CN217071093U - 气体保护焊的节气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体保护焊的节气装置，包括节流阀、电磁阀、电流传感器和控制器；其中，电磁阀与节流阀相互并联后，串联于保护气体供应装置的输出端与气体保护焊机的气体输入端之间的管线；电流传感器用于检测气体保护焊机的焊接电流；控制器分别与电流传感器和电磁阀电性连接，控制器用于根据电流传感器的检测信号调节电磁阀的开度。根据本实用新型的气体保护焊的节气装置，能够独立于原先的焊接系统存在，可以应用在不同的焊接设备上，安装和拆卸较为方便；而且，能够有效地降低保护气体的消耗量，只在焊接过程中提供较大流量的保护气体，而用于提前送气和滞后关气过程的保护气体的流量则较小。

Description

气体保护焊的节气装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种气体保护焊的节气装置。

背景技术

熔化极气体保护焊是目前机器人焊接的主要焊接方法，该方法采用可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。

在气体保护焊的焊接过程中，需要通过提前送气和滞后关气来加强保护气体对焊缝的保护作用，但是这个过程会增加额外的保护气体的消耗。特别是当焊缝较短时，焊接过程频繁启动停止，每次启动停止都会有提前送气和滞后关气，实际焊接时间在整个通气时间的比例下降，无效的保护气消耗增加，从而增加了焊接生产成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种气体保护焊的节气装置，在保证保护气体的保护效果的同时，有效节省保护气体的消耗量。

根据本实用新型实施例的气体保护焊的节气装置，包括：节流阀；电磁阀，所述电磁阀与所述节流阀相互并联，并设置于保护气体供应装置的输出端与气体保护焊机的气体输入端之间；电流传感器，用于检测所述气体保护焊机的焊接电流；控制器，分别与所述电流传感器和所述电磁阀电性连接，所述控制器用于根据所述电流传感器的检测信号调节所述电磁阀的开度。

根据本实用新型实施例的气体保护焊的节气装置，至少具有如下有益效果：当电流传感器没有检测到焊接电流时，电磁阀保持关闭状态，保护气体供应装置所提供的保护气体只能通过节流阀进入气体保护焊机，而节流阀的流量可以设置在较低的水平，则此时保护气体的流量较低，主要是用于提前送气；而当电流传感器检测到焊接电流后，说明此时气体保护焊机已经正式开始焊接，需要有足够量的保护气体在焊接过程中提供保护，此时电流传感器会将检测到的信号传递给控制器，使得控制器控制电磁阀完全开通，则保护气体供应装置所提供的保护气体便能通过电磁阀进入气体保护焊机内，为焊接过程提供保护；当焊接停止时，电流传感器检测不到焊接电流，此时控制器再控制电磁阀关闭，保护气体只能流经节流阀，流量较小，主要用于滞后关气。由此可见，根据本实用新型的气体保护焊的节气装置，能够独立于原先的焊接系统存在，可以应用在不同的焊接设备上，安装和拆卸较为方便；而且，能够有效地降低保护气体的消耗量，只在焊接过程中提供较大流量的保护气体，而用于提前送气和滞后关气过程的保护气体的流量则较小；对于一些较短的焊缝而言，保护气体的节省效果更为明显。

根据本实用新型的一些实施例，还包括电压传感器，所述电压传感器用于检测所述气体保护焊机的焊接电压，所述电压传感器与所述控制器电性连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述节流阀为手动调节阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述电磁阀全开通时的通径不小于所述气体保护焊机内部的保护气体阀的通径。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一种实施例的气体保护焊的节气装置的结构示意图；

图2为本实用新型第一种实施例的气体保护焊的节气装置的原理示意图；

图3为本实用新型第二种实施例的气体保护焊的节气装置的结构示意图；

图4为本实用新型第二种实施例的气体保护焊的节气装置的原理示意图；

附图标记：

节流阀100、电磁阀200、保护气体供应装置300、电流传感器400、控制器500、电压传感器600。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的气体保护焊的节气装置，包括节流阀100、电磁阀200、电流传感器400和控制器500；其中，电磁阀200与节流阀100相互并联后，串联于保护气体供应装置300的输出端与气体保护焊机的气体输入端之间的管线；电流传感器400用于检测气体保护焊机的焊接电流；控制器500分别与电流传感器400和电磁阀200电性连接，控制器500用于根据电流传感器400的检测信号调节电磁阀200的开度。

具体地，在实际应用中，保护气体供应装置300可以采用保护气瓶等，用于为焊接过程提供氩气、CO₂等保护气体；控制器500可以采用常见的单片机等处理器，用于控制电磁阀200的开通和关闭；节流阀100可以采用手动调节阀，将节流阀100设定为低流量后锁死，防止松动导致流量变化；节流阀100保持常开的状态，用于给提前送气和滞后关气的过程中提供低流量的保护气体。如图2所示，当电流传感器400没有检测到焊接电流时，电磁阀200保持关闭状态，保护气体供应装置300所提供的保护气体只能通过节流阀100流入气体保护焊机，此时保护气体的流量较低，主要是用于提前送气；而当电流传感器400检测到焊接电流后，说明此时气体保护焊机已经正式开始焊接，需要有足够量的保护气体在焊接过程中提供保护，则此时电流传感器400会将检测到的信号传递给控制器500，使得控制器500控制电磁阀200完全开通，则保护气体供应装置300所提供的保护气体便能通过电磁阀200进入气体保护焊机内，为焊接过程提供保护；当焊接停止时，电流传感器400检测不到焊接电流，此时控制器500再控制电磁阀200关闭，保护气体只能流经节流阀100，流量较小，主要用于滞后关气。

