焊接方法大都采用不添加焊丝的焊接方式，而且焊丝在焊接过程中的角度无法自由的调整，使得在薄板黄铜焊接工艺上焊接效果较差。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供可调角度的焊丝导向器及其在薄板黄铜焊接工艺上的应用，该焊丝导向装器可提高送丝导管的灵活性，解决目前送丝导管在实际应用中出现的位置或角度不合适，同时本发明将改进的焊丝导向器应用在薄板黄铜的焊接工艺上，提高了焊接质量，以及焊接过程中焊接角度调节的灵活性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

可调角度的焊丝导向器，所述焊丝导向器包括导丝管一、导丝管二、送丝嘴以及导丝管夹持部，所述导丝管夹持部设在所述导丝管一顶端，所述导丝管一与所述导丝管二之间通过旋转部件旋转连接，所述送丝嘴设在所述导丝管二的末端，所述送丝嘴截面为左宽右窄的锥形结构，其中左侧的进丝端内径与导丝管二半径相同，右侧的出丝端加工有出丝圆孔，并在所述送丝嘴内部加工有斜面，所述导丝管夹持部由导丝管夹和焊枪夹组成，所述导丝管夹与所述焊枪夹之间通过驱动部件连接，在所述驱动部件的驱动作用下自动调节导丝管夹相对于焊枪夹的角度。

作为优选，所述导丝管一外径6.5mm、壁厚1mm，所述导丝管二外径5.5mm、壁厚1mm。

作为优选，所述旋转部件包括旋转件一和旋转件二，在所述导丝管一底部固定所述旋转件一，在所述所述旋转件二固定在所述导丝管二顶端，所述旋转件一与所述旋转件二均由2个旋转片组成，每个所述旋转片包括矩形片和圆形片，所述旋转件一的圆形片设在所述矩形片下端，所述旋转件二的圆形片设在所述矩形片上端。

作为优选，所述旋转件一的两个旋转片宽度为13mm，厚度1mm，两个旋转片间隔为7mm，其中矩形片长11mm，宽13mm，圆形片半径为6.5mm，圆形片上开有圆孔一；所述旋转件二的两个旋转片宽度为11mm，厚度1mm，两个旋转片间隔为9mm，其中矩形片长11mm，宽11mm，圆形片半径为5.5mm，圆形片上开有与圆孔一对应的圆孔二。

作为优选，位于同侧的所述旋转件一与所述旋转件二之间通过螺丝相连接，且所述螺丝穿过所述圆孔一和圆孔二。

作为优选，位于同侧的所述旋转件一与所述旋转件二之间通过螺杆相连接，且所述螺杆穿过所述圆孔一和圆孔二，位于焊丝腔内部的所述螺杆端螺纹连接定位螺帽，另一端螺纹连接磁性环，所述螺杆相对于所述导丝管一可自由转动，所述磁性环上一体成型有磁性卡齿，每两个所述磁性卡齿之间为磁性定位槽，在所述导丝管一上设有用于所述磁性环定位的磁性定位片，所述磁性定位片连接在所述导丝管一外周上，且可以上下翻转。

可调角度的焊丝导向器在薄板黄铜焊接工艺上的应用，包括以下步骤：

步骤一、安装焊丝导向器：在等离子焊接系统上安装可调角度的焊丝导向器，并将焊丝导向器的焊枪夹与等离子焊接系统上的焊枪上，用螺丝固定，焊丝导向器上的导丝管夹套接在导丝管一上，用螺丝固定住，导丝管夹与焊枪夹之间为驱动部件，驱动部件由机械传动，导丝管一与导丝管二调节至平直，将焊丝从导丝管一种输入，并通过导丝管二直至延伸至送丝嘴的出丝圆孔位置，接着通过旋转部件调节焊丝对准焊枪中心的前后角度，待焊接；

