CN117798473A - 一种非熔化极旋转焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非熔化极旋转焊枪，包括电极、弹性摆动组件、鱼眼关节轴承、偏心组件、齿轮传动组件、电机组件、外壳、和冷却组件；所述偏心组件用于调节所述电极组件进行圆周旋转摆动的范围，所述弹性摆动组件用于作为电极组件的支点实现电极的摆动，所述冷却组件用于冷却所述电极组件。本发明的旋转焊枪结构紧凑、功能性强、安全性高，在电极旋转的同时可实现左右摆动运动，焊枪的旋转速度、摆动频率及摆幅等参数无级可调，适用于不同厚度、不同金属种类以及不同的坡口形状的高效填充，填充效率高。

Description

一种非熔化极旋转焊枪

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种非熔化极旋转焊枪。

背景技术

在厚板及超厚板的焊接中，目前常采用TIG焊和埋弧焊等方法。TIG焊，适用于大部份金属，但在打底后对坡口的填充量每道焊常只有1mm到2mm，这种填充的效率较低。埋弧焊可填充的效率相对TIG焊高但其对焊接对象的要求较高，该工艺技术适用金属种类有限。一般，埋弧焊对钢材等高效，但对钛、镍钢等材料就不适用。目前，随着板材厚度的增加，坡口宽度增大，需要填充的金属量也随之会翻倍增加，现有技术进一步影响填充效率。

在厚板及超厚板的打底后坡口填充技术中，尤其是对钛合金、锆合金、高镍基合金等有色金属，需要一种像TIG焊一样能适应多种金属，又能像埋弧焊一样高效填充的技术。有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明是为了克服现有技术不足，提供一种结构紧凑，对多种金属的适用性强，同时又能达到高效填充目标的非熔化极旋转焊枪。

为实现以上目的，本发明是这样实现的：

本发明实施例提供了一种非熔化极旋转焊枪，包括电极组件、弹性摆动组件、鱼眼关节轴承、偏心组件、齿轮传动组件、电机组件、外壳、和冷却组件；所述电机组件通过所述齿轮传动组件带动所述偏心组件旋转，所述电极组件通过所述鱼眼关节轴承与所述偏心组件连接；所述偏心组件用于调节所述电极组件进行摆动的范围；所述电极组件以所述弹性摆动组件为支点摆动；所述冷却组件用于冷却所述电极组件的电极，所述冷却组件的冷却通道通过所述偏心组件的中空部分进入所述电极的冷却循环回路。

一些示例中，在所述外壳上设置有第一开口，用于调节所述偏心组件。

一些示例中，所述偏心组件包括凸轮、偏心调钮、定位球和弹簧，所述偏心调钮与所述凸轮在所述弹簧的作用下，使得所述定位球卡入所述凸轮中。

一些示例中，所述冷却组件包括冷却进管和冷却出管，所述冷却进管和冷却出管分别连通所述电极内部的冷却槽，用于实现所述电极的冷却循环。

一些示例中，所述凸轮和所述偏心调钮采用中空设计，所述冷却进管和所述冷却出管穿过所述凸轮和所述偏心调钮的中空部分。

一些示例中，所述旋转焊枪还包括保护气罩和保护气罩冷却结构，所述保护气罩冷却结构用于冷却所述保护气罩；所述保护气罩一端与所述外壳连接。

一些示例中，所述旋转焊枪还包括设置在所述外壳内部的主体支架，所述主体支架用于支撑所述偏心组件和所述弹性摆动组件；所述主体支架对应所述外壳的第一开口处设置有第二开口。

一些示例中，所述主体支架的一侧设置有端盖，所述端盖与保护气管连接，所述主体支架上还设置有保护气过孔。

一些示例中，所述旋转焊枪包括有绝缘壳体，至少部分所述绝缘壳体设置在所述外壳和所述主体支架之间；所绝缘壳体对应所述外壳的第一开口处设置有第三开口。

一些示例中，所述弹性摆动组件包括弹性摆动片、弹片固定件和弹片固定螺母，所述电极组件以所述弹性摆动片为支点摆动。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明的旋转焊枪结构紧凑、功能性强，在电极旋转的同时可实现左右摆动运动，从而能在填充时有效避免气孔、未熔合等焊接缺陷的产生，并能有效搅拌熔池，使晶体分布更均匀，优化焊缝组织，增强焊缝的物理和化学性能。

2、本发明的旋转焊枪的旋转速度、摆动频率及摆幅等参数在标称范围内均无级可调，通过这些参数的组合可适用于不同厚度、不同金属种类以及不同的坡口形状的高效填充，填充效率高。

