CN1726111A - 用于焊炬的导电嘴的保护帽和带有保护帽的焊炬 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于焊炬(10)的至少一个导电嘴(40，41)的保护帽(27)，每个导电嘴具有一孔，以用于对进给焊丝(13)进行导向和接触通电。该保护帽包括一壳体(33)以及设置在其中以允许焊丝(13)排出的孔(31，32)，该壳体(33)由不良导电材料制成或涂覆有不良导电材料，并适于容纳所述导电嘴(40，41)。本发明的目的是提高导电嘴(40，41)或包括至少一个该类型的导电嘴(40，41)的焊炬(10)的使用寿命。为此，其中该壳体(33)中设有至少一个开口(29，30)，以容纳至少一个导电嘴(40，41)，每一开口(29，30)与设置在该壳体(33)中的相应孔(31，32)连通。每个孔(31，32)以这样的方式布置，以使得一旦该保护帽(27)被安装，其与导电嘴(40，41)中的焊丝(13)的路径相对应。这允许焊丝(13)被输送通过每个导电嘴(40，41)的孔和保护帽(27)的每个孔(31，32)并到达焊接位置。

Description

用于焊炬的导电嘴的保护帽和带有保护帽的焊炬

本发明涉及用于焊炬的至少一个导电嘴(contact tube)的保护帽，每个导电嘴带有一个孔，以用于对进给焊丝进行导向和接触通电，该保护帽包括一壳体以及一设置在其中以允许焊丝排出的孔，该壳体由不良导电材料制成或涂覆有不良导电材料，并适于容纳所述导电嘴。

本发明还涉及带有被一公共气体喷嘴包围的至少两个导电嘴的焊炬，每个导电嘴包括一孔，以用于对进给焊丝进行导向和接触通电。

焊接技术面临着在焊接操作中经常出现焊渣飞溅的问题，这些飞溅的焊渣很容易粘附在焊缝附近的部件、尤其是导电嘴上。多个这样的淀积物将可能引起各元件之间的短路。在使用优良导电材料如紫铜或青铜及其合金时，这种情况会更为严重，因为其将通过电流使该材料被加热，并因此使得焊渣更容易粘附在导电嘴上。

上述情况尤其发生在双丝或多丝焊炬中，在该双丝或多丝焊炬中，对各焊接电流采用不同的控制和调整，在此情况下，焊渣在被尽可能邻近地布置的各导电嘴之间沉积并形成短路，从而导致不可能进行各焊接过程的分离控制和调整。

为避免焊渣的粘附，DE 199 04 348 A1公开了一种用于电弧焊炬的电流接触嘴和导电嘴，其中至少在焊丝出口侧将厚度介于0.1～0.7mm的一层或多层相同或不同陶瓷材料层叠地施加到导电嘴的表面上，以使之在此处被粗糙化。这些陶瓷层是电绝缘的并排斥金属和焊渣的附着。然而，该现有技术存在着这样的缺陷，即这种导电嘴涂层提高了生产成本，且没有明显延长导电嘴的使用寿命。

此外，DE 44 26 993 C1提出了一种用于向焊炬的气体喷嘴内喷洒防止焊渣附着的防粘剂的装置。该焊炬包括一个与一喷嘴相连的防粘剂容器。但是，其缺点在于增加了焊炬的结构尺寸，而且不能够将其安装在现有的焊炬上。

FR2 512 727 A公开了一种用于单丝焊炬的导电嘴，其通过一陶瓷涂层或陶瓷套筒来防止焊渣和焊接区的高温影响，以获得延长的使用寿命。该涂层同样存在着高生产成本的缺点。

GB1 564 077 A描述了一种焊炬，其中导电嘴通过一个沿焊接区方向开口的陶瓷套筒加以保护。但是，该导电嘴不能防止焊渣的粘附以及因此延长其使用寿命。而且，根据该文献的保护帽没有允许焊丝排出的孔。

