CN112171031A - 一种导电嘴及其复合棒材及制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导电嘴及其复合棒材及制造工艺，本发明中公开了一种复合棒材，该复合棒材包括外层和内层，所述外层内壁限定一贯穿的中心孔；所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的导电材料；内层，所述内层与所述外层结合；所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的导电材料；本发明还公开了一种制造上述复合棒材的制造工艺，将棒状的所述内层沿贯穿的中心孔的一端穿入所述外层，使得所述外层和所述内层进行结合；本发明利用该复合棒材进行制造导电嘴，通过复合棒材制造的导电嘴的外层具有优良的导电散热性能，导电嘴的导丝孔具有优良的高温耐磨和散热性能，提高了导电嘴的使用寿命。

Description

一种导电嘴及其复合棒材及制造工艺

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种导电嘴及其复合棒材及制造工艺。

背景技术

导电嘴是二氧化碳保护焊接和熔化极氩弧焊接工艺中损耗最多的易损件，而导电嘴损耗的状况直接决定了焊接质量。导电嘴的性能主要体现在导电性能、散热性能、内孔的耐磨性能、孔径的一致性、孔径的圆度等方面。

目前国内外各厂家生产的导电嘴存在着以下问题：

第一种：导电嘴必须具有良好的散热性能，否则在使用过程中会很快烧损，因此大部分厂家用紫铜制作导电嘴，但紫铜在高温情况下硬度会显著降低，在焊丝持续磨损的情况下导丝孔很快会磨损、使得焊接质量出现问题；

第二种：有些厂家采用铬锆铜等合金材料制作导电嘴，铬锆铜在高温环境下的耐磨性比紫铜有所提升、但提升幅度有限、另外由于铬锆铜等材料价格昂贵使得生产成本比紫铜明显提高；

第三种：也有厂家使用两种不同的材料结合起来生产导电嘴，例如外层用铜合金、内部局部镶嵌其他耐高温例如钨合金、陶瓷等等材料，但镶嵌的耐高温材料本身散热和导热效果差、而且与外层材料结合面导热不良，另外只能单件加工、结合工艺复杂、导丝孔难以加工，不但难以保证产品质量和精度的一致性、成本也显著提高，用户难以承受。

综上所述，现有技术中的导电嘴存在着导丝孔易磨损，影响焊接质量；而采用铬锆铜制造的导电嘴具有耐磨性，但其成本较高，提高生产成本，竞争力较弱；还有某些制造导电嘴的原材料的加工工艺复杂，难以保障导电嘴最终产品的质量等问题。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种导电嘴及其复合棒材及制造工艺。

实现本发明的技术方案是：

本发明所述一种复合棒材，包括：

外层，所述外层内壁限定一贯穿的中心孔；所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的导电材料，该外层的导电材料可以选用银、铜、银合金或者铜合金，外层的导电材料所选用的具有良好的导电散热性能；

内层，所述内层与所述外层冷态结合或热态结合；所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的导电材料；该内层的导电材料选用强化铜合金，使内层有优良的高温耐磨和散热性能；本发明中冷态结合方式包括拉制、挤制、滚压和旋压；热态结合方式包括加热加压和焊接。

优选地，当所述外层和内层冷态结合时，所述外层和所述内层的结合力不低于0.8公斤/平方厘米，该结构设计能使外层和内层结合的更加紧固。

优选地，所述内层在复合棒材中的体积占比为0.05-60％；本发明在保证寿命的前提下尽量减少内层材料的用量，产品越小，内层体积比越大；产品越大内层体积比越小。

一种复合棒材的制造工艺，准备外层；所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；

准备内层；所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入所述外层的中心孔的棒状形式；

将棒状的所述内层沿贯穿的中心孔的一端穿入所述外层，使得所述外层和所述内层进行冷态结合或热态结合；优选地，外层材料在组合前是圆管状态，内层材料组合前是圆棒状态，外层材料和内层材料表面洁净度不大于200毫克/平方米，便于外层材料和内层材料更好地结合。

