CN1640605A - 轧头套管及钨极惰性气体保护焊焊炬 - Google Patents

Abstract

提供一种能防止电极轧头和轧头套管的接触面的烧结而容易更换电极、抑制电弧热介由轧头套管从电极向焊炬体传递，能通入大的焊接电流且可提高使用率的钨极惰性气体保护焊焊炬。这种钨极惰性气体保护焊焊炬，具备焊炬本体、支撑位于焊炬本体中心的电极轧头、和接触支撑在金属构件内并与电极轧头接触而支撑它的轧头套管；轧头套管，由安装于轧头套管前端部并在轴芯部具有贯通插孔的圆筒状嵌入构件和剩余部分的具有电极轧头插入孔的轧头套管本体构成，嵌入构件由导电率高且具有耐冲击性及耐磨损性的导电性金属形成，轧头套管本体由导热率低的导电性金属形成。

Description

轧头套管及钨极惰性气体保护焊焊炬

技术领域

本发明涉及用以改进钨极惰性气体保护焊的轧头套管(collet body)及使用它的钨极惰性气体保护焊焊炬。

背景技术

[现有技术1]

参照图2，对现有技术1的钨极惰性气体保护焊焊炬进行说明。图2是现有技术的钨极惰性气体保护焊焊炬的部分剖视图。在该图中，焊炬体1，由大致筒状的金属构件1a和包围该金属构件1a周围的大致筒状的绝缘构件1b形成。手把部2，是作业者用手握住的部分，安装在焊炬体1的侧面，手把部2的周围由绝缘构件形成。

电极轧头(collet)3在轴芯部设置有用于穿过非消耗电极4(钨电极)的电极贯通插孔3a，前端形成尖状锥部3b，形成从前端沿着上述电极贯通插孔3a延伸的省略图示的纵向切槽。

轧头套管5在轴芯部设置电极贯通插孔5a，前端部形成多个气体喷出孔5c。另外，还在前端形成有与电极轧头3的尖状锥部3b内部接触的尖状锥部5c，其被安装在上述焊炬体1的金属构件1a的前端部。

电极轧头推杆6前端部形成有外螺纹部6a，其被安装在与形成在焊炬体1的金属构件1a上的内螺纹部1c内。通过将该电极轧头推杆6拧进焊炬体1的金属构件1a的后端部，而电极轧头3的尖状锥部3b与轧头套管5的尖状锥部5b内部接触，电极轧头3的纵向切槽被紧固。其结果，电极4被固定在规定位置。

喷嘴7包围轧头套管5被安装在焊炬体1的前端。从省略图示的储气瓶供给的保护气体8通过手把部2内、经由焊炬1的金属构件1a内、再通过电极轧头3和轧头套管5之间，最后从形成在轧头套管5前端部的多个气体喷出孔5c向喷嘴7内表面喷出。然后，从该喷嘴7喷出保护气体，使电极4前端部所产生的电弧及熔池与空气相隔离。

在焊接时，从省略图示的焊接用电源装置供给的电力流经焊炬体1的金属构件1a、轧头套管5、电极轧头3，向电极4供给。(例如，参照专利文献1)。通常，电极轧头3和轧头套管5只是各自的前端部接触而供电。

接下来，说明其作用。若使用具有上述构成的钨极惰性气体保护焊焊炬进行焊接，则由于电弧热而使电极4的前端部可达几千度的温度。然后，该热介由电极轧头3及轧头套管5向焊炬体1传递，焊炬体1发热。

在手动用的气冷式钨极惰性气体保护焊焊炬中，由于焊炬体1的发热而使手把部2的温度上升到40度以上，则作业者很难用手握住该手把部2进行作业。因此，要根据大致的手把部2的温度上升来决定向焊炬体1通电的允许电流及使用率。

另外，电极轧头3及轧头套管5的材质，为了容易向电极4供电，而要求导电率高的导电性金属，因此一般使用铜或铜合金(以下，称铜合金)。

另一方面，该铜合金，导热率高。因此，特别是在使用保护气体8作为冷却手段的手动用气冷式钨极惰性气体保护焊焊炬进行焊接时，焊炬体1的温度非常高，作业者很难用手握住手把部2进行作业。因此，例如在向焊炬体1通电的焊接电流超过200A、使用率超过50％的焊接方法中，很难使用现有的钨极惰性气体保护焊焊炬。

再有，由于在焊接作业中要消耗电极的前端，因此需要对该前端进行削减。那时，作业者大多要在钨极惰性气体保护焊焊炬的温度没有冷却的高温状态下、将电极轧头推杆6从焊炬体1上取下。此时，电弧热传递给焊炬体1及电极轧头推杆6，因此焊炬体1及电极轧头推杆6各自的螺纹部发生磨损，会频繁地发生安装不良。

