CN1806991A - 一种旋转电弧窄间隙焊接用气体保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，为一种实用性强的旋转电弧窄间隙焊接用气体保护方法，以及与之配合的结构简单紧凑、使用与维护方便的气体保护装置。其对窄间隙坡口深处焊接时，采用两个对称地分布在电弧的两侧的伸入型扁形喷嘴，使其中流出的保护气体以一定角度从旋转电弧的前后两侧同时导入，实施对焊缝的保护；当导电嘴接近工件表面或露出坡口时，采用外置式套筒形喷嘴供气，为最后几层焊缝提供有效保护。本发明实用性强，实施成本低，电弧和熔池的可观察性好；其装置结构设计简单紧凑，使用与维护方便。

Description

一种旋转电弧窄间隙焊接气体保护方法及装置
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特指一种旋转电弧窄间隙焊接用气体保护方法及装置。
背景技术
窄间隙熔化极气体保护焊，是一种适用于大厚板的高效高质量焊接方法。高速旋转电弧窄间隙焊是一种新型窄间隙焊接工艺，它以机械方法使焊炬导电杆绕其自身轴线旋转，来带动从偏心导电嘴穿出焊丝端部的电弧作旋转扫描运动，从而得到均匀稳定的两侧壁熔透，很好地解决了窄间隙焊接时两侧壁熔合不良的问题。而如何对焊接区域实施合理有效的气体保护，则是实现高质量旋转电弧窄间隙焊接的关键技术之一。
已有的旋转电弧窄间隙焊接设备中的气体保护方法及装置，发明专利申请号：200510038527.4，其在大厚板焊接应用时，采用伸入式扁形喷嘴与箱型喷嘴相结合的气体保护方法。这种机构的缺点是：①外置式箱形喷嘴形状与结构较复杂，且体积较大；②电弧可观察性较差，不利于操作者实时观察焊接电弧及熔池的状态；③外置式喷嘴没有水冷措施，且其高度调节装置调节精度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种实用性强的旋转电弧窄间隙焊接用气体保护方法，以及与之配合的结构简单紧凑、使用与维护方便的气体保护装置。
实现上述目的的气体保护方法，其特征在于对窄间隙坡口深处焊接时，采用两个对称地分布在电弧的两侧的伸入型扁形喷嘴，使其中流出的保护气体以一定角度从旋转电弧的前后两侧同时导入，实施对焊缝的保护；当导电嘴接近工件表面或露出坡口时，采用外置式套筒形喷嘴供气，为最后几层焊缝提供有效保护。
实现上述气体保护方法的装置是：包括进气管伸入式扁形喷嘴及其位置调节机构、外置式喷嘴及其高度调节机构，其特征在于所述外置式套筒形喷嘴套装在导电杆外部，并旋接在带有保护气体导入口的水冷喷嘴座上；扁形喷嘴为两个由金属管压制而成的相对于电弧旋转中心线对称布置的扁形喷嘴，其调节机构包括定位螺帽和带有滑槽的喷嘴座和位于喷嘴座上的锁定螺钉，扁形喷嘴的圆形端经连接头与定位螺帽相联后，与带有滑槽的喷嘴座成紧密滑动配合，松开锁定螺钉可沿滑槽移动扁形喷嘴，给装卸外置式套筒形喷嘴提供空间和方便。
上述外置式套筒形喷嘴高度调节机构包括齿轮、齿条、导向轮、带有导向槽的拖板、调节杆、调节手轮、锁紧手轮、支撑板，其中调节杆活动性地穿过支撑板并与齿轮成过盈配合，调节杆的一端与调节手轮固联、另一端上制有螺纹并旋接锁紧手轮；齿条固联在拖板上并与齿轮成滚动啮合；导向轮与拖板上的导向槽成紧密动配合，并使拖板与支撑板成滑动配合，拖板的下端与水冷喷嘴座绝缘性地固联；旋动调节手轮可带动套筒形喷嘴沿Z方向作相对于支撑板的移动，其高度调整到位后，通过锁紧手轮锁定齿轮位置，以防拖板下滑。
