CN111344099A - 焊炬的接触焊嘴、气体扩散器和喷嘴 - Google Patents

Abstract

在某些实施例中，一种焊接接触焊嘴(100)包含具有焊接接触焊嘴的内孔(111)的焊丝出口的第一轴向端部部分。焊接接触焊嘴还包含邻近于第一轴向端部部分的带螺纹的中间部分(60)。带螺纹的中间部分包含被配置成与焊炬的气体扩散器(58)的内螺纹配合的外螺纹。第一轴向端部部分包含邻近于带螺纹的中间部分的锥形外表面(104)。焊接接触焊嘴还包含邻近于带螺纹的中间部分的第二轴向端部部分。在其他实施例中，焊炬组件包含气体扩散器，该气体扩散器具有外部周向凹槽(88)，该外部周向凹槽具有外表面，该外表面具有从外表面的第一相对轴向侧和第二相对轴向侧径向向外延伸的第一壁和第二壁。焊炬组件还包含喷嘴，该喷嘴具有带锥形内表面(84)的内部周向肋。焊炬组件还包含设置在气体扩散器的外部周向凹槽和喷嘴的内部周向肋内的可压缩构件(74)。

Description

焊炬的接触焊嘴、气体扩散器和喷嘴

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月14日提交的名为“焊炬的接触焊嘴、气体扩散器和喷嘴(Contact Tip,Gas Diffuser,and Nozzle for Welding Torch)”的美国专利申请第15/622,912号的优先权。美国专利申请第15/622,912号的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开总的来说涉及MIG焊接系统，并且更明确地说，涉及用于MIG焊接系统的焊炬中的气体喷嘴、气体扩散器、接触焊嘴和内衬组件。

MIG焊接是已在各种工业和应用中变得越来越普遍的工艺。手动MIG焊接工艺(即，人在所述工艺期间握住并操纵MIG焊炬而进行的焊接)已成为焊接工业的主要部分有一段时间。此外，随着焊接已普遍增加，自动化MIG焊接工艺也已变得越来越流行。在任一类型的MIG焊接中，MIG焊炬的某些部件容易随着时间而磨损，并且需要更换。这些部件被统称为“耗材”。耗材更换是不合需的活动，因为这将占用实际焊接工艺的时间。在工业中，这转化为降低的生产力和提高的成本。

因此，可能有利的是，提供一种耗材设计，这种耗材设计使这些损耗零件的性能最大化并使其更换变得简单。本主题提供用于MIG焊接系统的焊炬中的气体喷嘴、气体扩散器、接触焊嘴和内衬组件的改进的设计。

发明内容

在下文概述范围与初始主张的主题相称的某些实施例。这些实施例不希望限制所主张的主题的范围，实际上，这些实施例仅希望提供本主题的可能形式的简要概述。实际上，本主题可涵盖可类似于或不同于下文所阐述的实施例的各种形式。

在某些实施例中，一种焊接接触焊嘴包含具有焊接接触焊嘴的内孔的焊丝出口的第一轴向端部部分。焊接接触焊嘴还包含邻近于第一轴向端部部分的带螺纹的中间部分。带螺纹的中间部分包含外螺纹。焊接接触焊嘴还包含邻近于螺纹中间部分的第二轴向端部部分。第一轴向端部部分包含锥形外表面，该锥形外表面邻近于带螺纹的中间部分。

在某些实施例中，一种系统包含焊接接触焊嘴，其中所述焊接接触焊嘴包含具有焊接接触焊嘴的内孔的焊丝出口的第一轴向端部部分、邻近于第一轴向端部部分的带螺纹的中间部分以及邻近于带螺纹的中间部分的第二轴向端部部分。带螺纹的中间部分包含外螺纹。所述系统还包含气体扩散器，其中所述气体扩散器具有被配置成与焊接接触焊嘴的带螺纹的中间部分的外螺纹配合的内螺纹。焊接接触焊嘴和气体扩散器被配置成使得在使焊接接触焊嘴完全就位在气体扩散器中之后，焊接接触焊嘴的第二轴向端部部分(包含第二轴向端部部分的轴向端面)不接触气体扩散器的任何内表面。

在某些实施例中，焊炬组件包含气体扩散器，该气体扩散器具有外部周向凹槽，该外部周向凹槽具有外表面，该外表面具有从外表面的第一相对轴向侧和第二相对轴向侧径向向外延伸的第一壁和第二壁。焊炬组件还包含喷嘴，该喷嘴具有带锥形内表面的内部周向肋。焊炬组件还包含设置在气体扩散器的外部周向凹槽和喷嘴的内部周向肋内的可压缩构件。

附图简单说明

当参照附图阅读具体实施方式时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中，相同附图标记表示相同部分，其中：

图1是根据实施例的具有电源和送丝机的金属惰性气体(MIG)焊接系统的实施例；

图2是根据实施例的图1的MIG焊接系统的焊炬的实施例的侧视图；

图3是根据实施例的图2的焊炬的一部分的横截面立体图；

图4是根据实施例的图3的焊炬的所述部分的横截面侧视图；

图5是根据实施例的图3的接触焊嘴的横截面侧视图；

图6是根据实施例的图2的焊炬的一部分的横截面立体图；

图7A到图7I是根据实施例的图6的接触焊嘴的各种视图；

图8A到图8E是根据实施例的图6的气体扩散器的各种视图；

图9A到图9D是根据实施例的图6的焊炬内衬组件的内衬止挡的各种视图；

图10是根据实施例的耦接到焊炬内衬组件的内衬接纳器的焊炬的后端连接器的立体图；

图11是根据实施例的图10的焊炬的后端连接器以及焊炬内衬组件的内衬接纳器的横截面立体图；

图12是根据实施例的图10和图11的焊炬的后端连接器以及焊炬内衬组件的内衬接纳器的横截面侧视图；

图13是根据实施例的被配置成耦接到焊炬内衬组件的内衬接纳器的焊炬的后端连接器的立体图；

图14是根据实施例的耦接到图13的焊炬内衬组件的内衬接纳器的焊炬的后端连接器的立体图；

图15是根据实施例的图13和图14的焊炬的后端连接器以及焊炬内衬组件的内衬接纳器的横截面立体图；

图16是根据实施例的图13到图15的焊炬的后端连接器以及焊炬内衬组件的内衬接纳器的横截面侧视图；

图17是根据实施例的耦接到焊炬内衬组件的内衬接纳器的焊炬的后端连接器的立体图；

图18是根据实施例的图17的焊炬的后端连接器以及焊炬内衬组件的内衬接纳器的横截面立体图；

图19是根据实施例的图17和图18的焊炬的后端连接器以及焊炬内衬组件的内衬接纳器的横截面侧视图；

图20是根据实施例的图17到图19的内衬接纳器的筒夹的立体图；以及

图21A到图21I是根据实施例的类似于图7A到图7I的接触焊嘴的另一示范性接触焊嘴的各种视图。

具体实施方式

下文将描述本公开的一个或更多个实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，在本说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，作出众多专门针对实施方式的决策来实现开发者的特定目标，例如，符合系统相关和商业相关的约束条件，所述约束条件对于不同的实施方案可能所不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂和费时的，但是仍然将是可受益于本公开的一般技术人员进行设计、构造和制造的例行工作。

在常规MIG焊接系统中，气体喷嘴被轴向推动到气体扩散器上，并且气体喷嘴通过两个零件之间的摩擦配合而被固持在适当位置中。更具体来说，气体扩散器通常由围绕气体扩散器的周界而安装的相对柔性的构件(例如，橡胶或钢环)组成，其中所述相对柔性的构件在其放松状态中具有略大于气体喷嘴的内孔的外径。在许多常规系统中，与气体扩散器接合的气体喷嘴的内孔沿着其长度具有大致恒定的直径。

随着气体喷嘴被推动到气体扩散器上，柔性构件径向压缩，从而允许气体喷嘴安装在柔性构件上方并完全安装到气体扩散器上。通常，只要气体喷嘴安装在气体扩散器上，柔性构件便保持在压缩状态中。在压缩状态中，柔性构件连续将径向力施加到气体喷嘴的内孔。通常，此径向力提供足够轴向摩擦以防止气体喷嘴在使用期间滑离气体扩散器。然而，摩擦力足够低，以使得可从气体扩散器移除气体喷嘴，而不需要使用工具(例如，用户用手就可以移除气体喷嘴)。

单独依赖于轴向摩擦以将气体喷嘴保持到气体扩散器可能存在问题。随着时间流逝，摩擦力不可避免地减小，并且气体喷嘴可从气体扩散器掉落。此外，柔性构件必须在其使用寿命期间足够硬以提供充足的径向力来保持气体喷嘴，但不会过硬以致于难以进行气体喷嘴安装/移除。此外，柔性构件必须也不会过硬以致于在正常使用中所遭遇的重复安装/移除期间在气体喷嘴的内孔处磨损。

本公开的实施例在气体扩散器上纳入有柔性构件，其中所述柔性构件随着气体喷嘴被安装而径向压缩。然而，本公开的实施例包含气体喷嘴的内孔，该内孔沿着其与气体扩散器的接合长度不具有恒定直径。实际上，本公开的实施例包含气体喷嘴的内孔，该内孔允许柔性构件除摩擦力之外还施加轴向保持力。

此外，常规MIG焊接系统通常包含具有外螺纹部分的接触焊嘴，该外螺纹部分与气体扩散器的前轴向端部处的内螺纹配合。在这些设计中，外螺纹通常位于或邻近于接触焊嘴的后轴向端部。某些设计也具有如下特征：锥形就位区域直接位于接触焊嘴的后轴向端部上，带螺纹的区域与锥形就位区域邻接。在这些配置中，当接触焊嘴完全安装到气体扩散器中时，仅接触焊嘴的后端表面暴露于焊接气体。应注意，如本文中所描述，“前轴向端部”(或“远侧端部”或“远侧轴向端部”)表示如下的部件轴向端部：其较接近产生焊接电弧的焊炬的轴向端部，并且相反，“后轴向端部”(或“近侧端部”或“近侧轴向端部”)表示如下的部件轴向端部：其较远离产生焊接电弧的焊炬的轴向端部。

本公开的实施例，与常规系统相反，包含接近接触焊嘴的轴向中心(即，接近长度的中间)的外螺纹。因此，接触焊嘴的后轴向端部的绝大部分保持无螺纹。此区域可被称为“冷却尾部”。在这些实施例中，气体扩散器被配置成使得当接触焊嘴被完全安装时，接触焊嘴的整个无螺纹后轴向部分(即，冷却尾部)伸入到焊接气体流中。因此，接触焊嘴的无螺纹后轴向部分的外表面(包含实际轴向端面)完全暴露于焊接气体。将接触焊嘴的此后轴向部分放置到焊接气体流中会帮助在使用期间冷却接触焊嘴，因此导致冷却焊嘴的较好的性能和较长的使用寿命。本公开的实施例还包含在使用期间暴露于焊接电弧的减小的量的接触焊嘴表面区域。通过限制此暴露的表面区域，较少的辐射热被吸收到接触焊嘴中，因此也导致冷却焊嘴的较好的性能和较长的使用寿命。接触焊嘴的相对长的冷却尾部特征的另一益处在于其提供居中引脚，其中所述居中引脚帮助随着接触焊嘴正被安装而将接触焊嘴与气体扩散器轴向对准。随着接触焊嘴被推动到气体扩散器中，接触焊嘴的冷却尾部限制接触焊嘴与气体扩散器之间的轴向角(即，“接近角”)。此最小化的接近角降低接触焊嘴与气体扩散器之间的螺纹错扣的可能性。

