CN211072180U - 大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，包括：与进水口连接的进水管路，以及与出水口连接的出水管路，所述进水管路和出水管路通过设置在焊枪内部的冷却腔连通，所述冷却腔在焊枪端部形成包裹钨极的凹槽。本实用新型有益效果：在16mm以下中厚板材料焊接时，焊接电流在300A至1000A范围内能长时间保持稳定的锁孔焊接。

Description

大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪

技术领域

本实用新型涉及水冷焊枪技术领域，尤其涉及一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，12mm以下的金属材料主要有以下几种焊接工艺：

(1)等离子焊接工艺、激光焊接工艺。设备价格昂贵，设备维护费用高，工件装配要求严苛，操作复杂。

(2)埋弧焊焊接工艺。焊接热输入大，焊缝质量比钨极氩弧焊焊接工艺差一些，且焊后需要反面清根，费时费力。

(3)普通钨极氩弧焊(TIG)焊接工艺，又称惰性气体保护焊，是一种较为常见的焊接工艺，主要用于焊接碳钢、不锈钢及有色金属材料。

普通氩弧焊焊枪的钨极夹对钨极夹持只是点接触冷却，冷却面积小，冷却效果差，钨极温度较高，同时钨极较细(一般3mm以下)，钨极发射为热发射，温度越高发射面积越大，从而电弧爬升造成发散。

因此，普通钨极氩弧焊虽然焊接质量好，但焊接电弧发散严重，能量不集中，焊接效率低下，焊接材料厚度小于3mm，对3mm以上的金属板材无法实现一次熔透焊接。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，在16mm以下中厚板材料焊接时，焊接电流在300A至1000A范围内能长时间保持稳定的锁孔焊接。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，包括：与进水口连接的进水管路，以及与出水口连接的出水管路，所述进水管路和出水管路通过设置在焊枪内部的冷却腔连通，所述冷却腔在焊枪端部形成包裹钨极的凹槽。

作为进一步地改进，所述钨极外部依次设置用于夹紧钨极的钨极夹以及用于将钨极夹和钨极进行锁紧固定的钨极锁紧丝套，所述钨极锁紧丝套与焊枪端部通过螺纹连接。

作为进一步地改进，所述钨极夹为圆锥筒状，所述圆锥筒状的两端分别交错开有向对端延伸的开口。

作为进一步地改进，所述钨极锁紧丝套内端面与钨极夹外端面的锥角相同。

作为进一步地改进，所述钨极锁紧丝套内端面的锥角在5°-35°锥角范围内；或者，所述钨极夹外端面的锥角在5°-35°锥角范围内。

作为进一步地改进，所述钨极的锥角在30°-50°锥角范围内。

作为进一步地改进，所述进水口和出水口设置在焊枪尾部的端面上。

作为进一步地改进，所述进水口和出水口与焊枪尾部的端面可拆卸连接。

作为进一步地改进，还包括：设置在焊枪尾部端面上的进气口。

作为进一步地改进，还包括：均匀设置在焊枪端部的若干出气槽，通气管道的保护气体通过出气槽到达焊枪喷嘴处，使得出气均匀，由焊枪喷嘴内部通道均匀到达焊枪外，保护气起到保护钨极及焊缝作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中钨极通过钨极夹与钨极锁紧丝套进行固定锁紧，钨极夹将钨极紧密夹紧，两者的接触面积大；同时，焊枪的冷却腔将钨极四周包裹住，钨极锁紧丝套周围通入冷却水，最大限度的对钨极进行冷却，增加对于钨极的冷却效果，进而限制焊接电流大于300A时(特别是在大电流300A至1000A范围内)，电弧沿钨极爬升问题，将钨极发射电子区域限制在钨极尖端1.5mm范围内，增加电流密度，最终提高电弧熔透能力，对16mm以下板材焊接可实现单面焊双面成型。

焊接速度在300mm/min至1000mm/min范围内，提高生产效率，节约焊接成本，具有非常大地产业化价值。

附图说明

图1为实施例一中焊枪本体剖视结构示意图；

图2(a)为实施例一中钨极夹与钨极装配示意图；

图2(b)为实施例一中钨极锁紧丝套、钨极夹及钨极装配示意图；

图3为实施例一中焊枪端部示意图；

图4为实施例一中焊枪尾部示意图；

其中，1.回水宝塔嘴，2.进水宝塔嘴，3.进水管道，4.焊枪保护罩，5.钨极锁紧丝套、6.导电柱，7.焊枪尾部，8.焊枪本体外壳，9.回水管道，10.进气管道，11.焊枪端部，12.钨极夹，13.钨极，14.进气宝塔嘴，15.出气槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

