CN114346388A - 一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，包括罩体；罩体下方设有自适应弹性装置；自适应弹性装置在罩体下方形成保护气体腔；保护气体腔内设有保护气体进气装置。由于自适应弹性装置在焊接过程中能够对曲面板材进行封闭贴合，与板材形成柔性接触，与曲面之间能够维持合围形成密闭的保护气体腔，外部空气不容易与高温焊缝和金属热影响区接触。在保证高温焊缝金属区良好保护效果的前提下，本发明的焊接保护尾罩不仅能够用于平面板材的焊接气体保护，还能用于不锈钢曲面板材的焊接，不会影响接头处的金属性能，提升了在不同场合焊接的灵活性，拓展了焊接的应用范围。

Description

一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩。

背景技术

不锈钢高温活性较强，在焊接过程中保护措施不当，会导致吸收空气中的氧气等气体，与高温不锈钢金属发生氧化反应，产生影响金属性能的氧化物导致焊接区域金属性能的下降；同时焊接金属表面接触氧气发生氧化反应后会变黑，不够美观。所以通常在焊枪一侧设置保护气体焊接尾罩，以对高温焊接区域采取必要的保护措施，避免高温金属接触空气。

在实际工程上和研究中，不锈钢中厚板K-TIG焊接后，焊缝金属区温度大，散热速度非常慢，保护气体焊接尾罩因为长度有限，在焊接距离较长时，会出现焊接尾罩已经离开高温焊缝金属区，但是此金属区仍处于高温活性状态。

现有技术的焊接保护气体尾罩通常只是适用于平面板材，但是在实际焊接过程中，焊接的板材不全都是平面板材，遇到具有一定弧度的曲面板材时，外部空气容易与高温焊缝和金属热影响区接触，影响接头处的金属性能。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于：提供一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，能够用于平面板材和曲面板材的焊接，不会影响接头处的金属性能，拓展了焊接的应用范围。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，包括罩体；

罩体下方设有自适应弹性装置；

自适应弹性装置在罩体下方形成保护气体腔；

保护气体腔内设有保护气体进气装置。

进一步，自适应弹性装置包括多个弹性组件，每个弹性组件均包括弹性密封件和弹簧，弹性密封件上端固接于罩体，弹簧上端固接于弹性密封件上端，弹簧下端固接于弹性密封件下端，保护气体腔由多个弹性密封件依次紧密拼接而成。

进一步，罩体设有方形槽，弹性密封件上端固接有上基座，上基座卡接于方形槽，弹簧上端固接于上基座。

进一步，弹性密封件下端固接有连接块，弹簧下端固接于连接块。

进一步，弹簧下端固接有下基座，下基座卡接于连接块。

进一步，连接块设有滑块和滑槽，相邻的连接块之间通过滑块和滑槽配合滑动连接。

进一步，弹性密封件为防火尼龙。

进一步，罩体内设有散热铜管，罩体外设有鳍片散热塔，散热铜管外接鳍片散热塔。

进一步，保护气体进气装置包括设于罩体内的气流导向板和保护气体疏气管，保护气体疏气管设于气流导向板上方，用于向气流导向板供气，气流导向板中部设有多个气孔。

进一步，保护气体疏气管设有多个疏气孔，疏气孔的直径由保护气体疏气管中部向两端逐渐减小。

总的说来，本发明具有如下优点：

由于自适应弹性装置始终保持抵接于待焊接板材表面，在焊接过程中能够对曲面板材进行封闭贴合，与板材形成柔性接触，与曲面之间能够维持合围形成密闭的保护气体腔，外部空气不容易与高温焊缝和金属热影响区接触，克服了现有技术的保护气体尾罩平直设计导致无法对曲面板材进行封闭贴合的技术问题。在保证高温焊缝金属区良好保护效果的前提下，本发明的焊接保护尾罩不仅能够用于平面板材的焊接气体保护，还能用于不锈钢曲面板材的焊接，不会影响接头处的金属性能，提升了在不同场合焊接的灵活性，拓展了焊接的应用范围。

附图说明

图1为本发明的局部剖视示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的自适应弹性装置的结构示意图；

图4为本发明的散热装置的结构示意图；

图5为本发明的焊枪连接装置的结构示意图；

图6为本发明的进气装置的结构示意图；

图7为本发明的罩体的仰视示意图；

图8为本发明的气流导向板的俯视示意图；

图9为本发明应用于曲面板材焊接的示意图。

附图标记：

1-焊枪，2-焊枪连接装置，3-散热装置，4-进气装置，5-罩体，6-自适应弹性装置，7-气流导向板，8-曲面板材，9-防火尼龙，10-上基座，11-弹簧，12-下基座，13-连接块，14-鳍片散热塔，15-散热铜管，16-焊枪紧固件，17-罩体连接件，18-支撑架，19-保护气体进气管，20-小孔，21-中孔，22-大孔，23-保护气体疏气管，24-方形槽，25-气孔。

具体实施方式

下面来对本发明做进一步详细的说明。

如图1、图2、图6所示，一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，包括罩体5；罩体5下方设有能够竖向伸缩的自适应弹性装置6；自适应弹性装置6在罩体5下方形成保护气体腔；保护气体腔内设有保护气体进气装置4。