3、本发明的旋转焊枪通过直接旋转偏心组件即可实现摆幅的调整，并且调节偏心组件时，操作者可以得到操作时的触觉反馈，其结构简单、操作方便、安全可靠。

4、本发明的旋转焊枪具有完善的冷却系统，从而实现设备应用范围广、可在较大电流下工作的要求。进一步的，本发明的焊枪通过对电极和保护气罩的冷却，可以更好的保证电极或枪体的正常工作，提高工作的安全性及提升工作的持久性等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为本发明实施例一种非熔化极旋转焊枪的立体图；

图2为本发明实施例一种非熔化极旋转焊枪的剖视图；

图3是凸轮的结构图；

图4是外壳的结构图；

图5是主体支架的结构图；

图6是绝缘壳体的结构图。

附图标记说明：1-1电极、1-2钨极、1-3钨极螺母、2鱼眼关节轴承、3外壳、3-1缺口、4保护气罩、5绝缘壳体、5-1突出部、5-2绝缘主体、5-3绝缘盖、6端盖、7主体支架、8凸轮、9偏心调钮、10定位球、11弹簧、12冷却进管、13冷却出管、14第一冷却槽、15第一齿轮、16第二齿轮、17电机、18电机支架、19保护气罩冷却管、20第二冷却槽、21弹性摆动片、22弹片固定件、23弹片固定螺母、24保护气过孔、25接线耳、26保护气管、27-1第一开口、27-2第二开口、28第三开口、29定位孔、平台30。

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作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。

参见图1-图6所示，本实施方式的一种非熔化极旋转焊枪，包括电极组件、弹性摆动组件、鱼眼关节轴承2、偏心组件、齿轮传动组件、电机组件、外壳3、和冷却组件。优选的，电极组件包括电极1-1，所述电极1-1前端设置有钨极1-2,所述钨极通过钨极螺母1-3与所述电极1-1固定连接。优选的，外壳3、弹性摆动组件、鱼眼关节轴承2、偏心组件均为或包括中空结构，所述电极组件通过弹性摆动组件、鱼眼关节轴承2、偏心组件被支撑设置在外壳3中。优选的，所述外壳可采用铝制材料，所述电极组件或电极1-1至少部分设置在所述外壳中并从外壳一端的通孔中伸出。

所述电机组件通过所述齿轮传动组件带动所述偏心组件旋转，所述电极1-1通过所述鱼眼关节轴承2与所述偏心组件连接，从而实现电机带动电极和钨极的旋转运动。优选的，电极组件或电极从鱼眼关节轴承2的中空部分穿过被固定。优选的，所述齿轮传动组件至少包括第一齿轮15和第二齿轮16，所述第一齿轮15与所述电机组件连接，所述第二齿轮16与所述偏心组件连接，通过所述第一齿轮15和所述第二齿轮16实现所述电机组件与所述偏心组件的传动。优选的，所述电机组件包括电机17、电机支架18和控制器（未示出），电机17通过电机支架18固定，所述控制器用于控制电机的转速从而控制电极和钨极旋转的速度。优选的，电机可以设置为内置，齿轮传动组件和电机组件设置在外壳内部，如图2所示，所述电机支架18设置在壳体内部，电机17的输出轴与所述第一齿轮15连接带动第一齿轮旋转；也可以设置为外置，在焊枪外部通过传动轴给齿轮提供动力。

所述冷却组件用于冷却所述电极1-1，所述冷却组件的冷却通道通过所述偏心组件的中空部分或中空腔后进入所述电极1-1的冷却循环回路。优选的，所述冷却组件包括冷却进管12和冷却出管13，所述冷却进管12和冷却出管13分别连通所述电极1-1内部的第一冷却槽14，用于实现所述电极1-1的冷却循环。优选的，采用冷却水进行冷却，冷却水通过冷却进管12进入第一冷却槽14，在第一冷却槽14中循环后通过冷却出管13回到制冷机，循环此动作，从而达到持续冷却电极的功能。常规的非熔化旋转焊枪，应用的电流较小、填充坡口的尺寸也较小，此种结构的焊枪无法在高温环境在长时间工作甚至容易损坏焊枪。本发明的旋转焊枪，通过设置电极冷却结构，可以对电极及时降温，使得电极保持在正常工作时的温度，可以避免焊枪承受高温而不能长时间工作或损坏，从而本发明的焊枪可以应用于大电流的环境，例如配合高效深熔弧电源稳定精确输出10A至500A电流，为大量填充提供充足且稳定准确的能量，为大尺寸的材料的焊接提供良好保障，从而提高焊接效率。