首先需要解释说明的是：

大熔深锁孔指焊接试件熔深很大，同时电弧压缩能实现焊缝根部成型如钥匙形状的稳定状态，从而能实现中厚板单面焊双面成型，提高焊接效率。

实现大熔深锁孔的措施为：通过水冷循环系统对焊枪内部冷却，同时钨极13通过钨极夹12与钨极锁紧丝套5进行固定锁紧达到对钨极13最大冷却效果，从而抑制电弧热爬升造成电弧发散，进而实现电弧冷压缩效果，实现大熔深锁孔稳定状态。

在一个或多个实施方式中，公开了一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，如图1所示，包括：焊枪本体，焊枪端部11和焊枪尾部7；其中，焊枪端部11和焊枪尾部7分别设置在焊枪本体的两端；本实施例中，与钨极13连接的一端为焊枪端部11，另一端为焊枪尾部7。

参照图4，在焊枪尾部7的端面上分别固定有回水宝塔嘴1、进水宝塔嘴2和进气宝塔嘴14；将回水宝塔嘴1、进水宝塔嘴2设置在焊枪尾部7的端面上，使得进水和出水都垂直于端面，相比于现有技术的将回水宝塔嘴1、进水宝塔嘴2倾斜设置在焊枪本体的侧面，能够避免进水和出水过程中水的溢出。当然，为了方便后期宝塔嘴的损坏更换，本领域技术人员可以将上述的这些宝塔嘴设计成与焊枪尾部7的端面可拆卸连接的方式，比如，两者通过螺纹连接的方式等。

进水宝塔嘴2连接进水管路，回水宝塔嘴1连接回水管路，进水管路和回水管路之间通过设置在焊枪本体内的冷却腔实现连通；参照图1，为了增大对于钨极13的冷却效果，将冷却腔设计成具有四周包裹住钨极13一定长度的凹槽的结构形式，能够增大冷却腔与钨极13之间的冷却面积，增加对于钨极13的冷却效果。

本实施例中，进水管路设置在焊枪最里面，一端连接焊枪尾部7，另一端延伸至冷却腔底端；能够对焊枪端部11、钨极锁紧丝套5、钨极夹12具有很好的冷却效果，进而对钨极13有很好的冷却效果。

回水管路设置在焊枪里面，在进水管路的外面一层，一端连接焊枪尾部7，另一端连通冷却腔顶端，能够对焊枪端部11与焊枪尾部7进行很好的冷却。此处的冷却腔底端指的是靠近钨极13的一端，冷却腔的顶端指的是远离钨极13的一端。

进气宝塔嘴14设置在焊枪尾部7的端面上，出气口设置在焊枪端面结构上，参照图3，因为气体流量较大，一般为25L/min，焊枪尾部7是由两个进气宝塔嘴14进气的，按照流动力学模拟实验，焊枪进气口方向压强较大，进气口远端压强会递减，焊枪空间越大这种压强差就会越大，会造成焊枪最终出气不均匀，焊接保护效果达不到理想状态。因此，在焊枪端部11周围均匀设置若干出气槽15，通气管道的保护气体通过出气槽15到达焊枪喷嘴处，由焊枪喷嘴内部通道到达焊枪外，保护气起到保护钨极13及焊缝作用。

在另一些实施方式中，钨极13通过钨极夹12与钨极锁紧丝套5组合进行固定锁紧，钨极13外面依次设置钨极夹12和钨极锁紧丝套5；其中，钨极夹12的作用为夹紧钨极13，加大与钨极13最大接触面积；钨极锁紧丝套5的作用是将其与焊枪端部11通过螺纹连接紧固的同时将钨极夹12与钨极13紧紧固定在一起，从而达到最大冷却效果。

参照图2(a)，钨极夹12的结构为圆锥筒状，所谓的圆锥筒状，即钨极夹12靠近焊枪端部11的一端圆的直径大于另一端圆的直径。钨极夹12两端交错开有向对端延伸的开口，开口的长度可以根据需要自行设定，通过两端的开口使得钨极夹12具有一定的弹性，各个面都能够与钨极13紧密接触。

