CN102489847A - 一种合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪，该焊枪由钨极氩弧焊枪和自动送粉枪两大部分组成，使保护气体通道与送粉通道各自独立。合金粉末填充材料由自动送粉枪以旁轴方式送入电弧加热区，自动送粉枪采用万向联轴结构，使送粉入射角可根据焊接工艺任意调整至最佳入射角施焊。使用该焊枪进行合金粉末填充钨极氩弧焊接时，可以在焊接过程中获得稳定的送粉，能满足填充焊接大送粉量的要求，焊接过程稳定，熔敷效率高，适用范围广。

Description

一种合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪

技术领域

    本发明涉及钨极氩弧焊焊枪。

背景技术

合金粉末填充钨极氩弧焊以合金粉末代替传统的焊丝作为填充材料，以电弧为热源，利用电弧产生的热量使填充的合金粉末与待焊材料熔化，形成完整的焊缝，从而达成材料的连接。这种焊接方法可以用于各种金属材料的焊接，尤其适用于铝合金、镁合金等轻合金材料的熔化焊接。基于这种焊接方法的工艺特点，对作为填充材料的合金粉末在焊接过程中的送进提出了较高的要求。为了适应自动焊接工艺，既要求焊接过程中合金粉末能够连续不断稳定地准确送入焊接区，又要求合金粉末能充分熔化后填充待焊接区域，从而形成连续的焊缝，并且成形美观。显然，普通钨极氩弧焊枪无法进行合金粉末的稳定填充送进，也无法满足焊接工艺对送粉精度、送粉流量以及焊接控制时序的要求。因此，在合金粉末填充钨极氩弧焊接时，普通钨极氩弧焊枪并不能作为完全满足工艺要求的电弧热源工具。

普通钨极氩弧焊枪适用于常规钨极氩弧焊接方法，在使用这种焊枪的过程中常常存在以下问题：

1、焊接效率低，熔深小。由于钨电极承载电流的能力有限，且自由电弧形态较为扩展，电弧的功率密度较小，使形成的焊缝熔深浅，焊接速度和熔敷效率不高，在焊接中厚板时生产效率较低。

2、无填充材料送进***，在利用送丝机构进行自动送丝焊接时，送丝***较为复杂，且送丝精度要求较高；采用手工送丝焊接时，送丝效率低下，不能进行长焊缝的连续焊接生产。

3、由于钨电极在焊接过程中容易烧损，在一定程度上限制了常规钨极氩弧焊接方法进行高效率的焊接生产。

针对普通钨极氩弧焊枪的上述问题，为了满足合金粉末填充钨极氩弧焊接的需要，迫切需要一种既可以实现自动焊接，又可以使合金粉末以足够的填充量稳定可靠地送进的钨极氩弧焊枪，配套合金粉末填充钨极氩弧焊接方法以较低的或相近的生产成本来弥补常规钨极氩弧焊接方法的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现稳定可靠送进合金粉末，并使合金粉末具有较高熔敷效率的钨极氩弧自动焊枪，从而充分发挥合金粉末填充钨极氩弧焊接方法高效率的焊接工艺特点。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪， 所述焊枪由钨极氩弧焊枪和自动送粉枪两大部分组成。 

所述自动送粉枪包括送粉***撑架、带电缆送粉管接头、送粉***柄、送粉开关、枪体夹紧套、万向联轴送粉枪体、定位夹紧套、送粉喷嘴、导粉嘴、送粉管定向套筒、送粉软管、控制电缆接口、送粉接口。

所述自动送粉枪的送粉***柄通过送粉***撑架与钨极氩弧焊枪的焊枪操作手柄连接；所述自动送粉枪的枪体为万向联轴结构，即万向联轴送粉枪体，其前部与后部通过万向节连接，前部可相对于后端做各个方向的转动，万向联轴送粉枪体的后端连接送粉***柄，送粉软管从送粉***柄进入万向联轴送粉枪体至枪体前端，其后端连接送粉***柄，导粉嘴接于送粉软管出口处，导粉嘴和送粉软管在万向联轴送粉枪体前端由送粉管定向套筒夹紧，并由定位夹紧套紧固，使导粉嘴和送粉软管固定于万向联轴送粉枪体、定位夹紧套、送粉喷嘴形成的轴线方向；送粉喷嘴安装于定位夹紧套前端，导粉嘴并定位于送粉喷嘴的出粉口处；所述送粉软管后端有送粉接口，送粉***柄上有控制电缆接口。