本公开的某些实施例还在接触焊嘴的后轴向端部处包含内孔，该内孔足够大以装配在焊炬内衬上，这提供消耗性的焊丝电极可借以行进到接触焊嘴的导管。在常规MIG焊接系统中，焊炬内衬不与带螺纹的接触焊嘴的轴向后表面接触或仅邻接所述轴向后表面。相比之下，本公开的某些实施例使焊炬内衬能够装配在接触焊嘴的轴向后部部分内，因此在焊炬内衬与接触焊嘴之间维持较好的同心度并因此维持提高的焊丝电极送给性能。

现参照附图，并且首先参照图1，焊接系统10被图示为包含耦接到送丝机14的电源12。在所图示的实施例中，电源12与送丝机14分开，以使得送丝机14可靠近焊接位置而定位在与电源12相距某一距离处。然而，应理解，在一些实施方案中，送丝机14可与电源12一体形成。电源12可经由送丝机14而将焊接电力供应到焊炬16，或电源12可将焊接电力直接供应到焊炬16。送丝机14将焊丝电极18(例如，实心焊丝、药芯焊丝、带涂层的焊丝)供应到焊炬16。可与电源12一体形成或与电源12分开的气体供应器20将气体(例如，CO₂、氩气)供应到焊炬16。操作员可扳动焊炬16的扳机22以在电极18与工件26之间起始电弧24。在一些实施例中，焊接系统10可由自动化接口触发，所述自动化接口包含(但不限于)可编程逻辑控制器(PLC)或机器人控制器。焊接系统10被设计成将焊丝(例如，电极18)、焊接电力和保护气体提供到焊炬16。如本领域的技术人员所了解，焊炬16可以是许多不同类型的焊炬，并且可有助于电极18和气体的各种组合的使用。

焊接系统10可经由电源12上所设置的操作员接口28而接收来自操作员的数据设定。操作员接口28可纳入到电源12的面板中，并且可允许选择例如焊接工艺(例如，焊条焊接、TIG焊接、MIG焊接)、将使用的电极18的类型、电压和电流设定、转移模式(例如，短路、脉冲、喷射、脉冲)等设定。明确地说，焊接系统10允许MIG焊接(例如，脉冲式MIG焊接)，其中各种材料(例如，钢或铝)的电极18(例如，焊丝)行进穿过焊炬16。所述焊接设定被传达到电源12内的控制电路30。

控制电路30操作以控制焊接电力输出的产生，其中所述焊接电力输出由电力转换电路32施加到电极18以执行期望焊接操作。例如，在一些实施例中，控制电路30可适用于调节脉冲式MIG焊接方案，其中脉冲式MIG焊接方案可具有熔融金属从焊丝到正形成的焊缝的熔融焊接熔池的短路转移和/或喷射转移的方面。可在操作期间通过调整在电极18与工件26之间形成的电弧24的电流和电压脉冲的操作参数来控制这些转移模式。

控制电路30耦接到电力转换电路32，其中电力转换电路32供应将施加到焊炬16处的电极18的焊接电力(例如，脉冲波形)。电力转换电路32耦接到电源，如箭头34所指示。施加到电力转换电路32的电力可源于电网，但也可使用其他电源，例如，发动机驱动的发电机、电池、燃料电池或其他替代电源所产生的电力。电力转换电路32的部件可包含斩波器、升压转换器、降压转换器、逆变器等。

控制电路30控制供应到焊炬16的焊接电力的电流和/或电压。控制电路30可至少部分基于送丝机14或焊炬16内的一个或更多个传感器36而监视电弧24的电流和/或电压。在一些实施例中，控制电路30的处理器35至少部分基于来自传感器36的反馈而确定和/或控制电弧长度或电极延伸长度。电弧长度在本文中被定义为电极18与工件26之间的电弧的长度。处理器35利用存储器37中所存储的数据(例如，算法、指令、操作点)而确定和/或控制电弧长度或电极延伸长度。存储器37中所存储的数据可经由操作员接口28、网络连接而接收，或在控制电路30的组装之前预加载。电源12的操作可在一种或更多种模式下受到控制，例如，恒定电压(CV)调节模式，其中在恒定电压(CV)调节模式下，控制电路30在焊接操作期间在改变焊接电流的同时将焊接电压控制为基本上恒定。也就是说，焊接电流可至少部分基于焊接电压。作为附加或替代，电压12可在电流控制模式下受到控制，其中在电流控制模式下，焊接电流独立于焊接电压而受到控制。在一些实施例中，电源12受到控制以在恒定电流(CC)模式下操作，其中在恒定电流(CC)模式下，控制电路30在焊接操作期间在改变焊接电压的同时将焊接电流控制为基本上恒定。

图2图示图1的焊炬16的实施例。如关于图1所述，焊炬16包含用于发起焊接并将电极18供应到所述焊接点的扳机22。具体来说，扳机22设置在把手38上。焊接操作员在执行焊接时握住把手38。在第一端40，把手38耦接到缆管42，焊接耗材(例如，电极、保护气体等)通过缆管42被供应到焊接点。焊接耗材通常行进穿过把手38并在第二端44处离开，其中第二端44在与第一端40相对的一端处设置在把手38上。

焊炬16包含从把手38的第二端44延伸出的鹅颈管46。因此，鹅颈管46耦接在把手38与焊接喷嘴48之间。如应注意的是，当扳机22被按压或致动时，焊丝(例如，电极18)行进穿过缆管42、把手38、鹅颈管46以及焊接喷嘴48，以使得焊丝从焊接喷嘴48的端部50(例如，焊炬焊嘴)延伸出。此外，如图2所图示，把手38经由紧固件52和54而固定到鹅颈管46，并且经由紧固件52和54而固定到缆管42。焊接喷嘴48被图示为焊接喷嘴48的一部分被移除以示出从设置在焊接喷嘴48内的接触焊嘴56延伸出的电极18。

图3是某些实施例中的图2的焊炬16的一部分的横截面立体图。如图示，气体扩散器58在接触焊嘴56的更换期间接纳接触焊嘴56，有助于将接触焊嘴56与针对该接触焊嘴56的焊炬16机械耦接，并且有助于该接触焊嘴56与电源12的电耦接(例如，通过经由气体扩散器58而在接触焊嘴56与鹅颈管46之间产生电连接)，如下文详细地描述。更具体来说，在某些实施例中，接触焊嘴56包含外螺纹60，其中外螺纹60与气体扩散器58的内螺纹62配合，以使得通过在接触焊嘴56与气体扩散器58之间产生锁定的螺纹连接而将接触焊嘴56固定(例如，机械地附接)在焊炬16内(例如，经由气体扩散器58固定到鹅颈管46)。应注意，在某些实施例中，气体扩散器58还包含第二组内螺纹65，该第二组内螺纹65在气体扩散器58的轴向端部66附近，该轴向端部66与第一组内螺纹62所在位置附近的气体扩散器58轴向端部68相对。此第二组内螺纹65被配置成与焊炬16的鹅颈管46的轴向端部上的外螺纹70配合。焊接喷嘴48、接触焊嘴56和气体扩散器58被统称为焊接耗材。

此外，气体扩散器58包含气体贯通口64，其中气体贯通口64延伸穿过气体扩散器58的壁以有助于保护气体到焊接部位的移动(例如，穿过焊炬16从鹅颈管46的内部体积67进入到形成在焊接喷嘴48与接触焊嘴56之间的内部体积72中)，如下文更详细地描述的那样。气体扩散器58可还包含可压缩构件74(例如，可压缩周向环)，其中可压缩构件74有助于将焊接喷嘴48不通过螺纹地保持在气体扩散器58上。焊接喷嘴48在气体扩散器58上被轴向推动，如箭头76所图示。在某些实施例中，可压缩构件74可以是围绕气体扩散器58的外周而安装的橡胶或钢环。在可压缩构件74的松弛状态中，可压缩构件74的外径可略大于当焊接喷嘴48固定到气体扩散器58时焊接喷嘴48抵接于可压缩构件74(例如，在所图示的实施例中，焊接喷嘴插入件75)的部分的内径。随着焊接喷嘴48在气体扩散器58上被推动，可压缩构件74径向压缩，从而允许焊接喷嘴48安装在可压缩构件74上并完全安装到气体扩散器58上。只要焊接喷嘴48安装在气体扩散器58上，可压缩构件74便保持在压缩状态中。在压缩状态中，可压缩构件74连续将径向力施加在焊接喷嘴48的内孔上，如箭头78所图示。

然而，本文所述的实施例不仅仅依赖于此径向力78来提供轴向摩擦以防止焊接喷嘴48在使用期间滑离气体扩散器58。此情形的一个原因是，单独依赖于轴向摩擦以将焊接喷嘴48保持到气体扩散器58将表现出某些缺陷。例如，随着时间推移，摩擦力可不可避免地减小，从而允许焊接喷嘴48从气体扩散器58掉落。更具体来说，可压缩构件74可由于正常使用期间所遭遇的重复安装和/或移除而随着时间磨损。为了减轻这些缺陷，如图3所图示，在某些实施例中，焊接喷嘴48(例如，在所图示的实施例中，焊接喷嘴插入件75)的内孔沿着其与气体扩散器58的接合长度不具有恒定直径，而是包含允许可压缩构件74除摩擦力之外还施加轴向保持力(如箭头80所图示)的内孔。更具体来说，在某些实施例中，焊接喷嘴48的内孔包含具有锥形表面84的内部周向肋82，其中当焊接喷嘴48安装到气体扩散器58上时，可压缩构件74介接在锥形表面84上。

图4是图3所图示的焊炬16的该部分的剖视侧视图。如图示，当焊接喷嘴48固定到气体扩散器58时，可压缩构件74在焊接喷嘴48(例如，在所图示的实施例中，焊接喷嘴插入件75)的内部周向肋82的锥形表面84与气体扩散器58的外表面86之间被径向挤压，其中外表面86与从外表面86的相对两侧径向向外延伸的相邻壁90、92一起形成外部周向凹槽88。因此，可压缩构件74产生径向向外的力F_径向，其中径向向外的力F_径向产生相对于气体扩散器58至少部分地将焊接喷嘴48固持在适当位置中的轴向摩擦力F_力。此外，当焊接喷嘴48固定到气体扩散器58时，可压缩构件74在焊接喷嘴48(例如，在所图示的实施例中，焊接喷嘴插入件75)的内部周向肋82的锥形表面84与气体扩散器58的外部周向凹槽88的第一壁90之间被轴向挤压。因此，可压缩构件74产生相对于气体扩散器58至少部分地将焊接喷嘴48固持在适当位置中的轴向力F_轴向。应注意，在其他实施例中，可使用其他喷嘴保持设计，例如，螺纹或其他形式的保持环。

如上所述，在某些实施例中，接触焊嘴56包含外螺纹60，其中外螺纹60与气体扩散器58的内螺纹62配合，以通过在接触焊嘴56与气体扩散器58之间产生锁定的螺纹连接而将接触焊嘴56固定在焊炬16内。应注意，接触焊嘴56的外螺纹60不是设置在接触焊嘴56的轴向端部附近。实际上，外螺纹60设置在接触焊嘴56的中央部分附近。图5是图3的接触焊嘴56的横截面侧视图。如图示，在某些实施例中，接触焊嘴56包含无螺纹的远侧端部部分94、具有外螺纹的中间部分96以及无螺纹的近侧端部部分98。接触焊嘴56的远侧(例如，下游)轴向端部100应被理解为接触焊嘴56最接近焊接应用(例如，产生电弧24之处)的轴向端部，而接触焊嘴56的近侧(例如，上游)轴向端部102应被理解为接触焊嘴56最远离焊接应用(例如，最接近焊炬16的鹅颈管46)的轴向端部。