一种利用上述复合棒材制作的导电嘴，所述复合棒材的内层中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔。

优选地，所述导丝孔尾部设有锥形孔，锥形孔的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔内；所述复合棒材的外层尾部外侧面设有外螺纹，所述外螺纹与外层中部之间设有退刀槽。

优选地，所述导丝孔尾部设有锥形孔；所述复合棒材的外层尾部外侧面设有外螺纹，所述外螺纹与外层中部之间设有退刀槽。

优选地，所述外螺纹与退刀槽之间的外层直径小于退刀槽前侧外层直径。

优选地，所述导丝孔尾部设有锥形孔，锥形孔的截面面积自外向内逐渐减小，所述锥形孔的外部为圆柱孔结构。

一种制作上述所述导电嘴的制造工艺，包括

制造复合棒材：准备外层，所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；准备内层，所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入所述外层的中心孔的棒状形式；将棒状的所述内层沿贯穿的中心孔的一端穿入所述外层，使得所述外层和所述内层进行结合制成复合棒材；

制造导电嘴；首先，将所述复合棒材加工至导电嘴所需长度；然后，在加工后的复合棒材的内层中心通过单刃钻削工艺开设导丝孔，所述导丝孔采用单刃钻削、不退刀、一次钻削成型工艺完成制造，该导丝孔的制造过程能确保导丝孔的孔壁表面质量的一致性，保证导丝孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，确保导丝孔孔径的一致性；所述内层在复合棒材中的体积占比为0.05-60％，本发明在保证寿命的前提下尽量减少内层材料的用量，产品越小，内层体积比越大；产品越大内层体积比越小；最后通过机械加工对导电嘴外形进行加工成型；本发明中的导电嘴并不局限于某一种结构，可以根据实际应用需要来制造导电嘴外形结构。

优选地，所述外层和内层结合后的复合棒材的长度不低于0.2米；所述外层和内层结合的方式包括拉制、挤制、滚压、旋压、加热加压或焊接。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

(1)本发明公开的复合棒材，该复合棒材包括外层和内层，外层内壁限定一贯穿的中心孔并采用导电率大于55兆西门子/米的导电材料；内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的导电材料，其内层与外层结合；该复合棒材中内层和外层材料不仅具有良好的导电性，同时具备优良的散热性能、高温耐磨性能并且制作成本低廉。

(2)本发明中公开的复合棒材的制造工艺，首先准备外层，外层选用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；然后准备内层，内层选用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入所述外层的中心孔的棒状形式；最后将棒状的内层穿设于外层的中心孔内，并将外层和内层进行结合制成复合棒材；该复合棒材的制造和使用成本低廉；复合棒材的外层有优良的散热性能，内层有优良的高温耐磨和散热性能。

(3)本发明中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能，使导丝孔不易磨损，并且制作和使用成本低廉，提高导电嘴的使用寿命，节约成本；本发明中的导电嘴并不局限于某一种结构，可根据实际应用需要来制造导电嘴的结构。

(4)本发明中公开的导电嘴的制造工艺，首先制造复合棒材，该复合棒材采用高导电散热材料与高温耐磨材料组成复合棒材；再利用该复合棒材进行导电嘴的制造，导丝孔采用单刃钻削、不退刀、一次钻削成型工艺完成制造，该导丝孔的制造能确保导丝孔的孔壁表面质量的一致性，保证导丝孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，确保导丝孔孔径的一致性，保证导丝孔的使用时效，保证焊接质量；该制造工艺具有制作成本低廉，制造工艺简便，便于推广使用的优点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明所述复合棒材的结构示意图；

