一種旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法及裝置的製作方法

2023-10-10 00:21:59 1

專利名稱：一種旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及焊接技術領域，特指一種旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法及裝置。
背景技術：
窄間隙熔化極氣體保護焊，是一種適用於大厚板的高效高質量焊接方法。高速旋轉電弧窄間隙焊是一種新型窄間隙焊接工藝，它以機械方法使焊炬導電桿繞其自身軸線旋轉，來帶動從偏心導電嘴穿出焊絲端部的電弧作旋轉掃描運動，從而得到均勻穩定的兩側壁熔透，很好地解決了窄間隙焊接時兩側壁熔合不良的問題。而如何對焊接區域實施合理有效的氣體保護，則是實現高質量旋轉電弧窄間隙焊接的關鍵技術之一。
已有的旋轉電弧窄間隙焊接設備中的氣體保護方法及裝置，發明專利申請號200510038527.4，其在大厚板焊接應用時，採用伸入式扁形噴嘴與箱型噴嘴相結合的氣體保護方法。這種機構的缺點是①外置式箱形噴嘴形狀與結構較複雜，且體積較大；②電弧可觀察性較差，不利於操作者實時觀察焊接電弧及熔池的狀態；③外置式噴嘴沒有水冷措施，且其高度調節裝置調節精度較低。

發明內容
本發明的目的是提供一種實用性強的旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法，以及與之配合的結構簡單緊湊、使用與維護方便的氣體保護裝置。
實現上述目的的氣體保護方法，其特徵在於對窄間隙坡口深處焊接時，採用兩個對稱地分布在電弧的兩側的伸入型扁形噴嘴，使其中流出的保護氣體以一定角度從旋轉電弧的前後兩側同時導入，實施對焊縫的保護；當導電嘴接近工件表面或露出坡口時，採用外置式套筒形噴嘴供氣，為最後幾層焊縫提供有效保護。
實現上述氣體保護方法的裝置是包括進氣管伸入式扁形噴嘴及其位置調節機構、外置式噴嘴及其高度調節機構，其特徵在於所述外置式套筒形噴嘴套裝在導電桿外部，並旋接在帶有保護氣體導入口的水冷噴嘴座上；扁形噴嘴為兩個由金屬管壓制而成的相對於電弧旋轉中心線對稱布置的扁形噴嘴，其調節機構包括定位螺帽和帶有滑槽的噴嘴座和位於噴嘴座上的鎖定螺釘，扁形噴嘴的圓形端經連接頭與定位螺帽相聯後，與帶有滑槽的噴嘴座成緊密滑動配合，鬆開鎖定螺釘可沿滑槽移動扁形噴嘴，給裝卸外置式套筒形噴嘴提供空間和方便。
上述外置式套筒形噴嘴高度調節機構包括齒輪、齒條、導向輪、帶有導向槽的拖板、調節杆、調節手輪、鎖緊手輪、支撐板，其中調節杆活動性地穿過支撐板並與齒輪成過盈配合，調節杆的一端與調節手輪固聯、另一端上制有螺紋並旋接鎖緊手輪；齒條固聯在拖板上並與齒輪成滾動嚙合；導向輪與拖板上的導向槽成緊密動配合，並使拖板與支撐板成滑動配合，拖板的下端與水冷噴嘴座絕緣性地固聯；旋動調節手輪可帶動套筒形噴嘴沿Z方向作相對於支撐板的移動，其高度調整到位後，通過鎖緊手輪鎖定齒輪位置，以防拖板下滑。
本發明與現有技術相比，其優點是①採用套筒形外置式噴嘴代替箱形噴嘴，簡化了大厚板的旋轉電弧窄間隙焊接用外置式噴嘴結構，同時提高了焊接電弧和熔池的可觀察性；②以微型齒輪齒條傳動與鎖緊手輪定位等為主要特徵構成的外置式套筒形噴嘴高度調節機構，結構簡單緊湊，調節靈活，重量輕，易於與焊炬成一體化；③扁形噴嘴位置的可調節，為在不拆卸扁形噴嘴條件下裝卸套筒形噴嘴成為可能，大大地方便了使用；④伸入式扁形噴嘴配合外置式套筒形噴嘴構成的複合供氣系統，可滿足不同板厚的旋轉電弧窄間隙焊接的需要，因此簡化了供氣機構設計，增強了實用性。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1為本發明實施例1的結構示意圖。
