CN111014902A - 一种均匀焊缝焊接装置 - Google Patents

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刘斌
石德勋
李德华
李成保
向传杰
董稹
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Abstract

本发明属于焊接领域，具体涉及一种均匀焊缝焊接装置，包括基材、钨极焊枪、焊丝焊枪、第一电源和用于传送焊丝的送丝机构，第一电源连接在钨极焊枪和基材之间，还包括第二电源；钨极焊枪上设有支管，支管与焊丝焊枪连通，所述钨极焊枪的主钨丝上设有分支钨丝，所述分支钨丝位于支管内；所述焊丝焊枪的侧壁内设有线圈，所述线圈的一端经第二电源与钨极焊枪连接，另一端与焊丝滑动连接。与传统的焊接装置相比，本方案规避了传统的熔滴过渡的方式，可直接将焊丝插入熔池中，使得焊丝和熔池之间几乎没有距离，形成了这样的耦合电弧后，我们就可以通过对焊接电流、电压、焊接速度、送丝速度等参数进行控制变量，极大程度地增加了焊缝的控制性。

Description

一种均匀焊缝焊接装置
技术领域
本发明属于焊接领域，具体涉及一种均匀焊缝焊接装置。
背景技术
在焊接自动化、人工智能化的发展要求下，进一步提高焊接速度是提高焊接生产率的重要途径。一般情况下，填充焊丝都是在冷态条件下进行送丝，为了提高焊缝的熔敷速度和生产效率，可以采用预热焊丝进行TIG焊。
如专利号为201220075933.3 的专利公开了一种双电源双电极的高速焊接装置，包括钨极氩弧焊焊枪(1)、熔化极气体保护焊焊枪(2)、钨极氩弧焊机焊接电源(3)、熔化极气体保护焊机焊接电源(5)、熔化极气体保护焊机地线(6)、熔池(7)和母材(8)，熔化极气体保护焊机焊接电源(5)的正极与钨极氩弧焊机焊接电源(3)的正极连接，钨极氩弧焊机焊枪(1)的电源接入端与钨极氩弧焊机焊接电源(3)负极连接，熔化极气体保护焊焊枪(2)中的焊丝与母材(8)中的熔池(7)活动连接。这种焊接工艺称为热丝TIG焊。采用这种焊接方法后熔敷速度比通常的冷丝可提高2倍。
然而，虽然TIG焊的速度提升了，但是还是通过传统的熔滴过渡的方式，即先形成熔滴后过度到熔池中，对焊缝的可控性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种均匀焊缝焊接装置，将焊丝直接插入熔池中，以增加对焊缝参数的可控性。
为了达到上述目的，本方案提供一种均匀焊缝焊接装置，包括基材、钨极焊枪、焊丝焊枪、第一电源和用于传送焊丝的送丝机构，所述第一电源连接在钨极焊枪和基材之间，还包括第二电源；所述钨极焊枪上设有支管，所述支管与焊丝焊枪连通，所述钨极焊枪的主钨丝上设有分支钨丝，所述分支钨丝位于支管内；所述焊丝焊枪的侧壁内设有线圈，所述线圈的一端经第二电源与钨极焊枪连接，另一端与焊丝滑动连接。
本方案的原理和有益效果在于：第二电源的设置，可在钨极和焊丝之间建立一个电势差，这样就会在分支钨丝处与焊丝之间以及主钨丝和焊丝之间产生一个稳定的侧弧。其打破了熔敷率与主电弧能量之间的耦合关系，大幅提高了熔敷率，提升焊缝的控制灵活性。线圈的设置，在通电后，会产生一定的热量，对焊丝焊枪内的焊丝进行预热，配合着侧弧，就可以提升电弧预热焊丝的热效能，进而将焊丝预热达到某温度后直接进入焊缝熔池之中。
与传统的焊接装置相比，本方案规避了传统的熔滴过渡的方式，可直接将焊丝插入熔池中，使得焊丝和熔池之间几乎没有距离，形成了这样的耦合电弧后，我们就可以通过对焊接电流、电压、焊接速度、送丝速度等参数进行控制变量，极大程度地增加了焊缝的控制性。
进一步，所述焊丝焊枪的下端呈渐大的喇叭形。这样可有效地避免焊丝熔化后堵塞焊枪。
进一步，所述焊丝焊枪内设有导向轮。导向轮的设置，一方面可使得焊丝传送得更加平稳，另一方面可对氩气等保护气体的阻挡，避免氩气过度泄露出，节省成本。
进一步，所述焊丝焊枪的外壳上设有保温材料。保温材料的设置，使得焊丝的预热效果更好。
进一步，所述保温材料为保温石棉。保温石棉具有良好的保温性、耐高温性及绝缘性。
进一步，所述线圈盘旋设置在焊丝焊枪的侧壁内。这样设置线圈在通电后的发热效果更好，更加均匀。
