CN203737531U

CN203737531U - 一种a-tig焊接用的活性剂自动涂覆装置

Info

Publication number: CN203737531U
Application number: CN201320696923.6U
Authority: CN
Inventors: 罗子艺; 张宇鹏; 许磊; 陈和兴
Original assignee: Guangzhou Research Institute of Non Ferrous Metals
Current assignee: Guangdong Institute of welding technology (Guangdong Institute of China and Ukraine)
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2023-11-07

Abstract

一种A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，包括活性剂粉末输送器、粘结剂输送器和涂覆喷嘴，其中活性剂粉末输送器通过粉末输送管与涂覆喷嘴相连通，粘结剂输送器通过粘结剂输送管与涂覆喷嘴相连通。本实用新型的粉末送给流畅稳定、流量精确、涂覆效果好、使用寿命长，可用于平板A-TIG焊接、管道A-TIG焊接和窄间隙A-TIG打底焊接的活性剂涂覆，且不需要使用酒精或丙酮调和粉末，既减少了有毒物质的产生，又节省了液体挥发的时间，且涂覆喷嘴内的粉末通道和粘结剂通道均为逐渐变窄的流变截面，活性剂粉末、粘结剂在通道内经过反复碰撞、加压后，能够增大形成的粉帘、雾帘的挺度，确保活性剂粉末、粘结剂可以精准喷射到指定位置。

Description

一种A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置

技术领域

本实用新型属于电弧焊接设备技术领域，具体是涉及一种A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置。

背景技术

A-TIG焊接技术能够较大幅度增大焊接熔深，达到传统TIG焊接的2-4倍，其工艺是在常规TIG焊待焊接头表面涂覆一层活性剂后进行焊接。焊接过程中，弧柱区和熔池内的有效活性剂能够最大程度地增大熔深。基于这样的特性，A-TIG技术引起了国内外研究机构的广泛关注。

在A-TIG焊接技术中，活性剂起着关键作用。现阶段开发的活性剂的主要成分为氧化物和卤化物，在活性剂配比过程中采用酒精、丙酮等有机溶剂将单种或多种物质调和在一起，再采用刷子将活性剂涂覆在待焊接头表面；等待有机溶剂挥发后进行焊接。例如：申请号为201010519214.1的中国发明专利申请公开了一种不锈钢活性焊剂及其制备方法，该活性剂需要采用纯丙酮进行调和均匀，然后采用毛刷涂覆在待焊试件焊缝两侧表面，在丙酮蒸发后进行不锈钢焊接。专利号为ZL200910083936.4的中国发明专利公开了一种用于不锈钢A-TIG焊的熔透剂及其使用方法，采用的液态载体为选自丙酮、甲乙醇、丁酮和无水乙醇的一种有机溶剂，将粉末加入液态载体后涂覆于待焊工件表面，待液态载体挥发后进行焊接。专利号为ZL200810064546.8的中国发明专利公开了一种用于镍基高温合金TIG焊的活性剂及其使用方法，该活性剂的使用方法采用无水乙醇将粉末状活性剂搅拌成悬浊液，用扁平毛刷将悬浊液均匀涂覆在试件表面，待无水乙醇完全挥发后进行焊接。

如上所述的活性剂调配及涂覆方式存在着如下不足：

1、采用酒精或丙酮或其它有机溶剂调和的活性剂涂覆在待焊接头表面后会产生挥发物，不利于在工业生产中应用，尤其采用丙酮调和的活性剂挥发的物质带有毒性，对人体会产生危害；

2、采用刷子涂覆的方式使得待焊表面活性剂量不均匀，且在手工操作的情况下难以控制活性剂量，受工人操作影响较大，待焊试件表面容易产生起伏，尤其在管道A-TIG对接焊接过程中，这些均不利于控制A-TIG焊接质量；

3、在窄间隙A-TIG打底焊中，由于工件坡口很窄，且工件厚度较大，在这种工况中，无法采用刷子进行活性剂涂覆。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种无需使用酒精或丙酮调和活性剂粉末，涂覆简单方便、涂覆平整，同时活性剂粉末的涂覆量易控、可调、稳定，涂覆喷嘴的体积小、结构简单的A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型所述的A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特点是包括活性剂粉末输送器、粘结剂输送器和涂覆喷嘴，其中所述活性剂粉末输送器通过粉末输送管与涂覆喷嘴相连通，所述粘结剂输送器通过粘结剂输送管与涂覆喷嘴相连通。

