[发明专利]一种适用于小角度狭缝的焊接枪头

说明书

本发明公开了一种适用于小角度狭缝的焊接枪头。该焊接枪头的保护套出气口处的内径为9～11mm，外径为12～14mm；所述保护套上靠近保护套出气口的截面处开设有沿周向均布的多个圆孔。本发明在保证焊丝伸出导电嘴长度合格的前提下，通过缩小保护套的空心圆台直径，使得焊接枪头能够更深地伸入到焊缝里；在保护套上设置降噪圆孔，并根据喷流噪声总声功率设计要求优化计算在保护套上打降噪圆孔的尺寸以及位置，继而准确实施打孔，使喷流噪声总声功率准确满足设计要求，减小了保护套出气口处氩气喷流的速度与压力，消除了因喷流混合区瞬时压力变化巨大导致的离散噪声，有效消除焊接过程中的高频噪声。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种适用于小角度狭缝的焊接枪头。

背景技术

当焊接进行时，铝丝和被焊接件在高温下熔化，而熔化的铝液体容易被氧化，产生氧化皮等不良物质会降低焊缝质量。在导电嘴与保护套之间流动的高压高速惰性氩气把熔化区周围的空气隔绝，这样不至于物质在熔化、结晶等一系列焊接过程中发生氧化现象。焊接枪头包括保护套和导电嘴，使用时，将焊丝装在导电嘴上并伸出保护套外，正常情况下，现有保护套出气口处的内径约13mm，外径为16mm。焊丝伸出导电嘴的长度在10～15mm之间，导电嘴端面与保护套的端面齐平，氩气在导电嘴与保护套之间高速流出从而隔离氧气。

当焊接件之间组成的焊接缝角度在常规的70-90度之间时，焊枪保护套可完成焊接任务。但是，当焊接件之间组成的焊缝角度小于常规角度时，如当角度小于65度时，为了不让保护套与焊接件接触(接触后会导致焊丝处不能起弧)，常规的做法是把焊枪往外移动一定距离。但是，在这样情况下，为了能使焊丝正常起弧，会使得伸出导电嘴的焊丝长度超过20mm，而焊丝伸出导电嘴过长，会使得焊接过程极不稳定。因为焊丝伸出太长会弯曲，而且弯曲的偏差具有复杂非线性特征，这样的弯曲导致焊丝最外端点的位置会有2至4mm的偏差，会导致焊丝与焊缝之间重复定位产生偏差。而给定指令的焊接枪头机械手及焊接系统，每次到达指定位置的偏差应当不超过0.5mm，当机械手没有配备焊缝检测系统时，它不会因焊丝弯曲让机械手手臂产生跟随动作，这样就会产生焊接点偏移，也就是焊接点不在焊缝中心。焊接点产生偏移时，焊接质量会下降很多，出现偏焊、焊缝断烈、熔深不一等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种适用于小角度狭缝的焊接枪头，保证焊丝伸出导电嘴长度合格的前提下，缩小保护套的空心圆台直径，使得焊接枪头能够更深地伸入到焊缝里，并在保护套上设置降噪圆孔，该圆孔尺寸及分布是根据喷流噪声总声功率设计要求来设计的，以消除焊接过程中的高频噪声。

本发明一种适用于小角度狭缝的焊接枪头，包括气体通道、圆孔、导电嘴和保护套；导电嘴与保护套通过连接件固定，且导电嘴侧面与保护套之间设有气体通道；所述保护套出气口处的内径为9～11mm，外径为12～14mm；所述保护套上靠近保护套出气口的截面处开设有沿周向均布的多个圆孔。

优选地，开设圆孔使喷流噪声总声功率降低到满足设计要求的具体过程如下：

喷流噪声总声功率P_T计算如下：

其中，U₁为保护套出气口处的喷流速度，ρ₀为环境空气密度，ρ_s为保护套的空心圆台区域内瞬时空气密度，D₁为保护套出气口处的内径，K_L为实验常数，取3×10^-5，c₀为声速。

设气流经过保护套上圆孔前流量为Q，气流经过保护套上圆孔后流量为Q₁，各圆孔流量之和为Q_n，则有：

Q＝Q₁+Q_n

得：