CN114799411A - 一种汽车拆解用热切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热切割设备技术领域，且公开了一种汽车拆解用热切割装置，包括铜喷嘴，所述铜喷嘴的中部安装有钨极棒，所述铜喷嘴与钨极棒之间构成电流通道，所述铜喷嘴的外侧安装有外壳，所述铜喷嘴的底部放置有切割工件。本发明通过在铜喷嘴以及钨极棒之间的电流通道内部固定安装冷却板，将电流通道分成四个扇形的电流通道，再将原本的冷水腔以及保护气腔内部的保护气体分别往水冷腔体以及气冷通道中引导，利用水冷以及气冷两重冷却方式对分隔的电流通道中的等离子体冷却，通过降低等离子体的温度来降低电离程度，以此来降低电弧压力，通过降低电弧压力来降低压缩后的主弧热源温度，来防止工件击穿和塌陷。

Description

一种汽车拆解用热切割装置

技术领域

本发明涉及热切割设备技术领域，具体为一种汽车拆解用热切割装置。

背景技术

热切割是指利用集中热能使材料熔化或者燃烧分离的方法，热切割广泛应用于工业部门中金属材料下料、零部件的加工、废品废料解体以及安装和拆除等，热切割按照所用能种类热切割分为气割、电弧切割、等离子弧割以及激光切割，其中等离子弧割焊的压缩弧焊产生的方式是，依靠等离子体在钨极棒以及铜喷嘴之间的高频电压作用下，利用电场以及高温使得等离子体发生电离，然后通过水冷喷嘴、靠近水冷喷嘴处的冷气膜以及电弧本身的磁场作用下，对电弧进行压缩，在三重压缩作用下，拘束电弧的电离度显著提高，能量更加集中，电弧力增强，能够对中厚板实现穿孔焊接，然而，在这种喷嘴设计中，电弧电流较大时，容易产生双弧。另外，压缩电弧的弧压/电流比值比常规自由电弧要大得多，过大的电弧压力作用在熔池中，很容易造成焊穿和塌陷等焊接缺陷，使得等离子弧焊的工艺窗口比较窄。

发明内容

针对背景技术中提出的现有等离子弧割焊在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种汽车拆解用热切割装置，具备降低压缩电弧的电弧热源、提高熔池的稳定性、减少工件焊穿和塌陷情况等焊接缺陷的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种汽车拆解用热切割装置，包括铜喷嘴，所述铜喷嘴的中部安装有钨极棒，所述铜喷嘴与钨极棒之间构成电流通道，所述铜喷嘴的外侧安装有外壳，所述铜喷嘴的底部放置有切割工件，所述铜喷嘴的内部开设有冷水腔，所述外壳与铜喷嘴的外侧壁之间设置有保护气腔，所述钨极棒的外侧固定安装有冷却板，所述冷却板的顶部固定安装有汇聚环，所述汇聚环位于钨极棒的上方，且跟钨极棒的外侧空间位置无重合区域，所述汇聚环为顶部圆润的圆环，所述汇聚环的内部中部安装有环形隔板将汇聚环的内部空间分隔成气框、液框，所述气框的侧边安装有进气管，所述进气管的另一端连通到保护气腔的内部，所述液框的内部连通有进液管，所述进液管的另一端连通到冷水腔中，所述冷却板的内部开设有水冷腔体，所述液框的底部开设有通孔，所述通孔将液框与水冷腔体之间连通，所述水冷腔体的底部开设有出水管，所述出水管的另一端连通到冷水腔中，所述冷却板两侧的表面均开设有气冷通道，所述气框的底部设置有出气管。

优选的，所述气冷通道的底部弯曲设计，且气冷通道的弯曲方向朝向铜喷嘴的侧壁，所述铜喷嘴的侧壁开设有集气环，所述集气环为圆环形，所述气冷通道内的保护气体会通过弯曲的管道汇聚在集气环中，所述集气环的底部设有气孔，所述铜喷嘴的侧壁周向开设有保护径道，所述气孔正对保护径道。

优选的，所述冷却板共设有四块，且冷却板为绝缘耐高温材料，所述冷却板将环形的电流通道分隔成四个小型扇形的电流通道。

优选的，所述气冷通道沿着铜喷嘴的径向等距分布，所述出气管倾斜向气冷通道方向安装。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在铜喷嘴以及钨极棒之间的电流通道内部固定安装冷却板，将电流通道分成四个扇形的电流通道，再将原本的冷水腔以及保护气腔内部的保护气体分别往水冷腔体以及气冷通道中引导，利用水冷以及气冷两重冷却方式对分隔的电流通道中的等离子体冷却，通过降低等离子体的温度来降低电离程度，以此来降低电弧压力，通过降低电弧压力来降低压缩后的主弧热源温度，来防止工件击穿和塌陷。