DE 29 20 917 A1公开了一种用于气体保护焊炬的导电嘴，其中一陶瓷绝缘件可设置在输气管和承载电流的导电嘴之间。该绝缘件用于防止当输气管焊边缘接触时导电嘴与输气管之间的短路。

US5 856 647 A描述了一种等离子焊炬，其中布置有一保护帽，以防止焊渣粘附到喷嘴上。设置在该保护帽上的开口(其并不意图引导焊丝)相对较大，因此焊渣可能到达内部。

最后，WO 95/32832 A1公开了一种用于焊炬的导电嘴，该导电嘴的前顶端由耐高温材料制成。该导电嘴的顶端通过螺纹连接件固定。在具有两个或多个导电嘴的双丝或多丝焊炬的情况下，因为粘附焊渣的存在，其不可能避免导电嘴之间的短路。另外，根据WO 95/32832 A1所描述的结构要求特定结构的导电嘴，因此不可能使用可商购的现有导电嘴。

本发明的目的是实质上提高导电嘴和装设有至少一个这种导电嘴的焊炬的使用寿命。

本发明的目的可以通过一种前述类型的保护帽实现，其中保护帽的壳体中设有至少两个用于容纳至少两个导电嘴的开口，每一开口与设置在该壳体中的相应孔连通，在保护帽的装配状态下，每一孔以与导电嘴中的焊丝的路径对应的方式布置，从而使得各进给焊丝可通过每个导电嘴的孔和各保护帽的孔排出到焊接位置。对于具有两个或更多个导电嘴的双丝或多丝焊炬来说，通过采用这种保护帽，这些导电嘴可以相对于焊接位置被完全覆盖，并因此防止了焊渣的粘附。这大大提高了双丝或多丝焊炬的使用寿命。另一个实质性的优点在于，这种保护帽可以在不需任何改动工作的情况下非常方便地用在可商购的现有导电嘴上，而且这种易磨损部件的成本将保持得很低。导电嘴的昂贵涂层、例如陶瓷层也便不再需要。除了避免导电嘴顶端的焊渣粘附外，本发明的保护帽还可有效防止双丝或多丝焊炬中的导电嘴之间的短路。保护帽的壳体中为焊丝而设的孔的相应布局确保各焊丝在整个焊接过程中无摩擦地输送。因此，本发明的保护帽构成一种可以有效保护双丝或多丝焊炬中的导电嘴并因此延长焊炬的使用寿命的低成本可选方案。

在一有利方式中，保护帽的壳体由具有低的金属飞溅物附着倾向、尤其是低的焊渣附着倾向的材料制成。然而，即使焊渣被粘附到保护帽上，也不会对焊接过程产生实质性的影响，因为该保护帽的材料具有差的导电性或不导电，因此在导电嘴与气体喷嘴之间或各导电嘴之间不会形成短路。

类似地，保护帽的壳体也可涂覆具有低的金属飞溅物附着倾向、尤其是低的焊渣附着倾向的材料。

在此情况下，陶瓷是用于保护帽的壳体或壳体的涂层的非常适宜的材料。

在一有利方式中，在壳体的外表面上布置有紧固件，以建立与焊炬的气体喷嘴的夹紧或螺纹连接。这样，便可以快速拆装分别位于该至少一个导电嘴和焊炬的气体喷嘴上的保护帽。

该紧固件可由至少一个翼片组成，利用该翼片，保护帽与气体喷嘴可通过这样的方式相连，以使得当气体喷嘴在焊炬上滑动或固定在焊炬上时，保护帽被固持。这构成实现所述紧固件的一种简单并有效的方式。

另外，可以在保护帽的壳体中设置至少又一个开口，以容纳焊炬的其它元件，特别是容纳将该至少一个导电嘴紧固在其上的焊炬本体的一部分区域，从而使得焊炬的所有导电元件可在气体喷嘴区域、即焊炬本体的端部被保护帽覆盖。

在一有利方式中，在保护帽的壳体上设置有孔，以允许由焊炬输送的气体排到保护帽与气体喷嘴之间的区域中。这些孔可以为不同的焊炬提供，并优选以与位于焊炬上的气体出口相对应地设置。

