CN112872562A - 一种窄间隙焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窄间隙焊枪，该窄间隙焊枪包括偏心导电嘴、导电杆、往复摆动轴、一次进气机构和二次进气机构，偏心导电嘴通过导电杆与往复摆动轴连接；一次进气机构包括一次进气座和分别设于偏心导电嘴两侧的两组吹气管，吹气管的上端与一次进气座连接，吹气管可在焊接时深入坡口内，吹气管的下端设有一次吹气口，进入一次进气座的保护气可由一次吹气口吹至偏心导电嘴两侧；二次进气机构包括二次进气座和保护罩，保护罩设于偏心导电嘴上方，二次进气座的底部设有二次吹气口，进入二次进气座的保护气可由二次吹气口进入保护罩内。本发明窄间隙焊枪能稳定的送丝、送气，保护效果好，特别适用于绞股焊丝摆动和非摆动电弧焊接。

Description

一种窄间隙焊枪

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种窄间隙焊枪。

背景技术

窄间隙焊接主要用于厚壁结构的焊接，焊接位置开设小角度坡口或者不开坡口，这样不只减少了焊接材料消耗，还大大提高了焊接效率。同时窄间隙焊接热输入低，热影响区较窄，焊接变形小，焊接接头性能优异。然而，对于窄间隙焊接如果采用普通焊枪，则会出现保护罩尺寸太大无法达到坡口底部的问题，无法对焊接电弧和熔池进行有效保护。目前，使用普通单根焊丝的各类窄间隙有波纹焊丝电弧摆动技术、焊接电极钟摆技术、焊接电极平摆技术、焊接电极摇动技术等，但是这些技术都对设备控制精度和坡口加工要求极高，同时现有的窄间隙焊接受导电嘴弯折的影响无法进一步的缩小间隙。目前对于绞股焊丝窄间隙焊接普遍采用非摆动形式，仅仅利用绞股焊丝的旋转电弧优势来实现侧壁融化，这种方式对电弧的居中要求很高，焊接过程中经常出现侧壁未融合现象，特别对于间隙较大的情况下，焊接效果不太理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、效果好、可用于绞股焊丝摆动电弧焊接的窄间隙焊枪。

为了解决上述问题，本发明提供了一种窄间隙焊枪，其包括偏心导电嘴、导电杆和往复摆动轴，所述偏心导电嘴通过所述导电杆与往复摆动轴连接；

一次进气机构，包括一次进气座和分别设于所述偏心导电嘴两侧的两组吹气管，所述吹气管的上端与所述一次进气座连接，所述吹气管可在焊接时深入坡口内，所述吹气管的下端设有一次吹气口，进入所述一次进气座的保护气可由所述一次吹气口吹至所述偏心导电嘴两侧；

二次进气机构，包括二次进气座和保护罩，所述保护罩设于所述偏心导电嘴上方，所述二次进气座的底部设有二次吹气口，进入所述二次进气座的保护气可由所述二次吹气口进入所述保护罩内。

作为本发明的进一步改进，每组所述吹气管均包括内侧吹气管和外侧吹气管，所述内侧吹气管和外侧吹气管可在焊接时深入坡口内。

作为本发明的进一步改进，所述内侧吹气管的末端切口朝向内侧，所述外侧吹气管的末端切口朝向外侧。

作为本发明的进一步改进，所述内侧吹气管的末端高度高于所述外侧吹气管的末端高度。

作为本发明的进一步改进，所述一次进气座内设有一次静压空腔，进入所述一次进气座的保护气可由所述一次静压空腔进入所述内侧吹气管和外侧吹气管。

作为本发明的进一步改进，所述导电杆和吹气管从上至下穿设于所述二次进气座和保护罩，所述导电杆、吹气管均与所述二次进气座滑动连接，所述二次进气机构还包括调节组件，所述调节组件可调节所述二次进气座的高度，进而调节所述保护罩到焊缝表面的距离。

作为本发明的进一步改进，所述二次进气机构还包括进气夹块，所述二次进气座通过所述进气夹块与调节组件连接，所述进气夹块内设有二次进气道，所述二次进气道与二次进气座之间形成与所述二次吹气口连通的二次静压空腔。

