CN107775157A - 一种表面绝缘的超窄间隙mag/mig焊导电嘴及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴及制作方法。包括导电嘴本体，所述的非螺纹段导电嘴本体外表面具有绝缘功能覆层，导电嘴本体内的导丝孔内表面无绝缘功能覆层。因此，本发明具有如下优点：(1)完好保留了传统导电嘴将大电流可靠传导给焊丝的功能；(2)由于非螺纹段的导电嘴外表面具有高温绝缘功能，即使其外面的陶瓷喷嘴断裂剥落、导电嘴与两侧壁间也不再发生放电旁路主弧的严重失效现象，使超窄间隙MAG/MIG焊的可靠性显著提高；(3)本发明用于窄间隙MAG/MIG焊时同样具有防止主弧旁路的功能；(4)还具有改善导电嘴端部飞溅附着集聚的功用。

Description

一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴及制作方法

技术领域

本发明涉及一种内部良好导电外表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，属于焊接技术领域，具体涉及一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴及制作方法。

背景技术

在熔化极弧焊领域，自上世纪六十年代，焊接工程师们就开始了比传统弧焊方法的焊接坡口填充面积大幅度减少的窄间隙弧焊(Narrow gap arc welding)技术开发，至上世纪八十年代中期，窄间隙埋弧焊、窄间隙钨极氩弧焊、窄间隙气体保护焊三种主要窄间隙焊接技术相继开发成功并获得生产应用。在确认了窄间隙技术对焊接生产率的提高、焊接接头质量的提高和焊接生产成本的降低方面的显著贡献以后，人们并不满足于上述的技术进步，自21世纪初人们又开始了“超窄间隙焊接”(Ultra-Narrow gap welding)技术的开发。

目前超窄间隙焊接技术主要限于超窄间隙MAG/MIG焊领域，在埋弧焊和钨极氩弧焊领域尚未见超窄间隙焊接技术的开发。焊接坡口的极其狭窄，导电嘴、焊丝与两侧壁间的距离变得很小，极易造成导电嘴、焊丝与工件两侧壁间建立新的气体导电通道而将焊丝端部与熔池间的电弧旁路，这将导致在超窄间隙焊接坡口底部的正常电弧焊接完全熄灭并烧毁导电嘴和超窄间隙坡口。为解决在超窄间隙坡口内导电嘴、焊丝与工件侧壁间的高效绝缘，已有的技术主要有下述三种：(1)在工件两侧壁贴送具有绝缘功能的焊剂带；(2)将导电嘴安装于具有高温绝缘功能的陶瓷喷嘴之内；(3)对导电嘴进行高效的水冷降温以提高其电离能。技术(1)除导致工艺技术复杂外，还导致超窄间隙坡口内具有较多的熔渣、凝固后清渣极其困难；技术(3)单独使用无效，必须联合技术(2)才有效；而技术(2)由于性价比原因，生产上常用高纯氧化铝陶瓷，该陶瓷喷嘴由于在短时间断续工作条件下，其可靠性往往没有问题，但在长时连续工作状态下，时有发生紧邻导电嘴端部的部分陶瓷喷嘴由于过热而发生局部破裂剥落，一旦剥落了部分陶瓷喷嘴导电嘴便被裸露出来，由于导电嘴距离两侧壁更近，极易发生导电嘴与某一侧壁间燃弧而将主弧(焊丝端部与熔池间的正常电弧)旁路，并将导致超窄间隙坡口某一侧壁甚至两侧壁严重过量熔化(比咬边要严重得多)，且将导电嘴端部烧熔，该不可靠性现象虽然发生概率较低，但一旦发生将导致十分的严重的后果：过熔导致局部超宽的坡口难以无缺陷修复，严重时可能烧损焊枪，进入熔池的剥落陶瓷难以彻底挖除等。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，其特征在于，包括导电嘴本体，所述导电嘴本体的非螺纹段外表面具有绝缘功能覆层，导电嘴本体内的导丝孔内表面无绝缘功能覆层。