步骤二、板材焊前处理：先用酒精去除板材表面油污，再用砂纸打磨板材表面，然后用丙酮清洗表面，最后烘干，在打磨过程中不能过热，温度不超过100℃；

步骤三、装配板材：将板材工件固定在夹具上，采用I形坡口，控制装配精度，背部不采用垫板；

步骤四、在板材两端加装引弧板和引出板，焊前在引弧版和待焊焊缝的交点处用正式的焊接电流，进行1~2s的时间点焊形成完整的焊点后再在引弧板上起弧进行焊接，并在引出板上停焊熄弧，焊后去掉引弧板；

步骤五、焊接：使用等离子弧焊接系统焊接，调节焊枪、焊丝的位置，调节好焊接参数，进行焊接；

步骤六、自然冷却；

步骤七、外观检查以及测试。

作为优选，所述焊丝采用S221黄铜焊丝，所述焊丝与板材角度θ为20°~40°，焊丝端部距工件高度为1~2.5mm，焊丝端部距导电嘴中心距离为2~4mm。

作为优选，所述等离子弧焊接系统的等离子喷嘴孔径为2.5mm，铈钨极直径为3.2mm，喷嘴孔道比为1.0~1.2，钨极内缩量为2.0mm，等离子喷嘴到焊件高度为5mm，焊枪与工件垂直，保护气流量12-16L/min。

作为优选，所述焊接电流为77A，焊接速度为200mm/min，等离子气流量为2.2L/min，在焊接过程中控制板材间隙宽度≤0.1mm之间。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

本发明在等离子焊接系统上安装焊丝导向器，通过该焊丝导向器的使用，可提高送丝导管的灵活性，调节焊丝送入角度，从而提高焊接效果，此外还可以更加灵活地调节焊枪的角度，方便焊接实施，便于在焊接过程中根据实际焊接需要来调整焊丝的角度，以完成较好的焊接目的；

其次，本发明将该焊丝导向器使用在薄板黄铜的焊接工艺上，采用填丝等离子弧焊接，对于薄板黄铜板材不预热，背部不使用垫板，单面焊接双面成形，工艺简便，成本较低；焊缝形成的焊缝美观，微观组织清晰，焊接接头性能良好，力学性能超过母材，焊缝抗拉强度上升，达到母材105.7%，拉伸试样断裂在母材上。

附图说明

图1为实施例1焊丝导向器的整体示意图。

图2为实施例1导丝管一的主视图。

图3为实施例1导丝管一的侧视图。

图4为实施例1导丝管一与旋转片连接的截面图。

图5为实施例1导丝管二的主视图。

图6为实施例1导丝管二的侧视图。

图7为实施例1导丝管二与旋转片连接的截面图。

图8为实施例1送丝嘴的示意图。

图9为实施例1导丝管夹持部的分解图。

图10为导丝管夹持部的俯视图。

图11为驱动部件的驱动原理图。

图12为焊丝末端与焊枪底部的主视图。

图13为焊丝末端与焊枪底部的俯视图。

图14为本发明使用状态图。

图15为实施例2中磁性定位片与磁性卡齿的连接关系图。

图16中a、b、c、d、e为填焊丝焊接板材分别在50×焊接接头显微组织、200×焊趾显微组、200×熔合区显微组织、200×过热区显微组织以及500×焊缝显微组织图。

图17a为拉伸后断裂位置图。

图17b为填焊丝焊接板材的正、反面成形对照图。

图18为焊接接头断口形貌图。

图19为断口能谱检测图。

图20为拉伸断口的扫描电镜图。

图21为本发明焊接示意图。

图22为中a、b、c分别为工件间隙0.1mm、0.2mm、0.5mm的焊接板材正面成形对照图。

其中：1-导丝管一，2-导丝管夹，3-焊枪夹，4-旋转件一，5-支撑轴，51-左端轴，52-右端轴，53-键槽，6-旋转件二，7-圆孔二，8-导丝管二，9-送丝嘴，91-出丝圆孔，10-焊丝，11-刨面，12-安装座，13-驱动旋钮，14-减速齿轮组，15-圆孔一，16-轴承，17-轴套，18-齿轮，19-机器盖，20-螺纹孔，21-板材，22-磁性环，23-磁性卡齿，24-磁性定位槽，25-磁性定位片，26-绝缘条，27-钨极、28-喷嘴、29-焊枪、30-等离子气、31-保护气，32-焊丝导丝器、33-夹具。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

