CN114731756A - 聚焦孔对准的等离子弧焊矩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于具有焊炬头(2)的等离子弧焊矩的耗材保持器组件(3)，该耗材保持器组件(3)包括主体(4)、接合至主体(4)的保护杯(5)、将主体(4)接合至焊炬头(2)的连接装置(12)，其中耗材部件包括均位于保护杯(5)内的电极(6)、喷嘴(7)、等离子体气体分配器(8)、保护气体分配器(9)，其中耗材保持器组件(3)能够与耗材部件和保护杯(5)一起作为一个单元与焊炬头(2)分离，其中喷嘴(7)包括两个聚焦气体通道(2)，该两个聚焦气体通道将聚焦气体通过至少两个聚焦孔(23)从喷嘴(7)中引导出，其中外部视觉特征部(30)设置在彼此对准的连接装置(12)和焊炬头(2)两者上，示出了聚焦孔(23)的位置。

Description

聚焦孔对准的等离子弧焊矩

本发明涉及一种具有料筒保持器组件的聚焦孔对准的等离子弧焊炬。等离子弧焊炬，也称为等离子弧、等离子焊枪或等离子切割机，其为用于生成等离子体定向流的装置。通过等离子体气体的电离产生高能量等离子体射流，并且该高能量等离子体射流经由等离子焊炬被引导到待处理工件。等离子体射流可用于包括等离子弧焊、等离子喷涂和用于废物处理的等离子气化的应用。通过直流电、交流电、射频和其它放电在等离子焊矩中产生热等离子体。

由等离子弧焊矩执行的等离子弧焊(PAW)工艺类似于气体保护钨极弧焊(GTAW)。与GTAW的差异在于，在PAW中，通过将电极定位在焊炬的主体内，可以将等离子弧与保护气体包膜分离。然后迫使等离子体通过喷嘴，该喷嘴收缩电弧，并且等离子体以接近声速的高速度和接近 28000℃或更高的温度离开孔口。

典型的等离子弧焊矩包括焊炬主体、电极和位于焊矩的远侧端部处的喷嘴。焊炬主体包括与电源的正侧电连通的阳极元件，以及与电源的负侧电连通的阴极元件。焊炬主体还包括冷却剂供给管、等离子体气体供给管、保护气体供给管和聚焦气体供给部，冷却剂和气体通过这些供给管被引导到电极和喷嘴所在的焊炬的远侧端部。电极承载负电位并且作为阴极操作，而喷嘴构成正电位并且作为阳极操作。在操作中，等离子体气体将从焊炬的近侧端部递送到形成于电极与喷嘴之间的腔室。等离子体气体在腔室中被电离并产生导引电弧。当焊炬移动到靠近工件的位置时，该导引电弧从焊炬喷嘴跳转到工件以在电极与工件之间形成电弧。因此，工件充当阳极，并且等离子弧焊矩在转移弧模式下操作。

等离子体射流的能量以及因此温度取决于用于产生电弧等离子体的电力。在等离子弧焊矩中获得的温度的典型值可为约28000℃，而在普通电焊弧中为约5500℃。由于高温，焊矩部件必须正确冷却以防止损坏或发生故障，从而增加工作寿命以及保持操作的准确性。

等离子弧焊炬在高电流水平和高温下操作，在该高电流水平和高温下，焊炬的部件，尤其是电极和喷嘴，即使在有冷却的情况下也会在一段时间的操作之后损坏或磨损。因此，通常被称为耗材部件的这些部件需要频繁更换。耗材部件的更换需要高同心对准，以确保焊接精度。因此，部件的每次更换必须满足等离子弧焊矩寿命期间的同心度要求。此外，如果使用聚焦气体，则必须确保聚焦孔的取向垂直于焊接方向。现如今，这个过程耗时很长而且容易出错误。

然而，市场上可用的现有系统难以使用并且难以组装，并需要操作者快速适应。现有系统强烈依赖于操作者，并且取决于电弧焊炬是否正确组装。如果没有由有资质的焊工仔细检查和核实更换，那么焊枪性能结果将从一个耗材组变为另一组。

