[发明专利]一种适合于铝合金焊接的钨极氩弧焊焊枪

说明书

本发明公开了一种铝合金焊接的钨极氩弧焊焊枪，包括枪身、电极载体、钨极、聚焦气体喷嘴和保护气体喷嘴；钨极与电极载体焊接，电极载体与枪身的内筒螺纹连接；聚焦气体喷嘴套在电极载体的外侧，聚焦气体喷嘴的非喷射端与枪身的中筒螺纹连接，且聚焦气体采用氧气、氦气、氩气的混合气体；保护气体喷嘴通过内螺纹与枪身中筒的外部联接，且套在聚焦气体喷嘴的外侧；在电极载体与聚焦气体喷嘴之间形成第一空腔，保护气体喷嘴与聚焦气体喷嘴之间形成第二空腔，聚焦气体流过第一空腔，保护气体流过第二空腔；电极冷却水从电极载体中间空腔的顶端流入，从电极载体中间空腔的底端流出后流入电极载体两侧的外部空腔，从两侧空腔的顶端流出；焊接电源的正极与电极载体连接，焊接电源的负极与工件连接。

技术领域

本发明涉及一种钨极氩弧焊焊枪的技术领域，尤其涉及一种适合于铝合金焊接的高熔深水冷的钨极氩弧焊焊枪。

背景技术

在现有技术中，铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前，铝合金的焊接工艺主要以GTAW（钨极氩弧焊）和GMAW（熔化极气体保护焊）为主，但两种工艺尚存在以下一些不足之处。

第一，传统的GTAW焊枪的钨极电流承载能力是有限的，其穿透力较低，即便是大型钨极其最大电流负载能力也被限制在80-100A左右，进而导致其焊接效率较低，焊接过程中获得的熔深较浅。

同时在低电流的情况下，在电极尖端会发生强钨丝球化，从而导致钨丝夹杂的危险。如果使用较大的电极直径，电弧稳定性会出现问题。而且如果冷却不充分，钨极尖端将会出现熔化现象。所以传统的GTAW焊枪钨极无法在大电流的参数下进行高质量工作。

第二，GMAW（熔化极气体保护焊）的焊接效率较高，最大承载电流相对较高，钨极相对不易熔化，但因其无法对铝合金表面的固体氧化物进行有效清除，所以在焊接过程中常有气孔生成，导致最终的焊缝质量较低。同时对于6-10mm的中厚板，多采用开坡口的形式进行多道焊接，导致焊接效率较低。所以有必要研究一种新型焊枪结构或者焊接工艺来满足铝合金中厚板焊接条件下高熔深、效率高的要求。

为了有效清除铝合金表面的固体氧化物，钨极可改进为直流反接极性进行焊接，但改进后如果钨极整体结构设置不妥当，很容易造成钨极烧坏现象。因此有必要研究一种新型钨极整体结构，使钨极冷却得当，不易被熔化。

随着研究的进展，在传统GTAW焊的基础上做出了改进，随之演变出了KTIG焊与等离子弧焊焊接工艺。但KTIG焊与等离子弧焊常用于不锈钢、碳钢、镍基合金的中厚板的穿孔性焊接，钨极采用的极性多为直流正接，且无法开展铝合金深熔焊。

发明内容

本发明本旨在克服上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种适合于铝合金焊接的高熔深水冷GTAW焊枪，可以增大电流承载能力和熔深程度并增强电弧稳定性，使电弧能量更集中，同时有效清除了铝合金表面的固体氧化物并保证钨极不被熔化。

本发明提供了一种适合于铝合金焊接的钨极氩弧焊焊枪，包括枪身、电极载体、钨极、聚焦气体喷嘴和保护气体喷嘴；其中，钨极与电极载体焊接，电极载体的顶部与枪身的内筒螺纹连接；

聚焦气体喷嘴套设在电极载体的外侧，聚焦气体喷嘴的非喷射端与枪身的中筒螺纹连接；

保护气体喷嘴通过内螺纹与枪身中筒的外部联接，且套设在聚焦气体喷嘴的外侧；

在电极载体与聚焦气体喷嘴之间形成第一空腔，保护气体喷嘴与聚焦气体喷嘴之间形成第二空腔，聚焦气体流过第一空腔，保护气体流过第二空腔；

电极载体的内部为中空结构，电极冷却水从电极载体的中间空腔的顶端流入，从电极载体的中间空腔的底端流出后流入电极载体两侧的外部空腔，最后从外部空腔的顶端流出；