其中，上述活性剂粉末输送器包括粉末存储箱、连接在粉末存储箱外侧面上的可使粉末存储箱内的粉末带上同种电荷的静电发生器、连接在粉末存储箱底部出口的粉末流量控制器、与粉末流量控制器内的鼓轴相连接的步进电机、与粉末流量控制器的出口相连通的粉末通断开关及通过其内设置的送粉通道与粉末通断开关的出口相连通的压力气体接头，且所述压力气体接头内还设置有由外向内、由上向下倾斜的且与送粉通道相连通的压力气体通道，所述压力气体通道的气体入口位于压力气体接头的外侧面上，所述送粉通道的出口与粉末输送管的入口相连通，且使用的压力气体为惰性气体。

上述粘结剂输送器包括粘结剂存储箱、连接在粘结剂存储箱底部出口的粘结剂通断开关及设置在粘结剂存储箱顶部的压力气体入口，所述粘结剂通断开关的出口与粘结剂输送管的入口相连通。

上述涂覆喷嘴内设置有贯穿涂覆喷嘴顶面和底面的内壁光滑的粉末通道和粘结剂通道，所述粉末通道和粘结剂通道均由上向下、由外向内倾斜设置并设置成从入口为圆形渐变到出口为四边形的入口面积大于出口面积的结构，且所述粉末通道和粘结剂通道沿着出粉、出粘结剂方向的延长线汇聚于一点，这样可确保活性剂粉末能够完全粘附在待焊接头表面，所述粉末通道的入口与粉末输送管的出口相连通，所述粘结剂通道的入口与粘结剂输送管的出口相连通。

为了使活性剂粉末和粘结剂在到达待焊接头表面时，能够准确和顺利地汇聚于一点，上述粉末通道和粘结剂通道相对于涂覆喷嘴的中轴线的倾角为10⁰～30⁰，优选设计为15⁰。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、粉末送给流畅。采用静电发生器及半球形粉末存储箱，使得粉末带上同种电荷相斥，避免送给过程中出现团聚；在粉末经过粉末流量控制器之后加入约束气体，避免了对所有粉末进行加压而出现团聚；

2、送粉稳定、流量精确。本实用新型采用转鼓式粉末定量送给，送粉量由步进电机的转速精确控制，结合压力气体送给粉末，使得送粉稳定、流量精确；

3、送粉位置精准。粉末通道与粘结剂通道设置在同一结构上，通道为内壁光滑的流变截面，两个通道的延长线能够精确地汇聚于一条线，确保粉末和粘结剂能够精准地到达同一位置；

4、可适用于平板焊接及环缝焊接。将涂覆喷嘴搭载于平面行动小车，可实现平板A-TIG对接焊接活性剂涂覆；将涂覆喷嘴固定于环形导轨，能够实现管道A-TIG焊接的活性剂涂覆；将涂覆喷嘴固定在窄间隙焊枪上，可用于窄间隙A-TIG打底焊接活性剂涂覆；

5、不需要使用酒精或丙酮调和粉末，减少了有毒物质的产生，同时节省了液体挥发的时间；

6、采用惰性气体作为压力气体，与焊接保护气体一致，气体含水量得到控制，且可避免粘结剂与活性剂粉末在涂覆过程中包裹含氧气体；

7、涂覆喷嘴内的粉末通道和粘结剂通道均为逐渐变窄的流变截面，活性剂粉末、粘结剂在通道内经过反复碰撞、加压后，能够增大形成的粉帘、雾帘的挺度，确保活性剂粉末、粘结剂可以精准喷射到指定位置。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型所述活性剂粉末输送器的剖面结构示意图。