作为参考，在某些实施例中，接触焊嘴56的总轴向长度L_总可以介于约1.000英寸与约1.625英寸的范围中(例如，介于约1.125英寸与约1.500英寸之间，或介于约1.250英寸与约1.375英寸之间、介于约1.000英寸与约1.125英寸之间、介于约1.125英寸与约1.250英寸之间、介于约1.250英寸与约1.375英寸之间、介于约1.375英寸与约1.500英寸之间、或介于约1.500英寸与约1.625英寸之间)。例如，在某些实施例中，接触焊嘴56的总轴向长度L_总可以是约1.000英寸、约1.125英寸、约1.250英寸、约1.375英寸、约1.500英寸、约1.594英寸、约1.625英寸，或者可以是约1.000英寸和约1.625英寸之间的任何长度。本文描述的接触焊嘴56的每个实施例可以具有等于这些值和/或值的范围的总轴向长度L_总，使得接触焊嘴56的相对尺寸可以用于确定接触焊嘴56的绝对尺寸。

在某些实施例中，接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的轴向长度L_远侧可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约35％到约60％的范围中(例如，介于约40％与约55％之间、介于约45％与约50％之间，或约47％)，并且接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约25％到约45％的范围中(例如，介于约30％与约40％之间，或约36％)。因此，在某些实施例中，接触焊嘴56的具有外螺纹的中间部分96的轴向长度L_中间可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约15％与约20％之间，或约17％)。因此，在某些实施例中，接触焊嘴56的外螺纹60可设置在从接触焊嘴56的近侧轴向端部102起算在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约25％以上处、约30％以上处、约35％以上处、约40％以上处或约45％以上处(即，至少接触焊嘴56的无螺纹近侧端部部分98的轴向长度L_近侧的距离)。

类似地，被配置成在接触焊嘴56螺接到气体扩散器58中时与气体扩散器58的配合的锥形内表面106(例如，参见图3)邻接的接触焊嘴56的锥形外表面104可设置在接触焊嘴56的中央部分附近。更具体来说，接触焊嘴56的锥形外表面104可从接触焊嘴56的近侧轴向端部102起算位于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约40％处、约45％以上处、约50％以上处、约55％以上处、约60％以上处，或约65％以上处(即，至少接触焊嘴56的无螺纹近侧端部部分98的轴向长度L_近侧加上接触焊嘴56的具有外螺纹的中间部分96的距离)。肩部105将锥形外表面104连接到具有外螺纹的中间部分96。如图所示，在某些实施例中，肩部105垂直于接触焊嘴56的中心纵轴109。

由于接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的相对长的轴向长度L_近侧，无螺纹的近侧端部部分98可被称为“冷却尾部”。气体扩散器58被配置成使得当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98(“冷却尾部”)伸入到焊接气体流中，并且因此，在使用期间经由对流来帮助冷却接触焊嘴56，因此帮助接触焊嘴56相比常规接触焊嘴更好地起作用且持续较长时间。例如，如图3中的箭头108所图示，至少一部分气体沿着接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98从接触焊嘴56的近侧轴向端部102开始在接触焊嘴56与气体扩散器58之间流动，直到气体到达气体扩散器58的气体贯通口64为止，在气体贯通口64，气体进入形成在焊接喷嘴48与接触焊嘴56之间的内部体积72。

在某些实施例中，当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，接触焊嘴56的外螺纹60以及在外螺纹60的下游(即，远侧)的轴向位置处与气体扩散器58邻接的外表面(例如，包含锥形外表面104)是接触焊嘴56与气体扩散器58之间的仅有的物理接触点(即，当接触焊嘴56完全安装到气体扩散器58中时，无螺纹的近侧端部部分98不在物理上接触气体扩散器58)。明确地说，当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，接触焊嘴56的近侧轴向端部102不接触气体扩散器58。仅使接触焊嘴56的外螺纹60以及在外螺纹60的下游(即，远侧)的轴向位置处与气体扩散器58邻接的外表面(例如，包含锥形外表面104)作为接触焊嘴56与气体扩散器58之间的仅有的物理接触点会使接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98无法充当从气体扩散器58到接触焊嘴56的电传导的手段。实际上，从气体扩散器58到接触焊嘴56的电传导仅发生在接触焊嘴56的带螺纹的中间部分96以及无螺纹的远侧端部部分94的锥形外表面104。

在MIG焊接工艺期间，电流从接触焊嘴56传送到焊接电极18，该焊接电极18穿过接触焊嘴56的内孔111被连续地送给。已发现，此电流传送的绝大部分朝向接触焊嘴56的远侧端部部分94发生。通过在接触焊嘴56的远侧端部部分94处或附近的轴向位置处将电流从气体扩散器58传导到接触焊嘴56，从气体扩散器58到焊接电极18的总电流路径缩短。此缩短的路径帮助减少在电流从气体扩散器58到焊接电极18的传送期间在接触焊嘴56内产生的电阻性加热。如本文中所描述，此电流传送路径不包含接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98(即，“冷却尾部”)。无螺纹的近侧端部部分98(即，“冷却尾部”)因此主要用于当焊接气体流过无螺纹的近侧端部部分98的表面时经由从这些表面到焊接气体的对流热传递而帮助冷却接触焊嘴56。本文所述的接触焊嘴56和气体扩散器58的实施例的另一特征在于，气体扩散器58帮助保护接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98、接触焊嘴56的带螺纹的中间部分96以及接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的锥形外表面104的至少一部分免受由焊接电弧24产生的热的影响。具体来说，如图3所图示，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，仅接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的一部分处于气体扩散器58外部。

更具体来说，如图5所图示，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，仅接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的某一暴露轴向长度L_暴露处于气体扩散器58外部。例如，在某些实施例中，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时处于气体扩散器58外部的接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约20％到约40％的范围中(例如，介于约25％与约35％之间，或约30％)。此外，在某些实施例中，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时处于气体扩散器58外部的接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露可处于接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的轴向长度L_远侧的约55％-约75％的范围中(例如，介于约60％与约70％之间，或约65％)。此外，应注意，接触焊嘴56的表面区域120在接触焊嘴56的远侧轴向端部100处包含圆形外表面，从而将向焊接电弧24的暴露进一步最小化。通过限制接触焊嘴56的此暴露表面区域120，较少的辐射热被吸收到接触焊嘴56中，因此延长接触焊嘴56的寿命。

因此，气体扩散器58保护接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的不处于无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露内的部分免受由焊接电弧24产生的热的影响。在某些实施例中，如图5所图示，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约5％-约15％的范围中(例如，介于约5％与约10％之间，或约7％)。此外，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可处于接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间，或约15％)。具体地，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在约0.094英寸到约0.141英寸的范围中(例如，介于约0.094英寸与约0.125英寸之间，或约0.109英寸)。

应注意，虽然图3和图5所图示的实施例包含小于无螺纹的远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧减去锥形外表面104的轴向长度L_锥形的无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露，但在其他实施例中(例如，参见图7A)，无螺纹远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露可大于无螺纹的远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧减去锥形外表面104的轴向长度L_锥形。换句话说，虽然图3和图5所图示的实施例包含与气体扩散器58内部的气体扩散器58的锥形内表面106(例如，气体扩散器58在其前轴向端部146处具有基本恒定的内径)配合的接触焊嘴56的锥形外表面104，但在其他实施例中(例如，参见图6)，气体扩散器58的锥形内表面106可设置在气体扩散器58的前轴向端部146处，以使得当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，接触焊嘴56的锥形外表面104可略微延伸到气体扩散器58之外。

如图5所图示，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104(以及气体扩散器58的配合的锥形内表面106)可包含锥形部，其直径从接触焊嘴56的肩部105朝向接触焊嘴56的远侧轴向端部100增大。例如，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104的直径可以从近侧端点P_近侧(即，使锥形外表面104过渡为肩部105的近侧端点P_近侧)向远侧端点P_远侧(即，使锥形外表面104过渡到接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的邻近的下游部分的远侧端点P_远侧)增大。更具体来说，在某些实施例中，相对于中心纵轴109从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧形成的角度α_锥形可处于约1度-约10度的范围中(例如，介于约2度与约8度之间、介于约3度与约7度之间、介于约4度与约6度之间，或约5度)。应了解，如本文中所描述，部件的轴向长度被定义为沿着相应部件的纵轴线的长度。例如，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形被定义为锥形外表面104的近侧端点P_近侧与远侧端点P_远侧之间沿着纵轴109的长度。

虽然图3和图5中图示为具有从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧基本上线性变化的锥形外表面104，但在其他实施例中，接触焊嘴56可包含并非基本上线性变化而是可包含各种形状和轮廓(例如，凸状弯曲外表面、凹状弯曲外表面、阶梯线性外表面、阶梯弯曲外表面或其某一组合)的锥形外表面104。不管具体形状或轮廓为何，接触焊嘴56的锥形外表面104经由其与气体扩散器58的配合的锥形内表面106的相互作用而在接触焊嘴56安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时帮助接触焊嘴56的对准(例如，同心对准)。

现返回到图5，在某些实施例中，接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98可包含由带角度的连接部分114连接的第一部分110和第二部分112。第一部分110可直接连接到接触焊嘴56的带螺纹的中间部分96，并且大体具有与带螺纹的中间部分96基本上相似(或实际上相同)的内径和外径(例如，螺纹60开始从中间部分96径向延伸的外径可与第一部分110的外径基本上相同或相似)，而第二部分112设置在接触焊嘴56的近侧轴向端部102处，并且具有基本上比第一部分110更大的内径和外径(例如，在某些实施例中，大出100％以上、150％以上、200％以上或更大)，从而需要第一部分110与第二部分112之间的带角度的连接部分114。

由无螺纹近侧端部部分98的第二部分112产生的内孔116被配置成足够大以有助于焊炬内衬118的插入，如图3所图示。焊炬内衬118提供导管，其中焊丝电极18可穿过所述导管而行进到接触焊嘴56。在常规焊炬中，焊炬内衬不与接触焊嘴接触或仅抵靠于接触焊嘴的近侧端部。相比之下，图3和图5所图示的实施例允许焊炬内衬118装配在由无螺纹的近侧端部部分98的第二部分112产生的内孔116内，从而在焊炬内衬118与接触焊嘴56之间维持较好的同心度，并因此提高焊丝电极18的送给性能。在其他实施例中，焊炬内衬118可抵靠于接触焊嘴56的近侧轴向端部102。在又一些其他实施例中(例如，如图6所示)，焊炬内衬118可在第一轴向端部124上适配有内衬止挡126。在某些实施例中，气体扩散器58可在内部被配置成与内衬止挡126相互作用，以使得焊炬内衬118可不抵靠于接触焊嘴56的近侧轴向端部102、不停留在接触焊嘴56的近侧轴向端部102内，也不与接触焊嘴56的近侧轴向端部102进行任何物理接触。因此，可较容易进行接触焊嘴56的安装和移除，这是因为焊炬内衬118可不对接触焊嘴56的近侧轴向端部102施加任何轴向力或反转力。在某些实施例中，如本文中所描述，气体扩散器58也可在内部被配置成与内衬止挡126相互作用，以使得焊炬内衬118在焊炬内衬118与接触焊嘴56之间维持较好的同心度。实际上，在某些实施例中，内衬止挡126可与气体扩散器58一体形成。换句话说，如本文中所描述，在内衬止挡126和气体扩散器58一体形成为单个部件的实施例中，内衬止挡126的特征可以是气体扩散器58的一部分。