如图5所示，罩体5一侧设有用于安装焊枪1的焊枪连接装置2，焊枪连接装置2包括焊枪紧固件16、罩体连接件17和支撑架18。支撑架18固定在罩体5上。

焊接工作时，保护气体进气装置4向保护气体腔输入保护气体，以避免焊接过程中高温金属接触空气发生氧化。自适应弹性装置6下端抵接于待焊接板材，当待焊接板材表面为平面时，自适应弹性装置6在板材上平稳滑动。当待焊接板材表面为曲面时，自适应弹性装置6能够通过自身弹性伸缩而自动适应曲面。如图9所示，当曲面向上隆起时，抵接于该隆起曲面的自适应弹性装置6向上收缩，保持与该隆起曲面紧密接触；当曲面向下凹陷时，抵接于该凹陷曲面的自适应弹性装置6向下伸长，保持与该凹陷曲面紧密接触。

由于自适应弹性装置6始终保持抵接于待焊接板材表面，在焊接过程中能够对曲面板材8进行封闭贴合，与板材形成柔性接触，与曲面之间能够维持合围形成密闭的保护气体腔，外部空气不容易与高温焊缝和金属热影响区接触，克服了现有技术的保护气体尾罩平直设计导致无法对曲面板材8进行封闭贴合的技术问题。在保证高温焊缝金属区良好保护效果的前提下，本发明的焊接保护尾罩不仅能够用于平面板材的焊接气体保护，还能用于曲面不锈钢板材的焊接，不会影响接头处的金属性能，提升了在不同场合焊接的灵活性，拓展了焊接的应用范围。

如图3所示，自适应弹性装置6包括多个弹性组件，每个弹性组件均包括弹性密封件和弹簧11，弹性密封件与弹簧11平行设置，弹性密封件上端固接于罩体5，弹性密封件下端抵接于待焊接板材，弹簧11上端固接于弹性密封件上端，弹簧11下端固接于弹性密封件下端，保护气体腔由多个弹性密封件依次紧密拼接而成。

当板材的曲面向上隆起时，抵接于该隆起曲面的弹性密封件受到向上的推力，通过自身弹性向上收缩，进而带动弹簧11向上移动，弹性密封件持续保持与曲面紧密接触，维持保护气体腔的密封性。当曲面向下凹陷时，抵接于该凹陷曲面的弹性密封件受到弹簧11弹力作用向下移动，弹性密封件持续保持与曲面紧密接触，维持保护气体腔的密封性。

如图7所示，罩体5设有方形槽24，弹性密封件上端固接有上基座10，上基座10卡接于方形槽24，弹簧11上端固接于上基座10。通过上基座10卡接于方形槽24，使得弹性密封件方便固定在罩体5上，当个别出现损坏时方便拆除更换，具有较好的操作性和经济性。

如图3所示，弹性密封件下端固接有连接块13，弹簧11下端固接于连接块13。连接块13与板材表面接触面积较大，容易形成封闭的保护气体腔。

弹簧11下端固接有下基座12，通过下基座12卡接于连接块13，方便将弹簧11下端与连接块13固定连接，并且上基座10与下基座12上下对应设置，使弹簧11可以沿竖直方向伸缩，不会出现歪斜伸缩而影响自适应弹性装置6的整体结构均衡以及保护气体腔的封闭性。

连接块13设有滑块和滑槽，相邻的连接块13之间通过滑块和滑槽配合滑动连接，使得多个连接块13形成一个牢固的整体而相互之间又能够上下滑动，在自适应过程中不会歪斜散乱，相邻的连接块13之间密封性好，保护气体腔不会出现漏气现象。

弹性密封件可以采用现有技术的多种材料制作，本实施例中，弹性密封件为具有良好伸缩性的防火尼龙9。具体地，可根据实际曲面板材8的曲率大小来调整自适应弹性装置6中的上基座10、下基座12、弹簧11以及防火尼龙9的尺寸。对于同一曲率的板材，自适应弹性装置6的尺寸越小，焊接尾罩的密闭性就越好。

防火尼龙9贴合在罩体5和连接块13上下两端，多个防火尼龙9组合在一起围绕着焊缝形成封闭的保护气体腔，与板材形成柔性接触。方形槽24均匀等距分布在罩体5左右两侧以及尾部。防火尼龙9与连接块13一一对应密闭贴合在罩体5两侧和尾部形成密闭空间。

如图4所示，散热装置3包括罩体5内设置的散热铜管15和罩体5外设置的鳍片散热塔14，散热铜管15外接鳍片散热塔14，通过鳍片散热塔14冷却散热铜管15中的蒸汽为液体再回到罩体5内高温区，持续循环地吸收焊缝金属区的热量，能够将焊接过程中产生的热量快速发散到罩体5外部，从而降低罩体5内部温度。

如图6、图8所示，保护气体进气装置4包括设于罩体5外的保护气体进气管19、设于罩体5内的气流导向板7和保护气体疏气管23。保护气体进气管19一端连接外部气源，另一端连接于保护气体疏气管23中部，用于向保护气体疏气管23供气。