因此，在焊接电流超过200A的由手动操作钨极惰性气体保护焊焊炬而进行的焊接中，使用高价的水冷式钨极惰性气体保护焊焊炬来代替气冷式钨极惰性气体保护焊焊炬。

[现有技术2]

另一方面，为了尽量抑制电弧热向焊炬体1传递，而在电极轧头及轧头套管使用钢制构件。钢制构件比铜合金阻值大，因此，若焊接电流超过100A，则电极轧头、轧头套管及电极4各自在供电接触部会发生击穿、电弧不稳定。另外，在这期间会发生烧结现象，很难进行电极更换。

因此，使用钢制轧头套管和钢制电极轧头的钨极惰性气体保护焊焊炬，只不过是被使用于焊接电流在100A以下的钨极惰性气体保护焊。

在此，若使钢制轧头套管和钢制电极轧头的材质为铜合金，则烧结现象可得到缓和。不过，会发生现有技术1中所述的不良现象。

专利文献1：特开2002-86273号公报

如上所述，现有技术1的钨极惰性气体保护焊焊炬，在电极轧头3及轧头套管5的材质中使用导热率高的铜合金。因此，特别是在使用保护气体8作为冷却方法的手动用气冷式钨极惰性气体保护焊焊炬进行焊接时，电弧热容易传递给焊炬体1，而使焊炬体1的温度非常高，作业者很难用手握住手把部2进行作业。另外，由于在焊接作业中要削减电极的前端，因此作业者大多要在钨极惰性气体保护焊焊炬的温度没有冷却的高温状态下、将电极轧头推杆6从焊炬体1上取下。因此，焊炬体1及电极轧头推杆6各自的螺纹部发生磨损，会频繁地发生安装不良。

因此，向焊炬体1通电的允许电流及使用率被限制。

另外，在上述现有技术2的钨极惰性气体保护焊焊炬中，电极轧头及轧头套管的材质使用钢制构件。钢制构件比铜合金阻值大，因此，若焊接电流超过100A，则电极轧头、轧头套管及电极4各自在供电接触部会发生击穿、电弧不稳定。另外，在这期间会发生烧结现象，很难进行电极更换。因此，向焊炬体1通电的允许电流及使用率被限制。

发明内容

本发明，其目的在于提供一种能防止电极轧头和轧头套管的接触面的烧结而容易更换电极、抑制电弧热介由轧头套管从电极向焊炬体传递，并能通入大的焊接电流、可提高使用率的钨极惰性气体保护焊焊炬。

为了实现上述目的，第1发明的轧头套管，是具备：由金属部件和包围该金属构件的绝缘构件形成的焊炬体、支撑位于上述焊炬体中心的电极的电极轧头、和接触支撑在上述金属构件内并与上述电极轧头接触而支撑该电极轧头的轧头套管的钨极惰性气体保护焊焊炬的轧头套管，其特征在于：上述轧头套管由安装在上述轧头套管前端部的轴芯部具有上述电极的贯通插孔的圆筒状嵌入构件、和剩余部分的具有上述电极轧头的插入孔的轧头套管本体构成，上述嵌入构件由导电率高、且具有耐冲击性及耐磨损性的导电性金属形成，上述轧头套管本体由导热率低的导电性金属形成。

第2发明，基于第1发明所述的轧头套管，其特征在于，上述嵌入构件由铜或铜合金形成，上述轧头套管本体由钢形成。

第3发明是使用第1或第2发明所述的轧头套管的钨极惰性气体保护焊焊炬。

本发明的钨极惰性气体保护焊焊炬，其轧头套管本体的材质是比铜导热性低的钢制导电性金属，因此，能抑制由于电弧热而使电极发出的热介由轧头套管本体向焊炬体传递。其结果是，即使在向钨极惰性气体保护焊焊炬通电的焊接电流为250A、使用率达到50％时使用，也能将手把部的温度上升抑制在允许范围内、即40度以下。

另外，与铜合金制电极轧头接触的轧头套管的嵌入构件为铜合金制的，铜合金比钢制构件阻值小，因此，电极轧头3、轧头套管9及电极4各自在供电接触部不会发生击穿。从而，即使在向钨极惰性气体保护焊焊炬通电的焊接电流为300A、使用率为60％时使用，也不会发生电极轧头和轧头套管的烧结现象，而能容易地更换电极。

其结果，能在向钨极惰性气体保护焊焊炬通电的焊接电流为250A、使用率为50％时，手动使用气冷式钨极惰性气体保护焊焊炬，而可扩大手动进行的钨极惰性气体保护焊焊炬的适用范围。