本发明提供了根据权利要求1的用于等离子弧焊矩的耗材保持器组件。

等离子弧焊矩包括具有焊炬头的焊炬主体和在焊炬的远侧方向上的耗材保持器组件。该耗材保持器组件包括主体、与主体接合的保护杯以将耗材部件保持在形成于杯和主体之间的空间内。此外，组件包括选自均被放置在保护杯内部的电极、喷嘴、等离子体气体分配器(PGD)、保护气体分配器(SGD)的至少一个耗材部件。

焊炬主体与电源连接。该焊炬主体包括与电源的正侧电连通的阳极元件，以及与电源的负侧电连通的阴极元件。焊炬主体还包括冷却剂供给管、等离子体气体供给管、保护气体供给管和聚焦气体供给管，冷却剂和气体通过这些供给管被引导到电极和喷嘴所在的焊炬的远侧端部。

电极承载负电位并且作为阴极操作，而喷嘴构成正电位并且作为阳极操作。喷嘴包括中心出口孔，等离子弧通过该中心出口孔收缩，然后离开焊炬朝向待处理工件。喷嘴通过等离子体气体分配器与电极电隔离。存在形成于电极与喷嘴之间的电弧室，等离子体气体在该电弧室中被电离。

喷嘴包括至少两个聚焦气体通道，该至少两个聚焦气体通道轴向延伸到焊炬的远侧端部，以将聚焦气体通过两个聚焦气体孔从焊炬的近侧端部引导至焊矩的外部。聚焦气体用于在电弧两侧注入。该聚焦气体影响电弧的形状，并且通过使电弧的边缘冷却将电弧的形状从圆形/对称的电弧变为椭圆形。通过这样做，聚焦气体还减小了电弧压力。这两个聚焦孔在操作中优选地垂直于焊接方向定位，这有助于以期望的方式进一步使电弧成形。另外，外部视觉特征部优选地设置在焊炬和耗材保持器组件的外部，指示聚焦孔的取向，使得操作者可易于识别电弧焊炬的位置。通过这样做，操作者不必向下看聚焦孔来确定电弧焊矩相对于焊接行进方向的取向。这使得耗材保持器组件的更换更容易且更高效。本发明确保从喷嘴中的聚焦孔开始到焊矩的固定部分的完全旋转对准。

远侧方向是指沿着电弧焊炬从焊炬头朝向喷嘴的轴向方向，并且近侧方向是指沿着电弧焊炬从喷嘴到焊炬头的轴向方向。

优选地，外部视觉特征部可以配备有人眼安全激光器以用于将焊炬与焊接方向对准。激光装置可以永久地放置在那里或可被移除。激光可沿焊接方向投射纵向线和/或各种形式的光印，以指示辅助初始焊炬设置和对准。

优选地，焊炬头、主体与连接装置之间存在三个对准。

连接装置优选地通过卡口安装件与焊炬对准，以确保聚焦孔正确定位。连接装置包括至少两个销，该至少两个销对应于位于焊炬头中的凹槽。耗材保持器组件通过卡口安装件附接到焊炬头，该卡口安装件防止整个耗材保持器组件与焊炬头之间的旋转移动，从而确保其间的高同心对准。因此，焊矩主体和耗材保持器组件中的冷却剂、等离子体气体、聚焦气体和保护气体的所有供给均可精确对准，以允许从电弧焊矩的近侧端部到远侧端部的流体连接。

连接装置优选地通过多个锁定销与主体对准，该多个锁定销防止连接装置与主体接合时其间的旋转，以确保聚焦孔处于正确的取向。

主体优选地通过定位在主体的远侧端部中的至少一个主体销与喷嘴对准。更优选地，存在两个主体销，其在主体的远侧端部处彼此相对坐置并对应于喷嘴中的凹部。通过将这两个销插入喷嘴的对应凹部中来将喷嘴组装到主体，并且因此防止喷嘴与主体之间的任何旋转。

在这三个对准的使用中，确保了对于耗材保持器组件的每次更换，冷却介质、保护气体、等离子体气体和聚焦气体的供给与焊炬头精确对准，而无需任何复杂的组装，并且无需由有资质的操作者仔细检查。

