專利名稱：冷氣式氬弧焊槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、難熔金屬鋁及鋁鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金，以及超薄板0.3mm，同時(shí)能進(jìn)行全方位焊接的直流鎢極氬弧焊氣冷式焊槍。主要用于對(duì)鈦合金構(gòu)件進(jìn)行焊接的冷氣式氬弧焊槍。
背景技術(shù)：
公知技術(shù)中手工鎢極氬弧焊是利用惰性氣體作保護(hù)的一種氣體保護(hù)焊，屬非融化極。它借助于鎢電極與焊件之間產(chǎn)生的電弧高溫?zé)崃考訜崮覆暮吞畛洳牧蠈?shí)現(xiàn)焊接的過程。它由焊機(jī)、焊槍、控制箱、水電氣、地線及其它地線鉗、鎢極輔助裝置組成氬弧焊設(shè)備。焊槍和工件的電源正負(fù)極接法是根據(jù)焊接不同的材料而定。一般黑色金屬焊接采用直流正極接；有色金屬焊接采用直流反極接。通常是以氬氣作為保護(hù)氣體，鎢極作為不熔化極，加熱熔化母材實(shí)現(xiàn)焊接。借助電極與焊件之間的電弧在一定的焊接電流下加熱熔化母材(或添加焊絲)一同熔入熔池，冷卻形成焊縫。其中采用的焊槍的槍頭和握套形如榔頭。具有手把、連接件、電極夾頭、噴嘴、氣管、水管、電纜線和導(dǎo)線。由于普通焊槍接氬氣太小，氣體流出噴嘴時(shí)保護(hù)面積小，氣體出來后容易形成紊流。焊接鈦合金溫度高達(dá)400℃∽600℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重氧化或氮化。使被焊金屬出現(xiàn)嚴(yán)重氧化現(xiàn)象。而當(dāng)氬氣太大時(shí)，氣體流量產(chǎn)生沖擊力和紊流，使空氣紊流氣體卷入溶池，焊縫金屬氧化。鎢電極應(yīng)磨成一定的錐度。開始焊接時(shí)，焊槍鎢極對(duì)準(zhǔn)焊縫區(qū)域，間距保持1-3mm，再按手把上微型按鈕，提前送氣，高頻引弧后開始進(jìn)入焊接。焊接時(shí)焊槍作直線勻速移動(dòng)，送絲速度與焊接速度應(yīng)協(xié)調(diào)，嚴(yán)格控制焊縫高度和寬度，保證要求焊透。焊接時(shí)焊絲不能離開保護(hù)區(qū)，焊絲與鎢電極不能接觸，否則破壞電弧穩(wěn)定燃燒，產(chǎn)生鎢夾渣，使焊縫質(zhì)量下降。在焊接過程中要隨時(shí)觀察焊縫表面顏色變化，判定氬氣保護(hù)效果好壞。為了保證焊縫前點(diǎn)和終端的質(zhì)量，對(duì)重要結(jié)構(gòu)的焊接件，焊縫的兩端要加裝引弧板和熄弧板。焊接引弧在引弧板上進(jìn)行，熄弧在熄弧板上進(jìn)行。
當(dāng)鎢極氬弧焊在鎢極表面燒壞或表面有污染物、造成電弧不穩(wěn)定，電弧有漂移現(xiàn)象，熔池分散，表面擴(kuò)大，熔深淺，焊縫成形差，焊接質(zhì)量差。當(dāng)鐵合金焊縫金屬表面出現(xiàn)深蘭色、紫色……灰色時(shí)焊縫已嚴(yán)重氧化或氮化，造成構(gòu)件報(bào)廢?，F(xiàn)有技術(shù)鎢極氬弧焊不得不通過真空的容器，采用真空充氬焊接設(shè)備來進(jìn)行操作。操作時(shí)兩手戴手套，連接真空容器，將鎢極氬弧焊槍和鈦合金構(gòu)件置于真空容器中進(jìn)行焊接。顯而易見的缺陷是操作位置受限制，效果差，設(shè)備投資成本高?，F(xiàn)有技術(shù)鎢極氬弧焊槍產(chǎn)生氧化的主要原因是其槍體內(nèi)徑小而短，噴嘴直徑小。氣體進(jìn)入槍體時(shí)產(chǎn)生的氣流沖擊力，導(dǎo)致氣流形成紊流，不能形成有效的氣流保護(hù)區(qū)，而造成液固態(tài)金屬在焊接過程中的嚴(yán)重氧化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)只能在真空容器中焊接鈦合金構(gòu)件缺陷和鈦合金焊接過程焊縫金屬易氧化氮化的問題，提供一種能有效阻止大氣進(jìn)入保護(hù)區(qū)，焊縫不易氧化或氮化，電弧溫度集中，熱輸入小，速度快，熱影響區(qū)域面積小，能消除電弧漂移現(xiàn)象，操作方便，特別是能夠在自然環(huán)境下對(duì)鈦合金構(gòu)件進(jìn)行焊接的冷氣式氬弧焊槍。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種冷氣式氬弧焊槍，具有一個(gè)帶有噴嘴的槍體和連接槍體的手柄，鎢電極螺帽和電極夾頭，其特征在于在噴嘴部分的上端設(shè)有“錐形反射壁12”，位于電極螺帽下方的槍體型腔內(nèi)設(shè)有過篩氣流并連通噴嘴的上氣室和下氣室，所述上氣室和下氣室由剛性氣體透鏡隔開，氣體透鏡上制有按環(huán)形陣列交錯(cuò)間距排列的通氣孔。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