参照图2(b)，钨极锁紧丝套5套在钨极夹12的外部，能够通过挤压将钨极夹12与钨极13紧紧固定在一起，并且，钨极锁紧丝套5上设有外螺纹，能够与焊枪端部11连接，实现钨极13与焊枪的固定。

钨极13应具有一定锥角，本实施例选取30-50°锥角范围；钨极夹12外端面具有一定的锥度，本实施例选取5-35°锥角范围；钨极锁紧丝套5内端面具有一定的锥度，本实施例选取5-35°锥角范围。参照图2(b)，钨极夹12外端面与五级锁紧丝套内端面，两个面锥角为一样的度数时配合效果最好，图中以5°为例；钨极夹12角为13所指的角度，以45°为例。当钨极锁紧丝套5与焊枪端部11通过螺纹紧固后，钨极夹12上端多余的部分会向下移动，由于钨极夹12与钨极锁紧丝套5具有一样的锥角度数，在压紧力的作用下，钨极夹12会紧紧抱紧钨极13，从而达到钨极13固定与冷却作用。

焊枪本体外壳8采用综合性能较好的金属材质。焊枪端部结构外设置焊枪保护罩4，焊枪保护罩4采用导热性能良好的金属材质或耐高温绝缘陶瓷材质。焊枪尾部7、进气宝塔嘴14、进水宝塔嘴2、回水宝塔嘴1、进水管道3、回水管道9、进气管道10、焊枪端部11、钨极夹12、钨极锁紧丝套5、导电柱6均采用导热和导电性能良好的金属材质。

焊接启动前焊枪提前工作，水从进水宝塔嘴2进入到进水管道3中，再从进水管道3流入到回水管道9腔内，回水管道9内的水对焊枪端部11、钨极锁紧丝套5、钨极夹12进行冷却，从而对钨极13冷却，冷却后的水通过回水管道9向上回流，通过焊枪尾部7回水孔回流到回水宝塔嘴1，完成焊枪内部水冷循环，保护气体通过进气宝塔嘴14，从焊枪尾部7进气孔进入到气管道内，进气管道10内的保护气体通过均匀分布在焊枪端部11的出气槽15进入到焊枪保护罩4中，保护气体经过焊枪保护罩4均匀地到达焊接工件上方。

在焊接开始前，首先检查水冷回路循环是否正常工作。所采用的水冷循环系统是工业常用的水冷机标准产品。所有设备检查完毕后，根据不同材料、不同厚度设置不同的焊接工艺参数，设置完成后进行焊接。当焊接结束或故障导致焊接中断时，要保持焊枪5分钟的水冷循环，这样能让焊枪冷却充分，提高焊枪的使用寿命。在焊接工艺参数调试时需要注意的事项：保持钨极离工件距离3mm，钨极距离工件低于2mm易烧损钨极，钨极高度距离工件4mm难以保证焊缝成形；当钨极尖部烧损严重时，应及时研磨，从而保持焊缝成形。其它对操作无特别要求。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，包括：与进水口连接的进水管路，以及与出水口连接的出水管路，其特征在于，所述进水管路和出水管路通过设置在焊枪内部的冷却腔连通，所述冷却腔在焊枪端部形成包裹钨极的凹槽；

所述钨极外部依次设置用于夹紧钨极的钨极夹以及用于将钨极夹和钨极进行锁紧固定的钨极锁紧丝套，所述钨极锁紧丝套与焊枪端部通过螺纹连接。

2.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述钨极夹为圆锥筒状，所述圆锥筒状的两端分别交错开有向对端延伸的开口。

3.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述钨极锁紧丝套内端面与钨极夹外端面的锥角相同。

4.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述钨极锁紧丝套内端面的锥角在5°-35°锥角范围内；或者，所述钨极夹外端面的锥角在5°-35°锥角范围内。

5.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述钨极的锥角在30°-50°锥角范围内。

6.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述进水口和出水口设置在焊枪尾部的端面上。

7.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述进水口和出水口与焊枪尾部的端面可拆卸连接。

8.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，还包括：设置在焊枪尾部端面上的进气口。

9.如权利要求1所述的一种大熔深锁孔氩弧焊一体水冷焊枪，其特征在于，所述焊枪端部的周围均匀设置若干出气槽。

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