优选地，等离子体气体分配器是圆柱形的，并且包括围绕其轴线的供等离子体气体穿过的多个圆周孔。电极优选地为棒形的，其中没有任何中空空间或孔，并且优选地由钨制成。

保护气体分配器(SGD)是杯形的，并且优选地由塑料和金属材料制成，如聚醚醚酮(PEEK)以及黄铜或铜。任何其它热软化塑料也是可能的。SGD的近侧塑料部分确保保护杯对焊炬内的电信号的绝缘，并且SGD 的具有高耐热性的远侧金属部分防止SGD容易因电弧的高温而损坏，从而延长保护气体分配器的使用寿命。保护气体分配器通过保护杯与保护气体分配器之间的间隙递送保护气体，以提供对焊接熔池的保护。

保护气体杯将所有耗材部件保持在里面，并且通过连接装置如螺纹装置与主体接合。

在操作中，优选地施加电流高达550安培的直流电源。保护气体通过保护气体分配器从焊炬的近侧端部处的保护气体供给部递送到焊炬的远侧端部，以防止焊接熔池接触大气并因此提供保护环境。等离子体气体通过等离子体气体分配器从焊矩的近侧端部处的等离子体气体供给管递送到电弧室。等离子体气体在电弧室中被电离并产生导引电弧。当焊炬移动到靠近工件的位置时，该导引电弧从焊炬喷嘴跳转到工件以在电极与工件之间形成电弧。电弧在挤压电弧的小直径喷嘴的帮助下收缩，极大地增加了电弧的压力、温度和热量。因此，工件充当阳极，并且等离子弧焊矩在转移弧模式下操作。本发明中的非转移弧过程也是可能的。

电极、PGD、喷嘴和SGD优选地通过具有这些部件的不同几何形状的嵌入式安装件来组装。优选地，棒形电极通过环形PGD，其中电极在其近侧端部处包括底座，该底座优选地由铜制成。底座包封电极的底部并防止 PGD在与电极组装时脱落。这两个部分落入喷嘴中，该喷嘴将其保持在适当位置并且与电极形成电弧室。然后将组装后的部分附接到主体，并随后放置在SGD内部。优选地，SGD通过O形环与主体间接接触。优选地，所有这些部分仅通过其不同几何直径相互配合来组装，而没有任何固定装置或锁定装置如螺纹。然后通过连接装置如螺纹或卡口安装件将这些部分附接到主体上。最后，将保护杯旋拧到主体的近侧部分上。

该组装后的部分也是耗材保持器组件，其可作为一个单元附接到焊炬头或与焊矩头分离，使得该单元可以整体更换。此类设计的耗材保持器组件可简化耗材部件的更换过程，从而确保了组装和焊接结果的良好可重复性，从而不需要高资质的操作者或复杂的检查。

焊矩相对于焊接方向的取向在本发明中只能设置一次。之后，所描述的发明确保聚焦孔始终与主体对准。不再需要对聚焦孔取向进行视觉验证。与从焊炬背面进行目视对准相比，准确度要高得多。

优选地，在所提及的耗材部件中，仅喷嘴与主体的远侧部分直接连接。

在一个优选的实施方案中，主体由金属材料和绝缘材料制成。金属材料优选地为黄铜或铜，并且绝缘材料为热塑性塑料，优选地为聚醚醚酮 (PEEK)。有利地是，金属材料用于在操作中与热喷嘴直接连接的主体的远侧部分中，以便改善主体的耐热性。绝缘材料用于主体的近侧端部中，以防止阴极部分与阳极部分之间的电连通。更优选地，由金属材料制成的所提及的远侧部分是环形，并且占主体的轴向长度的10％至30％，并且由绝缘材料制成的近侧部分占主体的轴向长度的70％至90％。

优选地，主体的中间区段包括具有相同轴线的至少两个周向凹槽，其中第一凹槽包括第一径向通道，并且第二凹槽包括第二径向通道，该第一径向通道和第二径向通道两者延伸穿过主体并且允许主体的外部与内部之间的流体连通。优选地，每个圆形凹槽上仅具有一个径向通道。更优选地，两个通道彼此轴向成一直线。

另外，在至少两个凹槽之间提供了基本上轴向的凹槽，该基本上轴向的凹槽允许从第一凹槽到第二凹槽尤其是从第一径向通道到第二径向通道的流体连通。优选地，轴向凹槽定位在两个通道的对面，与通道成180度角，使得冷却流体可使两个凹槽整体冷却。在操作中，冷却流体，优选地为水，从主体的内部向外流动通过第一凹槽中的第一径向通道，并且随后经由轴向凹槽流动到第二凹槽，并且随后经由第二凹槽中的第二径向通道流动到主体的内部。优选地，第一凹槽和第二凹槽分别仅包括一个此类径向通道，并且优选地，主体仅包括两个此类通道以用于循环冷却流体。利用如此配置的中间区段，在焊炬内的最小空间实现了更高效的冷却效果，从而简化了焊炬结构并且同时提高了焊炬的稳健性。

