CN214079740U - 一种保护气吹气机构及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接技术领域，公开了一种保护气吹气机构及焊接装置，该保护气吹气机构包括导流件、外套和多个第一凸起，导流件上设有通孔，焊头穿过通孔后对工件进行焊接；外套套设于导流件上，导流件和外套之间形成导流腔，外套上设置有进气口；多个第一凸起均匀且间隔环设于导流件的外表面，第一凸起远离导流件的一端与外套的内壁相贴合，以将导流腔分隔形成上下设置的上腔体和下腔体，上腔体与进气口相连通，相邻两个第一凸起与外套的内壁围设形成第一通道，保护气能由进气口进入并依次由第一通道和下腔体吹出至工件的待焊接部分。该保护气吹气机构能够向工件的待焊接部分提供均匀的保护气，保证工件的焊接质量和表面一致性。

Description

一种保护气吹气机构及焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种保护气吹气机构及焊接装置。

背景技术

随着超声波焊接技术的发展，金属工件的连接越来越多地采用超声波焊接的方法。相比其他材料，金属工件在超声波焊接的过程中极易发生氧化，影响金属工件的焊接质量。现有的金属超声波焊接中，往往采用导管将保护气吹至焊头和金属工件相接触处，这种方法只能对金属工件的部分待焊接处进行保护，使得金属工件焊接质量不稳定且表面一致性差，难以满足金属工件的焊接质量要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种保护气吹气机构及焊接装置，能够保证工件的焊接质量和表面一致性。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种保护气吹气机构，包括：

导流件，所述导流件上设有通孔，焊头穿过所述通孔后对工件进行焊接；

外套，套设于所述导流件上，所述导流件和所述外套之间形成导流腔，所述外套上设置有进气口；

多个第一凸起，均匀且间隔环设于所述导流件的外表面，所述第一凸起远离所述导流件的一端与所述外套的内壁相贴合，以将所述导流腔分隔形成上下设置的上腔体和下腔体，所述上腔体与所述进气口相连通，相邻两个所述第一凸起与所述外套的内壁围设形成第一通道，保护气能由所述进气口进入并依次由所述第一通道和所述下腔体吹出至所述工件的待焊接部分。

作为优选，所述保护气吹气机构还包括位于所述下腔体内的多个第二凸起，多个所述第二凸起均匀且间隔环设于所述导流件的外表面，所述第二凸起远离所述导流件的一端与所述外套的内壁相贴合，以将所述下腔体分隔形成上下设置的第一腔体和第二腔体，多个所述第二凸起与多个所述第一凸起交错设置，相邻两个所述第二凸起与所述外套的内壁围设形成第二通道。

作为优选，所述第二通道的数量大于所述第一通道的数量。

作为优选，多个所述第一通道的截面面积之和大于多个所述第二通道的截面面积之和。

作为优选，所述保护气吹气机构还包括位于所述第二腔体内多个第三凸起，所述第三凸起均匀且间隔环设于所述导流件的外表面，所述第三凸起远离所述导流件的一端与所述外套的内壁相贴合，以将所述第二腔体分隔形成上下设置的第三腔体和第四腔体，多个所述第三凸起与多个所述第二凸起交错设置，相邻两个所述第三凸起与所述外套的内壁围设形成第三通道。

作为优选，所述第三通道的数量大于所述第二通道的数量。

作为优选，所述导流件包括相连的上导流部和下导流部，所述上导流部的外壁和所述下导流部的外壁分别与所述外套的内壁围设形成所述导流腔和导向腔，所述导流腔与所述导向腔连通，所述下导流部的外壁和所述外套对应部分的内壁由上到下向内延伸，以使由所述导流腔流出的保护气在所述导向腔的导向作用下吹到所述焊头和所述工件相接触处。

