CN111761179A - 一种多通道气流压缩tig-mig复合焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多通道气流压缩TIG‑MIG复合焊枪，其特征在于：包括夹持装置、TIG焊枪、MIG焊枪、中间气管、侧气管，所述夹持装置上对称设有TIG焊枪、MIG焊枪，夹持装置的中间设有多个中间气管，夹持装置上位于TIG焊枪的外侧、MIG焊枪的外侧分别设有侧气管。本发明将TIG焊枪、MIG焊枪夹持固定，并保持一定的角度，夹持装置上安装有多个气管，作为气流喷出通道，用于定向输出压缩气体和保护气体，通过聚焦气流的方法对电弧进行径向压缩，在焊接过程中实现对TIG‑MIG复合电弧的定向压缩，使在焊接过程中电极与母材金属相互作用所产生的电弧自身所具有的能量密度大大增加，同时也使得电弧对母材金属的熔透能力有所提高。

Description

一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪。

背景技术

熔化极惰性气体保护焊(也就是俗称的MIG电弧焊)以及钨极惰性气体保护焊(也就是俗称的TIG电弧焊)是在整个焊接工艺发展史中，应用范围最为广泛的两种焊接工艺方法，其中，TIG电弧焊，学术命名为非熔化极惰性气体保护焊。通常是将钨单质或者是含有钨元素的合金来作为电极填充材料，然后将惰性气体作为保护气体，通过电极材料和母材金属之间相互作用，从而产生放电电弧，利用电弧形成过程中所产生的热量来将母材金属或者工件进行熔化，同时将焊丝进行填充；MIG电弧焊，学名被称为熔化极惰性气体保护焊。指的是在焊接过程进行中，通过使用可以发生熔化的焊丝作为电极，在焊丝被连续送进的情况下，与被焊接的工件之间发生相互作用，从而产生了电弧放电的现象，作为焊接过程中的热源来熔化焊丝以及母材金属或者工件。两者都具有各自的优点，对于钨极氩弧焊(TIG电弧焊)来说，整个焊接过程是在惰性气体(纯氩气)保护氛围中进行得，在焊接进行时钨极电极并不会发生熔化，而且整个焊接过程很少或者几乎没有飞溅等的产生，焊接过程结束以后得到的整个焊缝外形美观，质量较高、性能较好。但是TIG电弧焊焊接工艺也存在着自身的局限性，主要表现为在整个焊接过程进行时，焊接速度受到了一定的限制，整体的焊接生产效率并不高。对于熔化极惰性气体保护焊(MIG电弧焊)来说，整个焊接过程也在惰性气体(主要是纯氩气)的保护氛围中进行，通过焊接过程里电流所产生的电阻热以及电极与母材金属相互作用所产生的电弧放电现象产生的热量一起，将焊接时所用到的焊丝电极进行熔化，整个焊接过程生产效率远比钨极氩弧焊的生产效率高。但其自身也有一定的局限性，整个焊接过程进行中，往往会由于阴极斑点不稳定的现象，使母材金属或者工件在焊接过程中容易产生飞溅。为了可以使焊缝的性能进一步地提高，人们经过了长时间地研究和实验以后，最终提出了将两者复合在一起，称为TIG-MIG复合热源焊接，将原本两个焊接工方法自身所具有的优点结合起来。

目前，TIG-MIG复合热源焊接在具有极大优势的条件下，同时也具有着一定的局限性。在通常使用的TIG-MIG复合焊接过程中，为了确保焊接过程中钨极的温度得到有效地降低，需要对TIG电弧焊采用直流正接；然而对于MIG电弧焊来说，为了大幅提高焊接过程的熔敷效率，需要对MIG电弧焊采用直流反接。这就会导致焊接过程中出现下面两个方面的问题：首先，由于一个采用的是直流正接，而另一个采用的是直流反接，因此在焊接过程中两者各自与母材金属相互作用所产生的电弧之间会出现异磁互斥的现象，从而导致两个电弧之间的距离增大，使电弧的热-力作用产生了不同程度的分散，最终会导致在焊接过程中所产生的电弧对母材金属的熔透能力大大降低；其次，在两者共同对母材金属进行焊接时，MIG焊的焊丝电极与TIG焊的钨极电极之间会产生相应的丝极间电流，如果在焊接过程中TIG焊与MIG焊所采用的电流之间的差距相对较大时，便会产生电弧失稳的现象，最终则会导致焊接过程的稳定性大打折扣。这些焊接过程中存在的问题，经常会使常规TIG-MIG复合焊在许多工程应用方面受到约束。