當(dāng)氬氣由金屬管道進(jìn)入槍體上氣室時(shí)，在槍體內(nèi)由氣體透鏡分割成的上氣室和下氣室，使氣體沖擊力得到減壓穩(wěn)流作用，形成穩(wěn)定的多層柱形過篩層流，氣室斷面質(zhì)點(diǎn)氣體密度多層保護(hù)氣流層，對(duì)焊縫區(qū)域能有效隔離空氣，防止焊接過程中空氣對(duì)溶池侵蝕，使焊縫能得到良好保護(hù)，避免氧化或氮化現(xiàn)象。大大提高焊縫接頭的性能，尤其是強(qiáng)度、塑性、韌性高。當(dāng)上氣室氣流要進(jìn)入下氣室時(shí)，通過隔板“氣體透鏡A”上面小孔，氣體流速可以得到減速控制。氣體密度得到均勻化的鎮(zhèn)流作用。當(dāng)氬氣進(jìn)入上氣室和下氣室到噴嘴時(shí)，氬氣首先通過雙層氣體透鏡A、B，其上面有許多規(guī)則排列小孔，使上氣室和下氣室沖擊力減少，并在噴嘴出處形成層流，能有效阻止大氣進(jìn)入保護(hù)區(qū)。下氣室氣流進(jìn)入噴嘴時(shí)通過“氣體透鏡B”得到二次鎮(zhèn)流作用，氣體壓力和速度進(jìn)一步減小，氣流進(jìn)一步穩(wěn)定。在噴嘴“錐形反射壁12”的作用下，通過氣流即形成的多層層流，非常穩(wěn)定，并能排除焊縫上大氣，使焊縫區(qū)得到氬氣有效保護(hù)，不受空氣氧化或氮化，達(dá)到鈦合金焊接技術(shù)條件要求。焊工操作時(shí)對(duì)溶池能見度好，焊接無溶渣，無飛濺，焊接變形小，焊縫美觀，焊縫焊后為銀白色。操作方便。如果焊槍配備高頻脈沖氬弧焊接設(shè)備，可進(jìn)行全位置焊接。尤其是焊接薄板材料時(shí)能控制溶深，防止燒穿，焊透性好。在小電流焊接時(shí)，電弧十分穩(wěn)定，挺直度好，能消除電弧漂移現(xiàn)象，高頻引弧，成功率高，高效節(jié)能。
由于在使用操作過程中起弧成功率非常高，能保持電弧穩(wěn)定，電弧溫度集中，熱輸入小，速度快，熱影響區(qū)域面積小，填充金屬和添加量不受焊接電流的影響，保護(hù)效果良好。從根本上解決了現(xiàn)有技術(shù)只能在真空充氬焊接設(shè)備下進(jìn)行操作，操作位置受限制，效果差，設(shè)備投資成本高的缺陷?？梢栽诤附哟笮秃托⌒徒Y(jié)構(gòu)件，特別是焊接鈦合金構(gòu)件時(shí)不需要用真空充氬焊接設(shè)備來進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)了在自然環(huán)境下對(duì)鈦合金構(gòu)件的方便操作焊接。


為了進(jìn)一步說明而不是限制本發(fā)明的上述實(shí)現(xiàn)方式，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施范圍之中。所有這些構(gòu)思應(yīng)視為本技術(shù)所公開的內(nèi)容和本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1是本發(fā)明的構(gòu)造示意圖。
圖2是本發(fā)明氣體透鏡示意圖。
圖中1.手柄，2開關(guān)按鈕，3.密封墊，4.電極螺帽，5.槍體，6.電極夾頭，7.鎢電極，8.噴嘴，9A、9B.氣體透鏡，10.上氣室、11下氣室，12、錐形反射壁。
具體實(shí)施例方式