2、本发明通过将原本用于冷却的电离环境的保护气体，通过带有弯管的气冷通道引导到集气环中，然后通过集气环将保护气体通过保护径道路往喷嘴出口处流动，由于保护气体不会电离，会在铜喷嘴的内侧壁表面形成一层保护气层，来防止压缩主弧与铜喷嘴发生双弧现象，降低了铜喷嘴的损坏概率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明水冷腔体内部结构示意图

图3为本发明焊枪A-A处横剖结构示意图；

图4为本发明气框纵剖结构示意图；

图5为本发明图2中A处结构示意图。

图中：1、铜喷嘴；2、钨极棒；3、外壳；4、切割工件；5、冷水腔；6、保护气腔；7、冷却板；8、汇聚环；9、气框；10、液框；11、进气管；12、进液管；13、水冷腔体；14、出水管；15、气冷通道；16、出气管；17、集气环；18、保护径道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，一种汽车拆解用热切割装置，包括铜喷嘴1，铜喷嘴1的中部安装有钨极棒2，铜喷嘴1与钨极棒2之间构成电流通道，铜喷嘴1的外侧安装有外壳3，铜喷嘴1的底部放置有切割工件4，铜喷嘴1的内部开设有冷水腔5，外壳3与铜喷嘴1的外侧壁之间设置有保护气腔6，钨极棒2的外侧固定安装有冷却板7，冷却板7共设有四块，且冷却板7为绝缘耐高温材料，冷却板7将环形的电流通道分隔成四个小型扇形的电流通道，冷却板7的顶部固定安装有汇聚环8，汇聚环8位于钨极棒2的上方且跟钨极棒2的外侧空间位置无重合区域，在设置时，将汇聚环8与钨极棒2的顶部设置有一定的空隙，等离子气体从中部往下流动时，会通过汇聚环8的上表面的中心位置往电流通道中流动，汇聚环8为顶部圆润的圆环，汇聚环8的内部中部安装有环形隔板将汇聚环8的内部空间分隔成气框9、液框10，气框9的侧边安装有进气管11，进气管11的另一端连通到保护气腔6的内部，液框10的内部连通有进液管12，进液管12的另一端连通到冷水腔5中，冷却板7的内部开设有水冷腔体13，液框10的底部开设有通孔，通孔将液框10与水冷腔体13之间连通，水冷腔体13的底部开设有出水管14，出水管14的另一端连通到冷水腔5中，冷水腔5的内部在不断的填充入冷水，冷水腔5内部的冷水也会通过进液管12往水冷腔体13中流动，用于冷却冷却板7表面的温度，最终起到一个降低电流通道内部温度的作用，通过降低内部的温度来降低等离子电离的程度，由于等离子的电离除了受到电场强度的影响，还受到等离子气体浓度以及温度的影响，在原本电流通道内部连通四个水冷的冷却板7，对内部的等离子粒子进行降温，相对于原本的对整个等离子体的外侧进行降温，增加了降温方式，以此来控制等离子体电离的程度，在压缩前控制电弧热源，降低压缩前的电弧热源，以此来避免后期进行压缩之后，热源温度太高，导致切割工件4塌陷烧穿，参考图3，冷却板7两侧的表面均开设有气冷通道15，气冷通道15沿着铜喷嘴1的径向等距分布，气框9的底部设置有出气管16，出气管16倾斜向气冷通道15方向安装，为了让每个气冷通道15对应设置有单独朝向的出气管16，此时气框9内部的保护气体会均匀的通过出气管16往气冷通道15中流动，使得所有的气冷通道15中均有保护气体的存在，由于保护气体是没有经过电弧区进行加热的，因此此时的保护气体起到一个冷却电离的作用，配合水冷起到一个气冷的作用，降低整个电离区域的温度，降低等离子电离的程度，另外由于冷却板7是绝缘材料，此时钨极棒2上的电场被冷却板7阻挡，会沿着冷却板7的表面放射，而冷却板7的表面由于冷却气流以及与冷水效果的存在，温度会降低，等离子体在冷却板7的表面难以发生电离，能够降低等离子体电离的粒子数，也就是说原本位于冷却板7处的电场，由于温度太低降低该部分电场的电离能力，且冷却板7共设置有四块，这四块区域的粒子电离能力都降低了，因此整体的电场电离的等离子体的能力降低，降低了弧柱的能量，防止能量过大导致工件击穿和塌陷，图3为图2的横剖切示意图，图中出水管14的位置高于集气环17和保护径道18，不在同一水平面上。