此外，主体，尤其是主体的中间区段，包括用于将保护气体从主体的内部递送到外部的多个轴向通道。保护气体流动通过主体到达保护气体分配器，并且经由保护气体分配器与保护杯之间的间隙在焊炬的远侧端部处离开。

优选地，主体中不具有供等离子体气体流动通过的通道，并且没有电力或信号通过主体。

在另一个优选的实施方案中，提供了压缩构件，优选地为弹簧，其向连接装置施加力并且使连接装置能够向上移动以使其卡口销插入到焊炬头的对应凹槽中。在操作中，当整个耗材保持器组件附接到焊炬主体时，电极接合焊炬头并启动接触。包括主体4、电极6、PGD 8、喷嘴7、保护杯和 SGD的内部部件随后轴向保持在适当位置，而连接装置经由压缩构件保持向上移动并在电极上保持激活力。通过适当的设计，轴向移动将弹簧压缩通过预定距离，从而在电极与焊炬头之间的接触区域上产生预定义的力。其确保正确接触以用于电气连接和从电极到焊炬主体的热传递。

在等离子弧焊矩中，为等离子体气体、保护气体和聚焦气体分别提供至少三个气体供给管，并且为冷却剂介质提供至少一个供给管以防止焊炬过热。每个气体流优选地根据气体组成、气体流量等单独控制。

保护气体优选地包括纯氩气。聚焦气体优选地包括最高至70体积％氩气，并且其余部分可以是H2、He、O2、N2或其混合物。等离子体气体优选地还包括最高至70体积％氩气，并且其余部分可以是H2、H2、N2或其混合物。冷却剂介质优选地为液体，更优选地为水或乙二醇。

将通过详细描述和附图进一步讨论本发明。

图1：包括焊炬头和耗材保持器组件的等离子弧焊矩的纵向剖视图。

图2：包括耗材部件的耗材保持器组件的纵向剖视图。

图3：包括聚焦孔的喷嘴的平面视图

图4：主体的透视图

图5：主体的纵向剖视图

图6：在焊炬头与耗材保持器组件接合之后的等离子弧焊矩的纵向剖视图。

图1示出了具有焊炬主体1和耗材保持器组件3的等离子弧焊矩。焊炬主体连接到电源，并且包括与电源的正侧电连通的阳极元件，以及与电源的负侧电连通的阴极主体。阴极主体通过绝缘部件与阳极主体绝缘。

焊炬头2设置在焊炬主体1的远侧端部处并且进一步邻接冷却剂供给管、等离子体气体供给管和保护气体供给管。等离子体气体和保护气体经由焊炬头从等离子弧焊矩的近侧端部供给到位于远侧端部处的耗材保持器组件，并且释放到大气以有利于焊接过程，而冷却剂在操作期间也从近侧端部供给到耗材保持器组件，并且随后返回到等离子弧焊矩的近侧端部。

焊炬主体1通过连接装置与耗材保持器组件3接合，从而确保在焊炬主体1和耗材保持器组件3两者中的流体的供给通道的精确对准。耗材保持器组件3将所有需要定期更换的耗材部件保持在其外壳中。通过根据本发明的此类构造，所有耗材部件可以作为一个单元附接到焊炬头或与焊炬头分离。该单元是耗材保持器组件3，其提供耗材部件的快速且可靠的更换，从而确保焊炬的精确对准和焊接结果的良好可重复性。

另外，所提及的近侧和远侧在图1中被分别指示为A和B。

图2详细示出了耗材保持器组件。组件3包括主体4、保护杯5、电极 6、喷嘴7、等离子体气体分配器(PGD)8、保护气体分配器(SGD)9和具有卡口安装件的连接装置12。