为了解决常规TIG-MIG复合焊在焊接过程中所遇到的各种阻力，也采用了各种各样地措施，例如在焊接过程中将焊丝电极与钨极电极之间的距离减小，同时减小两者之间采用的电流之间的差距的方法，这一措施确实可以使焊接过程中两者产生的复合电弧的根部的电流密度得到了一定地提高，也一定程度上使焊丝电极与钨极电极之间的电流通量得到了抑制，使产生的复合电弧的对母材金属的熔透能力以及稳定成形能力得到了很大程度上的提高。但是采用这种措施也产生了其他的问题，由于缩小了焊丝与钨极之间的距离，使得由MIG焊与母材金属之间产生的电弧所释放出来的热量对于钨极电极的烧损破坏急剧增加，最终导致了生产效率地降低；同时缩小两者采用的电流之间的差距也使得复合电弧的对于焊接过程中质-热-力相互传递的能力的调整范围也受到了很大地限制，最终导致了对于焊接过程结束以后形成的焊缝的成形能力的控制精度大大降低。因此，关于怎样才可以对TIG-MIG复合电弧根部的电流密度的分布以及焊丝与钨极之间的距离的电流密度的分布进行针对性地调整控制，使复合电弧所具有的热-力热特性得到相应的改善，从而使复合电弧对母材金属的熔透能力得到提高，并且使稳定成形工艺参数的窗口得到一定的拓展，成为了当下亟待解决的关键性的问题。

发明内容

为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，包括夹持装置、TIG焊枪、MIG焊枪、中间气管、侧气管，所述夹持装置上对称设有TIG焊枪、MIG焊枪，夹持装置的中间设有多个中间气管，夹持装置上位于TIG焊枪的外侧、MIG焊枪的外侧分别设有侧气管。

具体地，所述夹持装置的两侧对称开设有焊枪固定孔，其中一个焊枪固定孔安装TIG焊枪，另一个焊枪固定孔内固定安装MIG焊枪，所述夹持装置上位于焊枪固定孔的外侧开设有侧固定孔，侧固定孔内固定安装有侧气管，所述夹持装置的中间均匀开设有多个中间固定孔，中间固定孔内安装有中间气管，中间气管与侧气管的出口端均指向对应焊枪的导电嘴处。

具体地，两个所述焊枪固定孔的轴线间夹角为锐角。

具体地，所述中间固定孔设有三个。

具体地，所述焊枪固定孔、侧固定孔的轴线在同一个平面A内，中间固定孔的轴线在同一个平面B内，平面A与平面B为同一个平面。

具体地，所述焊枪固定孔、侧固定孔的轴线在同一个平面A内，中间固定孔的轴线在同一个平面B内，平面B与焊枪固定孔所在的平面相互垂直。

具体地，所述TIG焊枪的采用铬锆铜导电嘴，长度为30mm，导电嘴贯穿轴线方向开设有导丝孔，导电嘴的前端开设三个缝隙，沿导电嘴轴线方向设置。

具体地，所述导丝孔设为2.0mm，缝隙的宽度为1mm的缝隙，三条缝隙的形状呈“Y”字形，即其中两条缝隙的夹角角度为80°，两条缝隙与另外一条缝隙二的角度为140°。

具体地，所述喷嘴采用圆柱形，在喷嘴的侧面开设多个直径为3mm的气孔。

具体地，所述侧气管、中间气管的外部直径为2.5mm，壁厚为0.5mm，内部直径为1.5mm，侧气管、中间气管所使用的材料为紫铜。

具体地，还包括保护壳，所述保护壳固定安装在夹持装置上，罩在侧气管、中间气管、TIG焊枪、MIG焊枪的外部，保护壳的形状包括两个扇形板，两个扇形板两侧之间固定设有侧面板，扇形板的侧边夹角与两个焊枪固定孔的轴线间夹角相同。

具体地，所述夹持装置采用紫铜材质，焊枪固定孔的轴线间夹角为采用30°或45°或60°。

具体地，所述夹持装置的两侧设为两个对称的侧翼，侧翼与夹持装置之间呈一定夹角，焊枪固定孔开设在侧翼上，侧翼的侧边与焊枪固定孔的轴线相互平行。

本发明具有以下有益效果：本发明设计了一种夹持装置，可以将TIG焊枪、MIG焊枪夹持固定，并保持一定的角度，夹持装置上安装有多个气管，作为气流喷出通道，用于定向输出压缩气体和保护气体，通过采用聚焦气流的方法对电弧进行径向压缩的能力，在采用复合热源焊接工艺时，实现在焊接过程中对所形成的复合电弧进行定向压缩，使在焊接过程中电极与母材金属相互作用所产生的电弧自身所具有的能量密度大大增加，同时也使得电弧对母材金属的熔透能力有所提高，具有了一个更加稳定的电弧成形能力，保护壳能够使整个过程处于惰性气体的保护氛围中。

