[发明专利]聚缩电弧焊枪

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊枪，是能使电弧收缩、能量密度提高的电弧焊枪，属于焊接设备技术领域。

背景技术

电弧是气体放电的一种形式，以电弧作为焊接热源在工业应用中已有相当长的历史。从自由电弧出现以来(1885年，俄国的Benardos Olszewski的碳极电弧)，对电弧结构及特性的寻优一直是国内外学术与工程界专业人士关注的热点。上世纪四十年代，美国NorthropGrumman公司发明了钨极惰性气体保护焊焊枪及工艺，提高了电弧的能量密度和可控性，对金属材料熔焊的质量表现出优良的效果。在其后的半个多世纪以来，在该种焊枪的形式上一直未有改变，其在生产使用中突出的缺点是该焊枪的电弧呈自由燃烧状态，能量密度难以进一步提高，导致焊接生产效率难以提高。同时，也使焊接接头的热输入与热影响区过大，使焊后变形和残余应力较大。因此，从自由电弧的物理属性分析，一种能满足高效焊接需求的高能量密度电弧已难以再依靠增大电功率输入的方式来实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚缩电弧焊枪，是一种能提高自由电弧能量密度的新结构。

本发明的聚缩电弧焊枪，其特征在于，包括钨极、电极座、陶瓷喷嘴、主连接体、保护气体层流筛、出水直管、进水套管、进气套管、电缆连接端。

主连接体为一圆环柱体，内外均侧设有螺纹；出水直管的一端同轴焊接在主连接体的一端面，并开有通孔；进水套管同轴套在出水直管的外面，中间留有进水通道，进水通道通过出水直管上的孔与出水直管连通，进水套管同样焊接在主连接体的同一端面，进水套管另一端则与出水直管密封焊接在一起，并设有进水口；进气套管同轴套在进水套管外面，中间留有进气通道，进气套管同样焊接在主连接体的同一端面，并设有进气口；在进气通道处，主连接体沿轴向开有通孔。

钨极紧密镶嵌在电极座1的中心，电极座的一端外周设有外螺纹，与主连接体3连接固定，在电极座1螺纹根部与主体连接3采用斜面相互啮合，这种特殊设计的水密封性结构，不仅保证对电极的水冷却作用且无渗漏，而且在更换电极时简单方便，电极与电极座均可重复多次使用；陶瓷喷嘴2的内螺纹与主体连接3的外螺纹固定连接，使陶瓷喷嘴2套在主连接体3的外周，陶瓷喷嘴2可采用市售的焊接用陶瓷喷嘴标准件，以确保更换和备件来源；电极座、主连接体均处于陶瓷喷嘴的空腔中，电极座的长度大于主连接体，在无主连接体的部分电极座与陶瓷喷嘴之间形成气体空腔；保护气体层流筛4是用O型钢丝弹簧固定在主连接体另一端面的不锈钢丝网，使保护气体形成层流状；出水管、进水套管或进气套管上设有电缆连接端9。上述除陶瓷喷嘴2外，其余材料均为导体。

优选除了是外购标准件(陶瓷喷嘴)外，主连接体3采用黄铜材料，其余均采用紫铜材料。优选电缆连接端焊接在进水套管外侧。

对电极的强制浸泡式水冷却，从而形成了限制和约束电极端产生“热电子发射”范围的必要条件，使流经钨极端的电流密度增高，产生较强的“自磁收缩”效应，形成较窄的电离气体通道，从而使电弧的能量密度高于传统的钨极气保焊的焊接电弧。

本发明的聚缩电弧具有在同等电流输入下能量密度大的特点，在焊接工艺效果上表现为由于电弧的能量密度高，有利于增加焊缝的熔深，降低对工件的热输入量，减少焊缝与热影响区的尺寸，提高焊接生产效率。该种电弧热源在焊接中具有更好的控制焊缝成形的能力。

本发明的焊枪能在直流、交流与脉冲等多种电流模式下工作。连续工作时的最大电流为300A。适合用于厚度在3mm以下的不锈钢、合金钢或碳钢板的焊接，也适合用于厚度在2mm或以下的铝合金材料的焊接。

附图说明

图1聚缩电弧焊枪结构图；

1-电极座(含钨极)、2-陶瓷喷嘴(是市售标准件)、3-主连接体、4-保护气体层流筛(含O型钢丝弹簧)、5-进水套管、6-出水直管、7-进气套管、8-塔状接头，9-电缆连接端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明，但本发明并不仅限于以下实施例。

实施例1