圖2為本發明實施例1中拖板7的後視圖。
圖3為本發明實施例2的結構示意圖。
圖1和圖2中，1-調節手輪、2-定位螺帽、3-扁形噴嘴座、4-鎖定螺釘、5-扁形噴嘴、6-導向槽、7-拖板、8-導電桿、9-冷卻水進口、10-水冷噴嘴座、11-套筒形噴嘴的進氣口、12-套筒形噴嘴、13-焊絲、14-電弧、15-冷卻水出口、16-滑槽、17-噴嘴連接頭、18-鎖緊手輪、19-連接件、20-調節杆、21-齒輪、22-齒條、23-支撐板、24-扁形噴嘴的進氣口、25-導向輪、26-防塵罩、27-導電嘴。
具體實施例方式
實施例1，適用於為窄間隙坡口的上幾層焊道及蓋面焊縫提供氣體保護。由圖1和圖2可以看出，本發明包括1-調節手輪、2-定位螺帽、3-扁形噴嘴座、4-鎖定螺釘、5-扁形噴嘴、6-導向槽、7-拖板、8-導電桿、9-冷卻水進口、10-水冷噴嘴座、11-套筒形噴嘴的進氣口、12-套筒形噴嘴、13-焊絲、14-電弧、15-冷卻水出口、16-滑槽、17-噴嘴連接頭、18-鎖緊手輪、19-連接件、20-調節杆、21-齒輪、22-齒條、23-支撐板、24-扁形噴嘴的進氣口、25-導向輪。
如圖1所示，其包括進氣管路、複合型噴嘴，複合型噴嘴包括伸入式扁形噴嘴(5)及其位置調節機構、外置式套筒形噴嘴(12)及其高度調節機構、水冷噴嘴座(10)、連接件(19)。所述扁形噴嘴(5)的位置調節機構包括定位螺帽(2)、鎖定螺釘(4)、帶有滑槽(16)的噴嘴座(3)；由金屬管壓制而成的兩個扁形噴嘴(5)相對於電弧(14)的旋轉中心對稱布置，其圓形端經連接頭(17)與定位螺帽(2)相聯後，與帶有滑槽(16)的噴嘴座(3)成緊密滑動配合；扁形噴嘴座(3)與連接件(19)固聯，鎖緊螺釘(4)旋接在扁形噴嘴座(3)上；套筒形噴嘴(12)單獨供氣時，扁形噴嘴(5)沿滑槽(16)移動至如圖1所示的最外側位置，並用鎖定螺釘(4)定位，防止扁形噴嘴(5)竄動，以給裝卸外置式套筒形噴嘴(12)提供方便。
如圖1和圖2所示，外置式套筒形噴嘴(12)的高度調節機構包括齒輪(21)、齒條(22)、導向輪(25)、帶有導向槽(6)的拖板(7)、調節杆(20)、調節手輪(1)、鎖緊手輪(18)、支撐板(23)。調節杆(20)活動性地穿過支撐板(23)並與齒輪(21)成過盈配合，調節杆(20)的一端與調節手輪(1)固聯，其另一端制有螺紋並旋接在鎖緊手輪(18)上；齒條(22)固聯在拖板(7)上並與齒輪(21)成滾動嚙合；四個導向輪(25)與拖板(7)上的導向槽(6)成緊密動配合；拖板(7)與支撐板(23)成滑動配合，拖板(7)的下端與套筒形噴嘴座(10)固聯，噴嘴座(10)上有冷卻水進口(9)和出口(15)，以便為套筒形噴嘴(12)提供間接水冷；套筒形噴嘴(12)套過導電桿(8)後，旋接在帶有進氣口(11)的水冷噴嘴座(10)上，並絕緣性地與其噴嘴高度調節機構相聯；旋動調節手輪(1)可帶動套筒形噴嘴(12)沿Z方向作相對於支撐板(23)的移動，來微調套筒形噴嘴(12)相對於工件表面的高度，以保證對焊縫的最佳保護效果；套筒形噴嘴(12)的高度調整到位後，通過旋裝在調節杆(20)上的鎖緊手輪(18)鎖定齒輪(21)的位置，以防拖板(7)帶動套筒形噴嘴(12)一起下滑；支撐板(23)與驅動導電桿(8)並帶動電弧(14)旋轉的機構固聯，以使上述供氣機構與焊炬本體集成為一體。