实施例1

参照附图1-14所示的可调角度的焊丝导向器32，所述焊丝导向器32包括导丝管一1、导丝管二8、送丝嘴9以及导丝管夹持部，所述导丝管夹持部设在所述导丝管一1顶端，所述导丝管一1与所述导丝管二8之间通过旋转部件旋转连接，所述送丝嘴9设在所述导丝管二8的末端，所述送丝嘴9截面为左宽右窄的锥形结构，其中左侧的进丝端内径与导丝管二8半径相同，右侧的出丝端加工有出丝圆孔91，并在所述送丝嘴9内部加工有斜面，所述导丝管夹持部由导丝管夹2和焊枪夹3组成，所述导丝管夹2与所述焊枪夹3之间通过驱动部件连接，在所述驱动部件的驱动作用下自动调节导丝管夹2相对于焊枪夹3的角度。

在本发明中，所述导丝管一1外径6.5mm、壁厚1mm，所述导丝管二8外径5.5mm、壁厚1mm，导丝管二8的管部分为圆弧，弧度δ、长度s均可设定为几种固定尺寸，在使用时根据需求挑选，所述旋转部件包括旋转件一4和旋转件二6，在所述导丝管一1底部固定所述旋转件一4，在所述所述旋转件二6固定在所述导丝管二8顶端，所述旋转件一4与所述旋转件二6均由2个旋转片组成，每个所述旋转片包括矩形片和圆形片，所述旋转件一4的圆形片设在所述矩形片下端，所述旋转件二6的圆形片设在所述矩形片上端，所述旋转件一4的两个旋转片宽度为13mm，厚度1mm，两个旋转片间隔为7mm，其中矩形片长11mm，宽13mm，圆形片半径为6.5mm，圆形片上开有圆孔一15，旋转片侧面为长13.5mm×宽7mm×厚1mm片状，旋转片之间的间隙通过壁封闭连接；所述旋转件二6的两个旋转片宽度为11mm，厚度1mm，两个旋转片间隔为9mm，其中矩形片长11mm，宽11mm，圆形片半径为5.5mm，圆形片上开有与圆孔一15对应的圆孔二7，旋转片侧面为长9.7mm×宽9mm×厚1mm片状。

在本发明中，位于同侧的所述旋转件一4与所述旋转件二6之间通过螺丝相连接，且所述螺丝穿过所述圆孔一15和圆孔二7，圆孔一15与圆孔二7均为安装螺纹孔20。

在本发明中，送丝嘴9与导丝管二8以螺纹连接，送丝嘴9左侧以ɸ8mm×长5mm的螺纹拧入导丝管二8尾部，而完成连接，送丝嘴9左侧与导丝管二8半径相同，长度为13mm，右侧出丝处为外径R₁，内径R₂的圆孔，观察其内部刨面11为长2.5mm的斜面与半径为R₂的孔道相连，可减少阻力，有利于焊丝10从导丝管二8中送出，其中送丝嘴9右侧出口的大小可设定为多种孔径，以适应不同直径的焊丝10，可提高该送丝装置的利用率。

在本发明中，利用导丝管夹2持部可将导丝管固定于焊枪上， 其中导丝管夹2，焊枪夹3分别通过螺纹孔20，进行紧固，

驱动旋钮13可调节导丝管夹2相对于焊枪夹3的角度，即导丝管夹2与焊枪夹3平面发生相对转动，从而使得送丝嘴9处送出的焊丝10能够发生前后转动，即送丝嘴9可在垂直纸面方向转动。