作为本发明一种优选的实施例，在所述电极1-1外部设置有保护气罩4，所述保护气罩4一端与所述外壳3固定连接，优选为螺纹连接。所述焊枪包括保护气罩冷却结构，优选的，设置有保护气罩冷却管19和保护气罩4连通，在保护气罩4上设置有第二冷却槽20，冷却水通过保护气罩冷却管（进水管）进入所述第二冷却槽20后通过保护气罩冷却管（出水管）进入冷却机，循环此动作，从而在冷却保护气罩的同时达到进一步冷却电极和钨极的功能。通过保护气罩冷却结构加强了电极和钨极的冷却作用，通过电极冷却结构和保护气罩冷却结构实现了焊枪的双重冷却，具有更高效、安全的冷却效果，从而进一步保证焊枪的正常工作。

作为本发明一种优选的实施例，所述偏心组件用于调节所述电极1-1进行圆周摆动的范围或幅度；所述弹性摆动组件用于作为电极的支点实现电极的摆动。优选的，所述偏心组件包括凸轮8、偏心调钮9、定位球10和弹簧11，定位球10设置在凸轮8与偏心调钮9之间，定位球10可以固定在偏心调钮上，优选的固定在偏心调钮面向凸轮的端面上；所述偏心调钮9与所述凸轮8在所述弹簧11的作用下，定位所述定位球10卡入凸轮中；优选的，转动所述偏心调钮9，使得定位球10卡入所述凸轮8的各定位孔29中，多个定位孔29的位置可以根据具体需要设置。优选的，所述弹簧11一端抵接偏心调钮后端（远离电极的一端），另一端抵接凸轮的前端（靠近电极的一端），通过弹力预紧从而利于设置在凸轮前端面和偏心调钮后端面之间的定位球的固定。如此设置，在调节偏心组件时，操作者可以得到操作时的触觉反馈。优选的，所述定位球为钢珠，优选为上下两个。优选的，可根据具体需要在凸轮上设置调节刻度，从而更便于调节时的选择。优选的，外壳3上对应所述偏心组件的位置设置有第一开口27-1，用于调节所述偏心组件；优选的，外壳3对应所述凸轮8和偏心调钮9的位置处设置第一开口27-1，用于进行偏心调钮的调节并可观察凸轮上的刻度；优选的，第一开口为两个，分别对应设置。

如图2所示，保护气罩4一端（后端）与外壳3一端（前端）连接，优选为螺纹连接，保护气罩4在装配后会覆盖第一开口27-1；若需要调节偏心组件时，仅需拆卸保护气罩后即可进行调节，此种设置结构较简单，且操作非常便捷、不易损坏焊枪。通过开口旋转所述偏心调钮9从而调整所述定位球10卡入到所述凸轮8上的位置，从而调整偏心大小，偏心调钮9通过鱼眼关节轴承2与电极1-1连接实现传动，从而在偏心大小变化时可调整电极和钨极摆动的幅度范围，摆幅调节大小可根据焊接盖面宽度需求进行相应调节，该焊枪可调节的范围较广、适应性强。优选的，所述凸轮8、所述偏心调钮9和所述弹簧11均采用中空设计，所述冷却进管12和所述冷却出管13穿过所述凸轮、所述偏心调钮、所述弹簧和鱼眼关节轴承2的中空部分与所述电极1-1内部的第一冷却槽14连通，从而使得焊枪在摆动幅度更大的同时，其整体结构更紧凑，体积更小。优选的，第二齿轮16与凸轮8连接，优选为凸轮8与第二齿轮16通过螺栓固定连接，从而通过电机带动电极旋转。

作为本发明一种优选的实施例，所述弹性摆动组件包括弹性摆动片21、弹片固定件22和弹片固定螺母23，所述弹片固定件22和所述弹片固定螺母23用于实现弹性摆动片与电极1-1的固定，弹性摆动片21、弹片固定件22和弹片固定螺母23均为中空结构，电极从所述弹性摆动片21、弹片固定件22和弹片固定螺母23的中空部分穿过从而实现电极的固定支撑，所述电极1-1以所述弹性摆动片21为杠杆式圆周摆动支点实现摆动。优选的，所述弹片固定件22与电极1-1螺纹连接。

本发明的焊枪可通过控制器控制电极的转速，同时焊枪在控制器的控制下左右摆动，并可由高效深熔弧电源输出稳定精准的大电流，即焊枪的旋转速度、摆动频率及摆幅等参数在标称范围内可实现无级可调且可在高温高强度下工作，从而焊枪可适用于不同厚度、不同金属种类以及不同的坡口形状的高效填充，填充效率高。