主体4是圆柱形的成形部件，其将电极6、PGD 8、喷嘴7保持在其外壳内，并且可以与焊炬头连接以及断开。主体4包括允许冷却剂流动通过的冷却剂通道，并且其还包括允许保护气体流动通过主体4的保护气体通道。“流动通过”意味着冷却剂或保护气体从主体4的内部流动到外部，或反之亦然。然而，主体4不包括供等离子体气体流动通过的通道。此外，没有电力或信号穿过主体4。主体4由金属材料和塑料材料制成，优选地由黄铜和聚醚醚酮制成。

在电极6与焊炬头接合之后，电极6承载负电位并且作为阴极操作，而喷嘴7承载正电位并且作为阳极操作。电极6是棒形的，其内部没有中空空间，并且其由钨制成。存在形成于电极6与喷嘴7之间的电弧室10，其中通过等离子体气体的电离产生导引电弧。

等离子体气体通过围绕电极6的PGD 8流入电弧室10中。PGD 8具有围绕其轴线的多个周向等离子体气体孔12，等离子体气体通过该多个周向等离子体气体孔径向向内流入电弧室10中。PGD 8通过坐置在电极11的包封其近侧端部上的电极6的底座上而与电极6组装在一起。

电极6和周围的PGD 8通过落入喷嘴7的中心凹部中来与喷嘴7接合。中心凹部具有肩部16，该肩部的直径小于PGD 8的直径但大于电极6的直径，从而使PGD 8保持坐置在肩部上并使电极6穿过以形成电弧室10。通过使这些部件如此组成，阳极喷嘴7通过PGD 8与阴极电极6电隔离。喷嘴7还包括供电弧收缩的中心出口孔15。在操作中，当焊炬移动到靠近待处理工件的位置时，导引电弧从焊炬喷嘴7通过孔口15跳转到工件，该孔口收缩电弧以在电极6与工件之间形成等离子弧。因此，工件充当阳极，并且等离子弧焊矩在转移弧模式下操作。

此外，喷嘴7包括两个聚焦气体通道22，该两个聚焦气体通道轴向延伸到焊炬的远侧端部，以将聚焦气体经由如图3所示的两个聚焦气体孔23 从焊炬的近侧端部引导至焊矩的外部。聚焦气体用于在电弧两侧注入。该聚焦气体影响电弧的形状，并且通过使电弧的边缘冷却将电弧的形状从圆形/对称的电弧变为椭圆形。通过这样做，聚焦气体还减小了电弧压力。这两个聚焦孔23在操作中垂直于焊接方向定位，这有助于以期望的方式进一步使电弧成形。另外，焊炬和连接装置12的外部上的外部视觉特征部30指示聚焦孔的取向，使得操作者可易于识别电弧焊炬的位置。通过这样做，操作者不必每次都检查喷嘴7的下侧来确定电弧焊炬的正确操作方向。

SGD 9是杯形的并且由绝缘材料和金属材料制成，优选地由PEEK和黄铜制成。SGD9包括位于其远侧端部处的肩部，当该肩部与喷嘴6被组装时，该肩部以嵌入方式保持该喷嘴。此外，SGD 9包括供保护气体流动通过的通道。在保护气体穿过SGD 9之后，其流入形成于保护杯5与SGD 9之间的保护气体通道14中，然后流出焊炬，以提供围绕等离子弧的保护大气，该等离子弧通过中间的出口孔15生成。

保护杯5是最外层杯，其将所有其它耗材部件保持在其内部空间内。该保护杯通过螺纹装置接合在主体4的近侧部分上。

优选地，连接装置包括两个销，该两个销锁定焊炬主体1处提供的凹槽以形成卡口安装件，从而将整个耗材保持器组件3与焊炬主体1接合。卡口安装件确保耗材保持器组件3与焊炬主体1之间的高同心对准，从而防止其间的任何不期望的旋转，使得焊炬主体1和耗材保持器组件3中的用于冷却剂、等离子体气体、聚焦气体和保护气体的所有供给可彼此精确对准，以允许从电弧焊炬的近侧端部到远侧端部的流体连接。

优选地，连接装置12上以及焊炬头2的外部(未示出)存在外部视觉特征部30，该外部视觉特征部指示喷嘴7处的聚焦孔23的取向。当耗材保持器组件3与焊炬头2正确地接合时，连接装置12和焊炬头2上的视觉特征部匹配在一起，并且示出了聚焦孔23的方向，使得操作者不必向下看喷嘴7中的聚焦孔23来确定电弧焊矩相对于焊接行进方向的取向，从而使得耗材保持器组件3的更换更容易且更高效。