作为优选，所述导流件上还设有环状凸起，所述上导流部和所述下导流部通过所述环状凸起相连。

作为优选，所述导流件和所述外套之间设有第一密封件。

本实用新型还提供一种焊接装置，包括焊头和上述保护气吹气机构，所述焊头穿设于所述保护气吹气机构并能对工件进行焊接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的保护气吹气机构包括导流件、外套和多个第一凸起，导流件上设有通孔，焊头穿过通孔后对工件进行焊接；外套套设于导流件上，导流件和外套之间形成导流腔，外套上设置有进气口；多个第一凸起均匀且间隔环设于导流件的外表面，第一凸起远离导流件的一端与外套的内壁相贴合，以将导流腔分隔形成上下设置的上腔体和下腔体，上腔体与进气口相连通，相邻两个第一凸起与外套的内壁围设形成第一通道，保护气能由进气口进入上腔体并依次由第一通道和下腔体吹出至工件的待焊接部分。该保护气吹气机构能够向工件的待焊接部分提供均匀的保护气，保证工件的焊接质量和表面一致性。

本实用新型提出的焊接装置，包括焊头和上述保护气吹气机构，焊头穿设于保护气吹气机构并能对工件进行焊接，焊接质量好。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的焊接装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种保护气吹气机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种导流件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种保护气吹气机构的剖面图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种保护气吹气机构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种导流件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种保护气吹气机构的剖面图。

图中：

1-导流件；11-通孔；12-第一凸起；13-第二凸起；14-第三凸起；15-上导流部；16-下导流部；17-环状凸起；

2-外套；21-进气口；

3-导流腔；31-上腔体；

32-下腔体；321-第一腔体；

322-第二腔体；3221-第三腔体；3222-第四腔体；

4-第一通道；5-第二通道；6-第三通道；7-导向腔；

100-保护气吹气机构；200、安装板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种焊接装置，其包括焊头和保护气吹气机构100，焊头穿设于保护气吹气机构100并能对工件进行焊接，保护气吹气机构100能够沿工件的待焊接部分的周向提供均匀的保护气，保证工件的焊接质量和焊接的表面一致性。在本实施例中，焊接装置具体指的是超声波焊接装置。该保护气吹气机构100还可以根据不同焊接方法灵活地进行设计，以适用于其他焊接装置中对工件进行保护，例如电弧焊装置和激光焊装置。此外，本实施例中的工件具体指的是金属工件，当然其他易氧化的工件也可以采用该保护气吹气机构100进行保护。

具体而言，如图2-图7所示，该保护气吹气机构100包括导流件1、外套2和多个第一凸起12，导流件1上设有通孔11，焊头穿过通孔11后对工件进行焊接；外套2套设于导流件1上，导流件1和外套2之间形成导流腔3，外套2上设置有进气口21；多个第一凸起12均匀且间隔环设于导流件1的外表面，第一凸起12远离导流件1的一端与外套2的内壁相贴合，以将导流腔3分隔形成上下设置的上腔体31和下腔体32，上腔体31与进气口21相连通，相邻两个第一凸起12与外套2的内壁围设形成第一通道4，上腔体31内的保护气能够依次由第一通道4和下腔体32吹出至工件的待焊接部分。

保护气首先由进气口21流入上腔体31，再由多个第一通道4进入下腔体32，最后由导流腔3的出口流出并吹到工件的待焊接部分，其中保护气能够分别在上腔体31、多个第一通道4和下腔体32中均匀。该保护气吹气机构100能够沿工件待焊接部分的周向对工件提供均匀的保护气，以排出焊头和工件的待焊接部分之间的空气，避免工件的待焊接部分在焊接过程中被氧化，影响焊接质量，并能够保证焊接后工件的表面一致性。

