CN110326367A - 用于焊炬系统的螺纹连接 - Google Patents

Abstract

提供了一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件。连接器部件包括本体，该本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端。连接器部件包括至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕纵向轴线径向地安置在本体的表面上。每个接合区域包括安置在本体的表面上的至少一个接合特征。连接器部件还包括至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕纵向轴线径向地安置在本体的表面上。每个自由区域径向地位于一对接合区域之间，并且每个自由区域的特征在于不存在接合特征。

Description

用于焊炬系统的螺纹连接

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月27日提交的美国临时专利申请No.62/464,089的权益和优先权，所述专利申请的全部内容由本申请的受让人拥有并且以其整体通过引用并入本文中。

技术领域

本发明大体涉及被构造成用于将焊炬零件连接到焊炬系统的一个或多个连接器部件。

背景技术

材料加工头（诸如，等离子焊炬、水射流切割头和激光头）被广泛用于材料的加热、切割、刨削和标记。例如，等离子电弧焊炬通常包括电连接件、用于冷却的通道、用于电弧控制流体（例如，等离子气体）的通道和耗材（诸如，电极和具有安装于焊炬本体内的中心出口孔口的喷嘴）。可选地，采用涡流环来控制形成于电极和喷嘴之间的等离子室中的流体流动型态。在一些等离子电弧焊炬中，可以使用固定盖来维持焊炬本体中的喷嘴和/或涡流环。

可以使用一个或多个连接器部件来将耗材附接到焊炬系统。然而，具有标准螺纹的现有连接器部件可能需要多达五次完整的旋转来接合耗材或使其脱离接合。更换耗材零件可以是频繁的，常常一天发生几次。因此，现有连接器部件会减慢耗材更换过程，由此减少可以花在切割和其他有用的焊炬操作上的时间。

发明内容

因此，需要用于简化焊炬零件相对于焊炬系统的接合以及脱离接合的系统和方法，诸如减少完全接合焊炬零件或使其脱离接合所需的旋转次数和/或旋转度数。通过允许更快且更容易地接合焊炬连接件或使其脱离接合，可以减少焊炬的处理时间。相反地，会增加焊炬操作时间。

在一个方面中，提供了一种用于装配到焊炬中的连接器部件。所述连接器部件包括本体，该本体包括沿纵向轴线安置的近端和远端。至少两个螺纹区域绕纵向轴线径向地安置在本体的在近端附近的表面上。每个螺纹区域包括安置在本体的表面上的至少两个平行螺纹。另外，至少两个平滑区域绕纵向轴线各自径向地安置成散置在位于本体的表面上的一对螺纹区域之间。

在一些实施例中，连接器部件包括被构造成牢固地接合母部件的公部件。公部件可以包括安置在本体的远端处的间隙。该间隙被构造成除非所述间隙与母部件的对应边沿对准否则防止公部件在母部件中旋转。

在一些实施例中，连接器部件包括被构造成牢固地接合公部件的母部件。母部件可以包括安置在本体的远端上的边沿。边沿被构造成除非所述边沿与公部件的对应间隙对准否则防止公部件在母部件中旋转。

在一些实施例中，至少两个螺纹区域绕本体以旋转对称布置径向地安置。在一些实施例中，至少两个平滑区域绕本体以旋转对称布置径向地安置。在一些实施例中，至少两个平行螺纹取向成绕纵向轴线基本上呈螺旋形。在一些实施例中，至少两个平行螺纹取向成基本上正交于纵向轴线。至少两个平行螺纹可以沿纵向轴线相对于彼此均匀地间隔开。

在一些实施例中，连接器部件包括三个螺纹区域。

在一些实施例中，一个螺纹区域的螺纹与相邻螺纹区域的螺纹是不连续的。一个螺纹区域上的螺纹的位置和取向可以与另一螺纹区域的螺纹位置和取向基本上相同。

在一些实施例中，连接器部件被构造成固定对应部件。连接器部件的平滑区域中的至少一者可以被构造成与对应部件的螺纹区域中的至少一者对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一个部件中。在接合期间，一个部件可以在第一方向上相对于另一个部件能够旋转小于360°的度数以固定另一个部件。例如，度数可以小于或等于大约60°、90°或180°。当一个部件在与第一方向相反的第二方向上相对于另一个部件旋转大约相同的度数时，所述部件可以脱离接合。

在一些实施例中，连接器部件联接到等离子电弧焊炬的耗材，以用于将耗材附接到等离子电弧焊炬的另一元件。耗材可以包括电极、喷嘴、固定盖、防护罩或焊炬中的一者。

在另一方面中，提供了一种用于将耗材附接到焊炬的对应部件的耗材连接器部件。所述耗材连接器部件包括筒状本体，该筒状本体包括沿纵向轴线安置的近端和远端。多个纵向取向的平滑区域绕本体的表面径向地安置在近端周围。另外，多个纵向取向的部段绕本体径向地安置成散置在平滑区域之间。每个部段包括多个螺纹，所述多个螺纹沿本体的表面安置成彼此平行，使得一个部段的螺纹与相邻部段的螺纹是不连续的。

在一些实施例中，一个部段上的螺纹的位置和取向与不同部段的螺纹的位置和取向基本上相同。

在一些实施例中，不连续螺纹防止耗材连接器部件的部段在旋转期间接合对应部件的多于一个部段。

在另一方面中，提供了一种用于接合焊炬的第一部件和第二部件的方法。第一部件和第二部件各自具有：i）多个螺纹区域，每个螺纹区域具有多个螺纹；以及ii）多个开槽区域，所述多个开槽区域的特征在于不存在螺纹。所述方法包括：使第一部件的至少一个螺纹区域与第二部件的至少一个开槽区域径向对准；在径向对准位置中使第一部件纵向地滑入第二部件中；以及使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转以使第一部件的螺纹区域的至少一个螺纹与第二部件的螺纹区域的至少一个螺纹接合，以使第一部件和第二部件相对于彼此固定。

在一些实施例中，所述方法还包括：在滑动期间防止第一部件相对于第二部件旋转；使第一部件的间隙与第二部件的边沿接合；以及在接合之后使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转。

在一些实施例中，使第一部件相对于第二部件旋转包括：使第一部件旋转小于360°的度数。度数可以是小于或等于大约60°、90°或180°的度数。

在一些实施例中，所述方法还包括：使第一部件在相反方向上相对于第二部件旋转大约相同的度数以使两个部件脱离接合。在脱离接合期间，当在旋转路径中第一部件的螺纹区域的边缘遇到第二部件的螺纹区域的边缘时（即，当发生螺纹的不对准时），可以防止第一部件在相反方向上的进一步旋转。

在一些实施例中，第一部件或第二部件中的至少一者联接到等离子电弧焊炬的耗材。

在一些实施例中，所述方法还包括：使第一部件的多个螺纹区域与第二部件的多个开槽区域径向对准。

在一些实施例中，所述方法还包括：使第一部件的多个开槽区域与第二部件的多个螺纹区域径向对准。

在又另一方面中，一种连接器部件被构造成用于装配到材料加工头中。所述连接器部件包括：大致筒状的本体，其包括限定纵向轴线的近端和远端；至少两个螺纹区域，其安置在本体的在近端附近的表面上的径向位置处；以及至少两个非螺纹区域，其纵向地取向在本体的表面上的径向位置处。每个螺纹区域包括安置在本体的表面上的至少一个螺纹。每个非螺纹区域安置在一对螺纹区域之间。

在一些实施例中，近端延伸到连接器部件的纵向长度的大约一半处。

在一些实施例中，所述螺纹区域中的至少一者绕本体的表面径向地延伸至少50度。该螺纹区域可以绕本体以旋转对称布置径向地安置。在一些实施例中，连接器部件包括三个螺纹区域。螺纹区域的每个螺纹可以具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，一个螺纹区域的至少一个螺纹与相对的螺纹区域的至少一个螺纹是不连续的。每个螺纹区域的至少一个螺纹可以基本上正交于纵向轴线而延伸。

在一些实施例中，连接器部件联接到耗材。耗材可以包括电极、筒（cartridge）或固定盖中的一者。

在一些实施例中，连接器部件包括被构造成牢固地接合母部件的公部件。连接器部件还可以包括绕本体的表面径向地安置在远端和螺纹区域之间的轴向止动件，所述轴向止动件被构造成接触母部件。例如，在螺纹的旋转接合之前，公部件可以经由轴向止动件对准到母部件。在一些实施例中，连接器部件被构造成固定对应部件。连接器部件的非螺纹区域中的至少一者可以被构造成与对应部件的螺纹区域中的至少一者对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一个部件中。为了接合部件，一个部件可以在第一方向上相对于另一个部件能够旋转小于360°的度数以固定另一个部件。为了使部件脱离接合，一个部件可以在与第一方向相反的第二方向上相对于另一个部件旋转大约相同的度数。

在又另一方面中，提供了一种用于将耗材附接到材料加工头的对应部件的耗材连接器部件。所述耗材连接器部件包括：筒状本体，其包括沿纵向轴线安置的近端和远端；多个纵向取向的平滑区域，其绕本体的在近端附近的表面径向地安置；以及多个纵向取向的部段，其绕本体径向地安置成散置在平滑区域之间。每个部段包括沿本体的表面安置的至少一个螺纹，使得一个部段的至少一个螺纹与相对部段的至少一个螺纹是不连续的。

在一些实施例中，近端延伸到连接器部件的纵向长度的大约一半处。

在一些实施例中，所述部段中的至少一者绕本体的表面径向地延伸至少50度。所述部段可以绕本体以旋转对称布置径向地安置。在一些实施例中，连接器部件包括三个部段。部段的每个螺纹可以具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，每个部段的至少一个螺纹可以绕本体径向地延伸。

在一些实施例中，耗材连接器部件联接到耗材。耗材可以包括电极、筒或固定盖中的一者。

在一些实施例中，耗材连接器部件包括被构造成牢固地接合母耗材部件的公部件。连接器部件还可以包括绕本体的表面径向地安置在远端和部段之间的轴向止动件，所述轴向止动件被构造成接触母耗材部件。例如，在螺纹的旋转接合之前，公耗材部件可以经由轴向止动件对准到母耗材部件。在一些实施例中，耗材连接器部件被构造成固定对应部件。耗材连接器部件的平滑区域中的至少一者可以被构造成与对应部件的部段中的至少一者对准，以促进一个部件可滑动地移位到另一个部件中。为接合部件，一个部件可以在第一方向上相对于另一个部件能够旋转小于360°的度数以固定另一个部件。为了使部件脱离接合，一个部件可以在与第一方向相反的第二方向上相对于另一个部件旋转大约相同的度数。

在又另一方面中，提供了一种用于接合材料加工头的第一部件和第二部件的方法。第一部件和第二部件各自具有：i）具有至少一个螺纹的至少一个螺纹区域；以及ii）至少一个开槽区域，所述至少一个开槽区域的特征在于不存在螺纹。所述方法包括：使第一部件的至少一个螺纹区域与第二部件的至少一个开槽区域径向对准；在径向对准位置中使第一部件相对于第二部件纵向地滑动；以及使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转以将第一部件的螺纹区域的至少一个螺纹与第二部件的螺纹区域的至少一个螺纹接合，以使第一部件和第二部件相对于彼此固定。