在常规MIG焊接系统中，使用若干不同设计类型的内衬组件来将焊炬内衬安装在焊炬中。例如，在第一常规设计类型(即，可被称为后装载式捕获端部/自由端部内衬)中，内衬组件常在一个轴向端部上适配有“止挡”，而另一轴向端部不适配有止挡。在这些系统中，焊炬内衬通常经由焊炬的后端连接器而安装到焊炬中(通常被称为“后装载式”)。通常，这些后端连接器有助于将焊炬附接到焊接机和/或送丝机以及设置内衬组件并使其与将焊丝传递到焊炬的送丝机的驱动辊对准。在这些常规系统中，内衬组件被送给到焊炬的后端连接器(例如，位于焊炬的鹅颈管的后轴向端部处)，直到被内衬止挡挡住为止。内衬止挡将内衬组件定位且对准在焊炬的后端连接器内，并且提供借以将内衬组件保持在焊炬中的手段。在某些这种设计中，内衬止挡可经由内衬止挡与焊炬的后端连接器之间的螺纹连接或通过安装在内衬止挡上并螺纹连接至焊炬的后端连接器的保持“帽”而保持在焊炬的后端连接器内。另一此种设计通过将位于焊炬的后端连接器中的锁紧螺丝拧紧而将内衬止挡保持在焊炬的后端连接器内，以使得其将径向力施加到内衬组件。焊炬内衬的此保持端部可被称为被“捕获的”。内衬组件的相对的不适配有止挡的轴向端部通常从鹅颈管的前轴向端部突起，并且必须在将气体扩散器和/或接触焊嘴安装到焊炬中之前修整为具体长度。在这些设计中，气体扩散器通常具有肩部或就位区域以接受焊炬内衬的此前轴向端部。一旦安装了气体扩散器，此气体扩散器特征便防止焊炬内衬的前轴向端部朝向接触焊嘴轴向移动，但不防止焊炬内衬的前轴向端部轴向移开或径向偏心移动。因此，焊炬内衬的前轴向端部可被认为是“自由的”。

通常，焊炬内衬被修整的长度对于焊炬的正确运行来说极为重要。明确地说，重要的是，焊炬内衬的前轴向端部保持尽可能接近接触焊嘴的后轴向端部。切割得过短的焊炬内衬可能在将焊丝送给到接触焊嘴中时产生问题，并且因此，影响所得的焊缝的质量。

如上所述，为了在这些常规设计中修整焊炬内衬，气体扩散器和/或接触焊嘴必须从鹅颈管移除。正确的切割位置通常针对不同的耗材设计是不同的，因此必须首先核实所需的修整长度。接着，必须在焊炬缆管42笔直地铺设且未扭曲时经由某一工具/仪器/装置来测量此修整长度。通常，在使用测量装置并标记切割位置的同时将焊炬固持在此位置中是相对困难的。因此，许多用户不想费心经历所有这种工作，并且仅在视觉上估计该长度，切割焊炬内衬，并重新安装气体扩散器和/或接触焊嘴。已开发出使测量/切割过程变得简单的各种方法和装置，但此过程仍相对难以正确地进行。此外，在重新安装气体扩散器和/或接触焊嘴的情况下，没有办法来核实用户是否已将焊炬内衬修整得过短。更具体来说，用户无法看见焊炬内衬的自由(前轴向)端部，这是因为它隐藏在气体扩散器内。

后装载式捕获端部/自由端部MIG焊炬设计中出现的常见现象被称为“内衬缩回”。随着焊炬缆管42在正常使用期间卷曲、弯曲和扭曲，焊炬内衬的自由(前轴向)端部容易缩回到鹅颈管中以及远离接触焊嘴的后轴向端部缩回。为了应对这种情况，焊炬内衬通常被修整为比焊炬缆管42稍显笔直并且不扭曲时所需稍长的长度。尽管此过量长度通常仍不足以防止焊炬内衬随着焊炬缆管42来回移动而远离接触焊嘴缩回。当发生这种情况时，基本上与焊炬内衬原本被修整得过短的情况是相同的，并且送丝问题将出现并影响焊缝的质量。

除内衬缩回之外，后装载式捕获端部/自由端部MIG焊炬设计的另一问题是焊炬内衬的自由(前轴向)端部与接触焊嘴的不对准。可能刚好与保持焊炬内衬的前轴向端部接近接触焊嘴一样重要，同样重要的是，保持两个零件对准(例如，同心地对准)。随着焊丝离开焊炬内衬并进入接触焊嘴，焊炬内衬与接触焊嘴之间的任何径向不对准可导致对焊丝移动的阻力。此阻力可导致可能同样对所得的焊缝的质量造成影响的送丝问题。此不对准也可导致接触焊嘴的过早磨损和缩短的寿命。如上所述，气体扩散器常具有内部肩部或就位区域以接受焊炬内衬的前轴向端部。由于对接受各种尺寸的焊炬内衬(例如，具有各种外径)的“普遍适用”的气体扩散器的渴望，这些气体扩散器的就位区域通常具有远大于多数焊炬内衬的外径的直径，因此通常导致焊炬内衬的前轴向端部相对于接触焊嘴未对准地就位。

在第二常规设计类型(即，可被称为后装载式捕获端部/捕获端部内衬)中，使用锁紧螺丝将内衬组件不适配有止挡的轴向端部固定在适当位置中以防止焊炬内衬的轴向移动(即，内衬缩回)。因此，焊炬内衬在焊炬内衬的两个轴向端部上被捕获。在这些设计中，锁紧螺丝通常位于气体扩散器内，或位于焊炬把手中。类似于前述后装载式捕获端部/自由端部MIG焊炬设计，这些设计通常是“后装载式”。此外，在这些设计中，内衬组件的相对(即，前轴向)端部在安装到后端连接器中之后从鹅颈管突起，并且必须被修整为具体长度将其放置得尽可能接近接触焊嘴。同样，焊炬内衬被修整至的长度对于焊炬的正确运行来说极为重要。切割得过短的焊炬内衬可在将焊丝送给到接触焊嘴中时产生问题，并且因此，影响正产生的所得的焊缝的质量。因此，极其重要的是，焊炬内衬的前轴向端部保持尽可能接近接触焊嘴的后轴向端部。并且，如同后装载式捕获端部/自由端部内衬那样，当重新安装了气体扩散器和/或接触焊嘴时，没有办法来核实用户是否已将焊炬内衬修整得过短。更具体来说，用户无法看见焊炬内衬的自由(前轴向)端部，这是因为它隐藏在气体扩散器内。

虽然内衬缩回不是后装载式捕获端部/捕获端部MIG焊炬设计的问题(而是后装载式捕获端部/自由端部MIG焊炬设计的问题)，但焊炬内衬与接触焊嘴的不对准(例如，径向不对准)可能成为问题。如上所述，存在对接受各种大小的焊炬内衬的“普遍适用”的气体扩散器的渴望。这导致具有通常远大于所使用的焊炬内衬的外径的内衬就位区域的气体扩散器。虽然锁紧螺丝可防止内衬缩回，但对焊炬内衬与接触焊嘴的径向对准没有丝毫帮助(并且，实际上，可能使径向对准变差)。当锁紧螺丝位于气体扩散器中时，将锁紧锁定拧紧在焊炬内衬上的动作迫使焊炬内衬相对于接触焊嘴变得偏心。

当锁紧螺丝驻留在气体扩散器中时，可能产生额外问题。在这些设计中，移除和更换气体扩散器变得较困难，这是因为用户必须记得在可移除气体扩散器之前将锁紧螺丝从焊炬内衬上拧松。此设计的另一问题在于，锁紧螺丝通常暴露于极热的焊接电弧环境，其中熔融金属“飞溅物”四处飞散并粘附到焊炬部件。此飞溅物可粘附到与用于将锁紧螺丝拧松/拧紧的工具相互作用的锁紧螺丝的表面。这可使得难以或者甚至不可能在焊炬的使用之后拧松锁紧螺丝。此外，来自焊接电弧的热可导致锁紧螺丝和配合的气体扩散器螺纹在受热时暂时改变尺寸，从而在两个零件之间产生“结合”，而所述“结合”使得较锁紧螺丝的拧紧/拧松变得更加困难。

在锁紧螺丝位于焊炬的把手内的设计中，可能发生不同问题。例如，在欧洲出售的MIG焊炬需要符合某些规范(“CE”)，其中之一涉及焊炬的把手内的暴露的“带电”部件。CE标准为了降低用户触电的可能性而规定了焊炬的把手中的最大孔大小。因为锁紧螺丝与焊炬内衬直接接触，所以锁紧螺丝在焊接工艺期间“带电”。因此，在多数设计中，位于焊炬的把手中的锁紧螺丝需要用于拧紧/拧松工具的访问孔，并且通常，此访问孔可能超过CE规格。

在第三常规设计类型(即，可被称为前装载式自由端部/自由端部内衬)中，焊炬内衬经由焊炬的鹅颈管(即，从鹅颈管的前轴向端部)安装，而不是经由焊炬的后端连接器安装。这通常被称为“前装载式”。在这些设计中，焊炬内衬在一个轴向端部(即，后轴向端部)上适配有某一结构以与焊炬的后端连接器中的接纳器配合。焊炬内衬在焊炬的鹅颈管内被送给，直到适配端部在焊炬的后端连接器的接纳器中“到达底部”为止。接纳器固定到后端连接器，而焊炬内衬没有被接纳器捕获。因此，接纳器使焊炬内衬的适配端部(即，后轴向端部)不会从后端连接器朝向送丝驱动辊(即，远离接触焊嘴和气体扩散器)轴向移出，但不防止在相反的轴向方向上(即，朝向接触焊嘴和气体扩散器)的轴向移动。然而，这些设计确实保持焊炬内衬(例如，径向地)居中于后端连接器内。因此，类似于后装载式捕获端部/自由端部可如何在鹅颈管中造成内衬缩回，焊炬内衬的适配端部(即，后轴向端部)可经历返回到焊炬缆管42中的内衬缩回。因此，焊炬内衬的此适配端部可被认为是“自由的”。

在某些此种设计中，焊炬的后端连接器中的接纳器可以是弹簧加载的。因此，焊炬内衬再次具有适配端部以与焊炬的后端连接器的接纳器配合。在这些设计中，焊炬内衬被送给到鹅颈管中(即，从鹅颈管的前轴向端部)，直到焊炬内衬与焊炬的后端连接器中的接纳器接合为止。此时，焊炬内衬到焊炬中的进一步插入导致位于接纳器之后的偏压弹簧的压缩。焊炬内衬可被插入到弹簧可不再被压缩的程度。通常，弹簧和接纳器通常固定到后端连接器，但接纳器可以自由地轴向移动。同样，在这些设计中，焊炬内衬的适配端部未被接纳器或弹簧捕获，因此焊炬内衬的适配端部可经历返回到焊炬缆管42中的内衬缩回。因此，焊炬内衬的此适配端部可被认为是“自由的”。