图3为本实用新型所述粘结剂输送器的剖面结构示意图。

图4为本实用新型所述涂覆喷嘴的剖面结构示意图。

图5为本实用新型所述涂覆喷嘴的立体剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本实用新型所述的A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，包括活性剂粉末输送器1、粘结剂输送器2和涂覆喷嘴3，其中活性剂粉末输送器1包括粉末存储箱11、连接在粉末存储箱11外侧面上的可使粉末存储箱11内的粉末带上同种电荷的静电发生器12、连接在粉末存储箱11底部出口的粉末流量控制器13、与粉末流量控制器13内的鼓轴131相连接的步进电机14、与粉末流量控制器13的出口相连通的粉末通断开关15及通过其内设置的送粉通道161与粉末通断开关15的出口相连通的压力气体接头16，静电发生器12可调电压范围为3～24V，粉末流量控制器13的出口直径为3～8mm，步进电机14的调速范围为20～1000转/分，压力气体接头16内还设置有由外向内、由上向下倾斜的且与送粉通道161相连通的压力气体通道162，压力气体通道162的气体入口位于压力气体接头16的外侧面上，送粉通道161的出口通过粉末输送管4与涂覆喷嘴3的入口相连通，使用时，通过步进电机14带动粉末流量控制器13，在压力气体的作用下将活性剂粉末经粉末输送管4送入涂覆喷嘴3，使用的压力气体为惰性气体，气体流量的调节范围为0～30L/min。而且，粉末存储箱11可设置成半球形结构，该半球形结构的粉末存储箱11的直径为50～70mm，采用半球形结构的粉末存储箱，可使活性剂粉末接触存储箱的表面积较大，使得较多的活性剂粉末带上同种电荷而疏松，避免活性剂粉末团聚。粘结剂输送器2包括粘结剂存储箱21、连接在粘结剂存储箱21底部出口的粘结剂通断开关22及设置在粘结剂存储箱21顶部的压力气体入口23，其中粘结剂通断开关22的出口通过粘结剂输送管5与涂覆喷嘴3的入口相连通，压力气体入口23与外部的压力气体源相连通，通过调节气体压力来调节粘结剂的流量，在压力气体的作用下，粘结剂经粘结剂输送管5送入涂覆喷嘴3，使用的压力气体为惰性气体，气体流量的调节范围为0～30L/min，而粘结剂存储箱21的下部设置成上端大、下端小的漏斗状结构，从而有利于粘结剂的输送，且该粘结剂存储箱21的容积为80～200cm³。涂覆喷嘴3内设置有贯穿涂覆喷嘴3顶面和底面的内壁光滑的粉末通道31和粘结剂通道32，粉末通道31和粘结剂通道32相对于涂覆喷嘴3的中轴线轴对称设置，且粉末通道31和粘结剂通道32均由上向下、由外往内倾斜设置并设置成从入口为圆形渐变到出口为四边形的入口面积大于出口面积的结构，其中粉末通道31的入口直径为6～10mm，出口的长为6～8mm、宽为0.5～1.5mm，粘结剂通道32的入口直径为6～10mm，出口的长为6～10mm、宽为0.5～1.5mm，且粉末通道31和粘结剂通道32沿着出粉、出粘结剂方向的延长线汇聚于一点，这样可确保活性剂粉末能够完全粘附在待焊接头表面，而粉末通道31的入口与粉末输送管4的出口相连通，粘结剂通道32的入口与粘结剂输送管5的出口相连通。为了使活性剂粉末和粘结剂在到达待焊接头表面时，能够准确和顺利地汇聚于一点，粉末通道31和粘结剂通道32相对于涂覆喷嘴3的中轴线的倾角为10⁰～30⁰，优选设计为15⁰。为了保证整个装置的效率，在各个连接处要确保连接可靠，防止渗水或漏风。

实施例一：

在粉末存储箱11中加入定量的活性剂粉末，启动静电发生器12，设置电压为12V，使得粉末疏松。在粘结剂存储箱21中加入定量的粘结剂。

将涂覆喷嘴3固定于焊接小车，调整涂覆喷嘴3与待焊工件表面之间的距离为10mm。采用99.99%纯氩气为压力气体，在压力气体通道162的气体入口和压力气体入口23处分别连接一个气阀，通过各气阀分别设置气体流量。设置步进电机14转速，打开粉末通断开关15、粘结剂通断开关22。

打开气阀，接通步进电机14。在电机的带动下，粉末流量控制器13的鼓轴131转动实现活性剂粉末的连续定量送给，而粘结剂在压力气体的作用下送至涂覆喷嘴3内粘结剂通道32的入口，活性剂粉末在从压力气体通道162的气体入口输入的压力气体作用下送至涂覆喷嘴3内粉末通道31的入口。粉末输送管4、粘结剂输送管5的长度为35cm。