所述方法还可以包括：在使第一部件滑入第二部件中之前，使第一部件的至少一个开槽区域与第二部件的至少一个螺纹区域径向对准。在一些实施例中，使第一部件滑入第二部件中包括使第一部件和第二部件轴向地邻接。

所述方法还可以包括：在滑动期间防止第一部件相对于第二部件旋转；使第一部件的间隙与第二部件的边沿接合；以及在接合之后使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转。在一些实施例中，使第一部件相对于第二部件旋转包括：使第一部件旋转小于360°的度数。度数可以是小于或等于大约60°、90°或180°中的一者。在一些实施例中，所述方法还包括：使第一部件在相反方向上相对于第二部件旋转大约相同的度数以使两个部件脱离接合。在脱离接合期间，当在旋转路径中第一部件的螺纹区域的边缘遇到第二部件的螺纹区域的相对面时，可以防止第一部件在相反方向上的进一步旋转。

在一些实施例中，第一部件或第二部件中的至少一者联接到等离子电弧焊炬的耗材。

在另一方面中，本发明提供一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件。连接器部件包括本体，该本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端。连接器部件还包括至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕纵向轴线径向地安置在本体的表面上。每个接合区域包括安置在本体的表面上的至少一个接合特征。连接器部件还包括至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕纵向轴线径向地安置在本体的表面上。每个自由区域径向地位于一对接合区域之间，并且每个自由区域的特征在于不存在接合特征。所述至少两个接合区域中的第一接合区域中的至少一个接合特征与所述至少两个接合区域中的相邻接合区域的至少一个接合特征产生不连续的旋转路径。第一区域的至少一个接合特征包括从本体延伸的结构，该结构与等离子电弧焊炬的对应连接器部件接合。

在一些实施例中，每个接合区域的至少一个接合特征包括多个接合特征，其中在一对接合特征之间具有间隙。每个接合区域的多个接合特征在该接合区域内产生连续旋转路径，但是它们不与另一接合区域的接合特征产生连续旋转路径。替代性地，接合区域的多个接合特征中的第一接合特征与该接合区域的多个接合特征中的相邻接合特征形成不连续的旋转路径。在一些实施例中，接合区域的多个接合特征包括具有不同螺距的多个螺纹。在一些实施例中，接合区域的多个接合特征包括两个凸台。

在一些实施例中，所述至少一个接合特征包括弯曲螺纹。弯曲螺纹可以在朝向远端的方向上具有凸曲率。弯曲螺纹可以在朝向近端的方向上具有凸曲率。在一些实施例中，所述至少一个接合特征包括突块。在一些实施例中，所述至少一个接合特征包括槽。

在一些实施例中，自由区域中的至少一者包括以下特征，该特征在相邻接合特征之间是物理地连续的，而不建立相邻接合特征之间的连续旋转路径。

在一些实施例中，连接器部件包括被构造成接合母部件的公部件。连接器部件还可以包括绕本体的表面径向地安置在远端和接合区域之间的轴向止动件。轴向止动件被构造成当连接器部件在母部件的内部前进时接触母部件。在公部件和母部件之间的接合特征旋转接合之前，公部件可以经由轴向止动件与母部件对准。

在一些实施例中，连接器部件的自由区域中的至少一者被构造成与对应部件的接合区域中的至少一者对准，以促进一个部件沿纵向轴线相对于另一个部件可滑动地移位。

在一些实施例中，一个部件可在第一方向上相对于另一个部件旋转小于360°的度数，由此准许与另一个部件固定地接合。在一些实施例中，当一个部件绕纵向轴线在与第一方向相反的第二方向上相对于另一个部件旋转大约相同的旋转度数时，所述部件被脱离接合。

在一些实施例中，耗材部件包括电极、筒、喷嘴或固定盖中的一者。在一些实施例中，连接器部件包括两个接合区域。在一些实施例中，至少两个接合区域关于纵向轴线径向地对称。在一些实施例中，至少两个接合区域关于纵向轴线径向地不对称。

在另一方面中，本发明提供一种被构造成用于将电极联接到等离子电弧焊炬的连接器部件。连接器部件包括本体，该本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端。连接器部件还包括至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕纵向轴线径向地安置在本体的在近端附近的表面上。每个接合区域包括安置在本体的表面上的至少一个接合装置。接合装置适于与等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合装置配对，以通过与等离子电弧焊炬的对应连接器部件接合来固定该连接器部件。连接器部件还包括至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕纵向轴线径向地安置在本体的表面上。每个自由区域径向地位于一对接合装置之间。所述至少两个接合区域中的第一接合区域中的至少一个接合装置不与所述至少两个接合区域中的相邻接合区域的至少一个接合装置产生连续旋转路径。

在一些实施例中，所述至少一个接合装置包括弯曲螺纹。在一些实施例中，所述至少一个接合装置包括突块。在一些实施例中，所述至少一个接合装置包括槽。

在一些实施例中，每个接合区域的所述至少一个接合装置包括多个接合装置，其中在一对接合装置之间具有间隙。接合区域的多个接合装置可以包括具有不同螺距的多个螺纹。接合区域的多个接合装置可以包括两个凸台。

在另一方面中，本发明提供一种用于接合材料加工头的第一部件和第二部件的方法。第一部件和第二部件各自具有：i）具有至少一个接合特征的至少一个接合区域；以及ii）至少一个自由区域，所述至少一个自由区域的特征在于不存在接合特征。该方法包括：使第一部件的至少一个接合区域与第二部件的至少一个自由区域径向对准；在径向对准位置中使第一部件相对于第二部件纵向地滑动；以及使第一部件和第二部件轴向地邻接。该方法还包括：使第一部件在一个方向上相对于第二部件旋转，以使第一部件的接合区域的至少一个接合特征与第二部件的接合区域的至少一个接合特征接合，以使第一部件和第二部件相对于彼此固定。该方法还包括：在接合之后，防止第一部件在一个方向上相对于第二部件进一步旋转。

在又另一方面中，本发明提供一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件。连接器部件包括至少一个接合区域，所述至少一个接合区域绕纵向轴线径向地安置在本体的表面上。所述至少一个接合区域包括安置在本体的表面上的至少一个接合特征。连接器部件还包括至少一个自由区域，所述至少一个自由区域绕纵向轴线径向地安置在本体的与所述至少一个接合区域相邻的表面上。所述至少一个自由区域的特征在于不存在接合特征。所述至少一个接合区域的所述至少一个接合特征包括从本体延伸的结构，该结构与等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合特征接合。

还应理解到，可以以各种方式组合本发明的各个方面和实施例。基于本说明书的教导，本领域普通技术人员可以容易地确定如何组合这些各种实施例。例如，在一些实施例中，以上方面中的任一者可以包括以上特征中的一者或多者。本发明的一个实施例可以提供所有以上特征和优点。

附图说明

通过参考结合附图的以下描述可更好地理解上文所描述的本发明的优点、以及另外的优点。附图不一定按比例绘制，而是将重点大体放在图示本发明的原理上。

图1图示了根据本发明的一些实施例的示例性连接器组件。

图2A和图2B图示了根据本发明的一些实施例的处于插入位置中的图1的连接器组件的各种视图。

图3A和图3B图示了根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图1的连接器组件的各种视图。

图4A和图4B图示了根据本发明的一些实施例的另一组示例性母连接器部件和公连接器部件。

图5图示了根据本发明的一些实施例的用于将公连接器部件固定到母连接器部件的方法。

图6图示了根据本发明的一些实施例的与喷嘴相关联的示例性连接器部件。

图7图示了根据本发明的一些实施例的另一示例性连接器组件，其包括公连接器部件和母连接器部件。

图8A至图8C图示了图7的公连接器部件的各种视图。

图9A和图9B图示了图7的母连接器部件的各种视图。

图10A和图10B图示了根据本发明的一些实施例的与等离子电弧焊炬相关联的另一示例性连接器组件。

图11A和图11B图示了图10A和图10B的连接器组件的另一示例性公连接器部件的各种视图，其中所述公连接器部件附接到焊炬本体。

图12A和图12B图示了图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件的各种视图，其中所述母连接器部件联接到固定盖。

图13图示了图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件，其中所述母连接器部件联接到耗材筒。

图14A和图14B图示了根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图10A和图10B的连接器组件的各种视图。

图15图示了根据本发明的一些实施例的用于将一个连接器部件固定到另一连接器部件的方法。

图16A和图16B图示了一组示例性互补型连接器部件的螺纹轮廓。

图17示出了示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图18示出了另一示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图19a至图19c示出了附加的示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图20至图23示出了附加的示例性公连接器部件，每个公连接器部件具有被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件的不同接合特征。

图24示出了具有接合区域中的多个接合特征的示例性公连接器部件，所述公连接器部件被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图25示出了又另一示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图26示出了又另一示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图27示出了又另一示例性公连接器部件的横截面视图，该公连接器部件被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图28示出了又另一示例性公连接器部件的横截面视图，该公连接器部件被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图29示出了又另一示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图30示出了又另一示例性公连接器部件，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。

图31图示了一种用于将图18至图30的公连接器部件固定到图7、图9A和图9B的母连接器部件的通用方法。

具体实施方式

本发明的技术允许比标准螺纹连接件更快且更容易地安装和移除焊炬耗材（诸如，以更少的旋转和/或减少的旋转度数）。本发明的技术可应用于连接材料加工头（诸如，等离子电弧焊炬、激光头或水射流切割头）中的各种部件。图1图示了根据本发明的一些实施例的示例性连接器组件。连接器组件100包括公连接器部件102和母连接器部件120，这两者被构造成用于装配到焊炬（未示出）中。在一些实施例中，连接器部件102、120中的每一者联接到耗材以附接至彼此。连接器部件可以联接到的示例性耗材包括电极、喷嘴、固定盖、防护罩或焊炬本体。作为示例，母连接器部件120可以整体地被构建在焊炬本体上，而公连接器部件102可以整体地被构建在喷嘴或电极上以与焊炬本体牢固地接合。

如图1中所示，公连接器部件102包括本体104，该本体具有沿纵向轴线110安置的近端106和远端108。公连接器部件102的近端106可以被描绘为在公连接器部件102前进进入母连接器部件120中以实现接合时首先遇到母连接器部件120的一端。至少两个螺纹区域112绕纵向轴线110径向地安置在本体104的在近端106附近的外表面上。每个螺纹区域112包括安置在本体104的外表面上的至少两个平行螺纹114。在一些实施例中，螺纹114相对于彼此均匀地间隔开并且基本上正交于纵向轴线110。在一些实施例中，螺纹114相对于彼此基本上均匀地间隔开并且取向成绕纵向轴线110基本上呈螺旋形。另外，公连接器部件102包括至少两个平滑区域116，所述平滑区域的特征在于不存在螺纹或其他不规则特征。每个平滑区域116绕纵向轴线110径向地安置在位于本体104的外表面上的一对螺纹区域112之间。