在这两种设计中，焊炬内衬的相对(即，前轴向)端部是未经适配的，并且从焊炬的鹅颈管端部突起。焊炬内衬的此轴向端部必须在气体扩散器和/或接触焊嘴的安装之前被修整至具体长度。在这些设计中，气体扩散器通常具有肩部或就位区域以接受焊炬内衬的此轴向端部。此气体扩散器特征防止焊炬内衬朝向接触焊嘴轴向移动，而不防止焊炬内衬远离接触焊嘴轴向移动或径向偏心移动。因此，焊炬内衬的此端部也可被认为是“自由的”。

如上所述，通常，焊炬内衬被修整的长度对于焊炬正确发挥作用来说是极为重要的。明确地说，重要的是，焊炬内衬的前轴向端部保持尽可能接近接触焊嘴的后轴向端部。切割得过短的焊炬内衬可在将焊丝送给到接触焊嘴中时产生问题，并且因此，影响所得的焊缝的质量。并且，如同在后装载式设计中的情况，当重新安装了气体扩散器和/或接触焊嘴时，没有办法来核实用户是否已将焊炬内衬修整得过短。更具体来说，用户无法看见焊炬内衬的自由端部，这是因为它隐藏在气体扩散器内。此外，前装载式自由端部/自由端部内衬设计也经受到焊炬的鹅颈管中的内衬缩回以及内衬与接触焊嘴的不对准这两种影响。

这些前装载式自由端部/自由端部设计存在其他问题。例如，可能难以确定焊炬内衬的适配端部是否已实际上与焊炬的后端连接器中的接纳器配合，这是因为没有办法从视觉上检查是否接合。焊炬内衬的适配端部与接纳器均隐藏在后端连接器内。通常，用户必须假设，当焊炬内衬可不再被推动到鹅颈管中时，焊炬内衬与接纳器成功地配合。如果在焊炬内衬的适配端部尚未配合的情况下使用焊炬，那么送丝问题可出现并影响所得焊缝。

具有弹簧加载接纳器的设计存在额外问题。此设计的意图是使用偏压弹簧的压缩以在朝向气体扩散器的方向上将恒定轴向力施加在焊炬内衬上以便对抗内衬缩回到鹅颈管中。问题在于，为了使这种想法能够良好地实现，内衬组件必须被推动到焊炬中，直到接纳器弹簧已完全压缩为止，接着焊炬内衬必须在将其对抗弹簧偏压力被固持的同时修整为具体长度。然而，同样由于接纳器与弹簧在这些设计中隐藏在后端连接器内的事实，可能难以确定在焊炬内衬被修整时弹簧是否完全压缩。

本公开的实施例希望解决上文所述的三种常规内衬设计(即，后装载式捕获端部/自由端部内衬设计、后装载式捕获端部/捕获端部内衬设计以及前装载式自由端部/自由端部内衬设计)的缺点。本公开的实施例可被称为前装载式捕获端部/捕获端部内衬设计。本文所述的前装载式捕获端部/捕获端部内衬实施例可与本文中参照图3到图5所述的冷却尾部接触焊嘴设计具有某些协同作用。然而，应注意，本文所述的前装载式捕获端部/捕获端部内衬实施例可与其他类型的接触焊嘴一起使用(例如，而不是仅与图3到图5所图示的冷却尾部接触焊嘴56一起使用)。

图6是某些实施例中的图2的焊炬16的一部分的横截面立体图。图6所图示的实施例基本上类似于图3所图示的实施例。然而，图6图示根据本公开的实施例的焊炬内衬组件122的一部分。本文所述的焊炬内衬组件122包含焊炬内衬118，其中焊炬内衬118在第一(前)轴向端部124上适配有内衬止挡126，而在第二相对(后)轴向端部处不适配有内衬止挡。内衬止挡126机械地固定到焊炬内衬118的第一轴向端部124。焊炬内衬118被送给到焊炬16的鹅颈管46中(其中焊炬内衬118的不适配有内衬止挡的轴向端部首先在朝向焊炬16的后端的轴向方向上送给)，直到内衬止挡126抵靠于鹅颈管46的前轴向端部128为止。因此，内衬止挡126类似于不适配的内衬端部如何在上文所述的常规内衬设计中突起而从鹅颈管46的前轴向端部128突起。

与常规内衬设计的不同之处在于，焊炬内衬118的适配轴向端部124没有被修整。如上文关于常规内衬设计所述，焊炬内衬从鹅颈管的前轴向端部突起的距离对于焊炬的正确发挥作用来说极为重要。通常，想法是使焊炬内衬的前轴向端部尽可能接近接触焊嘴。如上所述，这些常规内衬设计依赖于用户来测量焊炬内衬的前轴向端部并将其修整为临界长度。相比之下，在本发明的实施例中，内衬止挡126被精确加工到其临界长度。用户简单地将焊炬内衬118插入到鹅颈管46中，直到内衬止挡126的后轴向端部125抵靠住鹅颈管46的前轴向端部128为止，接着用户将气体扩散器58安装在内衬止挡126(和接触焊嘴56)上。本发明的实施例无需用户假设内衬突起长度正确。

此外，内衬止挡126提供借以捕获焊炬内衬118的适配轴向端部124的手段。在某些实施例中，内衬止挡126的直径(例如，在内衬止挡126的后轴向端部125处)大于鹅颈管46的内孔130，以使得内衬止挡126防止焊炬内衬118缩回(例如，朝向焊炬16的后部部分轴向地缩回)到鹅颈管46中。在某些实施例中，气体扩散器58的内孔132被配置成在气体扩散器58在焊炬16中安装在接触焊嘴56和内衬止挡126上时，该内孔132抵靠于鹅颈管46的前轴向端部128处的鹅颈管46的外表面134与内衬止挡126的后轴向端部125处的内衬止挡126的第一外表面136(作为后轴向部分)两者。此外，在某些实施例中，气体扩散器58的内孔132被配置成在气体扩散器58在焊炬16中安装在接触焊嘴56和内衬止挡126上时，内孔132与内衬止挡126的肩部138配合，其中肩部138形成在从内衬止挡126的第一外表面136到相比内衬止挡126的第一外表面136具有较小外径的内衬止挡126的第二外表面140(作为前轴向部分)的大体上正交的过渡处。

当气体扩散器58在焊炬16中安装在接触焊嘴56和内衬止挡126上时，气体扩散器58的这些内部空间特征限制内衬止挡126朝向接触焊嘴56向回的轴向移动(例如，在某些实施例中，小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.1mm或更小的轴向移动)。此外，气体扩散器58的这些内部空间特征限制内衬止挡126的径向移动(例如，在某些实施例中，小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.1mm或更小的径向移动)，因此保持焊炬内衬118相对于接触焊嘴56径向居中。然而，在某些实施例中，内衬止挡126可被配置成相对于气体扩散器58和鹅颈管46以360°的完全旋转运动而自由地旋转。因此，焊炬内衬118的适配轴向端部124被认为被“捕获”。换句话说，焊炬内衬118的适配轴向端部124不能够缩回到鹅颈管46中(即，轴向向后)，朝向接触焊嘴56移动(即，轴向向前)或相对于接触焊嘴56径向偏心地就位。焊炬内衬118的适配轴向端部124从鹅颈管46突起的长度始终正确，这是因为它被精确地加工到内衬止挡126中。如上所述，在某些实施例中，内衬止挡126可与气体扩散器58一体形成。换句话说，如本文中所描述，当内衬止挡126和气体扩散器58整合为单个部件时，内衬止挡126的特征可以是气体扩散器58的一部分。

除了图示被配置成与本文所述的焊炬内衬组件122的内衬止挡126合作的气体扩散器58的实施例之外，图6还图示不同于图3和图5所图示的接触焊嘴56的实施例的接触焊嘴56的实施例。通常，图6所图示的接触焊嘴56也被配置成与本文所述的焊炬内衬组件122的内衬止挡126合作。在此实施例中，同样，接触焊嘴56包含外螺纹60，其中外螺纹60与气体扩散器58的内螺纹62配合，以使得接触焊嘴56可通过在接触焊嘴56与气体扩散器58之间产生锁定的螺纹连接而固定(例如，机械地附连)在焊炬16内(例如，经由气体扩散器58固定到鹅颈管46)。同样，接触焊嘴56的外螺纹60不设置在接触焊嘴56的轴向端部附近。实际上，外螺纹60设置在接触焊嘴56的中央部分附近。

图7A是图6的接触焊嘴56的横截面侧视图。如图示，在某些实施例中，类似于图3和图5所图示的实施例，接触焊嘴56包含无螺纹的远侧端部部分94、具有外螺纹的中间部分96以及无螺纹的近侧端部部分98。在某些实施例中，接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的轴向长度L_远侧可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约30％-约50％的范围中(例如，介于约35％与约45％之间，或约40％)，并且接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约35％-约55％的范围中(例如，介于约40％与约50％之间，或约45％)。因此，在某些实施例中，接触焊嘴56的带外螺纹的中间部分96的轴向长度L_中间可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间，或约15％)。因此，在某些实施例中，接触焊嘴56的外螺纹60可设置在从接触焊嘴56的近侧轴向端部102起算接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约35％以上处、约40％以上处、约45％以上处、约50％以上处或约55％以上处(即，至少接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧的距离处)。

接触焊嘴56的锥形外表面104可位于从接触焊嘴56的近侧轴向端部102起算接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约50％以上处、约55％以上处、约60％以上处、约65％以上处或约70％以上处(即，至少接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧加上接触焊嘴56的外螺纹中间部分96的距离)。

如同图3和图5所图示的实施例，由于接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的相对长的轴向长度L_近侧，无螺纹的近侧端部部分98可被称为“冷却尾部”。气体扩散器58被配置成使得当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98(“冷却尾部”)伸入到焊接气体流中，并且因此，在使用期间经由对流来帮助冷却接触焊嘴56，因此帮助接触焊嘴56相比常规接触焊嘴较好地工作且具有较长的寿命。例如，如图6中的箭头108所图示，气体的至少一部分沿着接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98从接触焊嘴56的近侧轴向端部102开始在接触焊嘴56与气体扩散器58之间流动，直到气体到达气体扩散器58的气体贯通口64为止，在气体贯通口64，气体进入形成在焊接喷嘴48与接触焊嘴56之间的内部体积72。与图3所示的实施例的一个不同之处在于，如图6所图示，在某些实施例中，内衬止挡126可包含一个或更多个端口142，其中焊接气体可穿过端口142在接触焊嘴56与气体扩散器58之间流动，如箭头108所图示。因此，允许焊接空气从鹅颈管46的内部体积67行进到气体扩散器58的内孔132中。

同样，总的来说，当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，接触焊嘴56的外螺纹60以及在外螺纹60的下游(即，远侧)的轴向位置处抵接气体扩散器58的外表面(例如，包含锥形外表面104)是接触焊嘴56与气体扩散器58之间的仅有的物理接触点(即，当接触焊嘴56完全安装到气体扩散器58中时，无螺纹的近侧端部部分98不物理地接触气体扩散器58)。明确地说，同样，当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，接触焊嘴56的近侧轴向端部102不接触气体扩散器58。仅使接触焊嘴56的外螺纹60以及在外螺纹60的下游(即，远侧)的轴向位置处抵接气体扩散器58的外表面(例如，包含锥形外表面104)是接触焊嘴56与气体扩散器58之间的仅有的物理接触点，这会使得接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98无法充当从气体扩散器58到接触焊嘴56的电传导的手段。实际上，从气体扩散器58到接触焊嘴56的电传导仅在接触焊嘴56的带螺纹的中间部分96以及无螺纹的远侧端部部分94的锥形外表面104处发生。