作为本发明的进一步改进，所述进气夹块上端设有绝缘盖板，所述导电杆和吹气管从上至下穿设于所述绝缘盖板。

作为本发明的进一步改进，所述导电杆上设有冷却块，所述冷却块内设有冷却水流道。

作为本发明的进一步改进，所述一次进气座和二次进气座上均设有冷却水流道。

本发明的有益效果：

本发明窄间隙焊枪既可用于绞股焊丝摆动电弧焊接，也可用于普通焊丝摆动电弧焊接，特别相比于现有的绞股焊丝窄间隙单纯依靠其焊丝旋转电弧优势实现侧边融合，本发明增加了电弧往复摆动功能，极大地提高了侧壁融合的可靠性。

本发明提供的偏心导电嘴可以最大限度的减小窄间隙坡口根部间隙，同时增加了窄间隙坡口的根部间隙容许范围，可用于单层单道，也可用于单层多道焊接。

本发明一次进气和二次进气相结合的进气保护方式，能够很好地解决窄间隙深坡口内的电弧和熔池保护，避免了外部气体卷入，保证优异的焊接质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明优选实施例中窄间隙焊枪的正视图；

图2是本发明优选实施例中窄间隙焊枪的侧视图；

图3是本发明优选实施例中窄间隙焊枪的剖面图；

图4是本发明优选实施例中二次进气座的结构示意图；

图5是本发明优选实施例中二次进气机构的剖面图；

图6是本发明优选实施例中二次进气机构的结构分解示意图。

标记说明：10、偏心导电嘴；20、导电杆；30、往复摆动轴；41、一次进气座；42、内侧吹气管；43、外侧吹气管；44、一次静压空腔；51、二次进气座；511、二次吹气口；52、保护罩；53、进气夹块；531、排气孔；54、二次静压空腔；55、绝缘盖板；60、冷却水流道；70、冷却块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1-3所示，为本发明优选实施例中的窄间隙焊枪，该窄间隙焊枪包括偏心导电嘴10、导电杆20、往复摆动轴30、一次进气机构和二次进气机构，所述偏心导电嘴10通过所述导电杆20与往复摆动轴30连接。所述往复摆动轴30可在外力驱动下绕中心往复转动，摆动轴30中间有贯通孔供焊丝和送丝管通过。

一次进气机构包括一次进气座41和分别设于所述偏心导电嘴10两侧的两组吹气管，所述吹气管的上端与所述一次进气座41连接，所述吹气管可在焊接时深入坡口内，所述吹气管的下端设有一次吹气口，进入所述一次进气座41的保护气可由所述一次吹气口吹至所述偏心导电嘴10两侧，直接保护电弧和熔池，用于窄间隙内部的焊接气体保护。

二次进气机构包括二次进气座51和保护罩52，所述保护罩52设于所述偏心导电嘴10上方，所述二次进气座51的底部设有二次吹气口511，如图4所示，进入所述二次进气座51的保护气可由所述二次吹气口511进入所述保护罩52内，用于对表面几层焊道进行保护。

在一些实施例中，每组所述吹气管均包括内侧吹气管42和外侧吹气管43，所述内侧吹气管42和外侧吹气管43可在焊接时深入坡口内。

可选的，所述内侧吹气管42的末端切口朝向内侧，用于保护中间电弧和熔池，所述外侧吹气管43的末端切口朝向外侧，用于防止外侧空气卷入并保护已焊高温焊缝表面避免氧化。

可选的，所述内侧吹气管42的末端高度高于所述外侧吹气管43的末端高度，可以避免焊接飞溅造成内侧吹气管42出口堵塞。

在一些实施例中，所述一次进气座41内设有一次静压空腔44，进入所述一次进气座41的保护气可由所述一次静压空腔44进入所述内侧吹气管42和外侧吹气管43，一次静压空腔44有利于保证气流的均匀和稳定。

可选的，所述导电杆20和吹气管从上至下穿设于所述二次进气座51和保护罩52，所述导电杆20、吹气管均与所述二次进气座51滑动连接，所述二次进气机构还包括调节组件，所述调节组件可调节所述二次进气座51的高度，进而调节所述保护罩52到焊缝表面的距离。进一步的，二次进气座51是随动的，在焊接过程中，通过调节组件通过二次进气座51，使得在偏心导电嘴10升降的过程中，保护罩52始终保持在待焊接件上方预定高度，使得保护罩52与待焊接件之间的间隙保持不变，可以有效提升保护气的保护效果，优选的，保护罩52与待焊接件之间的间隙为2mm。

如图5-6所示，在一些实施例中，所述二次进气机构还包括进气夹块53，所述二次进气座51通过所述进气夹块53与调节组件连接，所述进气夹块53内设有二次进气道，所述二次进气道与二次进气座51之间形成与所述二次吹气口511连通的二次静压空腔54，二次静压空腔54有利于保证气流的均匀和稳定。可选的，进气夹块53上设有与二次静压空腔54连通的排气孔531，排气孔沿二次静压空腔54长度方向逐渐变大，可以保证进一步保证二次静压空腔54内气流的均匀和稳定。