类似地，母连接器部件120包括本体124，该本体具有沿纵向轴线110安置的近端126和远端128。母连接器部件120的近端126可以被描绘为当在接合期间母连接器部件120朝向公连接器部件102前进时首先遇到公连接器部件102的一端。至少两个螺纹区域130绕纵向轴线110径向地安置在本体124的在近端126附近的内表面上。每个螺纹区域130可以包括安置在本体124的内表面上的至少两个平行螺纹132。在一些实施例中，这些螺纹132相对于彼此均匀地间隔开并且基本上正交于纵向轴线110。在一些实施例中，螺纹132相对于彼此基本上均匀地间隔开并且取向成绕纵向轴线110基本上呈螺旋形。另外，母连接器部件120包括至少两个平滑区域134，所述平滑区域的特征在于不存在螺纹或其他不规则特征。每个平滑区域134绕纵向轴线110径向地安置在位于本体124的表面上的一对螺纹区域130之间。一般而言，相比于公连接器部件102，母连接器部件120包括互补型特征以促进两个部件的牢固接合。

在一些实施例中，使公连接器部件102的每个平滑区域116具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收母连接器部件120的螺纹区域130的槽。平滑区域116的径向范围可以与螺纹区域130的径向范围基本上相同。相反地，使母连接器部件120的每个平滑区域134具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收公连接器部件102的螺纹区域112的槽。平滑区域134的径向范围可以与螺纹区域112的径向范围基本上相同。公连接器部件102的平滑区域116和母连接器部件120的平滑区域134可以在接合和脱离接合两者期间引导一个部件在纵向方向110上相对于另一个部件可滑动地移位。

在一些实施例中，仅在公连接器部件102在纵向方向110上滑动到母连接器部件120内的止动位置之后才允许公连接器部件102和母连接器部件120之间的旋转接合。下文中将这个位置称为“插入位置”，该插入位置是在发生旋转之前。图2A和图2B图示了根据本发明的一些实施例的处于插入位置中的图1的连接器组件的各种视图。如图2A中所示，公部件102包括安置在本体104的远端108处的凸缘118，并且母部件120包括安置在本体124的远端128处的止动边沿136。凸缘118和止动边沿136被构造成彼此相互作用以防止公连接器部件102在纵向方向110上进一步前进超过母连接器部件120的止动边沿136。另外，在前进期间，不会发生公连接器部件102在母连接器部件120内的旋转，这是由于两个部件上的螺纹114、132不对准所引起的。仅在公连接器部件102完全插入母连接器部件120中并且母连接器部件120的止动边沿136通过公连接器部件102的边沿间隙119锁定就位之后才准许发生旋转，此时，公连接器部件102上的螺纹114相对于母连接器部件120上的螺纹132被恰当地定位以准许螺纹连接（threading）。在插入位置中，如图2B中所示，公连接器部件102的每个螺纹区域112面向母连接器部件120的平滑区域（未示出），并且公连接器部件102的每个平滑区域116面向母连接器部件120的螺纹区域（未示出）。

一旦到达插入位置，一个连接器部件就可在某个方向上（即，顺时针方向或逆时针方向）相对于另一个连接器部件旋转小于360°的度数，之后所述部件牢固地紧固至彼此。下文中将这个位置称为“锁定位置”。相比之下，传统的螺纹设计需要在能够牢固地接合两个部件之前旋转至少360°。图3A和图3B图示了根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图1的连接器组件的各种视图。为了固定部件，公连接器部件102可以在母连接器部件120内旋转，使得公连接器部件102的至少一个螺纹区域112的螺纹114在旋转路径中通过母连接器部件120的相邻螺纹区域130的螺纹132锁定就位，如图3A中所示。螺纹之间的互锁促进接合并防止进一步旋转。因此，在接合期间，可以通过小于360°的一次旋转来同时接合所述部件的一个、或多个、或所有螺纹区域中的螺纹。图3B图示了：为了到达锁定位置，公连接器部件102在逆时针方向上从插入位置旋转小于或等于60度。在其他实施例中，可以通过顺时针方向上的旋转来实现两个部件之间的接合。在锁定位置中，公连接器部件102的每个螺纹区域112面向母连接器部件120的螺纹区域（未示出），并且公连接器部件102的每个平滑区域（未示出）面向母连接器部件120的平滑区域（未示出）。

为了使两个部件脱离接合（即，从锁定位置移动到插入位置），操作员可以使一个部件在与接合方向相反的方向上相对于另一个部件旋转大约相同的度数。因此，在脱离接合期间，可以通过小于360°的一次旋转来同时使所述连接器部件的一个、或多个、或所有螺纹区域中的螺纹脱离接合。当在脱离接合后即刻到达插入位置时，公连接器部件102的每个螺纹区域112再次面向母连接器部件120的平滑区域134，且反之亦然。插入位置促进公连接器部件102可滑动地移位离开母连接器部件120。

在一些实施例中，母连接器部件120上的每个螺纹132在纵向上宽于标准螺纹，以便允许公连接器部件102上的对应螺纹114在更宽的轴向范围上接合。在一些实施例中，每个母螺纹132是16-螺距螺纹，其意指着当在插入位置和锁定位置之间旋转大约60°时沿纵向方向110大约0.010英寸的轴向位移。在一些实施例中，母螺纹132的更宽的宽度适于防止在处于插入位置中时（即，在旋转到锁定位置之前）与公螺纹114的意外接合。否则，即使处于插入位置中，公螺纹114也可以延伸超过相邻母螺纹132的凹槽入口，因此会无意中使所述部件锁定至彼此。然而，在替代性实施例中，两个部件的螺纹可以在到达锁定位置之前进行接合。

在一些实施例中，对于连接器部件102、120中的每一者而言，一个螺纹区域的螺纹与相邻螺纹区域的螺纹是不连续的。即，对于每个连接器部件而言，每个螺纹的螺距不产生从一个螺纹区域到下一螺纹区域的连续路径。这将防止一个部件的一个螺纹区域的螺纹在脱离接合期间在旋转路径中意外接合另一个部件的相邻螺纹区域的螺纹。具体地，在脱离接合期间，当螺纹区域112的公螺纹114旋转回到插入位置时，由于公螺纹114不能与相邻母螺纹132对准，因此得以防止公螺纹114在旋转路径中与相邻螺纹区域130的母螺纹132的进一步接合。

一般而言，使母连接器部件120与公连接器部件102最大程度地接合所需的旋转度取决于安置在每个部件的本体上的螺纹区域和平滑区域的数量。例如，如果每个部件具有一个平滑区域和一个螺纹区域，则旋转度是180°。如果每个部件具有两个平滑区域和两个螺纹区域，则旋转度是90°。如果每个部件具有三个平滑区域和三个螺纹区域，则旋转度是大约60°。图1至图3B示出了公连接器部件102包括散置在三个平滑区域116当中的三个螺纹区域112，使得每个螺纹区域112位于一对平滑区域116之间。以互补的方式，母连接器部件120包括散置在三个平滑区域134当中的三个螺纹区域130，使得每个螺纹区域130位于一对平滑区域134之间。为了最小化连结母连接器部件和公连接器部件所需的旋转度，每个连接器部件的甚至更高数量的平滑区域和/或螺纹区域是可能的。除螺纹区域和/或平滑区域的数量之外，旋转量还取决于螺纹的公差和位置。

与应用小的旋转度数（例如，大约60°）来实现接合相关联的一个可能的局限性在于：可能难以使用螺纹连接运动来将旋转力转换成轴向力以便克服由在相对长的纵向距离上进行插入所产生的阻力（例如，O形环摩擦）。阻力的严重程度取决于许多因素，包括阻力的类型、零件的大小和螺距。在一些实施例中，使用渐缩的O形环密封件302来减少阻力的长度且允许部件容易插入到所需深度。

图4A和图4B分别图示了根据本发明的一些实施例的另一组示例性母连接器部件和公连接器部件。如图所示，图4A的公连接器部件350包括位于该部件的外表面上的两个螺纹区域352和两个平滑区域354。类似地，图4B的母连接器部件356包括位于该部件的内表面上的两个螺纹区域358和两个平滑区域360。除了可以应用小于或等于大约90°的旋转来实现连接器部件350、356之间的接合和脱离接合之外，公连接器部件350和母连接器部件356的功能类似于上文参考图1至图3B所描述的连接器组件100的对应部件。这是由于相比于与连接器组件100相关联的三个螺纹区域/平滑区域在每个连接器部件上存在两个螺纹区域/平滑区域。

可以通过修改标准螺纹轮廓或使用定制轮廓来构建图1或图4A的连接器组件。为了定制每个连接器部件的设计，一个或多个相同的螺纹区域可以在各种旋转位置中被制造于平滑部件本体上，诸如，如果期望每部件三个螺纹区域，则在三个不同旋转位置中制造。在一些实施例中，在对每个部件的机械加工过程期间，将每个螺纹区域中的螺纹与止动结构（即，连接器组件100的母连接器部件120的止动边沿136或公连接器部件102的凸缘118）恰当地间隔开，以确保部件的寿命内的可更换性。

在一些实施例中，为确保部件的可更换性以及在接合/脱离接合过程期间的旋转对称性，每个连接器部件的螺纹区域被构造成关于连接器部件的本体呈旋转对称。类似地，平滑区域也以旋转对称方式绕本体径向地安置。另外，部件的一个螺纹区域上的螺纹的位置和取向可以与同一部件的另一螺纹区域或配对部件的螺纹区域的螺纹位置和取向基本上相同。这意指，与连续螺纹相反，所述螺纹被制造于相同区段中。在一些实施例中，使用螺纹铣削以在母连接器部件120和公连接器部件102两者上产生螺纹区段。所述连接器部件的径向对称几何形状表明可以将公连接器部件102插入到母连接器部件120中以进行在多个旋转位置中的接合，这取决于存在的螺纹区域/平滑区域的数量。

图5图示了根据本发明的一些实施例的用于将公连接器部件固定到母连接器部件（诸如，将图1的公连接器部件102固定到母连接器部件120）的方法400。在步骤402处，将公连接器部件102的螺纹区域112中的每一者与母连接器部件120的平滑区域134径向对准。相反地，公连接器部件102的平滑区域116中的每一者可以与母连接器部件120的螺纹区域130径向对准。在一些实施例中，母连接器部件120和公连接器部件102两者的螺纹区域是大约相同的。即，一个螺纹区域上的螺纹的位置和取向与跟同一个或不同部件相关联的不同螺纹区域的螺纹位置和取向基本上相同。另外，螺纹区域和平滑区域可以关于部件中的每一者呈旋转对称。鉴于此类几何形状，可以相对地独立于公连接器部件102插入到母连接器部件120中的角度而在几个旋转位置中实现在步骤402处的部件之间的径向对准。

在步骤404处，将公连接器部件102沿纵向方向110插入到母连接器部件120中，同时将所述公连接器部件维持在径向对准的取向中。可以在无任何旋转的情况下实现该插入。在一些实施例中，当公连接器部件102的凸缘118遇到母连接器部件120的止动边沿136时（即，插入位置），滑动停止。在一些实施例中，防止两个部件相对于彼此旋转直到到达插入位置并且止动边沿136通过边沿间隙119锁定就位，此时，两个部件的螺纹对准以准许旋转。