本发明中具体的导丝管夹2持部的结构是导丝管夹2与焊枪夹3通过安装座12相连接，在安装座12上安装所述驱动部件，所述驱动部件为驱动旋钮13，安装座12为正方形，安装座12内腔右侧与焊枪夹3通过螺纹固定连接，安装座12左侧与机器盖19连接，安装座12一侧有缺口可放置驱动旋钮13。

安装座12内的机械传动部分，驱动旋钮13和减速齿轮组14、固定在安装座12，驱动旋钮13尾部和减速齿轮组14相啮合，而齿轮与减速齿轮右侧部分啮合，且安装于轴承16上。旋转驱动旋钮13，使齿轮啮合转动，可带动减速齿轮、齿轮转动，进而使得支撑轴5 转动，实现导丝管夹2相对于焊枪夹3的转动。

支撑轴5左侧开有键槽53，与导丝管夹2右侧的管相连，管为半圆孔，可跟随支撑轴5转动，管 和键槽53对应位置开有螺纹孔20，通过螺丝将导丝管夹2固定于支撑轴5a 上，实现转动。

支撑轴5穿过轴承16和机器盖19中心孔，将轴承16固定于机器盖19上，

驱动旋钮13位于支撑轴5和减速齿轮组14之间，不会影响驱动旋钮13和减速齿轮组14的运动，

键槽53，将齿轮固定键槽53上，键槽53宽度与齿轮相同，

支撑轴5包括左端轴51和右端轴52，支撑轴5的右端轴52安装在轴套17中，轴套17安装在轴承16，轴套17有固定齿轮18的作用，轴承16安装在安装座12里的圆孔内，轴承16有支撑的作用。

机器盖19右左侧的管上部有一螺纹孔20，在调节好导丝管夹2发生相对焊枪夹3的角度后，用螺丝拧紧，即可防止角度调好后支撑轴5的意外转动。

总结：旋转驱动旋钮13，通过啮合使减速齿轮组14转动，进而使齿轮转动；齿轮转动，会使支撑轴5转动，支撑轴5、处的轴承16能够减少支撑轴5 转动的阻力，同时支撑支撑轴5，固定在支撑轴5上的导丝管夹2便可随之转动，实现了调节驱动旋钮13，使导丝管夹2发生相对焊枪夹3的转动，也使得焊丝10能够发生前后方向的角度调节。

本发明的连接关系，导丝管一1、导丝管二8两管连接，将固定用的圆孔对准，孔内有螺纹，用螺丝固定，螺丝从导丝管二8圆孔拧入，在管内超出管壁长度应小于2mm。

送丝嘴9与导丝管二8以螺纹连接。

导丝管夹2持部左端的导丝管夹2在连接到导丝管一1上后，用螺丝固定，导丝管夹2持部右端的焊枪夹3在连接到焊枪上后，用螺丝固定。

本发明焊丝导向器32的优点是：本设计是焊丝10导向管及加持装置，设计了一种新结构的导丝管，由上下两节管：导丝管一1、导丝管二8组成，可使导丝管在Y—Z面内沿焊枪中心线方向的角度β的调节。同时也可以调节焊丝10末端距离焊接工件的高度h，设计了一种新结构的导丝管加持装置，可使导丝管相对焊枪29发生转动，即导丝管末端在X—Y面内实现角度δ的调节。

可调角度的焊丝导向器32在薄板黄铜焊接工艺上的应用，包括以下步骤：

步骤一、安装焊丝导向器32：在等离子焊接系统上安装可调角度的焊丝导向器32，并将焊丝导向器32的焊枪夹3与等离子焊接系统上的焊枪上，用螺丝固定，焊丝导向器32上的导丝管夹2套接在导丝管一1上，用螺丝固定住，导丝管夹2与焊枪夹3之间为驱动部件，驱动部件由机械传动，导丝管一1与导丝管二8调节至平直，将焊丝10从导丝管一1种输入，并通过导丝管二8直至延伸至送丝嘴9的出丝圆孔91位置，接着通过旋转部件调节焊丝10对准焊枪中心的前后角度，待焊接；