可以理解的是，通孔11的形状与焊头的形状相匹配，以使焊头能够穿过导流件1上的通孔11，且导流腔3流出的保护气能够吹到焊头和工件待焊接部分相接触处以对工件进行保护。当焊头的截面为方形时，相应的导流件1和相应的外套2如图2-图4所示，此时导流腔3的截面呈回字形。当焊头的截面为圆形时，相应的导流件1和相应的外套2如图5-图7所示，此时导流腔3的截面为环形。当然，导流件1和外套2的设置不限于此，可以根据实际焊接需要进行设置。

可选地，如图1所示，为了实现保护气吹气机构100的安装，焊接装置还包括安装板200，安装板200的一端与焊接装置的升降机构相连，另一端与保护气吹气机构100远离工件的一端相连，从而使得保护气吹气机构100能够安装于焊接装置上并能够随着焊头上下移动以靠近或远离工件。此外，保护气吹气机构100不与焊头或变幅杆直接连接，能够避免对焊头的振动造成影响，从而保证焊接质量。可以理解的是，保护气吹气机构100和焊头之间具有一定的间隙，以避免对焊头的振动造成干扰。当然，在其他实施例中，保护气吹气机构100也可以直接与焊头或变幅杆等结构相连，可以根据实际焊接需要进行设置，本实施例对此不做限制。

可选地，进气口21通过喷嘴与储气装置相连。具体地，外套2的进气口21处设有内螺纹，喷嘴上设有外螺纹，进气口21和喷嘴通过内螺纹和外螺纹的配合相连。

在本实施例中，进气口21的数量为一个，在其他实施例中，为了保证保护气在上腔体31内的均匀化程度，外套2上也可以设置有多个进气口21，多个进气口21沿外套2的周向均匀且间隔分布，每个进气口21对应一个喷嘴且多个喷嘴均与储气装置相连。焊接时，多个喷嘴同时向导流腔3内喷气，能够提高保护气在上腔体31内的均匀化程度。

优选地，如图3-图4及图6-图7所示，保护气吹气机构100还包括位于下腔体32内的多个第二凸起13，第二凸起13均匀且间隔环设于导流件1的外表面，第二凸起13远离导流件1的一端与外套2的内壁相贴合，以将下腔体32分隔形成上下设置的第一腔体321和第二腔体322，多个第二凸起13与多个第一凸起12交错设置，相邻两个第二凸起13与外套2的内壁围设形成第二通道5。下腔体32内的保护气在流出导流腔3之前还能够经第二通道5进行均匀化，能够进一步提高由导流腔3流出的保护气的均匀性，从而提高焊接后工件的表面一致性和焊接质量。此外，多个第二凸起13与多个第一凸起12交错设置能够避免保护气由第一通道4进入第一腔体321后直接由第二通道5流出，使保护气在第一腔体321内均匀后再由第二通道5流入第二腔体322中，均匀化效果好。

可选地，第二通道5的数量大于第一通道4的数量，使得由每个第一通道4流出的保护气在第一腔体321中均匀化后，能够由两个或两个以上的相邻的第二通道5流入第二腔体322中，使导流腔3流出的保护气更均匀。为了进一步提高均匀化效果，多个第一通道4的截面面积之和大于多个第二通道5的截面面积之和。在保护气流量一定时，第二通道5截面面积之和减小，有利于保护气在第一腔体321内均匀化的同时，还能够使第二通道5中的保护气流速增加，有利于将焊头和工件待焊接部分之间的空气排出，焊接质量好。

在本实施例中，第一通道4与第二通道5由上到下的截面面积均保持不变，当然，在其他实施例中，第一通道4与第二通道5由上至下在水平方向上的截面面积也可以为变化的，此时多个第一通道4的最小截面面积之和大于多个第二通道5的最小截面面积之和。此外，在本实施例中，多个第一通道4的长度相同，多个第二通道5的长度相同，且第一通道4的长度和第二通道5的长度相同。当然，在其他实施例中，第一通道4和第二通道5的长度也可以不同，可以根据实际焊接需要进行设计，本实施例对此不做限制。