在上述的一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，导电嘴外表面的绝缘功能覆层，采用喷涂陶瓷工艺方法获得，或采用PVD方法实现，或通过涂刷耐高温绝缘涂料的方法实现。

在上述的一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，所述导电嘴本体包括外覆层以及在外覆层内的非螺纹段导电嘴和无覆层的螺纹段导电嘴，非螺纹段导电嘴与螺纹段导电嘴为一整体结构；该整体结构内设有导丝孔，螺纹段保护帽的内壁与螺纹段导电嘴螺纹配合固定；绝缘功能覆层覆盖在非螺纹段导电嘴外壁。

一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴的制作方法，其特征在于，包括：

步骤1，将螺纹段保护帽固定在螺纹段导电嘴上，在非螺纹段导电嘴外壁制备绝缘功能覆层，制备完成后，去除螺纹段保护帽，再加工导电嘴的螺纹结构和导丝孔，在该加工之前，应采取可靠措施保护绝缘功能覆层，实用覆层保护座套在非螺纹段导电嘴外壁；

步骤2，导电嘴的螺纹结构和导丝孔9在制备绝缘功能覆层8之前加工。应用该工艺时，螺纹段保护帽6制成有内螺纹的螺孔结构，材料选择时只注意不影响绝缘功能覆层8的制备和制备后易于拆除。

在上述的一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴的制作方法，在绝缘功能覆层制备之前，根据选定的绝缘功能覆层制备方法，进行严格的制备前工艺处理；

若采用喷涂陶瓷覆层工艺时，应对表面首先去油、去污、去除氧化物，再喷砂拉毛，再尽快喷涂。

若采用PVD(物理气相沉积)方法，则根据选定的具体PVD方法(如真空溅射镀膜、真空蒸发镀膜、离子镀膜和分子处延MBE)，采用相应要求的覆层前处理工艺。采用涂刷耐高温绝缘涂料前用有机溶剂去油污、附着物并适当表面粗化处理。

因此，本发明具有如下优点：(1)完好保留了传统导电嘴将大电流可靠传导给焊丝的功能；(2)由于非螺纹段的导电嘴外表面具有高温绝缘功能，即使其外面的陶瓷喷嘴断裂剥落、导电嘴与两侧壁间也不再发生放电旁路主弧的严重失效现象，使超窄间隙MAG/MIG焊的可靠性显著提高；(3)本发明用于窄间隙MAG/MIG焊时同样具有防止主弧旁路的功能；(4)还具有改善导电嘴端部飞溅附着集聚的功用。

附图说明

图1是超窄间隙导电嘴在超窄间隙焊接坡口内工作状态的示意图。

图2是制备绝缘功能覆层前的导电嘴状态示意图。

图3是制备绝缘功能覆层后的导电嘴剖面结构示意图。

图4是一种螺纹段保护帽结构示意图。

图5是覆层保护座结构示意图。

图6是成品导电嘴剖面结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，焊接坡口侧壁1、焊接坡口侧壁2、非螺纹段导电嘴3、焊丝4、陶瓷喷嘴5、螺纹段保护帽6、螺纹段导电嘴7、绝缘功能覆层8、导丝孔9、覆层保护座10。

实施例：

本发明的表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，主要由非螺纹段导电嘴3、螺纹段保护帽6、螺纹段导电嘴7、绝缘功能覆层8、导丝孔9组成。非螺纹段导电嘴3与螺纹段导电嘴7为一整体结构，用导电良好兼有较好耐磨性能的材料制造。螺纹段保护帽6可用绝缘功能覆层8制备过程中不发生影响其绝缘性能和螺纹段导电嘴7的螺纹和导丝孔9加工性能的任何材料制造，如结构陶瓷材料。螺纹段保护帽6可用倒杯形的中空结构。绝缘功能覆层8制备完成后，去除螺纹段保护帽6，再加工导电嘴的螺纹结构和导丝孔9，在该加工之前，应采取可靠措施保护绝缘功能覆层8，如图5所示的覆层保护座10.