根据本发明的另一特征，该孔沿周边径向设置在保护帽的壳体上。

该保护帽也可以通过这样的方式构造，以使得至少一个导电嘴被集成到该壳体中，从而形成所谓的三明治式部件。

为此，至少一个导电嘴可以在一部分区域上结合或嵌入到保护帽的壳体中。

该集成式导电嘴优选由导电材料、特别是铜及铜合金制成，以提供与焊丝的电连接。

根据本发明的目的还通过一种上述类型的焊炬实现，其中上述类型的保护帽被置于导电嘴的至少一部分区域上。

在一优选方式中，在保护帽的壳体中设置有至少一个用于容纳该导电嘴的开口和与所述至少一个开口连通的孔，在导电嘴布置在保护帽中的情况下，所述孔以与导电嘴中的孔对齐或相对应的方式延伸，从而允许进给焊丝通过导电嘴中的孔和保护帽中的孔排出到焊接位置。通过这种结构的保护帽，将大大延长该类型的双丝或多丝焊炬的使用寿命。

在这种情况下，导电嘴优选由导电材料、尤其是铜及铜合金制成，以提供与焊丝的电连接。

下面借助示出了本发明的示范性实施例的附图对本发明进行更详细的说明。

其中：

图1为一焊机或焊接设备的示意图；

图2为以简化、示意方式示出的保护帽的透视图；

图3为根据图2的保护帽的又一透视图；

图4为根据图2的保护帽的正视图；

图5为根据图2的保护帽的后视图；

图6为布置在一气体喷嘴中的图2所示保护帽的局部剖开侧视图；

图7为布置在该气体喷嘴中的图6所示保护帽的剖面图；

图8为以简化、示意方式示出的保护帽的另一示范性实施例的透视图；

图9为根据图8的保护帽的又一透视图；

图10为根据图8的保护帽的剖开侧视图；

图11为具有集成的导电嘴的保护帽的又一示范性实施例的示意性剖开侧视图。

图1示出了将用于不同焊接方法中焊接设备1或焊接装置，这些焊接方法例如为MIG/MAG焊接(熔化极惰性气体保护焊/熔化极活性气体保护焊)或WIG/TIG.(钨极氩弧焊/钨极惰性气体保护焊)焊接或电极焊接方法、双丝焊接/纵列焊接方法以及等离子/钎焊方法等。不用说本发明的技术方案还也可与电源或焊接电源一起使用。

焊接设备1包括电源2，该电源2包含执行元件(power element)3、控制装置4以及分别用于执行元件3和控制装置4的开关元件5。开关元件5和控制装置4与控制阀6相连，该控制阀6布置在位于贮气罐9和焊炬10之间并用于气体8的供给线7中，该气体8特别是保护性气体，例如二氧化碳、氦气、氩气或类似物。

另外，送丝机构11也可由控制装置4操纵，该送丝机构11通常应用于MIG/MAG焊接中，添加材料或焊丝13经由进给线12从进给轮14输送到焊炬10的区域。当然，也可以将送丝机构11集成到焊接设备1中(特别是，其基本原理在现有技术中是已知的)，而不是将其设计为如图1所示的附属装置。

也可以通过送丝机构11将焊丝13或其它添加材料输送到焊炬10之外的加工位置或焊接位置，为此，如通常在WIG/TIG焊接中采用的那样，优选在焊炬10中布置非熔化电极。

用于在熔化电极或焊丝13与工件16之间产生电弧15的电能经由焊接线路17从电源2的执行元件3输送至焊炬10，其中由若干部件形成的待焊接工件16类似地与焊接设备1相连，并特别是经由另一焊接线路18与电源2相连，从而通过所形成的电弧15或等离子流建立起电流回路，以在焊接位置处进行焊接。

为提供对焊炬10的冷却，通过冷却回路19并经由一插入的流量控制器20将焊炬10与一流体存贮器、特别是水箱21相连，从而当焊炬10开始工作时，流体回路19以及特别是用于容纳在水箱21中的流体泵启动，从而实施对焊炬10的冷却。