可以理解的是，第一凸起12和第二凸起13的形状依据第一通道4和第二通道5设置，在本实施例中，第一凸起12和第二凸起13的截面为长方形或L形，根据其在导流件1外壁上不同位置设置。当然，在其他实施例中，第一凸起12和第二凸起13的截面形状不限于此，例如为了减轻保护气吹气机构100的重量，第一凸起12和第二凸起13的截面还可以设置为工字形，本实施例对此不做限制，只要相邻的第一凸起12或相邻的第二凸起13能够与外套2的内壁围设形成第一通道4或第二通道5即可。

为了进一步提高导流腔3流出的保护气的均匀性，保护气吹气机构100还包括位于第二腔体322内多个第三凸起14，第三凸起14均匀且间隔环设于导流件1的外表面，第三凸起14远离导流件1的一端与外套2的内壁相贴合，以将第二腔体322分隔形成上下设置的第三腔体3221和第四腔体3222，多个第三凸起14与多个第二凸起13交错设置，相邻两个第三凸起14与外套2围设形成第三通道6，以使由第二通道5流入第三腔体3221的保护气能够在第三腔体3221中均匀化后经第三通道6流入第四腔体3222。

此外，类似于第一通道4和第二通道5的设置，第三通道6的数量大于第二通道5的数量，以使每个第二通道5流出的保护气体能够均能够由至少两个相邻的第三通道6流出，进一步提高保护气的均匀化程度；多个第二通道5的截面面积之和大于多个第三通道6的截面面积之和，使得保护气能够在第三腔体3221中充分均匀化，同时还能增加第三通道6内保护气的流速，有利于将焊头和工件待焊接部分之间的空气排出，焊接质量好。

当然，第四腔体3222中还可以进一步设置有第四凸起，以将第四腔体3222进一步分为第五腔体和第六腔体以进一步提高导流腔3流出的保护气的均匀性，第四凸起的设置与第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14相同，本实施例对此不做多余描述。

为了对导流腔3流出的气体进行导向，使其能够对准焊头和工件待焊接部分的表面，并有效地排出空气，导流件1包括相连的上导流部15和下导流部16，上导流部15的外壁和下导流部16的外壁分别与外套2的内壁围设形成导流腔3和导向腔7，导流腔3与导向腔7连通，下导流部16的外壁和外套2对应部分的内壁由上到下向内延伸，以使由导流腔3流出的保护气在导向腔7的导向作用下吹到焊头和工件相接触处。

可以理解的是，当上导流部15与外套2对应部分的内壁之间的距离d1与下导流部16与外套2对应部分的内壁之间的距离d2相等时，由于导向腔7由上到下向内延伸，导向腔7的截面面积逐渐减小，使得保护气能够在第四腔体3222中均匀后流入导向腔7，还能够增加导向腔7内保护气的流速，以将焊头和工件待焊接部分之间的空气排出。当然，导向腔7的设置不限于此，只要能对导流腔3内流出的气体进行导向即可。

进一步地，d2还可以设置为小于d1，以进一步提高第四腔体3222中保护气的均匀化程度，并进一步提高导向腔7内保护气的流速，焊接质量好。示例性地，如图3和图6所示，导流件1上还设有环状凸起17，上导流部15和下导流部16通过环状凸起17相连。

在本实施例中，导流件1和外套2分别成型后进行装配，第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14与导流件1一体成型。为了保证保护气在导流腔3中的均匀效果，在导流件1和外套2之间设有第一密封件，以保证第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14与外套2的贴合效果，防止保护气由第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14与外套2之间的间隙流出。当然，在其他实施例中，导流件1和外套2也可以一体成型，无需设置第一密封件。示例性地，导流件1和外套2通过3D打印技术一体成型。此外，第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14与导流件1也可以分别成型后装配，其中第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14可以采用与导流件1不同的材料制成，此时第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14自身即可以起到密封效果，无需额外设置第一密封件。示例性地，第一凸起12、第二凸起13和第三凸起14均采用硅胶制成。