作为本发明一种优选的实施例，在外壳3内部设置有主体支架7，所述主体支架7为中空结构，所述主体支架7分别用于支撑固定所述偏心组件和所述弹性摆动组件。优选的，所述主体支架7的一端或中部位置的中空孔腔内通过轴承支撑所述凸轮8，另一端的中空孔腔内固定弹片固定螺母23，从而把电极稳定支撑在焊枪内部，电极从主体支架7的一端的通孔中伸出。优选的，电机支架18可设置在主体支架7一端的平台30上。在所述外壳和所述主体支架上对应设置有开口，用于调节所述偏心组件，优选的，主体支架7对应所述凸轮8和偏心调钮9的位置或对应第一开口27-1处设置有第二开口27-2，优选的，第二开口为两个，分别对应设置。本发明的焊枪通过上述开口即可实现偏心旋钮的多级调节，并且通过弹簧和定位球的设置可以为操作者提供操作时的触觉反馈，此设置结构简单、操作方便、安全可靠。

优选的，所述主体支架7上设置有保护气过孔24。所述主体支架7的一端设置有接线耳25，通过接线耳25、主体支架7、弹性摆动片21、电极1-1相连通实现电极的供电。

作为本发明一种优选的实施例，所述旋转焊枪还包括绝缘壳体5和端盖6，绝缘壳体5为中空结构，所述绝缘壳体5、所述外壳3、所述端盖6和所述保护气罩4形成焊枪的外部壳体。优选的，所述绝缘壳体的一端的突出部5-1从所述外壳3的缺口3-1处凸出，所述绝缘壳体的另一端的凸缘抵接所述外壳3一端形成配合，电极1-1从绝缘壳体5另一端的通孔中伸出；优选的，齿轮传动组件和电机组件设置在绝缘壳体内部，所述突出部5-1的形状与所述电机支架18的形状适配。优选的，所述绝缘壳体5包括绝缘主体5-2和绝缘盖5-3，绝缘盖一端设置有凸缘用于抵接外壳和保护气罩。优选的，在绝缘壳体和所述外壳形成整体的内部设置有主体支架7，所述绝缘壳体5、所述外壳3和所述主体支架7均为中空结构。所述绝缘壳体对应所述主体支架7和外壳3的开口处也设置有第三开口28，优选的，第三开口为两个，分别对应设置。优选的，端盖6设置在外壳3、主体支架7和绝缘壳体5远离电极的一侧或一端，所述端盖6上设置有保护气管26用于通入保护气体，冷却进管12、冷却出管13和接线耳25分别穿过所述端盖6。通过绝缘壳体、外壳、主体支架及保护气罩等的结构设置，在优化焊枪整体结构的同时也可以保证焊枪具有较好的功能性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以上内容结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以上对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，包括电极组件、弹性摆动组件、鱼眼关节轴承、偏心组件、齿轮传动组件、电机组件、外壳、和冷却组件；

所述电机组件通过所述齿轮传动组件带动所述偏心组件旋转，所述电极组件通过所述鱼眼关节轴承与所述偏心组件连接；

所述偏心组件用于调节所述电极组件进行摆动的范围；

所述电极组件以所述弹性摆动组件为支点摆动；

所述冷却组件用于冷却所述电极组件的电极，所述冷却组件的冷却通道通过所述偏心组件的中空部分进入所述电极的冷却循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，在所述外壳上设置有第一开口，用于调节所述偏心组件。

3.根据权利要求1或2所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述偏心组件包括凸轮、偏心调钮、定位球和弹簧，所述偏心调钮与所述凸轮在所述弹簧的作用下，使得所述定位球卡入所述凸轮中。

4.根据权利要求3所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述冷却组件包括冷却进管和冷却出管，所述冷却进管和冷却出管分别连通所述电极内部的冷却槽，用于实现所述电极的冷却循环。

5.根据权利要求4所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述凸轮和所述偏心调钮采用中空设计，所述冷却进管和所述冷却出管穿过所述凸轮和所述偏心调钮的中空部分。

6.根据权利要求1所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述旋转焊枪还包括保护气罩和保护气罩冷却结构，所述保护气罩冷却结构用于冷却所述保护气罩；所述保护气罩一端与所述外壳连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述旋转焊枪还包括设置在所述外壳内部的主体支架，所述主体支架用于支撑所述偏心组件和所述弹性摆动组件；所述主体支架对应所述外壳的第一开口处设置有第二开口。

8.根据权利要求7所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述主体支架的一侧设置有端盖，所述端盖与保护气管连接，所述主体支架上还设置有保护气过孔。

9.根据权利要求7所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述旋转焊枪包括有绝缘壳体，至少部分所述绝缘壳体设置在所述外壳和所述主体支架之间；所绝缘壳体对应所述外壳的第一开口处设置有第三开口。

10.根据权利要求1所述的一种非熔化极旋转焊枪，其特征在于，所述弹性摆动组件包括弹性摆动片、弹片固定件和弹片固定螺母，所述电极组件以所述弹性摆动片为支点摆动。