在步骤406的插入位置处，使公连接器部件102在一个方向上相对于母连接器部件120旋转以在旋转路径中通过母连接器部件120的相邻螺纹区域130的螺纹132来锁定公连接器部件102的至少一个螺纹区域112的螺纹114，由此将所述部件固定至彼此。在锁定位置处实现最大程度的接合所需的旋转量可以小于360°，诸如小于或等于大约60°、90°或180°。

为使所述部件脱离接合，公连接器部件102可以在相反方向上相对于母连接器部件120旋转与在接合过程期间所使用的旋转大约相同的度数。在脱离接合时，当在旋转路径中公部件102的螺纹区域112的边缘遇到母部件120的螺纹区域130的边缘时，防止公连接器部件102在母连接器部件120中在相反方向上进一步旋转。

虽然图5的方法是在公连接器部件102可在接合和脱离接合两个过程期间相对于母连接器部件120旋转的情况下描述的，但母连接器部件120也可以相对于公连接器部件102旋转以实现相同的效果。

图6图示了根据本发明的一些实施例的示例性喷嘴，该喷嘴具有安置在其上的连接器部件。如图所示，喷嘴600包括安置在喷嘴600的远端（远离喷嘴末梢612）处的公连接器部件606。公连接器部件606被构造成与母连接器部件（未示出）接合。公连接器部件606可以由喷嘴600的本体整体地构建而成或包括联接到喷嘴600的单独结构。公连接器部件606具有两个螺纹区域602和两个平滑区域604。公连接器部件606还包括凸缘608，所述凸缘608用于与母连接器部件的止动边沿（未示出）相互作用，以防止在处于插入位置中时公连接器部件606进一步前进到母连接器部件的内部。公连接器部件606附加地包括边沿间隙610，所述边沿间隙用于与母连接器部件的止动边沿互锁，以在到达插入位置时准许公连接器部件606在母连接器部件的内部进行旋转。通过在旋转路径中使公连接器部件606的螺纹区域602与母连接器部件的对应的相邻螺纹区域（未示出）对准，也促进了从插入位置旋转到锁定位置。

图7图示了根据本发明的一些实施例的另一示例性连接器组件，其包括公连接器部件和母连接器部件。连接器组件700包括公连接器部件702和母连接器部件720，这两个连接器部件均被构造成用于装配到材料加工头（未示出）（诸如，等离子电弧焊炬、水射流切割头或激光切割头）中。在一些实施例中，连接器部件702、720中的每一者联接到耗材（或耗材的一部分）以用于附接至彼此。连接器部件可以与之相关联的示例性耗材包括电极、喷嘴、固定盖、防护罩或焊炬本体。

公连接器部件702包括本体704，该本体具有沿纵向轴线710安置的近端706和远端708。公连接器部件702的近端706可以被描绘为在公连接器部件702前进进入母连接器部件720中以实现接合时首先遇到母连接器部件720的一端。近端706可以延伸到公连接器部件702的纵向长度的多达大约一半处。图8A至图8C图示了图7的公连接器部件702的各种视图。如图所示，至少一个螺纹区域712绕纵向轴线710的一部分径向地安置在本体704的在近端706附近的外表面上。每个螺纹区域712包括安置在本体704的外表面上的至少一个螺纹714。在一些实施例中，螺纹714取向成基本上正交于纵向轴线710。在一些实施例中，螺纹714取向成绕纵向轴线710基本上呈螺旋形。例如，螺纹714可以具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，螺纹714绕本体704的外表面径向地延伸至少50度。另外，公连接器部件702包括至少一个平滑区域716（即，非螺纹区域），所述平滑区域的特征在于不存在螺纹或其他不规则特征。每个平滑区域716绕纵向轴线710径向地安置成与位于本体704的外表面上的至少一个螺纹区域712相邻。虽然图8A至图8C示出了公连接器部件702具有两个螺纹区域712以及插设于这一对螺纹区域712之间的两个平滑区域716，但在其他实施例中，公连接器部件702可以具有更多或更少的平滑区域716和螺纹区域712（例如，仅一个螺纹区域712与一个平滑区域716相邻）。

参考图7，类似于公连接器部件702，母连接器部件720包括本体724，该本体724具有沿纵向轴线710安置的近端726和远端728。母连接器部件720的近端726被描绘为当在接合期间母连接器部件720朝向公连接器部件702前进时首先遇到公连接器部件702的一端。在一些实施例中，近端726延伸到母连接器部件720的纵向长度的多达大约一半处。在一些实施例中，近端726延伸到母连接器部件720的纵向长度的多达大约90%处。图9A和图9B图示了图7的母连接器部件720的各种视图。至少一个螺纹区域730绕纵向轴线710径向地安置在本体724的在近端726附近的内表面上。每个螺纹区域730可以包括安置在本体724的内表面上的至少一个螺纹732。在一些实施例中，螺纹732取向成基本上正交于纵向轴线710。在一些实施例中，螺纹732取向成绕纵向轴线710基本上呈螺旋形。例如，螺纹732可以具有大约3度的螺旋角。在一些实施例中，螺纹732绕本体724的内表面径向地延伸至少50度。另外，母连接器部件720包括至少一个平滑区域734（即，非螺纹区域），所述平滑区域的特征在于不存在螺纹或其他不规则特征。每个平滑区域734绕纵向轴线710径向地安置成与位于本体724的内表面上的至少一个螺纹区域730相邻。虽然图9A和图9B示出了母连接器部件720具有两个螺纹区域730以及插设于这一对螺纹区域730之间的两个平滑区域734，但在其他实施例中，母连接器部件720可以具有更多或更少的平滑区域734和螺纹区域730（例如，仅一个螺纹区域730与一个平滑区域734相邻）。一般而言，相比于公连接器部件702，母连接器部件720包括互补型特征以促进两个部件的牢固接合。

可以使公连接器部件702的每个平滑区域716具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收母连接器部件720的螺纹区域730的槽。相反地，使母连接器部件720的每个平滑区域734具有合适的尺寸，使得其充当用于对准并接收公连接器部件702的螺纹区域712的槽。对于每个连接器部件而言，螺纹区域和平滑区域可以绕相应的连接器部件本体以旋转对称布置径向地安置。在一些实施例中，公连接器部件702的平滑区域716的径向范围与母连接器部件720的螺纹区域730的径向范围基本上相同。类似地，母连接器部件720的平滑区域734的径向范围与公连接器部件702的螺纹区域712的径向范围基本上相同。一般而言，公连接器部件102的平滑区域716和母连接器部件120的平滑区域134可以在接合和脱离接合两者期间引导一个部件在纵向方向710上相对于另一个部件可滑动地移位。

类似于上文参考图1至图3B所描述的连接器组件，公连接器部件702可以包括绕连接器本体704的外表面径向地安置在远端708和螺纹区域712之间的轴向止动件718。轴向止动件718被构造成在两个部件的接合期间接触母连接器部件720的一部分。例如，轴向止动件718可以在相应螺纹的旋转接合之前帮助将母连接器部件720与公连接器部件702对准。图7示出了公连接器部件702的轴向止动件718包括凸缘。母部件720包括止动边沿736，该止动边沿被构造成与凸缘718相互作用以在到达停止位置（下文中称为“插入位置”）之后防止公连接器部件702在纵向方向710上在母连接器部件720内进一步轴向前进。另外，在到达插入位置之前，在轴向前进期间不会发生公连接器部件702在母连接器部件720内的旋转，这是由于两个部件上的螺纹714、732不对准所引起的。相反，在公连接器部件702沿纵向方向710轴向前进到母连接器部件720中期间，公连接器部件702的平滑区域716中的至少一者被构造成与母连接器部件720的螺纹区域730中的至少一者对准，且反之亦然，以促进一个部件可滑动地轴向移位到另一个部件中。仅在公连接器部件702插入母连接器部件720中达到插入位置中之后才准许旋转，在所述插入位置中，母连接器部件720的止动边沿736遇到凸缘718，此时，公连接器部件702上的螺纹714相对于母连接器部件720上的螺纹732被恰当地定位以准许旋转接合（例如，螺纹连接）。

类似于图1至图3B的连接器组件，对于图7的连接器组件而言，一旦到达插入位置，一个连接器部件就可在某个方向上（即，顺时针方向或逆时针方向）相对于另一个连接器部件旋转小于360°的度数，之后所述部件牢固地紧固至彼此（下文中称为“锁定位置”）。为到达锁定位置，当公连接器部件102在母连接器部件720内旋转时，公连接器部件702的螺纹区域712的螺纹714可以在旋转路径中通过母连接器部件720的相邻螺纹区域730的对应螺纹732锁定就位。螺纹之间的互锁促进接合并防止进一步旋转。在一些实施例中，在接合期间为到达锁定位置而进行的连接器部件之间的旋转运动并不涉及纵向方向710上的任何进一步的轴向前进。在一些实施例中，在接合期间为到达锁定位置而进行的连接器部件之间的旋转运动也伴随有公连接器部件702在纵向方向710上在母连接器部件720中的一定的轴向前进。在锁定位置中，公连接器部件702的每个螺纹区域712面向母连接器部件720的螺纹区域732，并且公连接器部件702的每个平滑区域716面向母连接器部件720的平滑区域734。

类似地，为使两个部件脱离接合（即，从锁定位置移动到插入位置），操作员可以使一个部件在与接合方向相反的方向上相对于另一个部件旋转大约相同的度数。在一些实施例中，在脱离接合期间所进行的连接器部件之间的旋转运动并不涉及纵向方向710上的任何轴向运动。在一些实施例中，在脱离接合期间所进行的连接器部件之间的旋转运动伴随有公连接器部件702在纵向方向710上从母连接器部件720的一定的轴向撤回。当在脱离接合后即刻到达插入位置时，公连接器部件702的每个螺纹区域712再次面向母连接器部件720的平滑区域734，且反之亦然。插入位置促进公连接器部件702沿纵向方向710可滑动地移位离开母连接器部件720。当公连接器部件702滑动离开母连接器部件720时，不准许发生旋转。

在一些实施例中，如图8C中所示，公连接器部件702包括安置在本体704中的计程特征（clocking feature）713，诸如凹部。计程特征713提供参考点，所述参考点用于在制造部件702期间确定将螺纹714沿纵向方向710定位在何处。例如，当制造连接器部件时，使用计程特征713（点A）与螺纹714的螺纹中径（pitch diameter）（点C）之间沿纵向方向710的期望的纵向距离来相对于计程特征713精确定位螺纹714。作为另一示例，可以在计程特征713（点A）的位置处精确控制轴向止动件718（点B）与螺纹中径（点C）处的螺纹714之间的纵向距离。螺纹中径是公螺纹和母螺纹接合以实现锁定位置所处的螺纹的筒状表面的直径。因此，计程特征713允许人们控制螺纹714在何处开始以及其在何处与对应母螺纹锁定。类似的定位特征（未示出）可以位于母连接器部件720中。