步骤二、先用酒精去除板材21表面油污，再用400#砂纸打磨板材21表面，以去除氧化膜，然后用丙酮清洗表面，以去除焊件表面的油污及杂质，最后烘干保持干燥备用，在打磨过程中不能过热，温度不超过100℃，所使用的薄板板材21的厚度为2mm；材料的化学成分如下表所示

步骤三、装配板材：将板材工件固定在夹具33上，采用I形坡口，控制装配精度，背部不采用垫板；在板材两端加装引弧板和引出板，焊前在引弧版和待焊焊缝的交点处用正式的焊接电流，进行1~2s的时间点焊形成完整的焊点后再在引弧板上起弧进行焊接，并在引出板上停焊熄弧，焊后去掉引弧板；为保证等离子弧焊接过程的稳定性， 焊件的装配间隙a控制在0.1mm之内，错边量b要控制在 0~0.1t （t为试板厚度）；

步骤四、焊接：使用等离子弧焊接系统焊接，本文所使用的等离子弧焊接工艺试验系统是由奥地利的Fronius公司提供生产的Trans Tig5000系列数字化自动焊机，匹配Plasma Module10等离子弧发生器，整个焊接系统还包括：焊接电源、送丝系统与焊接控制柜等；该等离子焊接系统具体包括钨极、喷嘴28、焊枪、等离子气30、保护气31；

先通保护气10~20s，保护气流量12-16L/min，以保证焊缝底部和上表面有保护气31，由于焊接过程中会有锌蒸汽，故使用焊接烟尘净化器吸收锌蒸汽及其他焊接废气，采用直流正接极性接法，起弧延时1s，送丝滞后时间3~5s；

所述等离子弧焊接系统的等离子喷嘴282孔径为2.5mm，铈钨极1直径为3.2mm，喷嘴28孔道比为1.0~1.2，钨极1内缩量为2.0mm，等离子喷嘴282到焊件高度为5mm，焊枪与工件垂直；调节焊枪、焊丝10的位置，调节好焊接参数，进行焊接；所述焊接电流为75-79A，焊接速度为180-220mm/min，等离子气30流量为2.0-2.4L/min，送丝速度为1.7m/min，在焊接过程中控制板材间隙宽度≤0.1mm之间；所述焊丝10采用S221黄铜焊丝10，所述焊丝10与板材角度θ为20°~40°，在焊接过程中通过焊丝10导向器来调整焊丝10与板材之间的角度，以适应更好的焊接要求，提高送丝导管的灵活性，解决目前送丝导管在实际应用中出现的位置或角度不合适而造成焊接质量下降的问题，焊丝10端部距工件高度c为1~2.5mm，焊丝10端部距导电嘴中心距离d为2~4mm；在实施例中所述焊接电流为77A，焊接速度为200mm/min，等离子气30流量为2.2L/min，焊接装配间隙宽度为0.1mm；

具体焊接操作为：参照附图21所示，将钨极内缩到导电喷嘴28内部，钨极端部电离等离子气30而产生电弧，电弧经过导电喷嘴28时，受到喷嘴28的压缩，使得电弧电离程度更高，能量密度更集中，温度更高，此外还需要有保护气31以保护焊接过程不受外界空气的影响；在需要添加焊丝10的试验中，使用焊丝10导向器选择合适的空间位置将焊丝10送入电弧中；

（5）自然冷却：焊后等待工件自然冷却，冷却到室温后再放松夹具337，取下工件，可以对焊缝进行适当的锤击，以释放残余应力；

（6）外观检查以及测试，参照附图18-20所示，为焊接后的测试图。

本发明进行填丝板材对焊，选取焊接电流、焊接速度以及等离子气30流量这三个工艺参数作为变量进行实验对比，探讨在不同焊接工艺参数下，焊接接头的组织形貌及性能的变化规律。