附图说明

图1是本发明的钨极惰性气体保护焊焊炬的部分剖视图。

图2是现有技术的钨极惰性气体保护焊焊炬的部分剖视图。

图中，1-焊炬体；1a-金属构件；1b-绝缘构件；1c-内螺纹部；2-手把部；3-电极轧头；3a-电极贯通插孔；3b-尖状锥部；4-(非消耗)电极；5-轧头套管；5a-电极贯通插孔；5b-尖状锥部；5c-气体喷出孔；6-电极轧头推杆；6a-外螺纹部；7-喷嘴；8-保护气体；9-轧头套管；9a-尖状锥部；91-嵌入构件；91a-电极贯通插孔；92-轧头套管本体；92a-电极轧头插入孔。

具体实施方式

参照附图基于实施例对发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的钨极惰性气体保护焊焊炬的部分剖视图。在该图中，除轧头套管9之外的功能，与图2的现有技术相同，因此，附以相同符号，省略其说明。

在图1中，轧头套管9，由安装在包含有该尖状锥部9a的前端部内侧的圆筒状嵌入构件91和剩余部分的轧头套管本体92构成。该嵌入构件91利用压接、压入或焊接等方法固定在轧头套管本体92的前端。

另外，嵌入构件91，在轴芯部具有电极贯通插孔91a，由导电率高、具有耐冲击性及耐磨损性的导电性金属、例如铜合金形成。轧头套管本体92，具有电极轧头插入孔92a，由导热率低的导电性金属、例如钢(软钢、不锈钢或特殊钢)形成。

图1中，将电极轧头推杆6拧进行焊炬体1的金属构件1a的后端部，则电极轧头3的前端部与嵌入构件91接触，电极4被固定在规定位置。然后，在焊接时，从省略图示的焊接用电源装置供给的电力流经焊炬体1的金属构件1a、轧头套管本体92、嵌入构件91及电极轧头3，向电极4供给。

对嵌入构件91以外的轧头套管9的表面部，施行镀膜处理，能防止轧头套管本体92的氧化。

还有，焊炬体1的金属构件1a的材质通常为黄铜，而钢制轧头套管9的后端部和焊炬体1的金属构件1a的螺纹结合部，钢制轧头套管比黄铜不容易热膨胀，因此，不会发生烧结。

接下来，说明其作用。若使用具有上述构成的钨极惰性气体保护焊焊炬进行焊接，则由于电弧热而使电极4的前端部可达几千度的温度。而且，该热介由电极轧头3及轧头套管9向焊炬体1传递。可是，由于轧头套管本体92的材质为比铜导热率低的钢制导电性金属，因此，能抑制从电极4向焊炬体1的导热。其结果是，即使在向钨极惰性气体保护焊焊炬通电的焊接电流为250A且使用率达到50％时使用，也能将手把部2的温度上升抑制在允许范围内、即40度以下。

另外，与铜合金制电极轧头3接触的轧头套管9的嵌入构件91为铜合金制，铜合金比钢制构件阻值小，因此，电极轧头3、轧头套管9及电极4各自在供电接触部不会发生击穿。因此，即使在向钨极惰性气体保护焊焊炬通电的焊接电流为300A、且使用率为60％时使用，也不会发生电极轧头3和轧头套管9的烧结现象，而且能容易更换电极。

其结果，能在向钨极惰性气体保护焊焊炬通电的焊接电流为250A、使用率为50％时，手动使用气冷式钨极惰性气体保护焊焊炬，而可扩大手动进行的钨极惰性气体保护焊焊炬的适用范围。

Claims (3)

1.一种轧头套管，是钨极惰性气体保护焊焊炬的轧头套管，该钨极惰性气体保护焊焊炬具备：由金属部件和包围该金属构件的绝缘构件形成的焊炬体、支撑位于上述焊炬体中心的电极的电极轧头、和接触支撑在上述金属构件内并与上述电极轧头接触而支撑该电极轧头的轧头套管，其特征在于：

上述轧头套管由安装在上述轧头套管前端部的轴芯部具有上述电极的贯通插孔的圆筒状嵌入构件、和剩余部分的具有上述电极轧头的插入孔的轧头套管本体构成，上述嵌入构件由导电率高、且具有耐冲击性及耐磨损性的导电性金属形成，上述轧头套管本体由导热率低的导电性金属形成。

2.根据权利要求1所述的轧头套管，其特征在于：上述嵌入构件由铜或铜合金形成，上述轧头套管本体由钢形成。

3.一种钨极惰性气体保护焊焊炬，使用权利要求1或2所述的轧头套管。

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