可选的，所述进气夹块53上端设有绝缘盖板55，所述导电杆20和吹气管从上至下穿设于所述绝缘盖板55，绝缘盖板55用于防止气体从上方流出，同时保证二次进气机构与导电杆20之间绝缘。

在一些实施例中，所述导电杆20上设有冷却块70，所述冷却块70内设有冷却水流道60，循环冷却水可通过导电杆20对偏心导电嘴10进行冷却降温。

可选的，所述一次进气座41和二次进气座51上均设有冷却水流道60，循环冷却水可通过冷却水流道60于对部件进行冷却降温。

可选的，保护气为二氧化碳和氩气的混合气。

可选的，往复摆动轴30和导电杆20、冷却块70、吹气管等导电和冷却部件选用铜基材料。

可选的，偏心导电嘴10末端投影不会偏出中间最大直径处投影范围，进而能最大限度的减少窄间隙坡口的根部间隙。

偏心导电嘴10材料优选铬锆铜，开中心孔之后采用模具弯折，偏心角度ɑ可根据弯折部分长度进行调节，优选为5～20°。

本发明窄间隙焊枪既可用于绞股焊丝摆动电弧焊接，也可用于普通焊丝摆动电弧焊接，特别相比于现有的绞股焊丝窄间隙单纯依靠其焊丝旋转电弧优势实现侧边融合，本发明增加了电弧往复摆动功能，极大地提高了侧壁融合的可靠性。

本发明的偏心导电嘴可以最大限度的减小窄间隙坡口根部间隙，同时增加了窄间隙坡口的根部间隙容许范围，可用于单层单道，也可用于单层多道焊接。

本发明的进气保护方式能很好地解决窄间隙深坡口内的电弧和熔池保护，其内、外侧进气道在出口具有明确的指向性，避免了外部气体卷入，保证优异的焊接质量。

本发明窄间隙焊枪采用模块化设计，易于加工，部件安装更换方便，成本低，多级循环水冷却效果好。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种窄间隙焊枪，其特征在于，包括：

偏心导电嘴、导电杆和往复摆动轴，所述偏心导电嘴通过所述导电杆与往复摆动轴连接；

一次进气机构，包括一次进气座和分别设于所述偏心导电嘴两侧的两组吹气管，所述吹气管的上端与所述一次进气座连接，所述吹气管可在焊接时深入坡口内，所述吹气管的下端设有一次吹气口，进入所述一次进气座的保护气可由所述一次吹气口吹至所述偏心导电嘴两侧；

二次进气机构，包括二次进气座和保护罩，所述保护罩设于所述偏心导电嘴上方，所述二次进气座的底部设有二次吹气口，进入所述二次进气座的保护气可由所述二次吹气口进入所述保护罩内。

2.如权利要求1所述的窄间隙焊枪，其特征在于，每组所述吹气管均包括内侧吹气管和外侧吹气管，所述内侧吹气管和外侧吹气管可在焊接时深入坡口内。

3.如权利要求2所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述内侧吹气管的末端切口朝向内侧，所述外侧吹气管的末端切口朝向外侧。

4.如权利要求2所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述内侧吹气管的末端高度高于所述外侧吹气管的末端高度。

5.如权利要求2所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述一次进气座内设有一次静压空腔，进入所述一次进气座的保护气可由所述一次静压空腔进入所述内侧吹气管和外侧吹气管。

6.如权利要求1所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述导电杆和吹气管从上至下穿设于所述二次进气座和保护罩，所述导电杆、吹气管均与所述二次进气座滑动连接，所述二次进气机构还包括调节组件，所述调节组件可调节所述二次进气座的高度，进而调节所述保护罩到焊缝表面的距离。

7.如权利要求6所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述二次进气机构还包括进气夹块，所述二次进气座通过所述进气夹块与调节组件连接，所述进气夹块内设有二次进气道，所述二次进气道与二次进气座之间形成与所述二次吹气口连通的二次静压空腔。

8.如权利要求7所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述进气夹块上端设有绝缘盖板，所述导电杆和吹气管从上至下穿设于所述绝缘盖板。

9.如权利要求1所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述导电杆上设有冷却块，所述冷却块内设有冷却水流道。

10.如权利要求1所述的窄间隙焊枪，其特征在于，所述一次进气座和二次进气座上均设有冷却水流道。

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