活性剂粉末从粉末通道31的入口进入通道空腔，在空腔内经过光滑的逐渐变窄的流变截面作用，活性剂粉末从粉末通道31的出口输出，在输出口活性剂粉末形成均匀的粉帘。粘结剂从粘结剂通道32的入口进入，在通道内经过光滑的逐渐变窄的流变截面作用，从粘结剂通道32的出口输出，在输出口粘结剂形成均匀的雾帘。然后在两个通道的延长线汇聚于一点，形成的粉帘与雾帘结合在一起。在焊接小车的牵引作用下，整个涂覆装置往设定的方向移动，在待焊接头表面形成均匀平整的活性剂涂覆层。

实施例二：

本实施例除下述特征外其它结构及参数与实施例一相同：工件为外径159mm的不锈钢管，将涂覆喷嘴3安装在环形导轨上，粉末输送管4、粘结剂输送管5的长度为100cm。

在环形导轨的作用下，涂覆喷嘴3绕着不锈钢管旋转，在圆形曲面上形成均匀平整的活性剂涂覆层。

本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。

Claims

1.一种A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于包括活性剂粉末输送器（1）、粘结剂输送器（2）和涂覆喷嘴（3），其中所述活性剂粉末输送器（1）通过粉末输送管（4）与涂覆喷嘴（3）相连通，所述粘结剂输送器（2）通过粘结剂输送管（5）与涂覆喷嘴（3）相连通，所述涂覆喷嘴（3）内设置有贯穿涂覆喷嘴（3）顶面和底面的内壁光滑的粉末通道（31）和粘结剂通道（32），所述粉末通道（31）和粘结剂通道（32）均由上向下、由外向内倾斜设置并设置成从入口为圆形渐变到出口为四边形的入口面积大于出口面积的结构，且所述粉末通道（31）和粘结剂通道（32）沿着出粉、出粘结剂方向的延长线汇聚于一点，所述粉末通道（31）的入口与粉末输送管（4）的出口相连通，所述粘结剂通道（32）的入口与粘结剂输送管（5）的出口相连通。

2.根据权利要求1所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述活性剂粉末输送器（1）包括粉末存储箱（11）、连接在粉末存储箱（11）外侧面上的可使粉末存储箱（11）内的粉末带上同种电荷的静电发生器（12）、连接在粉末存储箱（11）底部出口的粉末流量控制器（13）、与粉末流量控制器（13）内的鼓轴（131）相连接的步进电机（14）、与粉末流量控制器（13）的出口相连通的粉末通断开关（15）及通过其内设置的送粉通道（161）与粉末通断开关（15）的出口相连通的压力气体接头（16），且所述压力气体接头（16）内还设置有由外向内、由上向下倾斜的且与送粉通道（161）相连通的压力气体通道（162），所述压力气体通道（162）的气体入口位于压力气体接头（16）的外侧面上，所述送粉通道（161）的出口与粉末输送管（4）的入口相连通。

3.根据权利要求2所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粉末存储箱（11）设置成半球形结构，该半球形结构的粉末存储箱（11）的直径为50～70mm。

4.根据权利要求2所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粉末流量控制器（13）的出口直径为3～8mm。

5.根据权利要求1所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粘结剂输送器（2）包括粘结剂存储箱（21）、连接在粘结剂存储箱（21）底部出口的粘结剂通断开关（22）及设置在粘结剂存储箱（21）顶部的压力气体入口（23），所述粘结剂通断开关（22）的出口与粘结剂输送管（5）的入口相连通。

6.根据权利要求5所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粘结剂存储箱（21）的下部设置成上端大、下端小的漏斗状结构，且该粘结剂存储箱（21）的容积为80～200cm³。

7.根据权利要求1所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粉末通道（31）和粘结剂通道（32）均由上向下、由外往内倾斜设置，上述粉末通道（31）和粘结剂通道（32）相对于涂覆喷嘴（3）的中轴线的倾角为10⁰～30⁰。

8.根据权利要求1所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粉末通道（31）的入口直径为6～10mm，出口的长为6～8mm、宽为0.5～1.5mm。

9.根据权利要求1所述A-TIG焊接用的活性剂自动涂覆装置，其特征在于上述粘结剂通道（32）的入口直径为6～10mm，出口的长为6～10mm、宽为0.5～1.5mm。