同样，在MIG焊接工艺期间，电流从接触焊嘴56传送到焊接电极18，该焊接电极18穿过接触焊嘴56的内孔111连续地送给。已发现，此电流传送大部分朝向接触焊嘴56的远侧端部部分94发生。通过在接触焊嘴56的远侧端部部分94处或附近的轴向位置处将电流从气体扩散器58传导到接触焊嘴56，从气体扩散器58到焊接电极18的总电流路径缩短。此缩短的路径帮助减少在电流从气体扩散器58到焊接电极18的传送期间在接触焊嘴56内产生的电阻性加热。如本文中所描述，此电流传送路径不包含接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98(即，“冷却尾部”)。无螺纹的近侧端部部分98(即，“冷却尾部”)因此主要用于在焊接气体在无螺纹的近侧端部部分98的表面上方流动时经由从这些表面与焊接气体的对流热传递而帮助冷却接触焊嘴56。同样，本文所述的接触焊嘴56和气体扩散器58的实施例的另一特征在于，气体扩散器58帮助保护接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98、接触焊嘴56的带螺纹的中间部分96以及接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的锥形外表面104的至少一部分免受由焊接电弧24产生的热的影响。具体来说，如图6所图示，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，仅接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的一部分处于气体扩散器58外部。

更具体来说，如图7A所图示，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94中仅有某暴露轴向长度L_暴露处于气体扩散器58外部。例如，在某些实施例中，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时处于气体扩散器58外部的接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约20％-约40％的范围中(例如，介于约25％与约35％之间，或约30％)。此外，在某些实施例中，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时处于气体扩散器58外部的接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露可处于接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的轴向长度L_远侧的约65％-约85％的范围中(例如，介于约70％与约80％之间，或约75％)。此外，应注意，接触焊嘴56的表面区域120在接触焊嘴56的远侧轴向端部100处包含圆形外表面，从而将向焊接电弧24的暴露进一步最小化。同样，通过限制接触焊嘴56的此暴露的表面区域120，较少的辐射热被吸收到接触焊嘴56中，因此延长接触焊嘴56的寿命。

因此，同样，气体扩散器58保护接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94中不处于无螺纹的远侧端部部分94的暴露轴向长度L_暴露内的部分免受由焊接电弧24产生的热的影响。在某些实施例中，如图7A所图示，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可处于接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间、介于约10％与约15％之间，或约13％)。此外，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可处于接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧的约25％-约45％的范围中(例如，介于约30％与约40％之间，或约35％)。具体地，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在约0.125英寸至约0.188英寸的范围中(例如，介于约0.141英寸与约0.172英寸之间，或约0.163英寸)。

如图7A所图示，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104(以及气体扩散器58的配合锥形内表面106)可包含直径从接触焊嘴56的肩部105朝向接触焊嘴56的远侧轴向端部100增大的锥形。例如，在某些实施例中，接触焊嘴56的锥形外表面104的直径可以从近侧端点P_近侧(即，使锥形外表面104过渡到肩部105的近侧端点P_近侧)到远侧端点P_远侧(即，使锥形外表面104过渡到接触焊嘴56的无螺纹的远侧端部部分94的邻近的下游部分的远侧端点P_远侧)增大。更具体来说，在某些实施例中，相对于中心纵轴109从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧形成的角度α_锥形可处于约1度到约5度的范围中(例如，介于约2度与约4度之间，或约3度)。

虽然图6和图7A中图示为具有从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧基本上线性变化的锥形外表面104，但在其他实施例中，接触焊嘴56可包含并非基本上线性变化的而是可包含各种形状和轮廓(例如，凸状弯曲外表面、凹状弯曲外表面、阶梯线性外表面、阶梯弯曲外表面或其某一组合)的锥形外表面104。不管具体形状或轮廓为何，接触焊嘴56的锥形外表面104经由其与气体扩散器58的配合的锥形内表面106的相互作用而在接触焊嘴56安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时辅助接触焊嘴56的对准(例如，同心对准)。

现返回到图7A，与图3和图5所图示的实施例相反，接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98不包含由带角度的连接部分114连接的第一部分110和第二部分112。实际上，除了接触焊嘴56的近侧轴向端部102处的锥形内径144之外，无螺纹的近侧端部部分98沿着无螺纹的近侧端部部分98的整个轴向长度L_近侧具有基本上恒定的内径和外径，这有助于焊丝到接触焊嘴56中的送给。实际上，应注意，无螺纹的近侧端部部分98的基本上恒定的内径和外径大致类似于具有外螺纹的中间部分96的基本上恒定的内径和外径。应注意，具有外螺纹的中间部分96的外径在本文中被定义为外螺纹60从此开始径向延伸的基本上恒定的外径。因此，除了接触焊嘴56的近侧轴向端部102处的锥形内径144之外，具有外螺纹的中间部分96和无螺纹的近侧端部部分98沿着具有外螺纹的中间部分96和无螺纹的近侧端部部分98的总轴向长度(L_中间+L_近侧)包含基本上恒定的内径和外径。图7B到图7I图示图7A的接触焊嘴56的各种视图以较好地图示接触焊嘴56的特征。在某些实施例中，带螺纹的中间部分96的外螺纹60可以直接邻近于无螺纹远侧端部部分94，邻接肩部105(例如，从肩部105延伸)。然而，在其他实施例中，带螺纹的中间部分96的外螺纹60可与无螺纹远侧端部部分94间隔开，如图5和7A所示，使得外螺纹60不直接邻近于无螺纹远侧端部部分94，并且不邻接肩部105(从肩部105延伸)。此外，在某些实施例中，如图7A所示，带螺纹的中间部分96的外螺纹60可以直接邻近于无螺纹的近侧端部部分98(即，外螺纹60可以在带螺纹的中间部分96的近侧轴向端部处的轴向位置处终止，直接邻近于无螺纹的近侧端部部分98的远侧轴向端部处)。图7B到7I图示了图7A的接触焊嘴56的各种视图以更好地图示接触焊嘴56的特征。

图7A至7I所示的接触焊嘴56的实施例包含某些相对尺寸和绝对尺寸。然而，其他实施例可以包含相对尺寸和绝对尺寸的其他组合。例如，在某些实施例中，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的轴向长度L_远侧可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约40％-约60％的范围中(例如，介于约45％与约55％之间，或约50％)，并且接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约25％-约45％的范围中(例如，介于约30％与约40％之间，或约35％)。因此，接触焊嘴56的具有外螺纹的中间部分96的轴向长度L_中间可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间，或约15％)。此外，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94在气体扩散器58外部的暴露轴向长度L_暴露可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约30％-约50％的范围中(例如，介于约35％与约45％之间，或约40％)。此外，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94在气体扩散器58外部的轴向长度可以是在接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的轴向长度L_远侧的约70％-约90％的范围中(例如，介于约75％与约85％之间，或约80％)。此外，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间、介于约10％与约15％之间，或约13％)。此外，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧的约15％-约35％的范围中(例如，介于约20％与约30％之间，或约26％)。具体地，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以介于约0.125英寸-约0.188英寸的范围中(例如，介于约0.141英寸与约0.172英寸之间，或约0.163英寸)。此外，相对于中心纵轴109从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧形成的角度α_锥形可以介于约1度-约5度的范围中(例如，介于约2度与约4度之间，或约3度)。

在其他实施例中，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的轴向长度L_远侧可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约55％-约70％的范围中(例如，介于约60％与约65％之间，或约63％)，并且接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约15％-约30％的范围中(例如，介于约15％与约25％之间，或约20％)。因此，接触焊嘴56的具有外螺纹的中间部分96的轴向长度L_中间可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约15％-约25％的范围中(例如，介于约15％与约20％之间，或约17％)。此外，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94在气体扩散器58外部的暴露轴向长度L_暴露可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约40％-约60％的范围中(例如，介于约45％与约55％之间，或约49％)。此外，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94在气体扩散器58外部的暴露轴向长度L_暴露可以是接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的轴向长度L_远侧的约70％-约90％的范围中(例如，介于约75％与约85％之间，或约79％)。此外，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间、介于约12％与约18％之间，或约16％)。此外，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧的约15％-约35％的范围中(例如，介于约20％与约30％之间，或约25％)。具体地，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在约0.125英寸-约0.188英寸的范围中(例如，介于约0.141英寸与约0.172英寸之间，或约0.159英寸)。此外，相对于中心纵轴109从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧形成的角度α_锥形可以在约1度-约5度的范围中(例如，介于约2度与约4度之间，或约3度)。

因此，通常，在某些实施例中，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的轴向长度L_远侧可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约30％-约70％的范围中(例如，介于约35％与约65％之间、介于约40％与约60％之间，或介于约45％与约55％之间)，并且接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的轴向长度L_近侧可在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约15％-约55％的范围中(例如，介于约20％与约50％之间、介于约25％与约45％之间，或介于约30％与约40％之间)。因此，接触焊嘴56的具有外螺纹的中间部分96的轴向长度L_中间可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约10％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约20％之间，或介于约15％与约20％之间)。此外，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94在气体扩散器58外部的暴露轴向长度L_暴露可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约15％-约60％的范围中(例如，介于约20％与约55％之间、介于约25％与约50％之间，或介于约30％与约45％之间)。此外，当接触焊嘴56安装在气体扩散器58内时，接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94在气体扩散器58外部的暴露轴向长度L_暴露可以在接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的轴向长度L_远侧的约55％-约90％(例如，介于约60％与约85％之间，或介于约65％与约80％之间)。此外，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在接触焊嘴56的总轴向长度L_总的约5％-约25％的范围中(例如，介于约10％与约25％之间，或介于约10％与约20％之间)。此外，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在接触焊嘴56的无螺纹远侧端部部分94的总轴向长度L_远侧的约10％-约45％的范围中(例如，介于约15％与约40％之间，或介于约20％与约35％之间)。具体地，接触焊嘴56的锥形外表面104的轴向长度L_锥形可以在约0.094英寸-约0.188英寸的范围中(例如，介于约0.109英寸与约0.172英寸之间，或者介于约0.125英寸与约0.156英寸之间)。此外，相对于中心纵轴109从近侧端点P_近侧到远侧端点P_远侧形成的角度α_锥形可以介于约1度-约10度的范围中(例如，介于约2度与约8度之间、介于约3度与约7度之间，或介于约4度与约6度之间)。

图21A是图6的接触焊嘴56的另一实施例的横截面侧视图。如图21A所图示，接触焊嘴56基本上类似于图7A所图示的接触焊嘴56。然而，图21A所图示的接触焊嘴56包含多个冷却肋片206，其中冷却肋片206围绕无螺纹的近侧端部部分98从接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98径向延伸。明确地说，在图21A所图示的实施例中，冷却肋片206的共同外径基本上类似于具有外螺纹的中间部分96的基本上恒定的外径，外螺纹60从前述外径开始径向延伸。因此，凹槽208位于冷却肋片206之间以及具有外螺纹的中间部分96与最远侧(例如，前)冷却肋片206之间。如同图7A所图示的接触焊嘴56的实施例，当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，图21A所图示的接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98全部不与气体扩散器58进行物理接触。实际上，同样地，当接触焊嘴56完全安装(例如，螺接)到气体扩散器58中时，接触焊嘴56的外螺纹60以及在外螺纹60的下游(即，远侧)的轴向位置处邻接气体扩散器58的外表面(例如，包含锥形外表面104)是接触焊嘴56与气体扩散器58之间的仅有的物理接触点。冷却肋片206增大接触焊嘴56的“冷却尾部”(即，无螺纹的近侧端部部分98)的对流热传递能力，这是因为冷却肋片206(以及邻近凹槽208)增大了无螺纹的近侧端部部分98的表面积。图21B到图21I图示图21A的接触焊嘴56的各种视图以较好地图示接触焊嘴56的特征。