圖1描述了帶有噴嘴的槍體和連接槍體的手柄，鎢電極螺帽和電極夾頭組成冷氣式氬弧焊槍的一個(gè)最佳實(shí)施例。它由手柄1、按鈕2、密封墊圈3、電極螺帽4、槍體5、電極夾頭6、鎢電極7、噴嘴8和氣體透鏡9、以及控制線、氬弧管道、電纜等依次裝配連接組成。裝有按鈕2的手柄1以現(xiàn)有技術(shù)的形式電連接控制線，其管道是進(jìn)入氬氣的通道。用紫銅管通過釬焊連接成整體的槍體5的上下端固聯(lián)有電極螺帽4和噴嘴8。電極螺帽4通過密封墊3密封連接槍體5。由陶瓷或耐高溫非金屬絕緣材料制成的噴嘴8內(nèi)的上端部制有錐形反射壁12。在噴嘴8位于電極螺帽4下方的槍體型腔內(nèi)設(shè)有過篩氣流并連通噴嘴8的上氣室10和下氣室11。上氣室10和下氣室11被剛性氣體透鏡9A隔開。用金屬材料制成的氣體透鏡9A、9B上制有如圖2所示的按環(huán)形陣列交錯(cuò)間距排列的通氣孔。裝配在槍體5型腔內(nèi)電極夾頭6上裝有氣體透鏡9B，通氣孔沿徑向環(huán)線組成若干排孔。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是氣體透鏡9A、9B可以用孔徑小于0.1mm銅絲網(wǎng)幾層疊放，最多2-4層，效果同樣良好。缺點(diǎn)是安裝、拆卸較麻煩，焊厚板大電流時(shí)燒成小洞，故需要經(jīng)常更換。
為提高電弧的穩(wěn)定性，增加電極的壽命和減少鎢的消耗。焊接薄板材料時(shí)應(yīng)選用氣冷式焊槍，可選用釷鎢電極，對(duì)厚板材料應(yīng)選用結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的水冷式焊槍。在焊厚板材料可選用鈰鎢電極。電極端頭磨成有利電弧穩(wěn)定的一定錐度平臺(tái)。此焊槍焊機(jī)的一次進(jìn)線，根據(jù)焊機(jī)的額定輸入容量配制配電箱，空氣開關(guān)的大小。
本發(fā)明適用于合金鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、鎂合金、高溫合金、鈦及鈦合金、稀有金屬，以及大于0.3mm以上薄板金屬材料，可進(jìn)行全方位焊件焊接。特別是對(duì)鈦合金高溫易氧化或氮化構(gòu)件焊接效果最佳.它能焊接除熔點(diǎn)非常低的鋁錫外的絕大多數(shù)的金屬和合金。
權(quán)利要求
1.一種冷氣式氬弧焊槍，具有一個(gè)帶有噴嘴的槍體和連接槍體的手柄，鎢電極螺帽和電極夾頭，其特征在于槍體型腔內(nèi)設(shè)有過篩氣流并連通噴嘴的上氣室和下氣室，所述上氣室和下氣室由剛性氣體透鏡隔開，氣體透鏡上制有按環(huán)形陣列交錯(cuò)間距排列的通氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷氣式氬弧焊槍，其特征在于噴嘴的上端部制有錐形反射壁12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷氣式氬弧焊槍，其特征在于所述的氣體透鏡可以是幾層疊放銅絲網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷氣式氬弧焊槍，其特征在于所述的電極夾頭優(yōu)選釷鎢電極或鈰鎢電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷氣式氬弧焊槍，其特征在于所述焊槍是氣冷式焊槍或水冷式焊槍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷氣式氬弧焊槍，具有一個(gè)帶有噴嘴的槍體和連接槍體的手柄，鎢電極螺帽和電極夾頭。槍體型腔內(nèi)設(shè)有過篩氣流并連通噴嘴的上氣室和下氣室，所述上氣室和下氣室由剛性氣體透鏡隔開，氣體透鏡上制有按環(huán)形陣列交錯(cuò)間距排列的通氣孔。由氣體透鏡分割成的上氣室和下氣室，在焊縫區(qū)形成有效隔離空的多層柱形過篩層流。并在噴嘴出處形成多層保護(hù)層流。具有電弧溫度集中，熱輸入小，速度快，熱影響區(qū)域面積小的優(yōu)點(diǎn)。解決了現(xiàn)有技術(shù)只能在真空充氬焊接設(shè)備下焊接鈦合金構(gòu)件的問題，避免了真空充氬焊接設(shè)備操作位置受限制，效果差，設(shè)備投資成本高的缺陷。實(shí)現(xiàn)了在自然環(huán)境下對(duì)鈦合金構(gòu)件的方便操作焊接。
文檔編號(hào)B23K9/16GK101085489SQ20071004922
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者郭光耀, 陸金如 申請(qǐng)人:成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司