焊接设备1还包括一输入和/或输出装置22，其分别用于设置和调出焊接设备1的不同焊接参数、操作模式或焊接程序。这样，由输入和/或输出装置22设定的焊接参数、操作模式或焊接程序被传输至控制装置4，该控制装置4随后将启动焊接设备1的各部件。

此外，在所示出的示范性实施例中，焊炬10与焊接设备1或焊接装置通过软管组件23相连。软管组件23容纳从焊接设备1到焊炬10的各管路。软管组件23通过连接装置24与焊炬相连，布置在软管组件23中的各管线通过插头或插座与焊接设备1的各连接件相连。为确保软管组件23的恰当应力消除，软管组件23与焊接设备1的壳体26通过应变释放装置25相连。当然，也可以利用用于与焊接设备1相连的连接装置24。

一般来说，应当指出，并不是说上面所述的所有元件均需在不同的焊接方法或焊接设备1中使用或应用，这些焊接设备1例如为WIG焊接设备、MIG/MAG焊接设备或等离子焊接设备等。例如，如果实施多丝焊接工艺、尤其是双丝焊接工艺，则优选使用一附加焊接1，其中如现有技术中公知的那样，两台焊接设备1将与一公共焊炬10相连。为此，两台焊接设备通过控制线相连，以实现准确的同步运行。当然，也可以仅仅采用一台焊接设备1，其被这样构造，以便可以建立两个或更多的独立电源电路，以达到对各焊接过程的独立控制和调整。

图2-5示出了将被插入到焊炬10中的保护帽27的一实施例，该焊炬10具有至少两个导电嘴40，41(参见图11)。导电嘴40，41被一公共气体喷嘴28包围或围住，每个导电嘴具有一孔，以用于对焊丝13进行导向和接触通电。将电流传输至焊丝13的导电嘴40，41优选由导电材料、特别是铜或铜合金制成，或配备有适宜的接触装置。保护帽27滑至导电嘴40，41上或放置于导电嘴40，41上，或者放置于导电嘴40，41的一部分区域上。为此，保护帽27包括两个用于容纳导电嘴40，41的开口29，30。此外，在保护帽27中设有与分别用于容纳导电嘴40，41的开口29，30连通的孔31，32。孔31，32以这样的方式布置在保护帽27中，或者说布置在保护帽27的壳体33中，以使得当导电嘴40，41插入时，其与导电嘴40，41的孔对齐或对应地延伸，从而进给焊丝13可以通过设置在导电嘴40，41中的孔和设置在保护帽27中的孔在焊接位置排出。在一优选方式中，当在多丝焊炬、尤其是双丝焊炬10中使用时，保护帽27被这样设计，以使得为每个将被容纳的导电嘴分别设置开口29，30和孔31，32。这确保了导电嘴的孔和保护帽27的孔31，32之间的对齐过程的准确定位，以保障焊丝的无摩擦输送。

保护帽27、尤其是保护帽27的壳体33由具有较差的金属飞溅物附着特性、尤其是较差的焊渣附着特性的不良导电材料制成。该壳体33优选由陶瓷或涂覆有陶瓷的材料制成。由于采用了不导电材料，因此可以将保护帽27滑到导电嘴40，41上，而不会引起导电嘴40，41之间的短路。通过在端部区域、即焊接位置的区域用保护帽27将导电嘴40，41完全包围，可同时以有利的方式确保导电嘴40，41之间的空隙被覆盖，以防止在这些空隙中堆积焊渣。如果如现有技术中已知的那样采用具有被涂覆陶瓷表面的导电嘴40，41，焊渣将会在导电嘴40，41之间积累，并由此在这些导电嘴40，41被用于多丝或双丝焊炬中的情况下很容易导致短路。此外，紧固元件35可以布置在保护帽27的壳体33的外表面34上，以形成与气体喷嘴28的夹紧或螺纹连接。紧固元件35例如可由至少一个翼片36构成，通过该翼片36，保护帽27与气体喷嘴28相连，并当气体喷嘴28在焊炬10上滑动或紧固在焊炬10上时，该保护帽27被固持。这可以从图6、图7中观察到。当然，保护帽27也可以通过其它不同方式固定在焊炬10上。