实验分析一：采用本发明焊接工艺焊接薄板黄铜后组织观察及方法

首先观察焊缝表面的宏观形貌，观察焊缝宏观形貌是否为规则鱼鳞纹状，以及是否有明显的焊接缺陷如塌陷、咬边等，并对其进行拍照。

选取不同焊接工艺下焊接接头的相同位置，进行线切割，做冷镶嵌，取试样制备金相试样，依次在240#，400#，800#，1000#，1500#，1800#的碳化硅砂纸上磨制试样，然后将试样放在抛光机上进行机械抛光，抛光布选用金丝绒布，抛光时选用颗粒度为W2.5，W1.5，W0.5的金刚石研磨膏逐级进行抛光。抛光完成后，选用腐蚀剂对抛光好的试样进行腐蚀。

因有多种材料，具体腐蚀剂的具体配比见下表

腐蚀剂配比

腐蚀完成的金相试样首先在Olympus体视显微镜下观察焊接接头的宏观形貌并测量焊缝的熔深和熔宽，测量三次取平均值并求出其深宽比，然后使用Axiovert.200MAT金相显微镜进行金相组织的观察与分析研究。

实验分析二：拉伸试验测试

拉伸试验按照《GB_T2651-2008焊接接头拉伸试验方法》实施，每组均拉伸2个试样，以观察一般性结果，排除特殊性和偶然性。最后选取一般性结果做分析。拉伸试样为标准拉伸试样，试样厚度为2mm，所有拉伸试样均为对接焊全焊透接头，焊缝正面余高和根部余高均被去除。

拉伸完毕后，将试样断口部位用锯条锯下约10mm 的长度段，在超声清洗仪中使用丙酮和酒精清洗断口，之后放于扫描电子显微镜下观察断口形貌。

对采用本发明填焊丝10的等离子弧焊接接头的微观组织观察，如图16中a、b、c、d、e所示；在图16a中，焊缝与热影响区有明显的不同，熔合线明显，组织差异较大，在图16b中，再结晶区的边缘处由于冷却速度快，组织细长，孔洞为缩孔，是熔化金属在凝固过程中收缩而产生的孔穴；

使用S221黄铜焊丝10，含有一定量的Sn，焊缝组织为Cu—Zn—Sn三元合金组织，少量的锡能够固溶与α和α＋β中。在图16e中，基体为α相，其余的是（α＋γ）共析体，γ相是从β相中析出的。

综上，拉伸后断裂位置图分别如图17a所示表明使用焊丝10等离子弧焊接可以提高焊缝的抗拉强度，试样拉伸后断裂位置；

附图17b为使用本发明的焊丝10导向器进行填焊丝10的等离子弧焊接工艺焊接薄板黄铜正、反面成形图以及宏观形貌图，得出当焊接参数是：焊接电流为77A、等离子气30流量为2.2L/min、焊速为200mm/min、送丝速度为1.7m/min时，焊缝成形美观，表面无焊接缺陷产生，焊缝熔宽上5.83mm；下4.39mm。

在实际生产过程中，可能会出现一定宽度的工件间隙，当间隙扩大到0.2mm时，原来的焊接参数就不能用了，需要调节参数，因为扩大间隙后，用原来的参数焊接，焊缝成形太差，因此当间隙增大时，其他参数需要适应性增大，故做不同间隙的实验，是为了说明在最好的焊接参数下，装配时工件间隙最大可以是1mm，现控制工件间隙宽度进行试验，见下表，间隙宽度定为0.1mm、0.2mm、0.5mm，即如图22中a、b、c所示；

