CN2400691Y

CN2400691Y - 熔化极气体保护焊焊炬

Info

Publication number: CN2400691Y
Application number: CN 99258114
Authority: CN
Inventors: 朱军; 陈东高; 肖连明; 明珠; 高峰; 周古昕
Original assignee: No 52 Institute of China North Industries Group Corp
Current assignee: No 52 Institute of China North Industries Group Corp
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2000-10-11
Anticipated expiration: 2009-12-29

Abstract

本实用新型公开了一种熔化极气体保护焊焊炬。该焊炬主要由导电嘴、送丝管、导嘴、气套、分流体、气筛、喷嘴和冷却水套组成。它的气路由内外两层构成,内层气路主要由内层气套、内气道和内喷嘴构成,外层气路主要由外层气套、外层气道和外喷嘴构成。在焊炬上从前部到后部均设有冷却水套。该焊炬的双层气路结构可实现对焊缝双层气体保护,改善保护效果;其冷却结构增强了对焊炬的冷却。该焊炬可实现大电流焊接,焊接质量好、工效高。

Description

熔化极气体保护焊焊炬

本实用新型涉及气体保护焊焊炬，特别是熔化极气体保护焊焊炬。

现有的熔化极气体保护焊焊炬均是在送丝管周边设有一气道，焊接作业时，惰性气体通过该气道经喷嘴在熔池周围形成一定范围的保护区域，从而起到保护作用。例如，天津电焊机厂NZA-1000型全自动熔化极氩弧焊焊机的焊炬即是该类焊炬的典型产品。采用该类焊炬对铝、铜等有色金属进行焊接时，当焊接电流升至约400A以上，焊缝就会产生“皱皮”和“黑粉”现象。焊缝“皱皮”轻则影响焊接接头质量，降低焊接生产效率，重则导致焊件报废；焊缝“黑粉”则影响焊接接头表面质量，也会使焊接生产效率降低。因此，现有的熔化极气体保护焊焊炬仅适用于要求焊接电流不高的薄壁材料；对厚壁材料，为保证焊缝质量，只能采取小电流多道多次焊接的方法完成。而多道多次焊接不仅极易使焊缝组织中氧、氮等化合物和夹杂物增多，导致焊缝性能降低，而且生产效率也会大幅度下降。

本实用新型的目的是提供一种不仅能用于薄壁材料焊接，而且也完全适用于厚壁材料焊接的熔化极气体保护焊焊炬。该焊炬对厚壁材料不需多道多次焊接，可采用大电流一次焊接完成，焊缝质量完全能满足使用要求，焊接工效有较大的提高。

为实现上述目的，本实用新型采用的方案是：焊炬主要由导电嘴、送丝管、导嘴、气套、分流体、气筛、喷嘴和冷却水套组成。其气路是由内外两层构成，内层气路主要由内层气套、内气道和内喷嘴组成，外层气路主要由外层气套、外层气道和外喷嘴组成。在焊炬上从前部到后部均设有冷却水套。采用双层气路结构改善了保护气体的分布状态，扩大了焊接区保护范围，从而保证了大电流焊接的焊缝质量，同时也提高了焊接工效。冷却水套分布范围的扩大使冷却效果更好，保证了大电流焊接工艺的顺利实施。

在上述方案中，冷却水套一般可由位于焊炬前部的前水套、中段的中水套和后部的后水套三个水套构成，也可以由位于焊炬中前部的前水套和位于后部的后水套二个水套构成。内外层气路可以相互间不相通，各层气套有其独立的进气嘴，这样便于各层保护气体的单独调节。为使焊炬更紧凑，前部的冷却水套可为中空管式结构，在管壁上开若干个沿轴向分布的气道和水道，气道和水道间相互不相通。为使保护气体更为稳定，在内外层气套的气路中均可装设分流体和气筛。为了对焊缝热影响区的进一步保护和防止外来气流对保护气体的干扰，还可在外喷嘴的外侧装设一个气罩。