保护帽27可以包括一附加开口37，以便容纳焊炬10的其它元件，特别是容纳将该导电嘴40，41紧固在其上的焊炬本体(未示出)的一部分区域。因此，在气体喷嘴28的区域中，即在焊炬本体的端部，焊炬10的所有导电元件均将被保护帽27覆盖。这样，保护帽27滑过并覆盖焊炬10中的所有导电部件，从而在焊炬10的导电部件与气体喷嘴28之间再也不会发生由于焊渣可能附着在气体喷嘴28中而导致的短路问题。保护帽27的这种设计要求在保护帽27上布置附加孔38，以允许由焊炬10供给的气体8可以顺利地排出气体喷嘴28。对于大多数的焊炬10来说，这些孔38可以布置在保护帽27的壳体33中，以与设置在焊炬10上的排气开口适当地对应。在所示出的示范性实施例中，在壳体33上设置有径向周边孔33，通过这些径向周边孔33，由焊炬10供给的气体8可以进入气体喷嘴28与保护帽27之间的区域中。

图8-10示出了保护帽27的另一示范性实施例。与图2-7所示的变型实施例相对照，保护帽27不再覆盖导电嘴40，41的全部，而是仅仅布置在导电嘴40，41的端部区域、即向着焊接位置的区域中。因此，保护帽27覆盖了导电嘴40，41的端部。

根据图11的实施例，也可以将保护帽27与导电嘴40，41形成一共同的三明治式部件39。为制造保护帽27，将商购的导电嘴40，41嵌入于保护帽27的陶瓷壳体或涂覆有陶瓷的壳体33中。然后，带有集成导电嘴40，41的保护帽27被插入焊炬10中或紧固到其上，以建立与导电嘴40，41的电连接。这种结构使得保护帽27与导电嘴40，41可在一单一操作中被固定或拆卸。因此，可以进行非常快速、简单的更换。图11中的三明治结构与现有技术的主要区别在于，在制造过程中，通过仅仅将其嵌入到保护帽27中，可以直接利用商购的导电嘴40，41，而不需要任何改动或修正工作。相反，现有已知结构采用复杂的涂覆过程，以将陶瓷涂层施加于导电嘴40，41上，这将导致极高的生产成本。另一方面，图11所示的三明治式部件39的生产成本可以保持很低。

不用说，所示出的保护帽27的示范性实施例并不局限于这里所描述的形状，而是可以按照任何所需方式进行修改。通过制造由若干个部分、特别是两个部分构成的保护帽27，并在壳体33中设置用于导电嘴40，41的开口29，30，可以实现包括至少两个导电嘴40，41的另一种结构的保护帽27。在这种情况下，导电嘴40，41被插入保护帽27的第一部分中，并随后在该第一部分上放置保护帽27的第二部分，从而使得导电嘴40，41完全集成/整合在保护帽27的内部。在一优选方式中，导电嘴40，41的端部区域从保护帽27伸出，以便使导电嘴40，41可被紧固在焊炬10上，从而提供从焊炬10至导电嘴40，41的适当电连接。通过这种方式，保护帽27可直接紧固在导电嘴40，41上，从而能够在被磨损后对导电嘴40，41进行简单的更换。

另一方面，如果导电嘴40，41完全集成到保护帽27中，将需要提供向导电嘴40，41供给电能的措施。因此，例如可将接触元件集成到保护帽27中，以一方面建立与导电嘴40，41的电连接，另一方面建立与焊炬10的电连接(未示出)。

Claims (16)