本发明的创新在于旁轴送粉自动焊枪将合金粉末以旁轴送粉的方式汇聚成流状稳定地送入电弧热源作用区，充分熔化后形成熔敷焊道，从而配合合金粉末填充钨极氩弧焊接方法实现高效率、高质量的金属材料焊接。为了实现这一目标，其技术关键在于：

1、焊枪中气、粉隔立，即具有独立的送粉通路和保护气体通路，使保护气体、合金粉末可以通过各自独立的通道送进到焊接区，在枪体内的送进过程中最大限度地减少两种流体的相互干扰，从而在焊接过程中具有稳定的焊接电弧，也不影响保护气体对焊接加热区的保护效果；由于枪体中气、粉通路的独立，当不使用合金粉末填充焊接时，关闭送粉通路，即可使焊枪适用于常规钨极氩弧焊接。

2、合金粉末以与电弧热源成旁轴的方式进入焊接加热区，该送粉方式在技术上较为容易实现，但如送粉轴线与电弧轴线形成的入射角设置不当，容易影响电弧的稳定燃烧，造成合金粉末不能有效熔化和准确填充。为了便于调整送粉入射角，送粉枪体采用万向联轴器作为自动送粉枪关节，可使送粉入射角根据焊接工艺作任意方向调节，便于与电弧轴线形成恰当的入射角度，获得最佳送粉及填充效果。

3、合金粉末以一定压力的氩气辅助送进，在气压作用下，送粉软管容易在工作中偏移轴线方向，影响送粉稳定性。因此，送粉枪体内部送粉软管采用铜制导粉嘴导出，送粉管定向套筒将送粉软管与导粉嘴固定于轴线方向，并用定位夹紧套夹紧，使送粉通道引导合金粉末在承受一定气压的工作中始终位于轴线方向而不发生方向偏离，从而保证合金粉末稳定送进。

在上述关键技术条件下，旁轴送粉自动焊枪满足合金粉末填充钨极氩弧焊接的工艺需求，实现高效率、高质量的金属材料焊接。

本发明提出一种合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪，和常规钨极氩弧焊枪相比，具体有以下优点和效果：

1、焊枪结构简单，容易实施，充分发挥合金粉末填充氩弧焊接方法生产效率高的工艺优势；

2、焊接电弧燃烧稳定，合金粉末亦能稳定送进，可以满足填充焊接工艺对较大送粉量的要求；

3、操作控制方便，起弧按钮开关与送粉开关均位于焊***柄上，便于单手控制送粉、起弧、停粉、熄弧等时序动作；

4、多功能多样化，既可以使焊枪用于合金粉末填充钨极氩弧焊接，也作为以合金粉末为添加介质的表面喷焊、表面合金化的电弧热源工具，还可以用于无填充材料的常规钨极氩弧焊接场合；

5、适用性广。既适用于全自动连续焊接生产，也适用于半自动焊接生产。

本发明主要用于铝合金、镁合金等金属材料的合金粉末填充钨极氩弧焊接方法，也可用于以合金粉末为添加介质的表面喷焊、表面合金化等热加工工艺。

附图说明

图1是合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪外观示意图。

图2是合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪的送粉枪剖面结构示意图。

图中：1钨电极、2保护气喷嘴、3氩弧焊枪体、4电极帽、5焊枪操作手柄、6送粉***撑架、7起弧按钮开关、8带电缆氩气管接头、9带电缆送粉管接头、10送粉***柄、11送粉开关、12枪体夹紧套、13万向联轴送粉枪体、14定位夹紧套、15送粉喷嘴、16导粉嘴、17送粉管定向套筒、18送粉软管、19控制电缆接口、20送粉接口。