附图说明

图1为现有技术中焊接过程中TIG-MIG复合电弧示意图。

图2为本发明的多通道气流对TIG-MIG复合电弧的压缩效果示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的俯视图。

图5为本发明的夹持装置的结构示意图。

图6为本发明的夹持装置的A-A向剖视图。

图7为本发明的夹持装置的侧视图。

图8为本发明的保护壳的结构示意图。

图9为本发明的保护壳的俯视图。

图10为本发明的保护壳的B-B向剖视图。

图11为本发明的导电嘴的俯视图。

图12为本发明的导电嘴的C向剖视图。

图13为本发明的导电嘴的侧视图。

图14为本发明的气嘴的结构示意图。

图15为本发明的气嘴俯视图。

图16为本发明的气嘴的D向剖视图。

图17为本发明的侧固定孔的轴线间夹角为45°时结构示意图。

图18为本发明的侧固定孔的轴线间夹角为30°时结构示意图。

图19为本发明的另一实施例的夹持装置的俯视图。

图中1TIG焊枪，2MIG焊枪，3夹持装置，301侧翼，302焊枪固定孔，303侧固定孔，304中间固定孔，4中间气管，5侧气管，6喷嘴，601气孔，7导电嘴，701导丝孔，702螺纹段，703缝隙，8钨极电极，9焊丝电极，10保护壳，11保护气流，12电流线，13压缩气流，14工件。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图2至图19所示的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，包括夹持装置3、TIG焊枪1、MIG焊枪2、中间气管、侧气管，所述夹持装置3的两侧对称开设有焊枪固定孔302，其中一个焊枪固定孔302安装TIG焊枪1，另一个焊枪固定孔302内固定安装MIG焊枪2，所述夹持装置3上位于焊枪固定孔302的外侧开设有侧固定孔303，侧固定孔303内固定安装有侧气管5，所述夹持装置3的中间均匀开设有多个中间固定孔304，中间固定孔304内安装有中间气管4，中间气管4与侧气管5的出口端均指向对应焊枪的导电嘴处，中间气管4内和侧气管5内通入压缩氩气，喷嘴6内通入保护气体，如图2所示。

具体地，两个所述焊枪固定孔302的轴线间夹角为锐角。

具体地，所述中间固定孔304设有三个。

具体地，所述焊枪固定孔302、侧固定孔303的轴线在同一个平面A内，如图4、5、6所示，中间固定孔304的轴线在同一个平面B内，平面A与平面B为同一个平面。

具体地，焊枪固定孔302、侧固定孔303的轴线在同一个平面A内，所述中间固定孔304的轴线在同一个平面B内，平面B与焊枪固定孔所在的平面相互垂直，平面B位于如图19所示。

具体地，如图11、12、13所示，所述TIG焊枪1的导电嘴7设计成近似于MIG焊枪2的导电嘴结构，因此为了可以钨极电极8更好地发挥作用，我们对导电嘴7进行了一些结构上的处理，采用铬锆铜导电嘴，长度为30mm，将其贯穿轴线方向的导丝孔701直径加工成2.0mm的贯穿孔，导丝孔701设为2.0mm是为了可以使TIG焊枪1夹持钨极电极8，选取了北坞灰头2.0的材料作为TIG焊枪1的钨极电极8，导电嘴7前端部分(远离螺纹段702的一端)通过采用一定的切割工艺方法，切开了三个宽度为1mm的缝隙703，沿导电嘴7轴线方向的高度为8mm，三条缝隙703的形状呈“Y”字形，即其中两条缝隙一的夹角角度为80°，两条缝隙一与另外一条缝隙二的角度为140°，这样做是为了避开导电嘴7上部支撑部分，这样修改的目的是将直径2.4mm的钨极电极8插入孔径2.0mm的导电嘴时，可以产生一定的变形，以夹紧钨极电极8；