气流导向板7将罩体5内空间分成上下两层，保护气体疏气管23设于气流导向板7上方，将保护气体喷射在上层空间内。气流导向板7中部设有多个气孔25。气孔25直径为2.0mm，气孔25居中布置，保证保护气体集中吹在焊缝金属热影响区上。保护气体疏气管23喷出的紊乱气流在上层空间平稳化后，通过气流导向板7的气孔25向下喷射在板材上，使得保护气体分布更加均衡，对高温金属的保护作用更好。

本实施例中，气流导向板7两端各设置两根散热铜管15，散热铜管15与气流导向板7相切，散热铜管15的两端引出到罩体5顶端并插入到鳍片散热塔14中，鳍片散热塔14在罩体5前后两端各设置一个，以增强散热效果。

保护气体疏气管23设有多个疏气孔，疏气孔的直径由保护气体疏气管23中部向两端逐渐减小。

具体地，保护气体疏气管23的疏气孔包括小孔20、中孔21和大孔22，大孔22设于保护气体疏气管23的中部，小孔20设于保护气体疏气管23的两端，中孔21设于小孔20和中孔21之间。根据流体力学仿真，小孔20直径为0.5mm、中孔21直径为1.0mm、大孔22直径为2.0mm，保护气体能均匀分布在罩体5内部。

本发明的多功能锁孔效应钨极氩弧焊接(K-TIG)保护尾罩，其散热装置3能够有效降低焊缝金属高温区的温度，加快其冷却速度；其自适应弹性装置6不仅能够用于平面板材的气体保护，还适用于曲面不锈钢板材的焊接保护，是一个具有复合功能的锁孔效应钨极氩弧焊接(K-TIG)保护尾罩。具体包括以下优点：

加速高温焊缝金属冷却过程：散热装置3的散热铜管15将焊缝金属散发的热量迅速传递到热源外，通过鳍片散热塔14冷却散热铜管15中的蒸汽为液体再回到高温区，持续循环地吸收焊缝金属区的热量。

缩短焊接尾罩的长度：散热装置3有效增强了高温焊缝的散热速度，缩短了焊接尾罩的长度，便于焊接尾罩在焊接过程中的装配和应用。

降低保护气体的使用成本：散热装置3加快了焊缝金属的冷却速度，在一定程度上减少了保护气体的作用时间，降低了保护气体的使用成本。

保护气体集中作用于高温焊缝：气流导向板7的气孔25居中设计，使保护气体持续首先集中吹在焊缝高温区。

适用于曲面板材8焊接的气体保护：通过防火尼龙9的密封，利用防火尼龙9和弹簧11的弹性实现在保证高温焊缝金属区密闭保护的前提下，能够用于曲面不锈钢板材焊接的气体保护，提升了其在不同场合焊接中应用的灵活性。

避免不锈钢焊缝金属区氧化变黑：焊后的高温金属表面活性较高，与空气接触会氧化变黑，通过使用焊接保护气体尾罩可避免不锈钢焊缝金属区氧化变黑。

综上，本发明在保证对不锈钢焊缝金属良好保护的前提下，加快不锈钢焊缝金属的冷却速度，减少保护气体的作用时间，节省了保护气体的使用成本，缩短了保护尾罩的长度，能够用于不锈钢曲面板材8焊接的气体保护，提升其在焊接过程中装配和应用的灵活性，是一个具有复合功能的锁孔效应钨极氩弧焊接(K-TIG)保护尾罩。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：包括罩体；

罩体下方设有自适应弹性装置；

自适应弹性装置在罩体下方形成保护气体腔；

保护气体腔内设有保护气体进气装置。

2.按照权利要求1所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：自适应弹性装置包括多个弹性组件，每个弹性组件均包括弹性密封件和弹簧，弹性密封件上端固接于罩体，弹簧上端固接于弹性密封件上端，弹簧下端固接于弹性密封件下端，保护气体腔由多个弹性密封件依次紧密拼接而成。

3.按照权利要求2所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：罩体设有方形槽，弹性密封件上端固接有上基座，上基座卡接于方形槽，弹簧上端固接于上基座。

4.按照权利要求3所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：弹性密封件下端固接有连接块，弹簧下端固接于连接块。

5.按照权利要求4所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：弹簧下端固接有下基座，下基座卡接于连接块。

6.按照权利要求4所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：连接块设有滑块和滑槽，相邻的连接块之间通过滑块和滑槽配合滑动连接。

7.按照权利要求2所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：弹性密封件为防火尼龙。

8.按照权利要求1所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：罩体内设有散热铜管，罩体外设有鳍片散热塔，散热铜管外接鳍片散热塔。

9.按照权利要求1所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：保护气体进气装置包括设于罩体内的气流导向板和保护气体疏气管，保护气体疏气管设于气流导向板上方，用于向气流导向板供气，气流导向板中部设有多个气孔。

10.按照权利要求9所述的一种锁孔效应钨极氩弧焊接保护尾罩，其特征在于：保护气体疏气管设有多个疏气孔，疏气孔的直径由保护气体疏气管中部向两端逐渐减小。

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