如上所述，现返回到图6，焊炬内衬118可在第一轴向端部124上适配有内衬止挡126。在某些实施例中，气体扩散器58可在内部被配置成与内衬止挡126相互作用，以使得焊炬内衬118可不邻接接触焊嘴56的近侧轴向端部102、不停留在接触焊嘴56的近侧轴向端部102内，也不与接触焊嘴56的近侧轴向端部102进行任何物理接触。例如，如图6所图示，当被安装在焊炬16中时，接触焊嘴56和内衬止挡126不在物理上相互作用。实际上，在某些实施例中，当被安装在焊炬16中时，接触焊嘴56与内衬止挡126之间的轴向距离可小于约1/8”、小于约1/16”、小于1/32”或更小。然而，在某些实施例中，接触焊嘴56与内衬止挡126各自具有基本上相互类似的外径以使得焊接气体的轴向流动完全不受阻碍，如箭头108所图示。具体来说，接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的外径可基本上类似于内衬止挡126的第二外表面140的外径。

因此，同样地，可较容易进行接触焊嘴56的安装和移除，这是因为焊炬内衬118可不对接触焊嘴56的近侧轴向端部102施加任何轴向力或反转力。在某些实施例中，如本文中所描述，气体扩散器58也可在内部被配置成与内衬止挡126相互作用，以使得焊炬内衬118在焊炬内衬118与接触焊嘴56之间维持较好的同心度。实际上，在某些实施例中，内衬止挡126可与气体扩散器58一体形成。换句话说，如本文中所描述，当内衬止挡126和气体扩散器58整合为单个部件时，内衬止挡126的特征可以是气体扩散器58的一部分。

图8A是图6的气体扩散器58的横截面侧视图。如图示，在某些实施例中，气体扩散器58在气体扩散器58的前轴向端部146处包含锥形内表面106，其中锥形内表面106的内径远离气体扩散器58的前轴向端部146而减小。如本文中所描述，锥形内表面106被配置成在接触焊嘴56安装在气体扩散器58中时与接触焊嘴56的锥形外表面104配合。邻近于锥形内表面106，气体扩散器58包含内螺纹62，其中内螺纹62被配置成与接触焊嘴56的外螺纹60配合以将接触焊嘴56固定在气体扩散器58内。邻近于内螺纹62，气体扩散器58包含第二锥形表面150，其中第二锥形表面150的内径远离气体扩散器58的前轴向端部146而增大，直到到达气体扩散器58的内孔152的一部分为止，内孔152具有基本上恒定的内径，并且气体贯通口64穿过内孔152延伸以有助于焊接气体从鹅颈管46的内部体积67穿过内衬止挡126的一个或更多个口142流入到形成在焊接喷嘴48与接触焊嘴56之间的内部体积72中。如图示，气体扩散器58的内孔132被配置成与内衬止挡126的外表面136配合，并且还包含内部肩部148，其中内部肩部148被配置成:当气体扩散器58在接触焊嘴56和内衬止挡126上方安装到鹅颈管46上(例如，经由配合螺纹65、70而螺接到鹅颈管46上)时，内部肩部148与内衬止挡126的内部肩部138配合以将内衬止挡126相对于气体扩散器58固持在适当位置中。此外，如图示，气体扩散器58包含凹槽88(例如，由气体扩散器58的邻近壁90、92以及外表面86形成，如图4所图示)，其中可压缩构件74可插入到凹槽88中以有助于焊接喷嘴48无螺纹地保持在气体扩散器58上。图8B到图8E图示图8A的气体扩散器58的各种视图以较好地图示气体扩散器58的特征。

图9A是图6的内衬止挡126的横截面侧视图。如图示，在某些实施例中，内衬止挡126包含第一外表面136和外部肩部138，其中外部肩部138被配置成：当气体扩散器58在接触焊嘴56和内衬止挡126之上安装到鹅颈管46上(例如，经由配合螺纹65、70而螺接到鹅颈管46上)时，外部肩部138与气体扩散器58的内孔132(包含内部肩部148)配合以将内衬止挡126相对于气体扩散器58固持在适当位置中。此外，如本文中所描述，在某些实施例中，由于具有大体上匹配(例如，基本上类似于)图7A到图7I所图示的接触焊嘴56的无螺纹的近侧端部部分98的外径的内径，内衬止挡126的第二外表面140有助于焊接气体流过焊炬16。此外，如图示，在某些实施例中，内衬止挡126包含一个或更多个口142，其中口142有助于焊接气体从鹅颈管46的内部体积67流到形成在焊接喷嘴48与接触焊嘴56之间的内部体积72。图9B到图9D图示图9A的内衬止挡126的各种视图以较好地图示内衬止挡126的特征。同样，如本文中所描述，在某些实施例中，图9A的内衬止挡126和图8A的气体扩散器58可组合为单个整合的部件。

如图10所图示，本文所述的焊炬内衬组件122的实施例还包含设置在焊炬缆管42的后轴向端部处的后端连接器152，其中后端连接器152与焊炬内衬组件122的内衬接纳器154适配。在某些实施例中，内衬接纳器154可固定到后端连接器152，并具有内衬接纳器孔156，其中焊炬内衬118的不适配的(后)轴向端部可插入到内衬接纳器孔156中。随着焊炬内衬118被送给到鹅颈管46中，焊炬内衬118的不适配的轴向端部158将进入内衬接纳器孔156并穿过其中。当焊炬内衬118已完全安装到焊炬16中时(即，当内衬止挡126抵接鹅颈管46时)，焊炬内衬118的不适配的轴向端部158将延伸穿过后端连接器152的端部。内衬接纳器154用于将焊炬内衬118与后端连接器152的中心线对准。

在某些实施例中，内衬接纳器154装配有锁紧螺丝160，其中锁紧螺丝160可拧紧在焊炬内衬118上以将焊炬内衬118相对于内衬接纳器154固定在适当位置中。因此，锁紧螺丝160防止焊炬内衬118的不适配的轴向端部158在两个轴向方向上的轴向移动。内衬接纳器孔156被设计成仅略大于穿过内衬接纳器孔156的焊炬内衬118的外径。较小的直径差即使在锁紧螺丝160将径向力施加在焊炬内衬118上时也允许焊炬内衬118在后端连接器152内保持居中。因此，当锁紧螺丝160拧紧在焊炬内衬118上时，焊炬内衬118的不适配的轴向端部158也被认为被“捕获”。换句话说，焊炬内衬118的不适配的轴向端部158不能够缩回到焊炬缆管42中，从后端连接器152移出(即，轴向向前)或相对于后端连接器152径向偏心地就位。从后端连接器152突起的焊炬内衬118的不适配的轴向端部158必须被修整。然而，如同常规内衬设计，不需要进行测量。实际上，当锁紧螺丝160拧紧在焊炬内衬118上时，焊炬内衬118被简单地修整为大致上与内衬接纳器154的端部齐平。如本文中更详细地描述，在其他实施例中，不是使用内衬接纳器154中的锁紧螺丝160，而是使用筒夹或另一特征来将焊炬内衬118捕获在后端连接器152处。

如上所述，后端连接器152用于定位焊炬内衬组件122以使其与将焊丝传递到焊炬16中的驱动辊对准。焊炬内衬组件122充当焊丝到焊炬16中的进入点。理想上，此进入点应尽可能接近驱动辊。焊炬内衬组件122向焊炬内衬118提供可调整的进入点到驱动辊距离。内衬接纳器154具有“通用”突起长度，但由于设计，焊炬内衬118可视需要被调整以进一步突起。一旦焊炬内衬118已被修整为大致上与内衬接纳器154的端部齐平，锁紧螺丝160便可松开，并且通过焊炬缆管42的扭曲，焊炬内衬118将向外延伸。延伸量可通过对焊炬缆管42的操纵和/或对暴露的内衬端部的推/拉来微调。一旦已确定期望长度，那么用户简单地重新拧紧锁紧螺丝160。不需要焊炬内衬118的重新修整。在一些情形下，此过程可在焊炬16经由焊炬缆管42而完全耦接到送丝机14的情况下执行。

此外，如果用户难以将焊炬内衬118修整为大致上与内衬接纳器154的端部齐平，那么锁紧螺丝160可松开，并且焊炬内衬118的突起部分可被推动到内衬接纳器154中，直到齐平为止。锁紧螺丝160可接着重新拧紧，而不需要重新修整。同样，在一些情形下，此过程可在焊炬16经由焊炬缆管42而完全耦接到送丝机14的情况下执行。焊接气体在焊接过程期间存在于后端连接器152内，并且必须不会向外泄漏。因此，如图11所图示，在某些实施例中，内衬接纳器154包含密封焊接气体以使其不会从后端连接器152漏出的密封件162(例如，处于锁紧螺丝160的相对轴向侧上)。

图12是图10和图11的内衬接纳器154和后端连接器152的横截面侧视图。如图示，在某些实施例中，锁紧螺丝160可包含外螺纹164，其中外螺纹164被配置成经由内衬接纳器154而与内螺纹166配合以使锁紧螺丝160能够向下拧入到焊炬内衬118上以将焊炬内衬118牢固地固定在内衬接纳器154内。此外，如图示，在某些实施例中，内衬接纳器154可包含内螺纹168，其中内螺纹168被配置成与后端连接器152上的外螺纹170配合，这使内衬接纳器154能够牢固地固定到后端连接器152。

图10到图12中所图示的内衬接纳器154仅是可用于接纳焊炬内衬118并将焊炬内衬118固定在内衬接纳器154内的一个可能实施例。例如，图13到图16图示内衬接纳器154的另一实施例，其可用于接纳焊炬内衬118并将焊炬内衬118固定在内衬接纳器154内。然而，如图13到图16所图示，内衬接纳器154的此实施例不包含用于将焊炬内衬118固定在内衬接纳器154内的锁紧螺丝160。实际上，如本文中更详细地描述，图13到图16所图示的内衬接纳器154的实施例可改为包含设置在内衬接纳器154(例如，在某些实施例中，内衬接纳器154可以是黄铜帽)内的垫圈172(例如，在某些实施例中，橡胶垫圈)。因此，内衬接纳器154和垫圈172可共同地充当可安装在后端连接器152(例如，在某些实施例中，后端连接器152可由黄铜构成，并且被称为黄铜销)上方的“帽组件”，如图14所图示。

随着帽组件(即，内衬接纳器154和垫圈172)安装到(例如，经由内衬接纳器154的配合内螺纹168以及后端连接器152的外螺纹170而螺接到)销(即，后端连接器152)上，焊炬内衬118的不适配的端部158穿过内衬接纳器154的孔156。如图15所图示，随着帽组件螺接到销上，垫圈172的锥形外轴向端面174最终接触销的配合的锥形内轴向端面176。随着帽组件进一步螺接到销上，垫圈172开始在轴向上(例如，在销的锥形轴向端面176与内衬接纳器154的径向延伸的正交内壁180之间)并在径向上(例如，经由配合的锥形轴向端面174、176的相互作用)压缩，因此减小垫圈172的内径，如箭头178所图示。此减小的内径导致垫圈172夹紧焊炬内衬118，这防止焊炬内衬118相对于垫圈172(以及因此，相对于帽组件)的轴向移动。此外，垫圈172的减小的内径在焊炬内衬118的外径与垫圈172的内径之间提供密封，这会防止焊接气体穿过内衬接纳器154的孔156泄漏出。类似地，在垫圈172与销的锥形轴向端面176之间的界面处产生气体密封，这会防止焊接气体穿过内衬接纳器154与销的配合螺纹168、170之间的螺纹连接而泄漏。