图2为实施例1中所述导电嘴的制造流程图；

图3为实施例2中所述导电嘴的结构示意图；

图4为实施例3中所述导电嘴的结构示意图；

图5为实施例4中所述导电嘴的结构示意图；

图6为实施例5中所述导电嘴的结构示意图；

图7为实施例6中所述导电嘴的结构示意图。

图中，1-外层，2-内层，3-导丝孔，4-退刀槽，5-外螺纹，6-锥形孔。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：本实施例中公开了一种复合棒材，如附图1所示，复合棒材包括：

外层，外层内壁限定一贯穿的中心孔；外层采用导电率大于55兆西门子/米的导电材料，该外层的导电材料可以选用银、铜、银合金或者铜合金，外层的导电材料所选用的具有良好的导电散热性能；

内层，内层与外层冷态结合或热态结合，当外层和内层采用冷态方式结合时，外层和内层的结合力不低于0.8公斤/平方厘米，该结合力的控制设计能使外层和内层结合的更加紧固；本实施例中的冷态结合方式包括拉制、挤制、滚压和旋压，热态结合方式包括加热加压或焊接；内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的导电材料；该内层的导电材料选用强化铜合金，使内层有优良的高温耐磨和散热性能；内层在复合棒材中的体积占比为0.05-60％，本实施例中在保证寿命的前提下尽量减少内层材料的用量，产品越小，内层体积比越大；产品越大内层体积比越小。

本实施例中公开的复合棒材，该复合棒材包括外层和内层，外层内壁限定一贯穿的中心孔并采用导电率大于55兆西门子/米的导电材料；内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的导电材料，其内层与外层冷态结合或热态结合；该复合棒材中内层和外层材料不仅具有良好的导电性，同时具备优良的散热性能、高温耐磨性能并且制作成本低廉。

本实施例中公开上述复合棒材的制造工艺，准备外层；外层采用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；

准备内层；内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入外层的中心孔的棒状形式；

将棒状的内层沿贯穿的中心孔的一端穿入外层，使得外层和内层进行冷态结合或热态结合；当外层和内层进行冷态结合时，外层和内层的结合力不低于0.8公斤/平方厘米，该结合力的控制设计能使外层和内层结合的更加紧固；优选地，外层材料在组合前是圆管状态，内层材料组合前是圆棒状态，外层材料和内层材料表面洁净度不大于200毫克/平方米，便于外层材料和内层材料更好地结合。

本实施例中公开的复合棒材的制造工艺，首先准备外层，外层选用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；然后准备内层，内层选用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入所述外层的中心孔的棒状形式；最后将棒状的内层穿设于外层的中心孔内，并将外层和内层进行结合制成复合棒材；该复合棒材的制造和使用成本低廉；复合棒材的外层有优良的散热性能，内层有优良的高温耐磨和散热性能。

本实施例中公开了一种利用上述复合棒材制作的导电嘴，如附图2中导电嘴的最终状态图所示，复合棒材的内层2中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔3；导丝孔3尾部设有锥形孔6，锥形孔6的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔内；本实施例中的复合棒材的前部呈圆台结构，其圆台结构的边角处为光滑的曲面结构；复合棒材的外层1尾部外侧面设有外螺纹5，外螺纹5与外层1中部之间设有退刀槽4。

本实施例中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能；提高了导电嘴的使用寿命；本实施例仅仅例举了导电嘴的一种结构，但是本发明中的导电嘴并不局限于这一结构。

一种制作上述导电嘴的制造工艺，包括：

制造复合棒材：准备外层1，外层1采用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；准备内层2，内层2采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层2材料制成适于伸入外层1的中心孔的棒状形式；将棒状的内层2沿贯穿的中心孔的一端穿入外层1，使得外层1和内层2进行结合制成复合棒材；外层1和内层2结合的方式包括拉制、挤制、滚压、旋压、加热加压或焊接等方式，或者采用其他的结合方式；当外层和内层进行冷态结合时，本实施例中冷态结合包括拉制、挤制、滚压和旋压，采用冷态结合时，外层和内层的结合力不低于0.8公斤/平方厘米，该结合力的控制设计能使外层和内层结合的更加紧固；外层1和内层2结合后的复合棒材的长度不低于0.2米；

