CN105215517B - 为金属管材成型机配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置 - Google Patents

为金属管材成型机配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种为金属管材成型机配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置。当高速焊接导热系数高且壁厚的金属成型管时，单一焊枪受速度和焊接电流限制无法形成足够深的熔池致使电弧不能熔透焊缝背面，若仅靠提升焊接电流来解决这一问题会受到设备限制并在焊缝表面形成大量咬边、凹坑和焊瘤类缺陷。本装置包括双焊枪、焊枪夹座、导入定型滚轮、焊缝挤压滚轮、导出定径滚轮、焊枪调节器、焊枪和滚轮支撑架。使用第一焊枪作为预热源施加适当的电弧在成型管工件上形成深而窄的熔池，当熔池热量尚未被金属基热传导导出时第二焊枪作为施焊枪继续施加电弧在成型管工件上形成深而宽的熔池，由此提高了焊接的熔透性和稳定性，提升了焊接效率。

Description

为金属管材成型机配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置
技术领域：
本发明属于金属管材制备和焊接领域，特别涉及一种为精密金属管材成型机组配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置。
背景技术：
金属管材已广泛应用于人类生活和工业领域的各个方面。金属管材制造工艺主要包括：液压成型制管、模具连续成型制管、轧管机制管、连轧管机制管、周期轧管机制管、导盘轧管机制管、挤压成型制管、盘管拉伸成型制管、制管机成型焊接制管等。以金属带材为原材料制备管材的精密管机成型工艺要求使用高品质的焊接方法，也就是说，要求焊接稳定性好，能防止氧化和吸收有害气体，且焊接致密，焊缝力学性能好。
非熔化极氩弧焊是电弧在电极和工件之间燃烧，并在焊接电弧周围流过不与金属起化学反应的氩气形成保护气罩，使电极端头、电弧和熔池以及已处于高温下的金属不与空气接触。焊接电弧是大电流、低电压的持续放电现象，通过放电将电能转换为熔化工件所需要的热量。此外，电弧还会发光、产生噪声并对工件产生离子轰击作用，而这种离子轰击作用可去除金属工件表面的氧化膜。非熔化极氩弧焊的这些特性是其他焊接方法所不及的。
发明内容：
本发明针对单一氩弧焊机在高速制备金属管材时电流受限制的情况下进行焊接的不足，特别是针对导热系数高且壁厚的金属制管如厚铜材制管的不足，提供了一种结构简单，操作方便的配套装置，实现了高速度、高质量、高精度下的连续制备金属管材。
本发明涉及一种为精密金属管材成型机配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置。该装置包括预热枪1、施焊枪2、预热枪夹座3、施焊枪夹座4、导入定型滚轮5、焊接挤压滚轮6、导出定径滚轮7、焊枪横向调节器8、焊枪纵向调节器9、焊枪径向调节器10、径向行程腔体11、焊***撑架12、滚轮支撑架13、基座14。所述预热枪1固定在预热枪夹座3上，预热枪夹座3用于调节预热枪相对于金属成型管的角度和所形成的电弧范围。所述施焊枪2固定在施焊枪夹座4上，施焊枪夹座4通过横向调节器8、纵向调节器9和径向调节器10固定在焊***撑架12上，焊***撑架12固定在精密金属管材成型机基座14上。所述施焊枪夹座4用于调节施焊枪相对于金属成型管的角度和所形成的电弧范围。所述施焊枪横向调节器8用于调节水平面上与行进方向(径向)垂直的横向位移，施焊枪纵向调节器9用于调节竖直平面上与行进方向(径向)垂直的纵向位移，施焊枪径向调节器10用于调节沿行进方向(径向)的位移，径向位移是指焊枪夹座及其支撑联接体在径向行程腔体中的相对位置变动。
为精密金属管材成型机组配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置的特征在于经前端对中隔片定位后的金属成型管工件20经由导入定型滚轮5进入焊接区域，调节预热枪1使其角度适当并使电弧的中间区域(俗称内核区或等离子区)完全覆盖金属成型管沿壁厚方向的焊接面，调节施焊枪2使其角度适当且电弧中间区域完全覆盖该焊接面。这是由于预热和焊接电弧均呈近似锥形，锥顶为电极端部与电弧的交接面，锥底为电弧与熔池的交接处，电弧内核区或等离子区传导大部分电流，具有较高的温度。金属成型管工件20经由预热枪1施加适当的电弧后在工件上形成深而窄的熔池，当熔池热量尚未被导出时又经由施焊枪2继续施加电弧在成型管工件20上形成深而宽的熔透熔池，此时，金属成型管工件20经由焊接挤压滚轮6挤压使双边熔池对接吻合，随着金属成型管热传导的深入，液态熔池开始冷却凝固。金属成型管工件继续经由导出定径滚轮7后成为焊接成型管21进入精密金属管材成型机组的后端工序。
本发明的非熔化极氩气保护双焊枪装置与非熔化极氩气保护单焊枪相比较，当高速焊接导热系数高的厚壁金属成型管时，单一焊枪受速度和焊接电流限制而无法形成足够深的熔池致使电弧不能熔透焊缝背面，若靠提升焊接电流解决这些问题则受设备限制，不仅会发生烧损钨极，造成焊缝夹钨，而且会在焊缝表面造成大量的焊缝凹坑、咬边和焊瘤等缺陷问题，且焊缝表面不规则，成形较差，严重影响焊接质量。本发明的双焊枪装置可以实现提升焊接速度，降低焊接电流，避免形成凹坑、咬边和焊瘤等缺陷，实现良好的焊缝成形，提高了焊接稳定性和熔透性，提升了焊接效率。