1.一种用于焊炬(10)的至少一个导电嘴(40，41)的保护帽，每个导电嘴设有一孔，以用于对各进给焊丝进行导向和接触通电，该保护帽包括一壳体(33)以及设置在其中以允许焊丝(13)排出的孔(31，32)，该壳体(33)由不良导电材料制成或涂覆有不良导电材料，并适于容纳所述导电嘴(40，41)，其特征在于，该壳体(33)中设有至少两个开口(29，30)，以容纳至少两个导电嘴(40，41)，每一开口(29，30)与设置在该壳体(33)中的相应孔(31，32)连通，其中在保护帽(27)的装配状态下，每个孔(31，32)以与导电嘴(40，41)中的焊丝(13)的路径对应的方式布置，从而使得各进给焊丝(13)可通过每个导电嘴(40，41)的孔和保护帽(27)的每个孔(31，32)排出到焊接位置。

2.如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，该保护帽(27)的壳体(33)由具有低的金属飞溅物附着倾向的材料制成。

3.如权利要求1所述的保护帽，其特征在于，该保护帽(27)的壳体(33)涂覆有具有低的金属飞溅物附着倾向的材料。

4.如权利要求2或3所述的保护帽，其特征在于，该保护帽(27)的壳体(33)由陶瓷材料制成。

5.如权利要求1至4中的一项或多项所述的保护帽，其特征在于，在壳体(33)的外表面(34)上布置有紧固件(35)，以建立与焊炬(10)的气体喷嘴(28)的夹紧或螺纹连接。

6.如权利要求5所述的保护帽，其特征在于，该紧固件(35)由至少一个翼片(36)组成，通过该翼片(36)，保护帽(27)与气体喷嘴(28)可通过这样的方式相连，以使得当气体喷嘴(28)在焊炬(10)上滑动或固定在焊炬(10)上时，保护帽(27)被固持。

7.如权利要求1至6中的一项或多项所述的保护帽，其特征在于，提供至少一个附加开口(37)，以容纳焊炬(10)的其它元件，特别是容纳将该至少一个导电嘴(40，41)紧固在其上的焊炬本体的一部分区域，从而使得焊炬(10)的所有导电元件可在气体喷嘴(28)的区域、即在焊炬本体的端部被保护帽(27)覆盖。

8.如权利要求1至7中的一项或多项所述的保护帽，其特征在于，在壳体(33)上设置有孔(38)，以允许由焊炬(10)输送的气体(8)排出到气体喷嘴(28)与保护帽(27)之间的区域中。

9.如权利要求8所述的保护帽，其特征在于，所述孔沿周边径向设置在壳体(33)上。

10.如权利要求1至9中的一项或多项所述的保护帽，其特征在于，至少一个导电嘴(40，41)被集成到该壳体(33)中，以形成一三明治式部件(39)。

11.如权利要求10所述的保护帽，其特征在于，至少一个导电嘴(40，41)在部分区域上被嵌入到壳体(33)中。

12.如权利要求10或11所述的保护帽，其特征在于，导电嘴(40，41)由导电材料、尤其是铜及铜合金制成，从而将电流传输至焊丝(13)。

13.一种焊炬，其包含被一公共气体喷嘴(28)包围的至少两个导电嘴(40，41)，其中每个导电嘴设有一孔，以用于对各进给焊丝进行导向和接触通电，其特征在于，根据权利要求1-12项中任何一项所述的保护帽(27)被置于导电嘴(40，41)的至少一部分区域上。

14.如权利要求13所述的焊炬，其特征在于，在保护帽(27)的壳体(33)中设有至少两个用于容纳该导电嘴(40，41)的开口(29，30)和与所述至少一个开口(29，30)连通的孔(31，32)，在导电嘴(40，41)布置在保护帽(27)中的情况下，所述孔(31，32)以与导电嘴(40，41)中的孔对齐或相对应的方式延伸，从而允许进给焊丝(13)通过导电嘴(40，41)中的孔和保护帽(27)中的孔(31，32)排出到焊接位置。

15.如权利要求13或14所述的焊炬，其特征在于，导电嘴(40，41)由导电材料制成，从而将电流传输至焊丝(13)。

16.如权利要求15所述的焊炬，其特征在于，导电嘴(40，41)由铜或铜合金制成。

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