上述方案的双层气路结构，可实现对焊缝的双层气体保护，改善了保护气体在焊缝保护区的分布状态，同时使保护气体气路的有效孔径大为增加，使焊缝的保护范围扩大，从而显著地增强了保护效果，解决了使用大电流焊接时焊缝的“皱皮”现象，在保证焊缝质量的同时大幅度地提高了焊接工效。采用增加冷却水套分布范围的措施，加大了对焊炬的冷却面积，提高了冷却效果，使大电流焊接工艺的实施成为可能，

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为单层气体保护焊焊炬的结构示意图。

图2为本实用新型第一个实施例的结构示意图。

图3为图2中前水套的结构示意图。

图4为本实用新型第二个实施例的结构示意图。

图5为本实用新型第三个实施例的结构示意图。

如图1所示，现有的熔化极气体保护焊焊炬为单层气套结构，焊接时，保护气体从进气嘴8进入气套，流经气套中的导流体7、气筛6、导流体5，再经分流体4后，从喷嘴3喷出。冷却水经进水嘴1进入水套，对焊炬的喷嘴进行冷却后，从出水嘴2流出。该类焊炬在焊接电流升至300～400A以上时，焊缝表面就已经出现“皱皮”现象。其原因一是该类焊炬的有效保护面积小，而大电流焊接时的焊接熔池很大；二是施焊时的高速等离子流破坏了惰性气体保护，产生紊流而卷入空气。同时，由于大电流焊接时，熔池温度高，使焊炬本体的温度已达150℃以上，这也给焊接工艺的稳定性带来不利影响，降低了焊接工件的焊接质量。因此，对大厚工件，该类焊炬难以采用大电流焊接。如图2所示本实用新型的第一个实施例。该焊炬的送丝部分主要由内管12、导电嘴11和导嘴28组成，三者之间均用螺纹连接。导电嘴11可制成内径尺寸规格不同的配件，以便使用不同规格的焊丝时选用。送气和冷却部分的主要结构为：后水套26和内气套24均用螺纹固定在内管12上，顶端用螺母27锁紧。中水套22的上端由紧固螺钉与内气套24连接，下端用螺纹与绝缘体20相连。绝缘体20的下端用螺母32锁紧于内管12上。外气套15的下端与前水套13的上端焊在一起，外气套15的上端用螺钉与绝缘体20固定为一体。外喷嘴9和内喷嘴10分别通过螺纹固定于前水套13的下端。内气套24与由内管12和中水套22形成的气室相通，该气室又与绝缘体20中的气道相通。在绝缘体20的气道内装有分流体16、19和气筛17、18。为节省空间，减小焊炬体积，将前水套13设计为水路和气路的共同通道，其具体结构如图3所示。厚壁圆管38的外周上具有数个凸齿36，在凸齿内开有通孔37，圆管38固装于圆管34内，两圆管间留有冷却水腔35。外层气即由气体镇静室40经通孔37进入外喷嘴；内层气由通道39进入内喷嘴；冷却水即由水嘴14进入冷却水腔35对焊炬前端进行冷却。由于该焊炬的内外层气路各自独立，因此可分别控制其流量，内外层气也可分别使用不同的配气。工作时，内层气由内层进气嘴23进入，流经内气套24和气室后，到达绝缘体气道。在绝缘体气道内，在分流体19、16和气筛17、18的作用下，内层气能够在内喷嘴中均匀分布，从而保证从内喷嘴10喷出时保持最佳的流态。外层气从外层进气嘴31进入外气套15，流经前水套13中的镇静室40和通孔37(见图3)，然后从内喷嘴10与外喷嘴9之间喷出。冷却部分的水嘴29、30、21和14四个水嘴用软管顺序串联相接。作业时，冷却水从进水嘴25进入后水套26内腔，流经水嘴29、30进入中水套22内腔后，又经水嘴21、14进入前水套13的冷却水腔，依次对焊炬的后、中和前部全部进行冷却后，最后从出水嘴33排出。绝缘体20可使焊炬下半端的外部在施焊时电绝缘，以保证操作人员的安全。由于采用双层气结构，首先，焊炬气路口径有了较大增加，因此，焊接时其有效保护面积也相应有较大增加。其次，在焊接时，即使高速等离子流干扰、破坏了内层气流，但外层气体还可起保护作用，整个熔池和热影响区仍处于保护气氛下，因此，保证了焊接质量。该焊炬的冷却结构能保证在大电流下施焊。例如，在焊接电流高达900A时，焊炬仍能正常运作。另外，众所周知，焊接较厚工件时，采用He-Ar混合配气比采用纯Ar气所获焊接接头性能更好，焊接生产效率也更高。但由于He气的密度远小于Ar气，因此，在采用混合配气保护时，为达到理想的保护效果，就必须加大He气的流量。同时，He气的价格远高于Ar气，由此导致其焊接成本大幅度上升。而使用本焊炬时，若采用内层为He-Ar混合气，外层为纯Ar气的焊接工艺，不仅能保证焊缝质量，而且一次即可完全焊好，工效高，因而焊接成本也大为下降。事实上，本焊炬不仅可焊接厚壁工件，同样也适用于薄壁工件的焊接，只是在焊接薄壁工件时，仅启动内层气进行保护即完全可满足要求。