制造导电嘴；如附图2所示，首先，将复合棒材加工至导电嘴所需长度，该加工过程可采用车削、铣削、锯削、冲断等工艺将复合棒材截断至导电嘴需要的长度；然后，在加工后的复合棒材的内层2中心通过单刃钻削工艺开设导丝孔3，导丝孔3采用单刃钻削、不退刀、一次钻削成型工艺完成制造，该导丝孔3的制造过程能确保导丝孔3的孔壁表面质量的一致性，保证导丝孔3粗糙度、孔径、圆度性能优良，确保导丝孔3孔径的一致性；最后通过机械加工对导电嘴外形进行加工成型，导电嘴外形可采用车削和铣削加工，或者采用其他加工方式。

本实施例中公开的导电嘴的制造工艺，首先制造复合棒材，该复合棒材采用高导电散热材料与高温耐磨材料组成复合棒材；再利用该复合棒材进行导电嘴的制造，导丝孔采用单刃钻削、不退刀、一次钻削成型工艺完成制造，该导丝孔的制造能确保导丝孔的孔壁表面质量的一致性，保证导丝孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，确保导丝孔孔径的一致性。

实施例2：本实施例中导电嘴的结构示意图如附图3所示，复合棒材的内层2中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔3；导丝孔3尾部设有锥形孔6，锥形孔6的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔内；本实施例中复合棒材外层前部的呈圆台结构，其圆台结构的边角处为光滑的曲面结构；本实施例中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能；提高了导电嘴的使用寿命。本实施例中复合棒材及制造工艺，以及导电嘴的制造工艺与实施例1相同；本实施例中仅仅例举了导电嘴的一种结构，但是本发明中的导电嘴并不局限于这一结构。

实施例3：本实施例中导电嘴的结构示意图如附图4所示，复合棒材的内层2中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔3；导丝孔3尾部设有锥形孔6，锥形孔6的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔3内；本实施例中复合棒材外层前部和尾部的边角处为光滑的曲面结构；本实施例中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能；提高了导电嘴的使用寿命。本实施例中复合棒材及制造工艺，以及导电嘴的制造工艺与实施例1相同；本实施例中仅仅例举了导电嘴的一种结构，但是本发明中的导电嘴并不局限于这一结构。

实施例4：本实施例中导电嘴的结构示意图如附图5所示，复合棒材的内层2中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔3；导丝孔3尾部设有锥形孔6，锥形孔6的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔3内；复合棒材的外层中部外圆周设有退刀槽4；本实施例中复合棒材外层前部的呈圆台结构，其圆台结构的边角处为光滑的曲面结构；复合棒材外层尾部的边角处为光滑的曲面结构；本实施例中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能；提高了导电嘴的使用寿命。本实施例中复合棒材及制造工艺，以及导电嘴的制造工艺与实施例1相同；本实施例中仅仅例举了导电嘴的一种结构，但是本发明中的导电嘴并不局限于这一结构。

实施例5：本实施例中导电嘴的结构示意图如附图6所示，复合棒材的内层2中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔3；导丝孔3尾部设有锥形孔6，锥形孔6的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔3内；锥形孔6的外部为圆柱孔结构；复合棒材的外层中部外圆周设有退刀槽4；本实施例中复合棒材外层前部的呈圆台结构，其圆台结构的边角处为光滑的曲面结构；复合棒材外层尾部的边角处为光滑的曲面结构；本实施例中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能；提高了导电嘴的使用寿命。本实施例中复合棒材及制造工艺，以及导电嘴的制造工艺与实施例1相同；本实施例中仅仅例举了导电嘴的一种结构，但是本发明中的导电嘴并不局限于这一结构。