图4和图5分别以透视图和纵视图示出了主体4。该主体4具有中间区段17，该中间区段包括多个周向凹槽(18，19)，该多个周向凹槽在主体4 中具有相同轴线。中间区段17包括具有第一径向通道20的第一凹槽18和具有第二径向通道21的第二凹槽19。这两个径向通道均径向延伸穿过主体 4，从而允许主体4的外部与内部之间的流体连通。径向通道20和21两者轴向对准。

此外，存在设置在第一凹槽18与第二凹槽19之间的基本上轴向的凹槽 24，该基本上轴向的凹槽允许从第一凹槽到第二凹槽尤其是从第一径向通道20到第二径向通道21的流体连通。轴向凹槽24定位在两个径向通道的对面，这使得能够有效冷却两个凹槽(18，19)。在操作中，冷却剂例如水经由第一径向通道20从主体的内部流向第一凹槽18，并且随后经由基本上轴向的凹槽24流动到第二凹槽19，并且随后经由第二凹槽19中的第二径向通道21再次流动到主体4的内部中。

此外，中间区段17在其周围包括多个轴向通道(未示出)，以用于将保护气体从主体4的内部轴向递送到外部，然后穿过保护气体通道14以离开电弧焊炬。主体4中不具有用于递送等离子体气体的通道，并且也没有电力或信号通过主体4。此外，主体4包括彼此相对坐置的两个主体销 (29)，该两个主体销对应于喷嘴(7)中的凹部以将其与喷嘴(7)接合，从而防止喷嘴(7)与主体(4)之间的旋转移动。

主体4由金属材料和塑料材料制成。在图3中示出下部部分25由黄铜制成，并且上部部分26由PEEK制成。下部部分优选地占主体4的轴向长度的10％至30％。通过使两种不同材料如此分布，主体4可以抵抗来自电弧室10的强热，并且同时以更具有成本效益的方式保持轻质。

图6示出了在焊炬主体1与耗材保持器组件3接合之后的电弧焊矩的纵向剖视图。耗材保持器组件3包括旋转锁，该旋转锁能够与作为压缩装置的弹簧27轴向平移。旋转锁包括连接装置(12)中的多个锁定销(28)，该多个锁定销对应于主体中的凹槽。当连接装置(12)接合至主体(4)时，销(28)锁定在凹槽中并且因此防止其间的旋转移动。该连接装置提供了一个固定力，从而确保电极与焊矩的重复接触。

当组装后的耗材保持器组件3附接到焊炬主体1时，电极6接合焊炬主体1的阴极并启动接触。当耗材保持器组件3与焊炬主体1接合时，包括主体4、电极6、PGD 8、喷嘴7、保护杯、SGD的内部部件轴向地保持在适当位置，连接装置通过连接装置12的卡口安装件保持向上移动从而接合弹簧27并在电极6上激活力。通过适当的设计，轴向移动将弹簧27压缩通过预定距离，从而在电极6与焊炬头2之间的接触区域上产生预定义的力。其确保正确接触以用于电气连接和从电极6到焊炬主体1的热传递。

耗材保持器组件3与焊炬主体1的接合允许冷却剂、等离子体气体、保护气体、聚焦气体从焊炬的近侧端部流动到远侧端部的所有流体连通。

附图的参考标号列表

1.焊炬主体

2.焊炬头

3.耗材保持器组件

4.主体

5.保护杯

6.电极

7.喷嘴

8.等离子体气体分配器

9.保护气体分配器

10.电弧室

11.底座

12.连接装置

13.等离子体气体通道

14.保护气体通道

15.孔口

16.肩部

17.中间区段

18.第一凹槽

19.第二凹槽

20.第一径向通道

21.第二径向通道

22.聚焦气体通道

23.聚焦孔

24.轴向凹槽

25.金属

26.塑料

27.压缩构件

28.锁定销

29.主体销

30.外部视觉特征部。

Claims (16)