在一些实施例中，对于公连接器部件702和/或母连接器部件720的每个螺纹而言，螺纹的周向端在其末梢处具有圆形廓形（而非线性的或有角的廓形）。这种弓形形状可以减少去毛刺并协助螺纹接合。在一些实施例中，公连接器部件和母连接器部件的每个螺纹是相对厚的，因此在脱离接合期间不大可能出现螺纹错扣或在反向旋转方向上以其他方式接合，其中公螺纹和母螺纹的厚的宽度适于彼此锁定并且防止绑定（binding）。图16A和图16B图示了一组示例性互补型连接器部件沿纵向（即，轴向）方向的螺纹轮廓。图16A的连接器部件1600可以是公连接器部件，在这种情况下，图16B的连接器部件1612是母连接器部件。相反地，图16A的连接器部件1600可以是母连接器部件，在这种情况下，图16B的连接器部件1612是公连接器部件。对于图16A的连接器部件1600而言，螺纹区域中的两个相邻螺纹1606、1608的底座之间的轴向距离1604可以是大约0.095英寸。两个螺纹1606、1608的相邻末梢之间的角度1610可以是大约60度。对于图16B的连接器部件1612而言，螺纹1616的末梢部分1619的轴向长度1614可以是大约0.08英寸。螺纹1616的周向端之间的角度1618可以是大约60度。连接器部件1600的两个相邻螺纹1606、1608之间的凹部区域1611可以被构造成在两个部件接合时接收连接器部件1612的螺纹1616的末梢部分1619。

在一些实施例中，对于连接器部件702、720中的每一者而言，一个螺纹区域的螺纹与相邻/相对的螺纹区域的螺纹是不连续的。即，对于每个连接器部件而言，每个螺纹的螺距不产生从一个螺纹区域到下一螺纹区域的连续的螺旋形路径。另外，对于连接器部件而言，一个螺纹区域的螺纹与相邻/相对的螺纹区域的另一螺纹物理地且取向地分离。这将防止一个部件的一个螺纹区域的螺纹在脱离接合期间在旋转路径中意外接合另一个部件的相邻/相对的螺纹区域的螺纹。具体地，在脱离接合期间，当螺纹区域712的公螺纹714旋转回到插入位置时，由于公螺纹714不能与相邻/相对的螺纹区域730的母螺纹732对准，因此得以防止公螺纹714在旋转路径中与该母螺纹732进一步接合。

一般而言，使母连接器部件720与公连接器部件702最大程度地接合和/或脱离接合所需的旋转度取决于安置在每个部件的本体上的螺纹区域和平滑区域的数量。例如，如果在公连接器部件和母连接器部件中的每一者上存在一个螺纹区域和一个平滑区域，则这些部件的螺纹可以通过大约180°或更少（诸如，90°）的一次旋转来接合和/或脱离接合。如果在公连接器部件和母连接器部件中的每一者上存在两个螺纹区域，则这些部件的螺纹可以通过大约90°的一次旋转来接合和/或脱离接合。图7至图9B示出了公连接器部件702和母连接器部件720各自包括散置在两个平滑区域当中的两个螺纹区域，使得每个螺纹区域位于一对平滑区域之间。在其他实施例中，公连接器部件702和母连接器部件720各自包括与仅一个平滑区域相邻的仅一个螺纹区域。另外，公连接器部件702和母连接器部件720的每个螺纹区域可以包括一个或多个螺纹。

图10A和图10B图示了根据本发明的一些实施例的与等离子电弧焊炬800相关联的另一示例性连接器组件。如图所示，焊炬本体812包括安置在焊炬本体812的近端810处的公连接器部件808。公连接器部件808被构造成接合母连接器部件806，该母连接器部件安置在等离子电弧焊炬800的固定盖802的近端804处。在一些实施例中，固定盖802是耗材筒819的整体部分，该耗材筒还包括以下各者中的至少一者：电极814、喷嘴816（包括喷嘴本体850、喷嘴孔口852和喷嘴防护罩（未示出））、电极圆筒817、电极套筒813、防护罩818、一组绝缘体部件和/或等离子电弧焊炬800的其他耗材。在其他实施例中，固定盖802是独立的焊炬部件。

图11A和图11B图示了与图10A和图10B的连接器组件兼容的另一公连接器部件设计809的各种视图，其中公连接器部件809被构造成联接到焊炬本体812。公连接器部件809可以由焊炬本体812整体地形成或包括附接到焊炬本体812的单独结构。如图所示，公连接器部件809具有三个螺纹区域821，这三个螺纹区域围绕焊炬本体812的近端810的周向均匀地散置在三个平滑区域823当中。每个螺纹区域821包括围绕近端810径向地延伸的至少一个螺纹825。螺纹825的螺距可以在3.5和5.5圈/英寸（每一圈为360度）之间。一般而言，可以调节螺纹825的螺距，使得可以在期望的旋转量内实现沿纵向方向821的所需轴向运动量。公连接器部件809的螺纹825可以是相对厚的，以防止过度绑定或螺纹错扣。三个螺纹区域821提供三个不同的开始位置，所述开始位置用于将焊炬本体812的公连接器部件809附接到固定盖802的对应母连接器部件806。螺纹区域821的均匀放置允许它们在接合之后均匀地承担由母连接器部件806所施加的负载。在一些实施例中，存在安置于公连接器部件809上的少于或多于三个的螺纹区域821。在一些实施例中，每个螺纹区域802中存在多于一个的螺纹825。在一些实施例中，不同大小和/或形状的孔827围绕平滑区域823和螺纹区域821径向地分散，以允许变化的气体流（诸如，不同体积、不同分布型态等的气流）穿过公连接器部件809。在一些实施例中，图10A和图10B的公连接器部件808可以基本上类似于图11A和图11B的公连接器部件809。

图12A和图12B图示了图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件806的各种视图，其中母连接器部件806联接到固定盖802。母连接器部件806可以由固定盖802整体地构建而成或包括联接到固定盖802的单独结构。以与公连接器部件808相比的互补方式，母连接器部件806具有围绕固定盖802的近端804的周向散置在三个平滑区域826当中的三个螺纹区域824。每个螺纹区域824包括围绕近端804径向地延伸的至少一个母螺纹828。母螺纹828可以具有与公螺纹822类似的螺距大小。在一些实施例中，存在安置于母连接器部件806上的少于或多于三个的螺纹区域824。在一些实施例中，每个螺纹区域824中存在多于一个的母螺纹828。

图13图示了图10A和图10B的连接器组件的示例性母连接器部件806，其中母连接器部件806经由筒819的固定盖802联接到耗材筒819。由于筒819包括一套两个或更多个耗材部件，所述耗材部件选自包括以下的组：固定盖802、电极814、喷嘴816（包括喷嘴本体850、喷嘴孔口852和喷嘴防护罩（未示出））、电极圆筒817、电极套筒813、防护罩818、一组绝缘体部件和其他耗材部件，因此筒819提供易用性并且相比于单独地安装每个耗材部件缩短了用于装配等离子电弧焊炬800的时间。另外，在焊炬800中使用筒819改善了部件对准和切割一致性。

参考图10A和图10B，为了将公连接器部件808接合到母连接器部件806，首先沿纵向方向821将公连接器部件808插入到母连接器部件806中，同时将所述公连接器部件维持在径向对准的取向中（即，公连接器部件808的螺纹区域820与母连接器部件806的平滑区域826对准，且反之亦然）。可以继续在径向对准位置中使公连接器部件808在母连接器部件806内前进直到焊炬本体812的内肩部830接触到电极圆筒817或喷嘴本体850的至少一个内部O形环832，其中O形环832位于电极圆筒817或喷嘴本体850的接触表面834近侧。在接合期间，当焊炬本体812的肩部830触碰到O形环832时，到达接触位置并且O形环832开始将肩部830密封到接触表面834。

在一些实施例中，当到达接触位置时，由于肩部830和接触表面834之间存在O形环832，因此这两个表面之间存在大约0.036英寸的间隙。另外，在到达接触位置之前，在轴向前进期间不会发生公连接器部件808在母连接器部件806内的旋转，这是由于两个部件上的螺纹不对准所引起的。仅在到达接触位置（即，当焊炬本体812的肩部832遇到O形环832时）之后才准许旋转，此时，公连接器部件808上的螺纹822相对于母连接器部件806上的螺纹828被恰当地定位以准许旋转接合。旋转量取决于公连接器部件和母连接器部件上的螺纹的螺距以及用于牢固地接合所述部件所需的轴向距离。

一旦到达接触位置，一个连接器部件就可在某个方向上（即，顺时针方向或逆时针方向）相对于另一个连接器部件旋转小于360°的度数，之后所述部件牢固地紧固至彼此以到达锁定位置。另外，旋转运动可以涉及公连接器部件808在母连接器部件806内的进一步轴向前进，以最小化肩部830和接触表面834之间的间隙。图14A和图14B图示了根据本发明的一些实施例的处于锁定位置中的图10A和图10B的连接器组件的各种视图。如图所示，当焊炬本体812的肩部830旋转经过O形环832并且遇到电极圆筒817或喷嘴本体850的接触表面834时，到达锁定位置。在锁定位置中，公连接器部件808的每个螺纹区域820的公螺纹822通过母连接器部件806的螺纹区域824的对应母螺纹828锁定就位。如果每个连接器部件上存在三个螺纹区域，则需要大约60°的旋转来实现锁定位置。

图15图示了用于将一个连接器部件（“第一部件”）固定到另一连接器部件（“第二部件”）的通用方法900，诸如将图1的公连接器部件102固定到母连接器部件120、将图4A和图4B的公连接器部件350固定到母连接器部件356、将图6的公连接器部件600固定到互补型母部件（未示出）、将图7的公连接器部件702固定到母连接器部件720、或将图10A和图10B的公部件808固定到母部件806。在一些实施例中，第一连接器部件是公连接器部件，在这种情况下，第二连接器部件是母连接器部件。在一些实施例中，第一连接器部件是母连接器部件，在这种情况下，第二连接器部件是公连接器部件。第一部件和第二部件各自具有：i）具有至少一个螺纹的至少一个螺纹区域；以及ii）至少一个开槽（即，平滑）区域，所述开槽区域的特征在于不存在螺纹或其他不规则特征。

在步骤902处，使第一连接器部件的螺纹区域112中的每一者与第二连接器部件的平滑区域径向对准。相反地，可以使第一连接器部件的开槽区域中的每一者与第二连接器部件的螺纹区域径向对准。在一些实施例中，两个连接器部件的螺纹区域是大约相同的。即，一个螺纹区域上的螺纹的位置和取向与跟同一个或不同部件相关联的不同螺纹区域的螺纹位置和取向基本上相同。另外，螺纹区域和开槽区域可以关于所述部件中的每一者呈旋转对称。

在步骤904处，沿纵向方向相对于第二连接器部件来插入第一连接器部件，同时将所述第一连接器部件维持在径向对准的取向中。可以在无任何旋转的情况下通过相对于第二连接器部件滑动第一连接器部件来实现插入以使两个部件轴向地邻接。在一些实施例中，当与公连接器部件相关联的止动机构（例如，凸缘118或肩部830）遇到与母连接器部件相关联的止动机构（例如，遇到止动边沿136以到达插入位置，或遇到O形环832以到达接触位置）时，滑动停止。在一些实施例中，防止两个部件相对于彼此旋转直到到达插入或接触位置，此时，两个部件的螺纹对准以准许旋转和接合从而到达锁定位置。为使所述部件脱离接合，第一连接器部件可以相对于第二连接器部件在相反方向上旋转大约与在接合过程期间所使用的旋转相同的度数，但不进一步旋转。这是因为在旋转路径中第一部件的螺纹区域的边缘将遇到第二部件的螺纹区域的相对面以防止过度旋转以及在相反方向上的意外接合。在一些实施例（例如，图1至图9B的设计）中，当在接合期间从插入位置移动到锁定位置或在脱离接合期间从锁定位置移动到插入位置时，一个部件相对于另一个部件的旋转不允许发生任何轴向运动。在其他实施例（例如，图10A至图14B的设计）中，当在接合期间从接触位置移动到锁定位置或在脱离接合期间从锁定位置移动到接触位置时，一个部件相对于另一个部件的旋转伴随有一个部件相对于另一个部件的一定的轴向运动。