具体实施方式

    下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪外观如图1所示。焊枪由钨极氩弧焊枪和自动送粉枪两大部分组成，钨极氩弧焊枪产生电弧热源，自动送粉枪为电弧热源作用区自动填送合金粉末。起弧按钮开关7和送粉开关11分别位于焊枪操作手柄5的上下两侧，使焊接操作时可单手完成起弧、送粉等控制动作。

钨极氩弧焊枪采用现有的结构，其由钨电极1、保护气喷嘴2、氩弧焊枪体3、电极帽4、焊枪操作手柄5、起弧按钮开关7和带电缆氩气管接头8组成。

自动送粉枪剖面结构如图2所示。合金粉末由送粉接口20送入焊枪，在工作气体氩气的气压作用下，合金粉末经由送粉软管18进入自动送粉枪体。枪体为万向联轴结构，即万向联轴送粉枪体13，可任意调整枪体角度，使枪体轴线与电弧轴线形成恰当的入射角度。导粉嘴16接于送粉软管18出口处，送粉管定向套筒17夹紧导粉嘴16和送粉软管18，使之固定于轴线方向，并由定位夹紧套14紧固。送粉喷嘴15由紫铜制成，安装于定位夹紧套14前端，并定位导粉嘴16于送粉喷嘴15的出粉口。调整好送粉入射角之后，合金粉末流由送粉喷嘴15喷出，准确送入电弧加热区，形成熔敷焊道。

具体使用实例：以典型的合金粉末填充钨极氩弧焊接为例，调整自动送粉枪万向联轴送粉枪体13，使其轴线与钨极氩弧焊枪轴线成约45°入射角。焊枪对准待焊区域，按下送粉开关11，焊枪提前送粉，由送粉喷嘴15喷出形成合金粉末流。当合金粉末流稳定后，按下起弧按钮开关7，焊枪提前送保护气体，并随后起弧，焊接开始。待焊区焊接完后，首先关闭送粉开关11，待电弧继续维持燃烧短暂时间后，关闭起弧按钮开关7，使熄弧，并滞后停气，焊接结束。

Claims (3)

1.一种合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪，其特征在于：所述焊枪由钨极氩弧焊枪和自动送粉枪两大部分组成； 

所述自动送粉枪包括送粉***撑架（6）、带电缆送粉管接头（9）、送粉***柄（10）、送粉开关（11）、枪体夹紧套（12）、万向联轴送粉枪体（13）、定位夹紧套（14）、送粉喷嘴（15）、导粉嘴（16）、送粉管定向套筒（17）、送粉软管（18）、控制电缆接口（19）和送粉接口（20）；

所述自动送粉枪的送粉***柄（10）通过送粉***撑架（6）与钨极氩弧焊枪的焊枪操作手柄（5）连接；所述自动送粉枪的枪体为万向联轴结构，即万向联轴送粉枪体13，其后端连接送粉***柄（10），送粉软管（18）从送粉***柄（10）进入万向联轴送粉枪体（13），导粉嘴（16）接于送粉软管（18）出口处，导粉嘴（16）和送粉软管（18）在万向联轴送粉枪体（13）前端由送粉管定向套筒（17）夹紧，并由定位夹紧套（14）紧固，使导粉嘴（16）和送粉软管（18）固定于万向联轴送粉枪体（13）、定位夹紧套（14）、送粉喷嘴（15）形成的轴线方向；送粉喷嘴（15）安装于定位夹紧套（14）前端，导粉嘴（16）并定位于送粉喷嘴（15）的出粉口处；所述送粉软管（18）后端有送粉接口（20），送粉***柄（10）上有控制电缆接口（19）。

2.根据权利要求1所述的合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪，其特征在于：万向联轴送粉枪体可任意调整其与电弧轴线的夹角，从而获得最佳的送粉入射角。

3.根据权利要求1所述的合金粉末填充钨极氩弧焊接用旁轴送粉自动焊枪，其特征在于：具有独立的送粉通路和保护气体通路，保护气体、合金粉末可以通过各自独立的通道送进到焊接区。

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