1.一种用于具有焊炬头(2)的等离子弧焊矩的耗材保持器组件(3)，所述耗材保持器组件(3)包括，

-主体(4)，

-保护杯(5)，所述保护杯接合至所述主体(4)，

-连接装置(12)，所述连接装置将所述主体(4)接合至所述焊炬头(2)，

-耗材部件，所述耗材部件包括均位于所述保护杯(5)内部的电极(6)、喷嘴(7)、等离子体气体分配器(8)、保护气体分配器(9)，

其特征在于，所述耗材保持器组件(3)能够与所述耗材部件和所述保护杯(5)一起作为一个单元与所述焊炬头(2)分离，其中所述喷嘴(7)包括两个聚焦气体通道，所述两个聚焦气体通道将聚焦气体通过至少两个聚焦孔(23)从所述喷嘴(7)中引导出，其中提供所述主体(4)与所述连接装置(12)之间的旋转锁定，并且另外的取向装置提供所述耗材保持器组件(3)与所述焊炬头(2)的成角度定位。

2.根据权利要求1所述的耗材保持器组件，其中提供成角度定位的所述取向装置是所述连接装置(12)中的卡口安装件，所述卡口安装件能够与所述焊炬头(2)接合并确保所述聚焦孔(23)与所述焊炬头(2)正确地成角度地取向，由此所述销(29)与所述焊矩头中的所述凹槽(18)的端部完全接合。

3.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，其特征在于，所述耗材保持器组件(3)能够与所述耗材部件和所述保护杯(5)一起作为一个单元与所述焊炬头(2)分离，其中所述连接装置(12)包括机械附接机构，所述机械附接机构将所述连接装置(12)接合至所述焊炬头(2)，并且其中压缩构件(27)，例如弹簧，设置在所述连接装置(12)与所述主体(4)之间，从而当所述电极(6)接合所述焊炬头(2)并且所述耗材保持器组件的其余部分轴向地保持在适当位置时，允许所述连接装置(12)经由所述机械附接机构保持朝近侧移动。

4.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，其中所述耗材保持器组件包括位于所述主体(4)与所述连接装置(12)之间的旋转锁和压缩构件(27)，其中所述旋转锁能够与所述压缩构件(27)轴向平移。

5.根据权利要求3所述的耗材保持器组件，其中所述压缩构件(27)是弹簧，并且所述旋转锁包括所述连接装置中(12)的至少一个锁定销(28)，通过将所述至少一个锁定销插入所述主体(4)的凹槽中来防止旋转运动。

6.一种旋转锁，所述旋转锁包括多个锁定销(28)，优选地4个或更多个锁定销，以确保稳定性和稳健性。

7.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，其中一个或优选地两个主体销(29)设置在所述主体(4)的远侧端部处，所述主体销能够与所述喷嘴(7)接合。

8.根据权利要求6所述的耗材保持器组件，其中所述主体销(29)相对坐置，或者，如果具有多个销，所述多个销能够等距间隔或以非对称方式布置。

9.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，其中所述两个聚焦孔(23)垂直于焊接方向位于所述喷嘴(7)中。

10.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，其中所述主体(4)由金属材料和绝缘材料制成，优选地由黄铜和聚醚醚酮制成。

11.根据权利要求10所述的耗材保持器组件，其中所述金属材料定位在所述主体(4)的轴向长度的10％至30％中，并且所述主体的其余部分由绝缘材料制成。

12.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，其中所述主体(4)具有中间区段(17)，所述中间区段包括所述主体(4)中的具有相同轴线的至少两个周向凹槽，其中第一凹槽(18)包括第一径向通道(20)，并且第二凹槽(19)包括第二径向通道(21)，所述第一径向通道和所述第二径向通道延伸穿过所述主体(4)并且允许所述主体的外部与内部之间的流体连通，其中轴向通道(24)设置在所述至少两个凹槽(17，18)之间，从而允许从所述第一凹槽(18)到所述第二凹槽(19)的轴向流体连通。

13.根据权利要求11所述的耗材保持器组件，其中所述第一径向通道(20)和所述第二径向通道(21)轴向对准，并且所述轴向通道(24)定位在所述两个径向通道(20，21)对面。

14.根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件，所述主体(4)包括多个轴向通道，以用于将保护气体从所述主体(4)的内部递送到外部。

15.一种等离子弧焊矩，所述等离子弧焊矩包括具有焊炬头(2)的电弧主体(1)和根据前述权利要求中的一项所述的耗材保持器组件(3)。

16.一种焊接方法，所述焊接方法使用根据权利要求15所述的等离子弧焊矩。

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