實施例2，適用於為窄間隙坡口深處的焊道提供氣體保護。由圖3可看出，實施例2相對於實施例1，卸掉了套筒形噴嘴(12)，增加了防塵罩(26)，其餘部分同實施例1。如圖3所示，通過調節手輪(1)帶動拖板(7)，來上調水冷噴嘴座(10)的高度，露出足夠長的導電桿(8)和偏心導電嘴(27)，以便扁形噴嘴(5)伸入窄間隙坡口深處供氣；同時，鬆開兩側扁形噴嘴座(3)上的鎖定螺釘(4)，調整扁形噴嘴(5)位置，使其接近焊接電弧(14)。因而為窄間隙坡口深處的旋轉電弧焊接區域，實施有效的氣體保護，以形成高質量的焊接接頭。
實施例3，適用於為窄間隙坡口的上幾層焊道及蓋面焊縫提供氣體保護，也可用於其他開坡口焊及角焊等旋轉電弧焊接的場合。相對於實施例1，去掉了兩側的伸入式扁形噴嘴(5)及其連接頭(17)，並去掉了由定位螺帽(2)、扁形噴嘴座(3)、鎖定螺釘(4)等構成的扁形噴嘴位置調節機構，其餘部分同實施例1。
權利要求
1.一種旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法，其特徵在於採用伸入式扁形噴嘴機構和外置式套筒形噴嘴機構，併集成一體形成一種複合型供氣系統；兩個伸入型扁形噴嘴對稱地分布在電弧的兩側，從其中流出的保護氣體以一定角度從旋轉電弧的前後兩側同時導入，實施對窄間隙坡口深處焊縫的保護；當導電嘴接近工件表面或露出坡口時，採用外置式套筒形噴嘴或與扁形噴嘴一起供氣，為最後幾層焊縫提供氣保護。
2.實現權利要求1所述旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法的裝置，其包括進氣管路、噴嘴，其特徵在於噴嘴為複合型噴嘴，其包括伸入式扁形噴嘴(5)及其位置調節機構、外置式套筒形噴嘴(12)及其高度調節機構、水冷噴嘴座(10)、連接件(19)。所述扁形噴嘴(5)的位置調節機構包括定位螺帽(2)、鎖定螺釘(4)、帶有滑槽(16)的噴嘴座(3)；扁形噴嘴(5)相對於電弧(14)的旋轉中心對稱布置，其一端經連接頭(17)與定位螺帽(2)相聯後，與帶有滑槽(16)的噴嘴座(3)成緊密滑動配合；扁形噴嘴座(3)與連接件(19)固聯，鎖緊螺釘(4)旋接在扁形噴嘴座(3)上；外置式套筒形噴嘴(12)的高度調節機構包括齒輪(21)、齒條(22)、導向輪(25)、帶有導向槽(6)的拖板(7)、調節杆(20)、調節手輪(1)、鎖緊手輪(18)、支撐板(23)；調節杆(20)活動性地穿過支撐板(23)並與齒輪(21)成過盈配合，調節杆(20)的一端與調節手輪(1)固聯，其另一端制有螺紋並旋接在鎖緊手輪(18)上；齒條(22)固聯在拖板(7)上並與齒輪(21)成滾動嚙合；四個導向輪(25)與拖板(7)上的導向槽(6)成緊密動配合；拖板(7)與支撐板(23)成滑動配合，拖板(7)的下端與套筒形噴嘴座(10)固聯，噴嘴座(10)上有冷卻水進口(9)和出口(15)；支撐板(23)與驅動導電桿(8)並帶動電弧(14)旋轉的機構固聯；套筒形噴嘴(12)套過導電桿(8)後，旋接在帶有進氣口(11)的水冷噴嘴座(10)上，並絕緣性地與其噴嘴高度調節機構相聯。
全文摘要
本發明涉及焊接技術領域，為一種實用性強的旋轉電弧窄間隙焊接用氣體保護方法，以及與之配合的結構簡單緊湊、使用與維護方便的氣體保護裝置。其對窄間隙坡口深處焊接時，採用兩個對稱地分布在電弧的兩側的伸入型扁形噴嘴，使其中流出的保護氣體以一定角度從旋轉電弧的前後兩側同時導入，實施對焊縫的保護；當導電嘴接近工件表面或露出坡口時，採用外置式套筒形噴嘴供氣，為最後幾層焊縫提供有效保護。本發明實用性強，實施成本低，電弧和熔池的可觀察性好；其裝置結構設計簡單緊湊，使用與維護方便。
文檔編號B23K9/02GK1806991SQ20061003818
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月8日 優先權日2006年2月8日
發明者王加友, 楊峰, 國宏斌 申請人:江蘇科技大學