进一步，所述第一电源和第二电源的电路上均设有霍尔元件电流采集分析器的探头。可通过探头测到的数据对第一电源和第二电源的电流电压等参数进行调整。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：基材10、熔池20、钨极焊枪30、主钨丝31、分支钨丝32、焊丝焊枪40、焊丝41、导向轮42、线圈43、送丝机构50、第二电源60、第一电源70。
实施例基本如附图1所示：一种均匀焊缝焊接装置，最底部为基材10熔池20。基材10的左上方为焊丝焊枪40，其倾斜设置在机架上，焊枪的上方则是送丝机构50，送丝机构50选用传统的送机机构即可。基材10的右上方则是钨极焊枪30，再上方则是第一电源70和第二电源60。
钨丝焊枪的侧壁上设有支管，支管与焊丝焊枪40的壳体连通。支管内设有分支钨丝32，分支钨丝32的一端连接在主钨丝31上，另一端深入焊丝焊枪40的壳体内。焊丝焊枪40的下端呈渐大的喇叭形。这样可有效地避免焊丝41熔化后堵塞焊枪。焊丝焊枪40的外壳上设有保温材料。保温材料采用保温石棉，使得焊丝41的预热效果更好。焊丝焊枪内设有导向轮42。导向轮42的设置，一方面可使得焊丝传送得更加平稳，另一方面可对氩气等保护气体的阻挡，避免氩气过度泄露出，节省成本。
焊丝焊枪40的壳体侧壁内设有线圈43，线圈43的最下端可设置为一个环形，焊丝41穿过环形的线圈43并与其滑动连接，这里要注意一定要将焊丝41与线圈43接触，必要的时候可设置相应的支撑装置确保两者接触。线圈43盘旋设置在焊丝焊枪40的侧壁内。这样设置线圈43在通电后的发热效果更好，更加均匀。线圈43的上端则与第二电源60的正极连接，第二电源60的负极则与钨极焊枪30连接。第一电源70的正极与钨极焊枪30连接，第一电源70的负极与基材10连接。
另外，在第一电源70和第二电源60的电路上均设有霍尔元件电流采集分析器的探头。这样就可通过探头测到的数据对第一电源70和第二电源60的电流电压等参数进行调整。
第二电源60的设置，可在钨极和焊丝41之间建立一个电势差，这样就会在分支钨丝32处与焊丝41之间以及主钨丝31和焊丝41之间产生一个稳定的侧弧。其打破了熔敷率与主电弧能量之间的耦合关系，大幅提高了熔敷率，提升焊缝的控制灵活性。线圈43的设置，在通电后，会产生一定的热量，对焊丝焊枪40内的焊丝41进行预热，配合着侧弧，就可以提升电弧预热焊丝41的热效能，进而将焊丝41预热达到某温度后直接进入焊缝熔池20之中。
与传统的焊接装置相比，本方案规避了传统的熔滴过渡的方式，可直接将焊丝41插入熔池20中，使得焊丝41和熔池20之间几乎没有距离，形成了这样的耦合电弧后，我们就可以通过对焊接电流、电压、焊接速度、送丝速度等参数进行控制变量，极大程度地增加了焊缝的控制性。
需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种均匀焊缝焊接装置，包括基材、钨极焊枪、焊丝焊枪、第一电源和用于传送焊丝的送丝机构，所述第一电源连接在钨极焊枪和基材之间，其特征在于：还包括第二电源；所述钨极焊枪上设有支管，所述支管与焊丝焊枪连通，所述钨极焊枪的主钨丝上设有分支钨丝，所述分支钨丝位于支管内；所述焊丝焊枪的侧壁内设有线圈，所述线圈的一端经第二电源与钨极焊枪连接，另一端与焊丝滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种均匀焊缝焊接装置，其特征在于：所述焊丝焊枪的下端呈渐大的喇叭形。
3.根据权利要求1所述的一种均匀焊缝焊接装置，其特征在于：所述焊丝焊枪内设有导向轮。
4.根据权利要求3所述的一种均匀焊缝焊接装置，其特征在于：所述焊丝焊枪的外壳上设有保温材料。
5.根据权利要求4所述的一种均匀焊缝焊接装置，其特征在于：所述保温材料为保温石棉。
6.根据权利要求1所述的一种均匀焊缝焊接装置，其特征在于：所述线圈盘旋设置在焊丝焊枪的侧壁内。
7.根据权利要求1所述的一种均匀焊缝焊接装置，其特征在于：所述第一电源和第二电源的电路上均设有霍尔元件电流采集分析器的探头。
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Title
吕世雄;孙清洁;范阳阳;杨士勤;: "电弧热丝TIG焊工艺特点分析", 焊接, no. 10 *

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