一般而言，本发明允许焊炬零件（具有联接到其的连接器部件）定位于其最终轴向位置中或靠近其最终轴向位置，而不旋转该连接器部件或者对应部件。一旦连接器部件的止动机构相接触，就可以使焊炬零件中的每一者旋转小于360°的度数，以与传统接头（例如，全螺纹接头）相同的足够接头强度和/或载流能力来接合所述零件。

图17至图28图示了各种公连接器部件，其被构造成用于与图7以及图9A和图9B的母连接器部件720接合以形成连接器组件。这些公连接器部件中的每一中可以联接到材料加工焊炬的耗材，或者可以是材料加工焊炬的耗材的整体部分，所述材料加工焊炬诸如为等离子电弧焊炬、水射流切割头或激光切割头。在等离子电弧焊炬中公连接器部件可以与之相关联的示例性耗材包括电极、喷嘴、固定盖、防护罩和耗材筒。

图17示出了示例性公连接器部件1702，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。如图所示，公连接器部件1702具有本体1704，该本体沿延伸穿过本体1704的纵向轴线1710限定近端1706（即，用于与母连接器部件720接合的一端）和远端1708（即，与近端1706相对的一端）。至少一个接合区域1712绕纵向轴线1710的径向部分安置在公连接器部件的本体1704的在其近端1706附近的外表面上。在一些实施例中，至少两个接合区域1712（例如，恰好两个接合区域）绕纵向轴线1710径向地安置。每个接合区域1712包括安置在本体1704的外表面上的至少一个接合特征1714。公连接器部件1702还包括在其本体1704的外表面上的至少一个自由区域1716，所述至少一个自由区域的特征在于不存在接合特征1714。每个自由区域1716绕纵向轴线1710径向地安置成与位于本体1704的外表面上的至少一个接合区域1712相邻。在一些实施例中，至少两个自由区域1716（例如，恰好两个自由区域）绕纵向轴线1710径向地安置，其中每个自由区域1716径向地位于一对接合区域1712之间。通常，公连接器部件1702可以具有绕纵向轴线1710径向地散置的一个或多个自由区域1716和一个或多个接合区域1712。

在一些实施例中，公连接器部件1702还包括例如绕连接器本体1704的外表面周向地安置在远端1708和（一个或多个）接合区域1712之间的轴向止动件1718，该轴向止动件呈凸缘的形式。轴向止动件1718被构造成在两个部件的接合期间接触母连接器部件720的一部分。例如，轴向止动件1718可以在相应接合特征的旋转接合之前使母连接器部件720与公连接器部件1702轴向对准。

如在图17的实施例中所示，公连接器部件1702的接合特征1714包括在近端1706处被蚀刻到公连接器部件1702的本体1704中的L形通道。L形通道1714包括位于径向通道部分1714b近侧的纵向通道部分1714a。纵向通道部分1714a的径向宽度1707可以与母连接器部件720的螺纹732的径向宽度大约相同。因此，当将公连接器部件1702联接到母连接器部件720时，母连接器部件720的螺纹732适于插入到公连接器部件1702的纵向通道部分1714a的开口中。然后，螺纹732可以在纵向通道部分1714a内轴向前进，直到母连接器部件720的止动边沿736与公连接器部件1702的轴向止动件1718相互作用，以防止公连接器部件1702在纵向方向1710上在母连接器部件720内进一步轴向前进，此时到达纵向停止位置（下文中称为“插入位置”）。

在插入位置处，母连接器部件720的螺纹732位于纵向通道部分1714a的底部处，并且然后，螺纹732可以在径向通道部分1714b内径向旋转，以完全接合公连接器部件1702和母连接器部件720，从而到达“锁定位置”。由于径向通道部分1714b的短的长度，使公部件1702和母部件720牢固地紧固至彼此以实现锁定位置所需的旋转小于360°。在锁定位置中，公连接器部件1702的每个接合区域1712面向母连接器部件720的螺纹区域732，并且公连接器部件1702的每个自由区域1716面向母连接器部件720的平滑区域734。因此，在到达插入位置之前，在母螺纹732在公接合特征1714的纵向通道部分1714a内轴向前进期间不准许两个连接器部件1702和720相对于彼此的旋转。仅在母连接器部件720到达公接合特征1714的径向通道部分1714b时，两个部件才可以在插入位置处相对于彼此旋转。此外，为到达锁定位置而进行的连接器部件1702和720之间的旋转运动并不涉及纵向方向1710上的任何进一步的轴向前进。

类似地，为使两个连接器部件1702和720脱离接合（即，从锁定位置移动到插入位置），操作员可以使一个部件在与接合方向相反的方向上相对于另一个部件旋转大约相同的度数，以到达插入位置。在插入位置处，母螺纹732与纵向通道部分1714a对准，且因此可以沿纵向轴线1710从纵向通道部分1714a滑动地移除。当公连接器部件1702滑动离开母连接器部件720时，不准许旋转。

在一些实施例中，一个接合区域1712的接合特征1714与公连接器部件1702的相邻接合区域1712的接合特征1714是不连续的（即，不形成连续旋转路径）。即，一旦母连接器部件720的对应螺纹732与第一接合区域1712的接合特征1714处于锁定位置中，螺纹732就不能旋转且不能进一步与公连接器部件1702的第二接合区域1712的接合特征1714接合。

在一些实施例中，使母连接器部件720与公连接器部件1702最大程度地接合和/或脱离接合所需的旋转度取决于安置在每个部件的本体上的接合区域和自由区域的数量。该旋转度通常小于360°。例如，如果在公连接器部件1702上存在一个接合区域和一个自由区域，则该接合区域的接合特征可以通过大约180°或更少（诸如，90°）的一次旋转来接合和/或脱离接合。如果在公连接器部件1702上存在两个接合区域，则所述接合区域的接合特征可以通过大约90°或更少的一次旋转来接合和/或脱离接合。

图18示出了另一示例性公连接器部件1802，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件。除了接合特征1814之外，公连接器部件1802与图17的公连接器部件1702基本相同。如图所示，公连接器部件1802的接合特征1814包括L形凸块，该L形凸块在公连接器部件1802的近端1806处从公连接器部件1802的本体1804凸起。L形凸块1814包括：径向凸块部分1814a，其位于纵向凸块部分1814b近侧；以及角落区域1814c，其由径向凸块部分1814a和纵向凸块部分1814b的相交形成。

当将公连接器部件1802联接到母连接器部件720时，公连接器部件1802的一组自由区域1816中的至少一者被构造成与母连接器部件720的螺纹区域730中的至少一者对准，且反之亦然，以促进一个部件可滑动地轴向移位到另一个部件中。母连接器部件720的螺纹区域730可以沿公连接器部件1802的自由区域1816轴向前进，直到母连接器部件720的止动边沿736与公连接器部件1702的轴向止动件1818相互作用以防止公连接器部件1702在纵向方向1810上在母连接器部件720内进一步轴向前进，此时到达“插入位置”。在轴向推进期间，由于公接合特征1814的径向凸块部分1814a引导轴向前进，因此防止了母螺纹732旋转。在插入位置处，母连接器部件720的螺纹区域730上的螺纹732与公接合特征1814的纵向凸块部分1814b轴向对准，且因此可以径向地旋转到公接合特征1814的角落区域1814c中以完全接合公连接器部件1802和母连接器部件720，从而实现锁定位置。

图19a至图19c示出了附加的示例性公连接器部件1902、1912和1922，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。一般而言，公连接器部件1902、1912或1922的每个公接合特征可以包括至少一个螺纹。不同公连接器部件的螺纹可以具有不同的螺距和/或切点，以在接合时实现与对应母连接器部件720的不同接触。通常，随着互补型母部件绕纵向轴线1910旋转以与公连接器部件1902、1912或1922接合，该公连接器部件上的螺纹的角度可以减小。因此，螺纹角度随着螺纹绕公连接器部件延伸而变化。切点限定该螺纹角度。

在图19a中，公连接器部件1902包括螺纹1904，其作为用于接合母连接器部件720的螺纹732的接合特征。当完全接合在锁定位置中时，母螺纹732适于在切点1906处接触公螺纹1904。当母螺纹732与切点1906进行物理接触时，防止该母螺纹进一步旋转（即，如图19a中所示向左）超过切点1906。在图19b中，公连接器部件1912包括具有切点1916的螺纹1914，该切点在螺纹1914上位于与公连接器部件1902的切点1906不同的径向位置处。因此，当完全接合在锁定位置中时，相比于公连接器部件1902的螺纹1904，母螺纹732在不同的位置处接触螺纹1914。此外，螺纹1904和1914可以具有不同的螺距。例如，公连接器部件1902的螺纹1904可以具有一致/稳定的螺距，而公连接器部件1912的螺纹1914可以具有变化的螺距，该变化的螺距在螺纹1914的最右侧处侵略性地开始，并且然后随着螺纹延伸到图19b的左边而弯曲到大大减小（例如，几乎平坦）的角度。在图19c中，公连接器部件1922包括具有切点1926的螺纹1924，该切点分别相比于公连接器部件1902和1912的切点1906和1916而处于不同的径向位置处。因此，当完全接合在锁定位置中时，母螺纹732在分别与公连接器部件1902和1912的螺纹1904和1914不同的位置处接触螺纹1924。

图20至图23示出了附加的示例性公连接器部件2002、2102、2202和2302，每个公连接器部件具有被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720的不同接合特征。如图20中所示，在公连接器部件2002的接合区域中的接合特征2014是突块（nub），该突块适于在两个部件2002和720接合在锁定位置中时物理地接触母连接器部件720的螺纹732。公突块2014和母螺纹732之间的接触防止公接触部件2002和母接触部件720相对于彼此进一步旋转并且相对于母连接器部件720轴向地约束公接触部件2002。图21示出了公连接器部件2102的另一接合特征2114，该接合特征是弯曲的非线性螺纹，该非线性螺纹适于在两个部件2102和720接合在锁定位置中时物理地接触母连接器部件720的螺纹732。弯曲螺纹2114不遵循具有固定角度的常规螺纹路径，而是具有带有可变倾斜螺距的螺纹路径。在操作中，在与母连接器部件720的旋转接合期间，与传统螺纹形状相比，由公连接器部件2102的弯曲螺纹2114提供的与母连接器部件720的干扰/接触程度增加和/或是更渐进的。具体地，图21示出了弯曲螺纹2114在朝向公连接器部件2102的近端2106的方向上具有凸曲率（convexcurvature）。在替代性实施例中，弯曲螺纹2114在朝向公连接器部件2102的远端2108的方向上具有凸曲率。