MIG焊枪的导电嘴沿用现有技术中的结构，不进行改变，MIG焊枪的导电嘴导丝孔孔径1.2mm。

具体地，所述TIG焊枪、MIG焊枪的喷嘴6采用圆柱形，在喷嘴6的侧面开设多个直径为3mm的气孔601，作为气流喷出通道，使整个过程处于惰性气体的保护氛围中。

具体地，所述侧气管5、中间气管4的规格为2.5*0.5，侧气管5、中间气管4的外部直径为2.5mm，壁厚为0.5mm，内部直径为1.5mm，侧气管5、中间气管4所使用的材料为紫铜，之所以将气管的制作原料选为紫铜，是因为紫铜本身就具有着优良的性能。

具体地，还包括保护壳10，所述保护壳10固定安装在夹持装置3上，罩在侧气管5、中间气管4、TIG焊枪1、MIG焊枪2的外部，保护壳10的形状包括两个扇形板1001，两个扇形板1001两侧之间固定设有侧面板1002，扇形板1001的侧边夹角与两个焊枪固定孔302的轴线间夹角相同，如图8、9、10所示，保护壳的壁厚为2mm，所使用的材料为纯铜，之所以选择纯铜，也是因为纯铜本身所具有的较高的硬度、耐腐蚀性较强、可以在温度较高的环境下使用等特性。

具体地，所述夹持装置采用紫铜材质，焊枪固定孔的轴线间夹角为采用30°或45°或60°，如图18、19所示。

具体地，所述夹持装置3的两侧设为两个对称的侧翼301，侧翼301与夹持装置3之间呈一定夹角，焊枪固定孔302开设在侧翼301上，侧翼301的侧边与焊枪固定孔302的轴线相互平行，使夹持装置3更加小巧、轻便，夹持装置3最重要的是保证两把焊枪中的焊丝电极9和钨极电极8可以很好的进行相互作用，从而提高整个焊接生产过程的效率，在TIG焊枪1、MIG焊枪2被夹持装置3加紧以后，焊丝电极9与钨极电极8之间的距离为5-6mm，所述夹持装置3的下边缘外周开设有凹槽，用于装配保护壳10，保护壳10的上端口做成与夹持装置凹槽相配合的形状。

本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：包括夹持装置、TIG焊枪、MIG焊枪、中间气管、侧气管，所述夹持装置上对称设有TIG焊枪、MIG焊枪，夹持装置的中间设有多个中间气管，夹持装置上位于TIG焊枪的外侧、MIG焊枪的外侧分别设有侧气管。

2.根据权利要求1所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述夹持装置的两侧对称开设有焊枪固定孔，其中一个焊枪固定孔安装TIG焊枪，另一个焊枪固定孔内固定安装MIG焊枪，所述夹持装置上位于焊枪固定孔的外侧开设有侧固定孔，侧固定孔内固定安装有侧气管，所述夹持装置的中间均匀开设有多个中间固定孔，中间固定孔内安装有中间气管，中间气管与侧气管的出口端均指向对应焊枪的导电嘴处。

3.根据权利要求2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：两个所述焊枪固定孔的轴线间夹角为锐角。

4.根据权利要求2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述中间固定孔、焊枪固定孔、侧固定孔的轴线在同一个平面内。

5.根据权利要求1或2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述TIG焊枪的采用铬锆铜导电嘴，长度为30mm，导电嘴贯穿轴线方向开设有导丝孔，导电嘴的前端开设三个缝隙，沿导电嘴轴线方向设置。

6.根据权利要求6所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述导丝孔设为2.0mm，缝隙的宽度为1mm的缝隙，三条缝隙的形状呈“Y”字形，即其中两条缝隙的夹角角度为80°，两条缝隙与另外一条缝隙二的角度为140°。

7.根据权利要求1或2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述喷嘴采用圆柱形，在喷嘴的侧面开设多个直径为3mm的气孔。

8.根据权利要求1或2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：还包括保护壳，所述保护壳固定安装在夹持装置上，罩在侧气管、中间气管、TIG焊枪、MIG焊枪的外部，保护壳的形状包括两个扇形板，两个扇形板两侧之间固定设有侧面板，扇形板的侧边夹角与两个焊枪固定孔的轴线间夹角相同。

9.根据权利要求2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述夹持装置采用紫铜材质，焊枪固定孔的轴线间夹角为采用30°或45°或60°。

10.根据权利要求1或2所述的一种多通道气流压缩TIG-MIG复合焊枪，其特征在于：所述夹持装置的两侧设为两个对称的侧翼，侧翼与夹持装置之间呈一定夹角，焊枪固定孔开设在侧翼上，侧翼的侧边与焊枪固定孔的轴线相互平行。

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