本发明与现有技术相比，其优点是：①采用套筒形外置式喷嘴代替箱形喷嘴，简化了大厚板的旋转电弧窄间隙焊接用外置式喷嘴结构，同时提高了焊接电弧和熔池的可观察性；②以微型齿轮齿条传动与锁紧手轮定位等为主要特征构成的外置式套筒形喷嘴高度调节机构，结构简单紧凑，调节灵活，重量轻，易于与焊炬成一体化；③扁形喷嘴位置的可调节，为在不拆卸扁形喷嘴条件下装卸套筒形喷嘴成为可能，大大地方便了使用；④伸入式扁形喷嘴配合外置式套筒形喷嘴构成的复合供气系统，可满足不同板厚的旋转电弧窄间隙焊接的需要，因此简化了供气机构设计，增强了实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例1中拖板7的后视图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图1和图2中，1-调节手轮、2-定位螺帽、3-扁形喷嘴座、4-锁定螺钉、5-扁形喷嘴、6-导向槽、7-拖板、8-导电杆、9-冷却水进口、10-水冷喷嘴座、11-套筒形喷嘴的进气口、12-套筒形喷嘴、13-焊丝、14-电弧、15-冷却水出口、16-滑槽、17-喷嘴连接头、18-锁紧手轮、19-连接件、20-调节杆、21-齿轮、22-齿条、23-支撑板、24-扁形喷嘴的进气口、25-导向轮、26-防尘罩、27-导电嘴。
具体实施方式
实施例1，适用于为窄间隙坡口的上几层焊道及盖面焊缝提供气体保护。由图1和图2可以看出，本发明包括1-调节手轮、2-定位螺帽、3-扁形喷嘴座、4-锁定螺钉、5-扁形喷嘴、6-导向槽、7-拖板、8-导电杆、9-冷却水进口、10-水冷喷嘴座、11-套筒形喷嘴的进气口、12-套筒形喷嘴、13-焊丝、14-电弧、15-冷却水出口、16-滑槽、17-喷嘴连接头、18-锁紧手轮、19-连接件、20-调节杆、21-齿轮、22-齿条、23-支撑板、24-扁形喷嘴的进气口、25-导向轮。
如图1所示，其包括进气管路、复合型喷嘴，复合型喷嘴包括伸入式扁形喷嘴(5)及其位置调节机构、外置式套筒形喷嘴(12)及其高度调节机构、水冷喷嘴座(10)、连接件(19)。所述扁形喷嘴(5)的位置调节机构包括定位螺帽(2)、锁定螺钉(4)、带有滑槽(16)的喷嘴座(3)；由金属管压制而成的两个扁形喷嘴(5)相对于电弧(14)的旋转中心对称布置，其圆形端经连接头(17)与定位螺帽(2)相联后，与带有滑槽(16)的喷嘴座(3)成紧密滑动配合；扁形喷嘴座(3)与连接件(19)固联，锁紧螺钉(4)旋接在扁形喷嘴座(3)上；套筒形喷嘴(12)单独供气时，扁形喷嘴(5)沿滑槽(16)移动至如图1所示的最外侧位置，并用锁定螺钉(4)定位，防止扁形喷嘴(5)窜动，以给装卸外置式套筒形喷嘴(12)提供方便。
如图1和图2所示，外置式套筒形喷嘴(12)的高度调节机构包括齿轮(21)、齿条(22)、导向轮(25)、带有导向槽(6)的拖板(7)、调节杆(20)、调节手轮(1)、锁紧手轮(18)、支撑板(23)。调节杆(20)活动性地穿过支撑板(23)并与齿轮(21)成过盈配合，调节杆(20)的一端与调节手轮(1)固联，其另一端制有螺纹并旋接在锁紧手轮(18)上；齿条(22)固联在拖板(7)上并与齿轮(21)成滚动啮合；四个导向轮(25)与拖板(7)上的导向槽(6)成紧密动配合；拖板(7)与支撑板(23)成滑动配合，拖板(7)的下端与套筒形喷嘴座(10)固联，喷嘴座(10)上有冷却水进口(9)和出口(15)，以便为套筒形喷嘴(12)提供间接水冷；套筒形喷嘴(12)套过导电杆(8)后，旋接在带有进气口(11)的水冷喷嘴座(10)上，并绝缘性地与其喷嘴高度调节机构相联；旋动调节手轮(1)可带动套筒形喷嘴(12)沿Z方向作相对于支撑板(23)的移动，来微调套筒形喷嘴(12)相对于工件表面的高度，以保证对焊缝的最佳保护效果；套筒形喷嘴(12)的高度调整到位后，通过旋装在调节杆(20)上的锁紧手轮(18)锁定齿轮(21)的位置，以防拖板(7)带动套筒形喷嘴(12)一起下滑；支撑板(23)与驱动导电杆(8)并带动电弧(14)旋转的机构固联，以使上述供气机构与焊炬本体集成为一体。