改变工件间隙宽度的实施方案

综上所述，本发明通过采用上述工艺方法，得出了薄板黄铜不预热焊接的参数：为铜导电喷嘴28孔径为2.5mm，铈钨极为3.2mm，钨极内缩量为2.0mm，导电喷嘴28到焊件高度为5mm，焊接保护气31与等离子气30均为99.99%的纯Ar气，装配间隙≤1mm，装配错边量≤0.1t （t为试板厚度），焊接前不进行预热，采用直流正接，焊接电流为77A、离子气流量为2.2L/min、焊速为200mm/min、送丝速度为1.7m/min；在焊接工艺中参数对焊缝宏观形貌的影响较大，当工艺参数选择不当时，易产生焊透、气孔、未焊满、焊缝上表面凹陷等焊接缺陷；工艺参数选择合适时，所得到的焊缝有合适的焊缝尺寸且没有宏观焊接缺陷产生；而本发明在薄板黄铜不预热焊接时采用等离子焊接技术，且使用上述参数后，焊缝成形较好，焊缝的两面都有一定的余高，且成形良好；使得焊缝抗拉强度上升，达到母材105.7% ，拉伸试样断裂在母材上。

实施例2

与实施例1不同的是：如图15所示，位于同侧的所述旋转件一4与所述旋转件二6之间通过螺杆相连接，且所述螺杆穿过所述圆孔一15和圆孔二7，位于焊丝10腔内部的所述螺杆端螺纹连接定位螺帽，另一端螺纹连接磁性环22，所述螺杆相对于所述导丝管一1可自由转动，所述磁性环22上一体成型有磁性卡齿23，每两个所述磁性卡齿23之间为磁性定位槽24，在所述导丝管一1上设有用于所述磁性环22定位的磁性定位片25，所述磁性定位片25连接在所述导丝管一1外周上，且可以上下翻转；实际使用过程中磁性定位片25通过绝缘套固定套接在导丝管一1上，磁性定位片25顶端加工通孔，绝缘条26通过通孔将磁性定位片25挂设在导丝管一1上，且可以上下翻转，同时调节角度时，先通过定位螺帽将螺杆一端穿过圆孔一15和圆孔二7定位好，螺杆相对于导丝管一1是可以转动的，螺杆的另一端通过螺纹与磁性环22固定连接，这样就是螺杆穿过圆孔一15且两者分离，但与圆孔二7是螺纹一体连接的，在螺杆的作用下，导丝管二8可以相对旋转，当导丝管二8相对于导丝管一1移动至合适角度后，将磁性定位片25下翻，卡进磁性定位槽24内即可，磁性定位片25与磁性卡齿23相吸，并磁性定位连接，操作方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.可调角度的焊丝导向器，其特征在于：所述焊丝导向器包括导丝管一、导丝管二、送丝嘴以及导丝管夹持部，所述导丝管夹持部设在所述导丝管一顶端，所述导丝管一与所述导丝管二之间通过旋转部件旋转连接，所述送丝嘴设在所述导丝管二的末端，所述送丝嘴截面为左宽右窄的锥形结构，其中右侧的出丝端加工有出丝圆孔，并在所述送丝嘴内部加工有斜面，所述导丝管夹持部由导丝管夹和焊枪夹组成，在驱动部件的驱动作用下自动调节导丝管夹相对于焊枪夹的角度；导丝管夹与焊枪夹通过安装座相连接，在安装座上安装所述驱动部件，所述驱动部件为驱动旋钮，安装座为正方形，安装座一侧设有放置驱动旋钮的缺口；安装座内腔右侧与焊枪夹通过螺纹固定连接，安装座左侧与机器盖连接；驱动旋钮和减速齿轮组固定在安装座上，驱动旋钮尾部和减速齿轮组相啮合，减速齿轮组与齿轮啮合，导丝管夹右侧的第一连接管与支撑轴左侧相连，支撑轴包括左端轴和右端轴，支撑轴左端轴开有键槽，第一连接管和键槽对应位置开有螺纹孔，通过螺丝将导丝管夹固定于支撑轴上，支撑轴的右端轴安装在轴套中，轴套安装在轴承上，轴套上固定齿轮，轴承安装在安装座的圆孔内，机器盖左侧的第二连接管上部设有一螺纹孔；所述旋转部件包括旋转件一和旋转件二，在所述导丝管一底部固定所述旋转件一，所述旋转件二固定在所述导丝管二顶端，所述旋转件一与所述旋转件二均由2个旋转片组成，每个所述旋转片包括矩形片和圆形片，所述旋转件一的圆形片设在所述矩形片下端，所述旋转件二的圆形片设在所述矩形片上端。