由此可见，根据本实用新型的气体保护焊的节气装置，能够独立于原先的焊接系统存在，与焊机内部无任何电气和气路的联系，所有电路和气路都是独立于原有焊接系统的，因此可以方便地用于任何焊接系统上，安装和拆卸较为方便；而且，能够有效地降低保护气体的消耗量，只在焊接过程中提供较大流量的保护气体，而用于提前送气和滞后关气过程的保护气体的流量则较小；这对于一些较短的焊缝而言，保护气体的节省效果更为明显。

如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，还包括电压传感器600，电压传感器600用于检测气体保护焊机的焊接电压，电压传感器600与控制器500电性连接。

如图4所示，t0时刻，当焊接开始指令给到焊机的时候，焊机内部的保护气体阀会打开，但此时焊接电源还没有启动，即此时焊机的输出端没有焊接电压，焊接回路也没有焊接电流，焊接电弧尚未建立。到了t1时刻，焊接电源启动，与此同时送丝机启动，但是由于送丝机的电机的启动惯性、以及焊丝端部到焊接工件有一段距离，因此此时电压传感器600能够在焊机输出端检测到焊接电压，但是焊接回路还没有焊接电流，焊接电弧也尚未建立。到了t3时刻，送丝机送出的焊丝端部与焊接工件接触，焊接回路产生焊接电流，与此同时焊接电弧建立。如果此时再开通电磁阀200，由于气体传输的惯性，气体流量无法从低流量立即变为高流量，达到焊接保护的需求。因此，为了进一步提高焊接保护效果、防止焊接缺陷，在t1时刻与t3时刻之间的t2时刻，控制器500便控制电磁阀200全开通，从而保证保护气体的流量能够在焊接电流开始产生时便达到焊接保护的要求；其中，t2＝t3-T1，T1的取值与电磁阀200到焊枪喷嘴出口的距离d成正比。举例而言，可以设定T1＝10d，假设电磁阀200到焊枪喷嘴出口距离为3米，则可以取T1＝30ms。当然，T1的取值可以根据实际情况进行设定，而不限于此。

而t3-t4这个时间段为正常焊接过程，在焊接过程中控制器500不断对焊接电流和焊接电压采样，并计算焊接电弧功率；焊接电弧功率越大，意味着焊接熔池的面积越大，冷却时间越长。在焊机停止焊接，即焊接电流降低到零时，电磁阀200同时关闭，但是由于气体输送的惯性，从焊枪喷嘴流出的保护气体并不会立即降低到低流量状态；为了保证焊接结束后有效地保护尚处于熔化状态的焊接熔池，以及尚未完全凝固和降低到常温的焊接焊缝，电磁阀200将二次开通保持一个暂短的时间做补充保护。t4时刻，电流传感器400检测到焊接电流为零，此时焊接电弧已经熄弧，控制器500控制电磁阀200关闭。t4-t5这个时间段是电磁阀200二次开通的延迟时间，由焊接电弧功率的大小决定，记延迟时间T2＝t5-t4，则T2的取值反比于焊接电弧功率P，即焊接电弧功率P越大，T2越短。在t5时刻，电磁阀200二次开通后保持一段时间，记保持时间T3＝t6-t5，T3的取值由焊接电弧功率的大小决定，T3的取值正比于焊接电弧功率P，即焊接电弧功率P越大，保持时间T3越长，从而在保证焊接保护效果的同时，尽可能地节约保护气体的用量。

在本实用新型的一些实施例中，为了确保保护气体的流量能满足焊接过程的需要，电磁阀200全开通时的通径不小于气体保护焊机内部的保护气体阀的通径。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“进一步实施例”、“一些具体实施例”或“一些示例”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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种气体保护焊的节气装置，其特征在于，包括：

节流阀；

电磁阀，所述电磁阀与所述节流阀相互并联，并设置于保护气体供应装置的输出端与气体保护焊机的气体输入端之间；

电流传感器，用于检测所述气体保护焊机的焊接电流；

控制器，分别与所述电流传感器和所述电磁阀电性连接，所述控制器用于根据所述电流传感器的检测信号调节所述电磁阀的开度。

2.根据权利要求1所述的气体保护焊的节气装置，其特征在于，还包括电压传感器，所述电压传感器用于检测所述气体保护焊机的焊接电压，所述电压传感器与所述控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的气体保护焊的节气装置，其特征在于，所述节流阀为手动调节阀。

4.根据权利要求1或2或3所述的气体保护焊的节气装置，其特征在于，所述电磁阀全开通时的通径不小于所述气体保护焊机内部的保护气体阀的通径。

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