CN2514960Y - 等离子弧焊枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种等离子弧焊枪,包括上枪体组件、下枪体组件、钨极、电极压头组件、电极夹头、密封圈、喷嘴、保护气喷嘴及管路、手柄、开关,喷嘴分为喷嘴内体和喷嘴外体两部分,喷嘴内体和喷嘴外体之间设置绝缘环,绝缘环电阻值大于5Ω。喷嘴内体孔道内壁和喷嘴外体孔道内壁还衬有高熔点金属衬套。本实用新型能够有效杜绝“双弧”现象发生,避免引燃“非转移型电弧”时对喷嘴孔道的烧损,从而大为提高喷嘴寿命,工作可靠。

Description

等离子弧焊枪

本实用新型涉及一种等离子弧焊枪，属于弧焊设备技术领域。

目前国内外研制和生产的等离子弧焊枪在结构特征上均包括有上枪体、下枪体、钨极、电极夹头，电极压头、绝缘柱、密封圈、喷嘴、保护气喷嘴及管路等。如姜焕中主编《电弧焊及电渣焊》P219图8-4所示的等离子弧焊枪(机械工业版社，1988第二版)；王雅生的《结构简单的等离子弧焊枪》(电焊机，1991，(2))；田丽等“中电流等离子弧焊炬的研制”(电焊机，1994(1))；王雅生等“变极性等离子弧焊电弧稳定性研究”(电焊机，1997，(3))等文献所介绍的等离子弧焊枪的喷嘴在结构特征上均为整体结构，即喷嘴孔道是完整的一体的。该结构的喷嘴虽然具有加工工艺简单造价低等优点，但工作时容易产生“双弧”现象。

正常工作时，电弧燃烧于钨极与工件之间，并且是穿过了喷嘴的孔道，借助喷嘴孔道的机械压缩作用，使电弧的截面足够小，从而大大提高了电弧的能量密度，电场强度，电弧温度及电离度，从而形成等离子弧。由于等离子弧具有高能量密度及高电弧温度的特点，电弧的熔透能力较普通电弧大为提高，能够获得高焊接生产率，高焊接质量及焊接变形小的焊接效果，因此是一种优秀的电弧焊方法。

但由于传统等离子弧焊枪所采用的整体结构的喷嘴(其材料为紫铜)，在焊接过程中，是靠冷却水对喷嘴强冷下在喷嘴孔道内壁形成的一层“冷气膜”来使电弧正常燃烧的。而在电弧的高热作用下，“冷气膜”并非完全绝缘体，具有一定的导电性，只是不足以被击穿。但当工艺条件不合理，如钨极与喷嘴孔不同心，飞溅金属附着于孔道上，或电流过大等原因的作用下冷气膜就会被击穿，并出现一个燃烧于钨极与喷嘴，喷嘴与工件之间的另外一个电弧，即“双弧”。一旦出现“双弧”，除了会降低燃烧于钨极与工件之间电弧(等离子弧)的电流，破坏正常的焊接过程，使等离子焊过程中断。更严重的是一旦出现“双弧”往往会立即烧坏喷嘴，而不得不经常更换喷嘴，影响其正常使用。另外，引燃等离子弧时，是先引燃钨极与喷嘴之间的“非转移型电弧”并由喷嘴喷出等离子焰，依靠等离子焰引燃钨极与工件之间的“转移型电弧”(即等离子弧)，然后切断“非转移型电弧”。因此每引燃一次等离子弧，必须先引燃一次“非转型电弧”，其结果是每引燃一次等离子弧，喷嘴均会受到一次“非转移型电弧”的直接烧损作用，将导致喷嘴孔道几何形状及表面光洁度的改变，情况严重时会直接诱发“双弧”现象，并由此影响喷嘴的寿命及焊枪的使用性能。

由上述分析可知，传统等离子弧焊枪喷嘴的结构，无法有效避免“双弧”现象的发生，并且是采用紫铜加工而成的，无法有效地避免引燃“非转移型电弧”时对喷嘴孔道的烧损作用，因此无法解决喷嘴寿命过短的问题，难以充分发挥等离子弧焊焊接效率高的优势，特别是大电流焊接时，情况更为严重，因此极大影响了等离子弧焊接在工程上的广泛应用。

本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种等离子弧焊枪，目的之一是能够有效杜绝“双弧”现象发生，目的之二是有效避免引燃“非转移型电弧”时对喷嘴孔道的烧损，从而大为提高喷嘴寿命，工作可靠。

本实用新型的实现方案如下：

等离子弧焊枪，包括上枪体组件、下枪体组件、钨极、电极压头组件、电极夹头、密封圈、喷嘴、保护气喷嘴及管路、手柄、开关，其特征在于喷嘴分为喷嘴内体和喷嘴外体两部分，，喷嘴内体和喷嘴外体之间设置绝缘环，绝缘环电阻值大于5Ω，绝缘环可以是焊接在喷嘴内、外体之间，也可以是通过喷射直接成型于喷嘴内、外体之间或其它方式实现。

本焊枪喷嘴内体孔道内壁和喷嘴外体孔道内壁衬有高熔点金属衬套。

另外，上枪体组件及下枪体组件之间设绝缘柱，上、下枪体冷却液管路插入绝缘柱孔内，被绝缘断开的管路两管口的距离大于3mm。连接喷嘴内外体的下枪体内套筒和下枪体外套筒之间装有绝缘套。上枪体组件、下枪体组件、绝缘套、绝缘柱和管路压注为一体。