实施例2，适用于为窄间隙坡口深处的焊道提供气体保护。由图3可看出，实施例2相对于实施例1，卸掉了套筒形喷嘴(12)，增加了防尘罩(26)，其余部分同实施例1。如图3所示，通过调节手轮(1)带动拖板(7)，来上调水冷喷嘴座(10)的高度，露出足够长的导电杆(8)和偏心导电嘴(27)，以便扁形喷嘴(5)伸入窄间隙坡口深处供气；同时，松开两侧扁形喷嘴座(3)上的锁定螺钉(4)，调整扁形喷嘴(5)位置，使其接近焊接电弧(14)。因而为窄间隙坡口深处的旋转电弧焊接区域，实施有效的气体保护，以形成高质量的焊接接头。
实施例3，适用于为窄间隙坡口的上几层焊道及盖面焊缝提供气体保护，也可用于其他开坡口焊及角焊等旋转电弧焊接的场合。相对于实施例1，去掉了两侧的伸入式扁形喷嘴(5)及其连接头(17)，并去掉了由定位螺帽(2)、扁形喷嘴座(3)、锁定螺钉(4)等构成的扁形喷嘴位置调节机构，其余部分同实施例1。

Claims (2)

1.一种旋转电弧窄间隙焊接用气体保护方法，其特征在于采用伸入式扁形喷嘴机构和外置式套筒形喷嘴机构，并集成一体形成一种复合型供气系统；两个伸入型扁形喷嘴对称地分布在电弧的两侧，从其中流出的保护气体以一定角度从旋转电弧的前后两侧同时导入，实施对窄间隙坡口深处焊缝的保护；当导电嘴接近工件表面或露出坡口时，采用外置式套筒形喷嘴或与扁形喷嘴一起供气，为最后几层焊缝提供气保护。
2.实现权利要求1所述旋转电弧窄间隙焊接用气体保护方法的装置，其包括进气管路、喷嘴，其特征在于喷嘴为复合型喷嘴，其包括伸入式扁形喷嘴(5)及其位置调节机构、外置式套筒形喷嘴(12)及其高度调节机构、水冷喷嘴座(10)、连接件(19)。所述扁形喷嘴(5)的位置调节机构包括定位螺帽(2)、锁定螺钉(4)、带有滑槽(16)的喷嘴座(3)；扁形喷嘴(5)相对于电弧(14)的旋转中心对称布置，其一端经连接头(17)与定位螺帽(2)相联后，与带有滑槽(16)的喷嘴座(3)成紧密滑动配合；扁形喷嘴座(3)与连接件(19)固联，锁紧螺钉(4)旋接在扁形喷嘴座(3)上；外置式套筒形喷嘴(12)的高度调节机构包括齿轮(21)、齿条(22)、导向轮(25)、带有导向槽(6)的拖板(7)、调节杆(20)、调节手轮(1)、锁紧手轮(18)、支撑板(23)；调节杆(20)活动性地穿过支撑板(23)并与齿轮(21)成过盈配合，调节杆(20)的一端与调节手轮(1)固联，其另一端制有螺纹并旋接在锁紧手轮(18)上；齿条(22)固联在拖板(7)上并与齿轮(21)成滚动啮合；四个导向轮(25)与拖板(7)上的导向槽(6)成紧密动配合；拖板(7)与支撑板(23)成滑动配合，拖板(7)的下端与套筒形喷嘴座(10)固联，喷嘴座(10)上有冷却水进口(9)和出口(15)；支撑板(23)与驱动导电杆(8)并带动电弧(14)旋转的机构固联；套筒形喷嘴(12)套过导电杆(8)后，旋接在带有进气口(11)的水冷喷嘴座(10)上，并绝缘性地与其喷嘴高度调节机构相联。
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