附图说明：
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
图2为图1所示的左视示意图。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对上述方案做进一步说明。
实施例：本发明所述为精密金属管材成型机配套的非熔化极氩气保护双焊枪装置，主要由预热枪1、施焊枪2、预热枪夹座3、施焊枪夹座4、导入定型滚轮5、焊接挤压滚轮6、导出定径滚轮7、焊枪横向调节器8、焊枪纵向调节器9、焊枪径向调节器10、径向行程腔体11、焊***撑架12、滚轮支撑架13、基座14组成。其中，预热枪1固定在预热枪夹座3上，预热枪夹座3固定在精密金属管材成型机基座14上。
本实施例所述预热枪夹座3用于调节预热枪相对于金属成型管的角度和所形成的电弧范围。
本实施例所述施焊枪2固定在施焊枪夹座4上，施焊枪夹座4通过横向调节器8、纵向调节器9和径向调节器10固定在焊***撑架12上，焊***撑架12固定在精密金属管材成型机基座14上。
本实施例施焊枪夹座4用于调节施焊枪的角度和弧长，施焊枪横向调节器8用于调节水平面上与行进方向(径向)垂直的横向位移，施焊枪纵向调节器9用于调节竖直平面上与行进方向(径向)垂直的纵向位移，施焊枪径向调节器10用于调节沿行进方向(径向)的位移，径向位移是指施焊枪夹座4及其支撑联接体在径向行程腔体11中的相对位置变动。
本实施例所述施焊枪夹座4用于调节施焊枪相对于金属成型管的角度和所形成的电弧范围。
本装置的特征在于经前端对中隔片定位后的金属成型管工件20经由导入定型滚轮5进入焊接区域，调节预热枪1使其角度适当并使电弧的中间区域(俗称内核区或等离子区)完全覆盖金属成型管沿壁厚方向的焊接面，调节施焊枪2使其角度适当且电弧中间区域完全覆盖该焊接面。这是由于预热和焊接电弧均呈近似锥形，锥顶为电极端部与电弧的交接面，锥底为电弧与熔池的交接处，电弧内核区或等离子区传导大部分电流，具有较高的温度。金属成型管工件20经由预热枪1施加适当的电弧后在工件上形成深而窄的熔池，当熔池热量尚未被导出时又经由施焊枪2继续施加电弧在成型管工件20上形成深而宽的熔透熔池，此时，金属成型管工件20经由焊接挤压滚轮6挤压使双边熔池对接吻合，随着金属成型管热传导的深入，液态熔池开始冷却凝固。金属成型管工件继续经由导出定径滚轮7后成为焊接成型管21进入精密金属管材成型机组的后端工序。
上述实例仅为了说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟知此技术原理的人士能够充分了解本发明内容并据以实施，不能以此限制本发明的保护范围。本发明所述以及本发明所述的权利要求可用于许多其他用途，因此，本发明不局限于所述的领域和用途将适用于其他的领域和用途。凡根据本发明精神实质所做的等效变换、装饰或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种与精密金属管材成型机配套的、用于制备高导热系数厚壁金属管的非熔化极氩气保护双焊枪装置，其特征在于：该装置包括预热枪(1)、施焊枪(2)、预热枪夹座(3)、施焊枪夹座(4)、导入定型滚轮(5)、焊接挤压滚轮(6)、导出定径滚轮(7)、焊枪横向调节器(8)、焊枪纵向调节器(9)、焊枪径向调节器(10)、径向行程腔体(11)、焊***撑架(12)、滚轮支撑架(13)、基座(14)和对中隔片，其中：预热枪夹座(3)用于安装预热枪(1)并调节预热枪相对于金属成型管工件(20)的角度和所形成的电弧范围，预热枪夹座固定在精密金属管材成型机基座(14)上；施焊枪夹座(4)用于安装施焊枪(2)并三维调节施焊枪与金属成型管工件(20)的角度和形成的弧长范围；施焊枪夹座(4)通过焊枪横向调节器(8)、焊枪纵向调节器(9)和焊枪径向调节器(10)固定于焊***撑架(12)上，焊***撑架固定在精密金属管材成型机基座(14)上；焊枪横向调节器(8)用于调节施焊枪(2)在水平面上与行进方向垂直的横向位移；焊枪纵向调节器(9)用于调节施焊枪(2)在竖直平面上与行进方向垂直的纵向位移；焊枪径向调节器(10)用于调节施焊枪(2)沿行进方向的径向位移；焊接时，所述金属成型管工件(20)经前端对中隔片定位，后经由导入定型滚轮(5)进入焊接区域，调节预热枪(1)使其角度适当并使电弧的中间区域完全覆盖金属成型管工件(20)沿壁厚方向的焊接面，调节施焊枪(2)使其角度适当且电弧中间区域完全覆盖该焊接面，金属成型管工件(20)经由预热枪(1)施加电弧后，在金属成型管工件(20)上形成深而窄的熔池，当熔池热量尚未被完全导出时由施焊枪(2)继续施加电弧在金属成型管工件(20)上形成深而宽的熔透熔池；熔池熔透的金属成型管工件(20)在焊接挤压滚轮(6)的挤压作用下，焊口两边熔池吻合对接并冷却凝固，形成焊缝，由导出定径滚轮(7)定径后导出所述非熔化极氩气保护双焊枪装置。
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