其中，参考图5，气冷通道15的底部弯曲设计，且气冷通道15的弯曲方向朝向铜喷嘴1的侧壁，铜喷嘴1的侧壁开设有集气环17，集气环17为圆环形，气冷通道15内的保护气体会通过弯曲的管道汇聚在集气环17中，集气环17的底部设有气孔，铜喷嘴1的侧壁周向开设有保护径道18，气孔正对保护径道18，用于冷却冷却板7的保护气体，为了防止在电流通道中影响电弧的聚集，此时通过在铜喷嘴1的侧壁开设有保护径道18，并将原本的保护气体，引导到保护径道18中，会在铜喷嘴1的内侧壁形成流动的保护气体层，并且由于保护气体能够有效地消除双弧现象，因此，集气环17、保护径道18对于保护气体的引导作用，有效地防止了双弧现象的发生。

本发明的使用方法如下：

当等离子弧割焊切割汽车时，冷水腔5、保护气腔6的内部会分别往里面添加冷水和保护气体，电流通道中会有等离子气体流动，冷水腔5中的冷水会通过进液管12往液框10中流动，然后通过汇聚环8上的通孔往水冷腔体13中流动，用于降低冷却板7表面的温度，而保护气腔6中的保护气体会通过进气管11往气框9中流动，然后再通过气框9上倾斜的出气管16往气冷通道15中流动，通过水冷以及气冷两个冷却途径对电流通道中的温度进行冷却，降低电流通道的温度，使得靠近冷却板7处的等离子体由于温度较低，无法完全电离，通过降低温度来降低等离子体电离程度，降低主弧的电弧压力，来防止主弧压缩后热源温度过高，导致塌陷，同时由于冷却板7是绝缘材料，冷却板7所在区域的电场被阻挡，会沿着冷却板7的表面再放射出去，并且冷却板7的表面由于冷却气流以及与冷水效果的存在，温度会降低，等离子体在冷却板7的表面难以发生电离，能够电离的等离子体粒子数降低，此时冷却板7区域的电场电离能力降低，多个冷却板7通过降低电场的电离能力来降低主弧的电弧压力，防止塌陷和穿透，在气冷通道15内的气体会在弯管的作用下汇集到集气环17中，然后通过保护径道18流出去，在铜喷嘴1的电弧区用于防止双弧现象发生在铜喷嘴上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种汽车拆解用热切割装置，包括铜喷嘴（1），所述铜喷嘴（1）的中部安装有钨极棒（2），所述铜喷嘴（1）与钨极棒（2）之间构成电流通道，所述铜喷嘴（1）的外侧安装有外壳（3），所述铜喷嘴（1）的底部放置有切割工件（4），所述铜喷嘴（1）的内部开设有冷水腔（5），所述外壳（3）与铜喷嘴（1）的外侧壁之间设置有保护气腔（6），其特征在于：所述钨极棒（2）的外侧固定安装有冷却板（7），所述冷却板（7）的顶部固定安装有汇聚环（8），所述汇聚环（8）位于钨极棒（2）的上方，且跟钨极棒（2）的外侧空间位置无重合区域，所述汇聚环（8）为顶部圆润的圆环，所述汇聚环（8）的内部中部安装有环形隔板将汇聚环（8）的内部空间分隔成气框（9）、液框（10），所述气框（9）的侧边安装有进气管（11），所述进气管（11）的另一端连通到保护气腔（6）的内部，所述液框（10）的内部连通有进液管（12），所述进液管（12）的另一端连通到冷水腔（5）中，所述冷却板（7）的内部开设有水冷腔体（13），所述液框（10）的底部开设有通孔，所述通孔将液框（10）与水冷腔体（13）之间连通，所述水冷腔体（13）的底部开设有出水管（14），所述出水管（14）的另一端连通到冷水腔（5）中，所述冷却板（7）两侧的表面均开设有气冷通道（15），所述气框（9）的底部设置有出气管（16）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车拆解用热切割装置，其特征在于：所述气冷通道（15）的底部弯曲设计，且气冷通道（15）的弯曲方向朝向铜喷嘴（1）的侧壁，所述铜喷嘴（1）的侧壁开设有集气环（17），所述集气环（17）为圆环形，所述气冷通道（15）内的保护气体会通过弯曲的管道汇聚在集气环（17）中，所述集气环（17）的底部设有气孔，所述铜喷嘴（1）的侧壁周向开设有保护径道（18），所述气孔正对保护径道（18）。

3.根据权利要求1所述的一种汽车拆解用热切割装置，其特征在于：所述冷却板（7）共设有四块，且冷却板（7）为绝缘耐高温材料，所述冷却板（7）将环形的电流通道分隔成四个小型扇形的电流通道。

4.根据权利要求1所述的一种汽车拆解用热切割装置，其特征在于：所述气冷通道（15）沿着铜喷嘴（1）的径向等距分布，所述出气管（16）倾斜向气冷通道（15）方向安装。

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