2.根据权利要求1所述的可调角度的焊丝导向器，其特征在于：所述导丝管一外径为6.5mm、壁厚为1mm，所述导丝管二外径为5.5mm、壁厚为1mm。

3.根据权利要求2所述的可调角度的焊丝导向器，其特征在于：所述旋转件一的两个旋转片宽度为13mm，厚度为1mm，两个旋转片间隔为7mm，其中矩形片长11mm，宽13mm，圆形片半径为6.5mm，圆形片上开有圆孔一；所述旋转件二的两个旋转片宽度为11mm，厚度1mm，两个旋转片间隔为9mm，其中矩形片长11mm，宽11mm，圆形片半径为5.5mm，圆形片上开有与圆孔一对应的圆孔二。

4.根据权利要求3所述的可调角度的焊丝导向器，其特征在于：位于同侧的所述旋转件一与所述旋转件二之间通过螺丝相连接，且所述螺丝穿过所述圆孔一和圆孔二。

5.如权利要求1-4任一项所述的可调角度的焊丝导向器在薄板黄铜焊接工艺上的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、安装焊丝导向器：在等离子弧焊接系统上安装可调角度的焊丝导向器，并将焊丝导向器的焊枪夹连接到等离子弧焊接系统的焊枪上，用螺丝固定，焊丝导向器上的导丝管夹套接在导丝管一上，用螺丝固定住，导丝管夹与焊枪夹之间为驱动部件，驱动部件由机械传动，导丝管一与导丝管二调节至平直，将焊丝从导丝管一输入，并通过导丝管二延伸至送丝嘴的出丝圆孔位置，接着通过旋转部件调节焊丝对准焊枪中心的前后角度，待焊接；

步骤二、板材焊前处理：先用酒精去除板材表面油污，再用砂纸打磨板材表面，然后用丙酮清洗表面，最后烘干，在打磨过程中不能过热，温度不超过100℃；

步骤三、装配板材：将板材固定在夹具上，采用I形坡口，控制装配精度，背部不采用垫板；

步骤四、在板材两端加装引弧板和引出板，焊前在引弧板和待焊焊缝的交点处用正式的焊接电流，进行1~2s的点焊形成完整的焊点后再在引弧板上起弧进行焊接，并在引出板上停焊熄弧，焊后去掉引弧板；

步骤五、焊接：使用等离子弧焊接系统焊接，调节焊枪、焊丝的位置，调节好焊接参数，进行焊接；

步骤六、自然冷却；

步骤七、外观检查以及测试。

6.根据权利要求5所述的可调角度的焊丝导向器在薄板黄铜焊接工艺上的应用，其特征在于：所述焊丝采用S221黄铜焊丝，所述焊丝与板材之间的角度θ为20°~40°，焊丝端部距板材高度为1~2.5mm，焊丝端部距导电嘴中心距离为2~4mm。

7.根据权利要求6所述的可调角度的焊丝导向器在薄板黄铜焊接工艺上的应用，其特征在于：所述等离子弧焊接系统的等离子喷嘴孔径为2.5mm，铈钨极直径为3.2mm，喷嘴孔道比为1.0~1.2，钨极内缩量为2.0mm，等离子喷嘴到板材高度为5mm，焊枪与板材垂直，保护气流量12-16L/min。

8.根据权利要求7所述的可调角度的焊丝导向器在薄板黄铜焊接工艺上的应用，其特征在于：焊接电流为77A，焊接速度为200mm/min，等离子气流量为2.2L/min，在焊接过程中控制板材间隙宽度≤0.1mm。

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