导电嘴的螺纹结构和导丝孔9也可在制备绝缘功能覆层8之前加工。应用该工艺时，螺纹段保护帽6制成有内螺纹的螺孔结构，材料选择时只注意不影响绝缘功能覆层8的制备和制备后易于拆除。

在绝缘功能覆层8制备之前，根据选定的绝缘功能覆层8制备方法，进行严格的制备前工艺处理。如采用喷涂陶瓷覆层工艺时，应对表面首先去油、去污、去除氧化物，再喷砂拉毛，再尽快喷涂。若采用PVD(物理气相沉积)方法，则根据选定的具体PVD方法(如真空溅射镀膜、真空蒸发镀膜、离子镀膜和分子处延MBE)，采用相应要求的覆层前处理工艺。采用涂刷耐高温绝缘涂料前用有机溶剂去油污、附着物并适当表面粗化处理。

对实施例进一步说明如下：

非螺纹段导电嘴3和螺纹段导电嘴7用铬锆铜棒加工而成；螺纹段保护帽6用氧化锆或氧化铝陶瓷制成；绝缘功能覆层8用涂耐高温绝缘陶瓷涂料的方法制备，刷涂厚度不大于0.2mm。其前处理工艺是用有机溶剂去油，用机械方法去除表面氧化层和吸附物并适当粗化处理后立即刷涂耐高温绝缘涂料。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明技术作一举例说明。本发明的所属技术领域的技术人员可以对描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法替代，但并不会偏离本发明或超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多使用了非螺纹段导电嘴3、螺纹段保护帽6、螺纹段导电嘴7、绝缘功能覆层8、导丝孔9等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明相违背的。

Claims (5)

1.一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，其特征在于，包括导电嘴本体，所述导电嘴本体外表面具有绝缘功能覆层，导电嘴本体内的导丝孔内表面无绝缘功能覆层。

2.根据权利要求1所述的一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，其特征在于，导电嘴外表面的绝缘功能覆层，采用喷涂陶瓷工艺方法获得，或采用PVD方法实现，或通过涂刷耐高温绝缘涂料的方法实现。

3.根据权利要求1所述的一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴，其特征在于，所述导电嘴本体包括外覆层以及在外覆层内的非螺纹段导电嘴和无覆层的螺纹段导电嘴，非螺纹段导电嘴与螺纹段导电嘴为一整体结构；该整体结构内设有导丝孔，螺纹段保护帽的内壁与螺纹段导电嘴螺纹配合固定；绝缘功能覆层覆盖在非螺纹段导电嘴外壁。

4.一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴的制作方法，其特征在于，包括：

步骤1，将螺纹段保护帽固定在螺纹段导电嘴上，在非螺纹段导电嘴外壁制备绝缘功能覆层，制备完成后，去除螺纹段保护帽，再加工导电嘴的螺纹结构和导丝孔，在该加工之前，应采取可靠措施保护绝缘功能覆层，可用覆层保护座套在非螺纹段导电嘴外壁；

步骤2，导电嘴的螺纹结构和导丝孔在制备绝缘功能覆层之前加工；应用该工艺时，螺纹段保护帽制成有内螺纹的螺孔结构，材料选择时只注意不影响绝缘功能覆层的制备和制备后易于拆除。

5.根据权利要求4所述的一种表面绝缘的超窄间隙MAG/MIG焊导电嘴的制作方法，其特征在于，在绝缘功能覆层制备之前，根据选定的绝缘功能覆层制备方法，进行严格的制备前工艺处理；

若采用喷涂陶瓷覆层工艺时，应对表面首先去油、去污、去除氧化物，再喷砂拉毛，再尽快喷涂；

若采用PVD方法，则根据选定的具体PVD方法，采用相应要求的覆层前处理工艺；采用涂刷耐高温绝缘涂料前用有机溶剂去油污、附着物并适当表面粗化处理。