实施例6：本实施例中导电嘴的结构示意图如附图7所示，复合棒材的内层2中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔3；导丝孔3尾部设有锥形孔6，锥形孔6的截面面积自外向内逐渐减小，便于焊丝进入导丝孔3内；复合棒材的外层尾部外侧面设有外螺纹，外螺纹与外层中部之间设有退刀槽；外螺纹与退刀槽之间的外层直径小于退刀槽前侧外层直径；复合棒材的外层中部外圆周设有退刀槽4；本实施例中复合棒材外层前部的呈圆台结构，其圆台结构的边角处为光滑的曲面结构；复合棒材外层尾部的边角处为光滑的曲面结构；本实施例中利用复合棒材制造导电嘴，该导电嘴的导丝孔通过单刃切削工艺制造，利用该工艺制造的导丝孔的内孔粗糙度、孔径、圆度性能优良，在保证导电嘴导电性能和散热性能的同时显著提高了导丝孔的高温耐磨性能；提高了导电嘴的使用寿命。本实施例中复合棒材及制造工艺，以及导电嘴的制造工艺与实施例1相同；本实施例中仅仅例举了导电嘴的一种结构，但是本发明中的导电嘴并不局限于这一结构。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种复合棒材，其特征在于包括：

外层，所述外层内壁限定一贯穿的中心孔；所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的导电材料；

内层，所述内层与所述外层冷态结合或热态结合；所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的导电材料。

2.根据权利要求1所述的一种复合棒材，其特征在于，所述外层和内层冷态结合时，所述外层和所述内层的结合力不低于0.8公斤/平方厘米。

3.根据权利要求2所述的一种复合棒材，其特征在于，所述内层在复合棒材中的体积占比为0.05-60％。

4.一种复合棒材的制造工艺，其特征在于，

准备外层；所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；

准备内层；所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入所述外层的中心孔的棒状形式；

将棒状的所述内层沿贯穿的中心孔的一端穿入所述外层，使得所述外层和所述内层进行冷态结合或热态结合。

5.一种利用权利要求1至3任意一项所述的复合棒材制作的导电嘴，其特征在于，所述复合棒材的内层中心通过单刃切削工艺开设有导丝孔。

6.根据权利要求5所述的导电嘴，其特征在于，所述导丝孔尾部设有锥形孔；所述复合棒材的外层尾部外侧面设有外螺纹，所述外螺纹与外层中部之间设有退刀槽。

7.根据权利要求6所述的导电嘴，其特征在于，所述外螺纹与退刀槽之间的外层直径小于退刀槽前侧外层直径。

8.根据权利要求5所述的导电嘴，其特征在于，所述导丝孔尾部设有锥形孔，所述锥形孔的外部为圆柱孔结构。

9.一种制作权利要求5所述的导电嘴的制造工艺，其特征在于，包括：

制造复合棒材：准备外层，所述外层采用导电率大于55兆西门子/米的材料，并形成带有贯穿的中心孔的管状形式；准备内层，所述内层采用导电率大于53兆西门子/米、软化温度不低于600摄氏度的材料，将内层材料制成适于伸入所述外层的中心孔的棒状形式；将棒状的所述内层沿贯穿的中心孔的一端穿入所述外层，使得所述外层和所述内层进行结合制成复合棒材；

制造导电嘴；首先，将所述复合棒材加工至导电嘴所需长度；然后，在加工后的复合棒材的内层中心通过单刃钻削工艺开设导丝孔，所述导丝孔采用单刃钻削、不退刀、一次钻削成型工艺完成制造；最后通过机械加工对导电嘴外形进行加工成型。

10.根据权利要求9所述的一种复合棒材的制造工艺，其特征在于，所述外层和内层结合后的复合棒材的长度不低于0.2米；所述外层和内层结合的方式包括拉制、挤制、滚压、旋压、加热加压或焊接。

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