本实用新型的第二个实施例基本结构与实施例一类似，主要区别在于其冷却水套为前、后两个水套。如图4所示，水嘴41和水嘴46用软管相接，冷却水从进水嘴44进入后水套45，再经水嘴41和46进入前水套，最后从出水嘴48排出。该焊炬的冷却水套虽减为两个，但由于前水套的长度加长，冷却面积加大，因而仍能满足焊炬的冷却要求。该焊炬的配气部分与实施例一基本相同，仅是内层进气嘴43和外层进气嘴47的位置略有变动。

在图5所示的第三个实施例中，焊炬外喷嘴的外侧装有一个拖罩49，其它结构与实施例二基本相同。这样可防止外来气流对焊接区域保护气氛的干扰，使保护气体对焊缝热影响区的保护范围更大，保护时间更长。为便于焊接操作，拖罩可做成半圆、多种弧形等各种不同形状，以供焊接时根据不同需要方便地予以更换。

当然，根据需要，本实用新型焊炬也可设计为内外层气体共有一个进气嘴；为进一步改善外层气的流态，也可在外层气道内设置分流体和气筛；在各水套间的冷却水路也可采用并联冷却的方式，以进一步加强冷却强度。

Claims

1、一种主要由导电嘴、送丝管、导嘴、气套、分流体、气筛、喷嘴和冷却水套组成的熔化极气体保护焊焊炬，其特征在于：它的气路是由内外两层构成，内层气路主要由内层气套、内气道和内喷嘴组成，外层气路主要由外层气套、外层气道和外喷嘴组成；在焊炬上从前部到后部均设有冷却水套。

2、根据权利要求1所述的焊炬，其特征是：它的冷却水套是由前端的前水套、中段的中水套和后端的后水套构成。

3、根据权利要求1所述的焊炬，其特征是：它的冷却水套是由位于中前部的前水套和位于后部的后水套构成。

4、根据权利要求1～3所述的任一焊炬，其特征是：前部的冷却水套为中空管式结构，在管壁上开有若干个沿轴向分布的气道和水道，气道和水道间相互不相通。

5、根据权利要求1所述的焊炬，其特征是：内层气套和外层气套各自有独立的进气嘴。

6、根据权利要求1或5所述的焊炬，其特征是：内外层气套的气路中均装有分流体和气筛。

7、根据权利要求1、2、3、5所述的任一焊炬，其特征是：在焊炬外喷嘴的外侧装有一个气罩。

8、根据权利要求4所述的焊炬，其特征是：在外喷嘴的外侧装有一个气罩。

9、根据权利要求6所述的焊炬，其特征是：在外喷嘴的外侧装有一个气罩。