图22示出了公连接器部件2202的另一接合特征2214，所述接合特征是楔形物，该楔形物适于在两个部件2102和720接合在锁定位置中时物理地接触母连接器部件720的螺纹732。楔形物2214不是螺纹，因为它限定了弯曲的非螺旋形路径2208（与由虚线2210所示的传统的、一致/线性螺纹路径相比较）。图23示出了公连接器部件2302的又另一接合特征2314。如图所示，接合特征2314包括具有螺纹角度的螺纹，该螺纹角度如此浅以致于它能够与公连接器部件2302上的相邻接合区域（未示出）的接合特征形成连续的旋转螺纹路径。图30进一步例示了这一概念。例如，在图30中，公连接器部件3112的接合区域3102具有多个不同区段，包括引入区段3104、螺纹连接区段3106和伸出区段3108。在接合区域3102内的一对这些区段之间，可提供可选的过渡区域3110。每个过渡区域3110可以具有变化的螺纹角度，从而在其所连接的区段之间提供过渡部/路径。例如，过渡区域3110a提供引入区段3104和螺纹连接区段3106之间的过渡部/路径，并且过渡区域3110b提供螺纹连接区段3106和伸出区段3108之间的过渡部/路径。在一些实施例中，当与引入区段3104、螺纹连接区段3106和伸出区段3108中的任一者相比较时，所述过渡区域3110具有从公连接器部件3112的表面起减小的径向高度（例如，更短/保持更靠近于公连接器部件3112的表面）。在一些实施例中，引入区段3104具有与相邻接合区域（未示出）的伸出区段3108连续的螺纹角度，因此相邻接合区域建立用于接合母连接器部件720的连续旋转路径。

在一些实施例中，公连接器部件的每个接合区域包括多个不同的接合特征，其中在一对接合特征之间具有间隙。每个接合区域的多个接合特征可以在该接合区域内产生连续旋转路径，但是它们不与相邻接合区域的接合特征形成连续旋转路径。替代性地，每个接合区域的多个接合特征在该接合区域内产生不连续的旋转路径，但是每个接合区域的边界接合特征可以与相邻接合区域形成连续旋转路径。图24示出了具有接合区域2412中的多个接合特征2414的示例性公连接器部件2402，所述多个接合特征被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。如图所示，接合特征2414包括绕公连接器部件2402周向地安置的一组两个突块/凸台，其中所述突块/凸台中的至少一者适于在两个部件2402和720接合在锁定位置中时物理地接触母连接器部件720的螺纹732。在一些实施例中，所述一组突块/凸台2414相对于彼此轴向偏移，使得它们形成略微有螺距（pitched）的布置，该布置可以与母螺纹732物理地相互作用以实现牢固接合。

在一些实施例中，代替突块/凸台的是，接合区域的多个接合特征包括绕公连接器部件周向地安置的多个螺纹。图25示出了又另一示例性公连接器部件2602，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。如图所示，公连接器部件2602具有两个接合区域2612a和2612b，所述两个接合区域围绕公连接器部件2602的周向基本上彼此相对。一个接合区域2612a具有两个接合特征，所述两个接合特征包括通过间隙2616分离的两个不同的螺纹区段2614a和2614b。另一接合区域2612b具有一个接合特征，该接合特征包括一个螺纹区段2614c。三个螺纹区段2614a至2614c可以安置在公连接器部件2602上的基本上类似的纵向位置处，并且基本上径向向外延伸。在一些实施例中，三个螺纹区段2614a至2614c具有不同的螺距。在一些实施例中，接合区域2612a的螺纹区段2614a和2614b相对于彼此处于有螺距的布置，使得它们在接合区域2412内形成连续旋转路径。然而，接合区域2612a的螺纹区段2614a和2614b中的每一者适于与螺纹区段2614c形成不连续的旋转路径。

在一些实施例中，螺纹区段2614a至2614c中的每一者绕公连接器部件2602周向地延伸小于120度，诸如绕公连接器部件2602周向地延伸大约70度。在一些实施例中，接合区域2612a的螺纹区段2614a和2614b延伸到比接合区域2612b的螺纹区段2614c更小的度数。如图所示，螺纹区段2614a至2614c绕公连接器部件2602非对称地布置，其中接合区域2612a的螺纹区段2614a和2614b彼此靠近的程度大于靠近接合区域2612b的螺纹区段2614c的程度。然而，接合区域2612a和2612b通常是对称的并且彼此相对。

图26示出了又另一示例性公连接器部件2502，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。如图所示，公连接器部件2502包括周向地散置在两个自由区域2516之间的两个接合区域2512。每个接合区域2512包括接合特征2514，该接合特征包括螺纹。与图7、图8A和图8B的公连接器部件702（其具有相对平滑且没有任何结构的两个平滑区域716）不同，公连接器部件2502的两个自由区域2516中的每一者包括突出特征2520，诸如唇缘或脊部。在其他实施例中，每个自由区域2512中的突出特征是滚花结构，具有表面纹理，或者具有另一类型的突出部，该突出部径向向外延伸的程度小于接合区域2512中的螺纹2514的径向向外延伸程度。每个自由区域2516的突出特征2520可以适于维持接合区域2512的相邻螺纹2514之间的物理连续性。然而，每个突出特征2520不在相邻螺纹2514之间建立连续旋转路径。因此，在接合期间，公连接器部件2502的自由区域2516仍然可以与母连接器部件720的螺纹区域730对准（并且母连接器部件720的平滑区域734与公连接器部件2502的接合区域2512对准），之后使两个部件2502、720轴向地前进到彼此之中以在旋转接合之前到达插入位置。即，公连接器部件2502的自由区域2516中的突出特征2520的下游隙（lowerclearance）不会阻止母连接器部件720的螺纹区域732的相对轴向前进以到达插入位置。

绕公连接器部件周向地安置的接合区域可以是对称的或非对称的。图27示出了又另一示例性公连接器部件2702的横截面视图，该公连接器部件被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。公连接器部件2702包括两个接合区域2712a和2712b。每个接合区域包括一个接合特征，该接合特征包括螺纹区段2714a或2714b。每个螺纹区段2714a或2714b的径向范围短于图8A至图8C的公连接器部件702的螺纹714的径向范围，使得它们仅占据由横向轴线A和B形成的横截面平面的一个象限。即，螺纹区段2714a和2714b两者都不与横向轴线A或B交叉。在一些实施例中，公连接器部件2702的一个接合区域的螺纹部分用于与母连接器部件720一起进行螺纹连接过程，并且另一个接合区域的螺纹部分执行实质量的最终接合。因此，螺纹部分2714a和2714b以导致两个接合区域顺序地而非同时地接合的方式偏移。例如，公连接器部件2702的螺纹部分被偏移，使得当与母连接器部件720旋转地接合时，该接合可以以一个螺纹区段（例如，螺纹区段2714a）开始，过渡到中间旋转以包括两个螺纹区段2714a和2714b，之后完成与另一个螺纹区段（例如，螺纹区段2714b）的旋转接合。在一些实施例中，螺纹区段2714a和2714b形成不连续的螺纹路径。在替代性实施例中，螺纹区段2714a和2714b形成连续螺纹路径。如图所示，螺纹区段2714a和2714b关于公连接器部件2702的周向径向地对称。

图28示出了又另一示例性公连接器部件2802的横截面视图，该公连接器部件被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。公连接器部件2802包括两个接合区域2812a和2812b。每个接合区域包括一个接合特征，该接合特征包括螺纹区段2814a或2814b。每个螺纹区段2814a或2814b的径向范围短于图8A至图8C的公连接器部件702的螺纹714的径向范围，使得它们仅占据由横向轴线A和B形成的横截面平面的一个象限。在一些实施例中，螺纹区段2814a和2814b顺序地接合母连接器部件720，如上文关于图27所描述的。在一些实施例中，螺纹区段2814a和2814b形成不连续的螺纹路径。在一些实施例中，螺纹区段2814a和2814b形成连续螺纹路径。如图所示，螺纹区段2814a和2814b关于公连接器部件2702的周向径向地非对称。

图29示出了又另一示例性公连接器部件3002，其被构造成接合图7以及图9A和图9B的母连接器部件720。公连接器部件3002包括至少一个接合区域3012和至少一个自由区域3014。每个自由区域3014可以是相对地没有材料的空隙。每个接合区域3012包括凹陷到公连接器部件3002的本体中的槽3016，该槽被构造成接合母连接器部件720的互补型特征（例如，螺纹732）。

图31图示了一种用于将图18至图30的公连接器部件固定到图7、图9A和图9B的母连接器部件720的通用方法2900。在一些实施例中，图18至图30的示例性公连接器部件中的一者或多者具有上文参考图17所描述的轴向止动特征（例如，类似于轴向止动件1718），以在实现旋转接合之前使公连接器部件和母连接器部件轴向对准。

如图所示，在步骤2902处，使公连接器部件的接合区域中的每一者与母连接器部件720的平滑区域径向对准。相反地，可以使公连接器部件的自由区域中的每一者与母连接器部件720的螺纹区域730径向对准。在步骤2904处，沿纵向方向相对于母连接器部件720插入公连接器部件，同时将所述公连接器部件维持在径向对准的取向中。可以在无任何旋转的情况下通过相对于母连接器部件720滑动公连接器部件来实现插入。

在步骤2906处，当两个连接器部件彼此轴向地邻接时，轴向滑动停止。例如，当与公连接器部件相关联的止动机构（例如，轴向止动件/凸缘1718）遇到与母连接器部件720相关联的止动机构（例如，止动边沿136）以到达插入位置时，滑动停止。在一些实施例中，防止所述两个连接器部件相对于彼此旋转直到到达插入位置，此时，两个部件的接合特征对准以准许旋转和接合从而到达锁定位置。在步骤2910处，在接合之后，由于在锁定位置处两个连接器部件的接合特征之间的物理接触/锁定，得以防止两个部件在接合方向上进一步旋转。

在一些实施例中，为使所述部件脱离接合，公连接器部件可以相对于母连接器部件720在相反方向上旋转与在接合过程期间所使用的旋转大约相同的度数，但不进一步旋转。这是因为在旋转路径中公部件的接合特征的边缘将遇到母连接器部件720的螺纹/接合区域730的相对面以防止过度旋转以及在相反方向上的意外接合。在一些实施例中，当在接合期间从插入位置移动到锁定位置或在脱离接合期间从锁定位置移动到插入位置时，一个部件相对于另一个部件的旋转不允许任何轴向运动。

还应理解到，可以以各种方式组合本发明的各个方面和实施例。基于本说明书的教导，本领域普通技术人员可以容易地确定如何组合这些各种实施例。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件，所述连接器部件包括：

本体，所述本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端；

至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的外表面上，其中，每个接合区域包括安置在所述本体的所述外表面上的至少一个接合特征，所述至少一个接合特征具有非螺纹特征；以及

至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的所述外表面上，每个自由区域径向地位于一对接合区域之间，每个自由区域的特征在于不存在所述接合特征；

其中，所述至少两个接合区域中的第一接合区域中的所述至少一个接合特征与所述至少两个接合区域中的相邻接合区域的所述至少一个接合特征产生不连续的旋转路径，所述第一区域的所述至少一个接合特征包括从所述本体延伸的结构，所述结构与所述等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合特征接合。