本实用新型的优点是：

1.由于在喷嘴内体与喷嘴外体之间设置了由耐高温材料制成的绝缘环，电阻值保证大于5Ω，即可有效阻断“双弧”，达到喷嘴内、外体之间绝缘的目的。

2.在喷嘴内体孔道内壁和喷嘴外体孔道内壁分别衬有高熔点金属衬套，可进一步保护喷嘴，防止烧损。

3.由于在与钨极有电连接的上枪体组件与喷嘴有电连接的下枪体组件之间由绝缘柱绝缘，上、下枪体冷却液管路也由此绝缘，可保证高频引燃钨极与喷嘴之间的非转移型电弧。

以下是结合附图和实施例详细描述本技术：

附图1是本实用新型的结构原理图。

图2是喷嘴结构图。

图3-A是绝缘柱结构图。

图3-B是图3-A的A-A向视图。

图4-A是绝缘套结构图。

图4-B是图4-A的A-A向视图。

图中：1.电极压头组件  2.上枪体组件  3.电极夹头  4.绝缘柱5.绝缘套  6.下枪体组件  7.钨极  8.保护喷嘴  9.喷嘴  10.密封圈11.下枪体内套筒  12.下枪体外套筒  13.开关  14.手柄  15.护板16.枪体  17.喷嘴内体  18.喷嘴外体  19.高熔点金属衬套  20.绝缘环  21.高熔点金属衬套  22.上枪体冷却液管  23.下枪体冷却液管24.上枪体水、电导入管  25.离子气、非转移型电弧电流导入管  26.下枪体出冷却液管  27.保护气导入管

实施例：参见图1，本实用新型将上枪体组件2、下枪体组件6、上枪体冷却液管22、下枪体冷却液管23、上枪体水、电导入管24、离子气、非转移型电弧电流导入管25、下枪体出冷却液管26、保护气导入管27、绝缘柱4、绝缘套5压注为一体构成枪体16，并装有保护气喷嘴8、喷嘴9、钨极7，电极夹头3、电极压头组件1、护板15、手柄14、开关13。

参见图2，喷嘴9分为喷嘴内体17和喷嘴外体18两部分，它们之间设绝缘环20，由绝缘环20绝缘以阻断“双弧”的路径，杜绝“双弧”现象。下枪体中与喷嘴9连接的下枪体的内套筒11和下枪体的外套筒12之间由绝缘套5支撑并绝缘，防止喷嘴内外体两者之间短路。绝缘环20为耐高温的材料，并且在电弧高温作用下，保证喷嘴内外体之间的电阻值大于5Ω，即可阻断“双弧”，并达到喷嘴内外体之间绝缘的目的。本焊枪喷嘴内体17孔道内壁和喷嘴外体18孔道内壁衬有高熔点金属衬套19和21，该金属衬套的材质可选钨或钼。

参见图3-A和图3-B，本实用新型为保证高频引燃钨极与喷嘴之间的非转移型电弧，因此与钨极有电连接的上枪体组件2及与喷嘴有电连接的下枪体组件6之间设绝缘柱4绝缘。上、下枪体冷却液管路22和23插入绝缘柱4的孔内，并且上、下枪体冷却液管22和23在绝缘柱4孔内两管口之间的距离应大于3mm。

参见图4-A和图4-B，本实用新型在连接喷嘴内外体的下枪体内套筒11和下枪体外套筒12之间装有绝缘套5。

本实用新型由水、电导入管24导入等离子弧电流和冷却液，由离子气、非转移型电弧电流导入管25导入离子气和非转移型电弧电流，由下枪体出冷却液管26导出冷却液，由保护气导入管27导入保护气。由安装于手柄14上的开关13向等离子弧焊控制器发出焊接或停止焊接的信号，由此进行焊接控制，护板15用以遮挡弧光。

Claims (6)

1.等离子弧焊枪，包括上枪体组件(2)、下枪体组件(6)、钨极(7)、电极压头组件(1)、电极夹头(3)、密封圈(10)、喷嘴(9)、保护气喷嘴(8)及管路、手柄(14)、开关(13)，其特征在于喷嘴(9)分为喷嘴内体(17)和喷嘴外体(18)两部分，喷嘴内体(17)和喷嘴外体(18)之间设置绝缘环(20)。

2.根据权利要求1所述的等离子弧焊枪，其特征在于喷嘴内、外体(17、18)之间的绝缘环(20)电阻值大于5Ω。

3.根据权利要求1或2所述的等离子弧焊枪，其特征在于喷嘴内体(17)孔道内壁衬高熔点金属衬套(19)，喷嘴外体(18)孔道内壁衬高熔点金属衬套(21)。

4.根据权利要求3所述的等离子弧焊枪，其特征在于上枪体组件(2)及下枪体组件(6)之间设绝缘柱(4)，上、下枪体冷却液管路(22、23)插入绝缘柱(4)孔内，被绝缘断开的管路两管口的距离大于3mm。

5.根据权利要求4所述的等离子弧焊枪，其特征在于连接喷嘴内外体的下枪体内套筒(11)和下枪体外套筒(12)之间装有绝缘套(5)。

6.根据权利要求5所述的等离子弧焊枪，其特征在于上枪体组件(2)、下枪体组件(6)、绝缘套(5)、绝缘柱(4)和管路压注为一体。

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