类似地，为了保证喷嘴和外套2的密封连接，避免保护气的泄露造成浪费，喷嘴和外套2之间还设有第二密封件。示例性地，第二密封件为密封圈。

此外，为了对保护气进行回收，以节约成本，避免浪费，焊接装置上还可以设有保护气回收机构，保护气回收机构对准导流腔3的出口以回收保护气。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种保护气吹气机构，其特征在于，包括：

导流件(1)，所述导流件(1)上设有通孔(11)，焊头穿过所述通孔(11)后对工件进行焊接；

外套(2)，套设于所述导流件(1)上，所述导流件(1)和所述外套(2)之间形成导流腔(3)，所述外套(2)上设置有进气口(21)；

多个第一凸起(12)，均匀且间隔环设于所述导流件(1)的外表面，所述第一凸起(12)远离所述导流件(1)的一端与所述外套(2)的内壁相贴合，以将所述导流腔(3)分隔形成上下设置的上腔体(31)和下腔体(32)，所述上腔体(31)与所述进气口(21)相连通，相邻两个所述第一凸起(12)与所述外套(2)的内壁围设形成第一通道(4)，保护气能由所述进气口(21)进入并依次由所述第一通道(4)和所述下腔体(32)吹出至所述工件的待焊接部分。

2.根据权利要求1所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述保护气吹气机构还包括位于所述下腔体(32)内的多个第二凸起(13)，多个所述第二凸起(13)均匀且间隔环设于所述导流件(1)的外表面，所述第二凸起(13)远离所述导流件(1)的一端与所述外套(2)的内壁相贴合，以将所述下腔体(32)分隔形成上下设置的第一腔体(321)和第二腔体(322)，多个所述第二凸起(13)与多个所述第一凸起(12)交错设置，相邻两个所述第二凸起(13)与所述外套(2)的内壁围设形成第二通道(5)。

3.根据权利要求2所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述第二通道(5)的数量大于所述第一通道(4)的数量。

4.根据权利要求2所述的保护气吹气机构，其特征在于，多个所述第一通道(4)的截面面积之和大于多个所述第二通道(5)的截面面积之和。

5.根据权利要求2所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述保护气吹气机构还包括位于所述第二腔体(322)内多个第三凸起(14)，所述第三凸起(14)均匀且间隔环设于所述导流件(1)的外表面，所述第三凸起(14)远离所述导流件(1)的一端与所述外套(2)的内壁相贴合，以将所述第二腔体(322)分隔形成上下设置的第三腔体(3221)和第四腔体(3222)，多个所述第三凸起(14)与多个所述第二凸起(13)交错设置，相邻两个所述第三凸起(14)与所述外套(2)的内壁围设形成第三通道(6)。

6.根据权利要求5所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述第三通道(6)的数量大于所述第二通道(5)的数量。

7.根据权利要求1所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述导流件(1)包括相连的上导流部(15)和下导流部(16)，所述上导流部(15)的外壁和所述下导流部(16)的外壁分别与所述外套(2)的内壁围设形成所述导流腔(3)和导向腔(7)，所述导流腔(3)与所述导向腔(7)连通，所述下导流部(16)的外壁和所述外套(2)对应部分的内壁由上到下向内延伸，以使由所述导流腔(3)流出的保护气在所述导向腔(7)的导向作用下吹到所述焊头和所述工件相接触处。

8.根据权利要求7所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述导流件(1)上还设有环状凸起(17)，所述上导流部(15)和所述下导流部(16)通过所述环状凸起(17)相连。

9.根据权利要求1-8任一项所述的保护气吹气机构，其特征在于，所述导流件(1)和所述外套(2)之间设有第一密封件。

10.一种焊接装置，其特征在于，包括焊头和如权利要求1-9任一项所述的保护气吹气机构，所述焊头穿设于所述保护气吹气机构并能对工件进行焊接。

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