2.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，每个接合区域的所述至少一个接合特征包括多个接合特征，其中在一对接合特征之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，每个接合区域的所述多个接合特征在所述接合区域内产生连续旋转路径，但是不与另一接合区域的接合特征产生连续旋转路径。

4.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合特征中的第一接合特征与所述接合区域的所述多个接合特征中的相邻接合特征形成所述不连续的旋转路径。

5.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括弯曲螺纹。

6.根据权利要求5所述的连接器部件，其中，所述弯曲螺纹在朝向所述远端的方向上具有凸曲率。

7.根据权利要求5所述的连接器部件，其中，所述弯曲螺纹在朝向所述近端的方向上具有凸曲率。

8.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括突块。

9.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括槽。

10.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合特征包括具有不同螺距的多个螺纹。

11.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合特征包括两个凸台。

12.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述自由区域中的至少一者包括以下特征，所述特征在相邻接合特征之间是物理地连续的，而不建立所述相邻接合特征之间的连续旋转路径。

13.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述连接器部件包括被构造成接合母部件的公部件。

14.根据权利要求13所述的连接器部件，其还包括绕所述本体的所述表面径向地安置在所述远端和所述接合区域之间的轴向止动件，所述轴向止动件被构造成当所述连接器部件在所述母部件的内部前进时接触所述母部件。

15.根据权利要求14所述的连接器部件，其中，在所述公部件和母部件之间的所述接合特征旋转接合之前，所述公部件经由所述轴向止动件与所述母部件对准。

16.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述连接器部件的所述自由区域中的至少一者被构造成与对应部件的所述接合区域中的至少一者对准，以促进一个部件沿所述纵向轴线相对于另一个部件可滑动地移位。

17.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，一个部件能够在第一方向上相对于另一个部件旋转小于360°的度数，由此准许与所述另一个部件固定地接合。

18.根据权利要求17所述的连接器部件，其中，当一个部件绕所述纵向轴线在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述另一个部件旋转大约相同的旋转度数时，所述部件被脱离接合。

19.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述耗材部件包括电极、筒、喷嘴或固定盖中的一者。

20.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述连接器部件包括两个接合区域。

21.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少两个接合区域关于所述纵向轴线径向地对称。

22.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少两个接合区域关于所述纵向轴线径向地不对称。

23.一种被构造成用于将电极联接到等离子电弧焊炬的连接器部件，所述连接器部件包括：

本体，所述本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端；

至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的在所述近端附近的外表面上，其中，每个接合区域包括安置在所述本体的所述外表面上的至少一个接合装置，所述至少一个接合装置具有非螺纹特征，所述接合装置适于与所述等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合装置配对，以通过与所述等离子电弧焊炬的所述对应连接器部件接合来固定所述连接器部件；以及

至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的所述外表面上，每个自由区域径向地位于一对接合装置之间，

其中，所述至少两个接合区域中的第一接合区域中的所述至少一个接合装置不与所述至少两个接合区域中的相邻接合区域的所述至少一个接合装置产生连续旋转路径。

24.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合装置包括弯曲螺纹。

25.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合装置包括突块。

26.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合装置包括槽。

27.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，每个接合区域的所述至少一个接合装置包括多个接合装置，其中在一对接合装置之间具有间隙。

28.根据权利要求27所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合装置包括具有不同螺距的多个螺纹。

29.根据权利要求27所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合装置包括两个凸台。

30.一种用于接合材料加工头的第一部件和第二部件的方法，所述第一部件包括至少一个接合区域，所述至少一个接合区域具有位于至少一个自由区域之间的至少一个接合特征，所述至少一个接合特征具有非螺纹特征，所述至少一个自由区域的特征在于不存在接合特征，所述第二部件包括至少一个螺纹区域，所述至少一个螺纹区域具有位于至少一个自由区域之间的至少一个螺纹特征，所述至少一个自由区域的特征在于不存在螺纹特征，所述方法包括：

使所述第一部件的所述至少一个接合区域与所述第二部件的所述至少一个自由区域径向对准；

在径向对准位置中使所述第一部件相对于所述第二部件纵向地滑动；

使所述第一部件和所述第二部件轴向地邻接；

使所述第一部件在一个方向上相对于所述第二部件旋转，以使所述第一部件的所述接合区域的所述至少一个接合特征与所述第二部件的所述接合区域的所述至少一个接合特征接合，以使所述第一部件和第二部件相对于彼此固定；以及

在所述接合之后，防止所述第一部件在所述一个方向上相对于所述第二部件进一步旋转。

31.一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件，所述连接器部件包括：

本体，所述本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端；

至少一个接合区域，所述至少一个接合区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的外表面上，其中，所述至少一个接合区域包括安置在所述本体的所述外表面上的至少一个接合特征，所述至少一个接合特征具有非螺纹特征；以及

至少一个自由区域，所述至少一个自由区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的与所述至少一个接合区域相邻的所述外表面上，所述至少一个自由区域的特征在于不存在所述接合特征；

其中，所述至少一个接合区域的所述至少一个接合特征包括从所述本体延伸的结构，所述结构与所述等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合特征接合。

32.根据权利要求1、23或31所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括限定弯曲的非螺旋形路径的楔形物。

33.根据权利要求1、23或31所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括具有以下各者的多个不同区段：引入区段、螺纹连接部和伸出区段。

34.根据权利要求1、23或31所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括非线性螺纹。

Claims (31)

1.一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件，所述连接器部件包括：

本体，所述本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端；

至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的表面上，其中，每个接合区域包括安置在所述本体的所述表面上的至少一个接合特征；以及

至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的所述表面上，每个自由区域径向地位于一对接合区域之间，每个自由区域的特征在于不存在所述接合特征；

其中，所述至少两个接合区域中的第一接合区域中的所述至少一个接合特征与所述至少两个接合区域中的相邻接合区域的所述至少一个接合特征产生不连续的旋转路径，所述第一区域的所述至少一个接合特征包括从所述本体延伸的结构，所述结构与所述等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合特征接合。

2.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，每个接合区域的所述至少一个接合特征包括多个接合特征，其中在一对接合特征之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，每个接合区域的所述多个接合特征在所述接合区域内产生连续旋转路径，但是不与另一接合区域的接合特征产生连续旋转路径。

4.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合特征中的第一接合特征与所述接合区域的所述多个接合特征中的相邻接合特征形成所述不连续的旋转路径。

5.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括弯曲螺纹。

6.根据权利要求5所述的连接器部件，其中，所述弯曲螺纹在朝向所述远端的方向上具有凸曲率。

7.根据权利要求5所述的连接器部件，其中，所述弯曲螺纹在朝向所述近端的方向上具有凸曲率。

8.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括突块。

9.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合特征包括槽。

10.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合特征包括具有不同螺距的多个螺纹。

11.根据权利要求2所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合特征包括两个凸台。

12.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述自由区域中的至少一者包括以下特征，所述特征在相邻接合特征之间是物理地连续的，而不建立所述相邻接合特征之间的连续旋转路径。

13.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述连接器部件包括被构造成接合母部件的公部件。

14.根据权利要求13所述的连接器部件，其还包括绕所述本体的所述表面径向地安置在所述远端和所述接合区域之间的轴向止动件，所述轴向止动件被构造成当所述连接器部件在所述母部件的内部前进时接触所述母部件。

15.根据权利要求14所述的连接器部件，其中，在所述公部件和母部件之间的所述接合特征旋转接合之前，所述公部件经由所述轴向止动件与所述母部件对准。

16.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述连接器部件的所述自由区域中的至少一者被构造成与对应部件的所述接合区域中的至少一者对准，以促进一个部件沿所述纵向轴线相对于另一个部件可滑动地移位。

17.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，一个部件能够在第一方向上相对于另一个部件旋转小于360°的度数，由此准许与所述另一个部件固定地接合。

18.根据权利要求17所述的连接器部件，其中，当一个部件绕所述纵向轴线在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述另一个部件旋转大约相同的旋转度数时，所述部件被脱离接合。

19.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述耗材部件包括电极、筒、喷嘴或固定盖中的一者。

20.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述连接器部件包括两个接合区域。

21.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少两个接合区域关于所述纵向轴线径向地对称。

22.根据权利要求1所述的连接器部件，其中，所述至少两个接合区域关于所述纵向轴线径向地不对称。

23.一种被构造成用于将电极联接到等离子电弧焊炬的连接器部件，所述连接器部件包括：

本体，所述本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端；

至少两个接合区域，所述至少两个接合区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的在所述近端附近的表面上，其中，每个接合区域包括安置在所述本体的所述表面上的至少一个接合装置，所述接合装置适于与所述等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合装置配对，以通过与所述等离子电弧焊炬的所述对应连接器部件接合来固定所述连接器部件；以及

至少两个自由区域，所述至少两个自由区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的所述表面上，每个自由区域径向地位于一对接合装置之间，

其中，所述至少两个接合区域中的第一接合区域中的所述至少一个接合装置不与所述至少两个接合区域中的相邻接合区域的所述至少一个接合装置产生连续旋转路径。

24.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合装置包括弯曲螺纹。

25.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合装置包括突块。

26.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，所述至少一个接合装置包括槽。

27.根据权利要求23所述的连接器部件，其中，每个接合区域的所述至少一个接合装置包括多个接合装置，其中在一对接合装置之间具有间隙。

28.根据权利要求27所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合装置包括具有不同螺距的多个螺纹。

29.根据权利要求27所述的连接器部件，其中，接合区域的所述多个接合装置包括两个凸台。

30.一种用于接合材料加工头的第一部件和第二部件的方法，所述第一部件和第二部件各自具有：i）具有至少一个接合特征的至少一个接合区域；以及ii）至少一个自由区域，所述至少一个自由区域的特征在于不存在接合特征，所述方法包括：

使所述第一部件的所述至少一个接合区域与所述第二部件的所述至少一个自由区域径向对准；

在径向对准位置中使所述第一部件相对于所述第二部件纵向地滑动；

使所述第一部件和所述第二部件轴向地邻接；

使所述第一部件在一个方向上相对于所述第二部件旋转，以使所述第一部件的所述接合区域的所述至少一个接合特征与所述第二部件的所述接合区域的所述至少一个接合特征接合，以使所述第一部件和第二部件相对于彼此固定；以及

在所述接合之后，防止所述第一部件在所述一个方向上相对于所述第二部件进一步旋转。

31.一种被构造成用于将耗材部件联接到等离子电弧焊炬的连接器部件，所述连接器部件包括：

本体，所述本体具有沿纵向轴线安置并且限定纵向轴线的近端和远端；

至少一个接合区域，所述至少一个接合区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的表面上，其中，所述至少一个接合区域包括安置在所述本体的所述表面上的至少一个接合特征；以及

至少一个自由区域，所述至少一个自由区域绕所述纵向轴线径向地安置在所述本体的与所述至少一个接合区域相邻的所述表面上，所述至少一个自由区域的特征在于不存在所述接合特征；

其中，所述至少一个接合区域的所述至少一个接合特征包括从所述本体延伸的结构，所述结构与所述等离子电弧焊炬的对应连接器部件的对应接合特征接合。