图17到图20图示内衬接纳器154的又一实施例，其可用于接纳焊炬内衬118并将焊炬内衬118固定在内衬接纳器154内。然而，在图17到图20所图示的实施例中，内衬接纳器154可改为包含设置在内衬接纳器154(例如，同样，在某些实施例中，内衬接纳器154可以是黄铜帽)内的垫圈182(例如，在某些实施例中，扁平橡胶垫圈)以及筒夹184(例如，在某些实施例中，塑料筒夹)。因此，内衬接纳器154、垫圈182和筒夹184可共同地充当可安装在后端连接器152(例如，同样，在某些实施例中，后端连接器152可由黄铜构成，并且被称为黄铜销)上的帽组件，如图17和图18所图示。

同样，随着帽组件(即，内衬接纳器154、垫圈182和筒夹184)被安装到(例如，经由内衬接纳器154的配合的内螺纹168以及后端连接器152的外螺纹170而螺接到)销(即，后端连接器152)上，焊炬内衬118的不适配的端部158穿过内衬接纳器154的孔156。如图19所图示，随着帽组件被螺接到销上，筒夹184的外锥形表面186最终接触销的轴向端面188。随着帽组件进一步螺接到销上，垫圈筒夹184开始在轴向上(例如，在销的轴向端面188与垫圈182之间)并在径向上(例如，经由筒夹184的外锥形表面186与销的轴向端面188之间的相互作用)压缩，因此减小垫圈筒夹184的内径，如箭头190所图示。此减小的直径导致筒夹184夹紧焊炬内衬118，这防止焊炬内衬118相对于筒夹184(以及因此，相对于帽组件)的轴向移动。

在所图示的实施例中，垫圈182具有略小于焊炬内衬118的外径的内径，以使得垫圈182形成对焊炬内衬118的密封以防止焊接气体从焊炬16的内部泄漏。此外，如图示，在某些实施例中，O形环192可在销的螺纹170的结束处设置在销的外周向凹槽194中。明确地说，O形环192设置在与销的轴向端面188相对的螺纹结束处的外周向凹槽194中。随着帽组件完全螺接到销上，内衬接纳器154的轴向端面196与O形环192相互作用，并将O形环192稍微压缩以形成气体密封，因此防止焊接气体穿过内衬接纳器154与销的配合螺纹168、170之间的螺纹连接而泄漏。应注意，在某些实施例中，筒夹184可包含邻近于外锥形表面186的正交外部肩部198，正交外部肩部198可与内衬接纳器154的配合的内部肩部200相互作用，其中内部肩部200邻近于内衬接纳器154的内螺纹168，并且使得配合肩部198、200确保筒夹184(以及垫圈182)始终保持在内衬接纳器154内。

图20图示筒夹184自身的立体图。如图示，在某些实施例中，筒夹184可包含附接到同一圆柱形轴向端部部分204的多个独立区段202(例如，在所图示的实施例中，四个区段)。应了解，筒夹184的多个独立区段202经由与销的轴向端面188的相互作用而至少部分实现筒夹184的压缩，如关于图19所描述。

概括地说，焊炬内衬118形成长管状截面，其中焊丝可行进穿过所述长管状截面。本文所述的焊炬内衬组件122可经由焊炬16的鹅颈管46而安装到焊炬16中。焊炬内衬118的前轴向端部124装配有内衬止挡126，其中内衬止挡126具有大于鹅颈管46的前轴向端部128的外径。内衬止挡126用于限制焊炬内衬组件122可插入到鹅颈管46中多深。额外益处在于气体扩散器58还限制焊炬内衬组件122的轴向移动(例如，限制朝向焊炬16的前轴向端部的返回)，这是因为气体扩散器58在安装在焊炬16中时保持在固定位置中。因此，内衬止挡126无法朝向焊炬16的前轴向端部移动。此外，气体扩散器58用于将焊炬内衬组件122与接触焊嘴56径向对准(例如，居中对准)。

此外，本公开的实施例包含独立内衬接纳器154，其中内衬接纳器154并未附加到焊炬内衬组件122，而是可以可移除地附加到(例如，螺接到)焊炬16的后端连接器152。焊炬内衬组件122在一个轴向端部处装配有内衬止挡126，而相对的轴向端部是“裸露”的或装配有覆盖管状区段的一部分的“收缩管”。内衬接纳器154包含孔156，其中当焊炬内衬118穿过焊炬16的鹅颈管46安装时焊炬内衬118的此轴向端部可穿过孔156。在某些实施例中，内衬接纳器154包含锁紧螺丝160，其中锁紧螺丝160可被拧紧以将焊炬内衬组件122固定在内衬接纳器154内。在其他实施例中，内衬接纳器154包含垫圈172，其中垫圈172可用于将焊炬内衬组件固定在内衬接纳器154内。在又一些其他实施例中，内衬接纳器154包含筒夹184，其中筒夹184可用于将焊炬内衬组件固定在内衬接纳器154内。

内衬接纳器154因此用于防止焊炬内衬组件122在焊炬16的后端连接器152内的轴向移动。内衬接纳器154进一步用于将焊炬内衬组件122在焊炬16的后端连接器152内轴向对准。

如本文中所描述，本文所述的前装载式捕获端部/捕获端部实施例消除或至少减少了一些问题，这些问题牵涉到鹅颈管处的内衬修整、鹅颈管处的内衬缩回、内衬与接触焊嘴的不对准、气体扩散器移除(例如，当将锁紧螺丝用于气体扩散器中时)、拧紧/拧松位于气体扩散器中的锁紧螺丝、确定前装载式内衬是否完全就位于接纳器中、后端连接器处的内衬缩回、接纳器处的内衬修整、焊丝进入点到驱动辊距离等。所公开的实施例还包含接触焊嘴56，其中接触焊嘴56通过经由对流来帮助冷却接触焊嘴56而延长焊嘴寿命。此外，接触焊嘴56暴露于焊接电弧的表面区域的量被最小化以减少从焊接电弧输入的辐射热并因此也延长焊嘴寿命。此外，所公开的实施例示出相比常规系统改进的喷嘴保持。喷嘴保持表面上的磨损较少，而随着时间流逝维持了保持性能。

如本文中所使用，当引用某些特性值时，术语“约”、“实质上类似”和“实质上恒定”可被解释为表示具有取决于制造容差在所述的值(或相当的特性)的2％内、1％内或0.5％或更小的值的特性。

虽然仅在本文中说明和描述本主题的某些特征，但对于本领域的技术人员来说，将清楚许多修改和改变。因此，应理解，随附权利要求书希望涵盖落入本公开的真实精神内的所有这些修改和改变。

Claims (20)

1.一种焊接接触焊嘴，包括：

具有所述焊接接触焊嘴的内孔的焊丝出口的第一轴向端部部分；

邻近于所述第一轴向端部部分的带螺纹的中间部分，其中所述带螺纹的中间部分包括外螺纹；以及

邻近于所述带螺纹的中间部分的第二轴向端部部分；

其中所述第一轴向端部部分包括邻近于所述带螺纹的中间部分。

2.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述带螺纹的中间部分的所述外螺纹直接邻近于所述第一轴向端部部分。

3.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述带螺纹的中间部分的所述外螺纹与所述第一轴向端部部分间隔开。

4.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述锥形外表面的轴向长度介于所述焊接接触焊嘴的总轴向长度的约5％与约25％之间。

5.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述锥形外表面的轴向长度介于所述第一轴向端部部分的轴向长度的约10％与约45％之间。

6.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述锥形外表面相对于所述焊接接触焊嘴的纵轴的角度介于1度到10度之间。

7.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述锥形外表面是基本上线性变化的。

8.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述锥形外表面包括凸状弯曲外表面、凹状弯曲外表面、阶梯线性外表面、阶梯弯曲外表面或其某一组合。

9.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述锥形外表面邻近于所述第一轴向端部部分与所述带螺纹的中间部分之间的肩部。

10.根据权利要求1所述的焊接接触焊嘴，其中所述第二轴向端部部分包括邻近于所述带螺纹的中间部分的第一部分以及邻近于所述第一部分的第二部分，其中所述第二部分的外径实质上大于所述第一部分的外径，并且其中所述第二部分的内径实质上大于所述第一部分的内径与所述焊接接触焊嘴的所述内孔的内径两者。

11.一种系统，包括：

焊接接触焊嘴，包括具有所述焊接接触焊嘴的内孔的焊丝出口的第一轴向端部部分、邻近于所述第一轴向端部部分的带螺纹的中间部分以及邻近于所述带螺纹的中间部分的第二轴向端部部分，其中所述带螺纹的中间部分包括外螺纹；以及

气体扩散器，包括被配置成与所述焊接接触焊嘴的所述带螺纹的中间部分的所述外螺纹配合的内螺纹，其中当所述焊接接触焊嘴完全螺接到所述气体扩散器中时，所述气体扩散器不接触所述焊接接触焊嘴的所述第二轴向端部部分。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述焊接接触焊嘴的所述第一轴向端部部分的轴向长度介于所述焊接接触焊嘴的总轴向长度的约30％与约70％之间。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述焊接接触焊嘴的所述第二轴向端部部分的轴向长度介于所述焊接接触焊嘴的总轴向长度的约15％与约55％之间。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述焊接接触焊嘴的所述第一轴向端部部分包括邻近于所述带螺纹的中间部分并被配置成抵接于所述气体扩散器的配合的锥形内表面的锥形外表面。

15.根据权利要求11所述的系统，其中所述焊接接触焊嘴的暴露表面的轴向长度在所述焊接接触焊嘴完全螺接到所述气体扩散器中时介于所述焊接接触焊嘴的总轴向长度的约15％与约60％之间。

16.根据权利要求11所述的系统，其中所述焊接接触焊嘴的所述第二轴向端部部分包括多个冷却肋片，每一冷却肋片围绕所述第二轴向端部部分的周界从所述第二轴向端部部分径向延伸。

17.一种焊炬组件，包括：

气体扩散器，所述气体扩散器包括外部周向凹槽，所述外部周向凹槽包括具有第一壁和第二壁的外表面，所述第一壁和第二壁从所述外表面的相对的第一轴向侧和第二轴向侧径向向外延伸；

喷嘴，所述喷嘴包括内部周向肋，所述内部周向肋包括锥形内表面；以及

可压缩构件，所述可压缩构件被设置在所述气体扩散器的所述外部周向凹槽和所述喷嘴的所述内部周向肋之内。

18.根据权利要求17所述的焊炬组件，其中所述可压缩构件配置成在所述喷嘴的所述内部周向肋的所述锥形内表面和所述气体扩散器的所述外部周向凹槽的所述第一壁之间轴向压缩。

19.根据权利要求17所述的焊炬组件，其中所述可压缩构件配置成在所述喷嘴的所述内部周向肋的所述锥形内表面和所述气体扩散器的所述外部周向凹槽的所述外表面之间径向压缩。

20.根据权利要求17所述的焊炬组件，其中所述可压缩部件、所述喷嘴的所述内部周向肋的所述锥形内表面和所述气体扩散器的外部周向凹槽之间的相互作用产生轴向保持力，所述轴向保持力至少部分地将所述喷嘴相对于所述气体扩散器保持就位。

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