專利名稱：窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊的焊槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊。
背景技術(shù)：
商用的窄槽厚截面氣體保護(hù)金屬極電弧焊(GMAW，又稱熔化極氣體保護(hù)焊)的焊 槍采用一個伸長的具有用來傳送焊絲的圓柱形孔的接觸尖端。現(xiàn)有多種用于窄槽GMAW的 接觸尖端，然而它們都采用了相同的圓柱形孔的設(shè)計。還有，為了提供接觸尖端實施焊接所 需的合適的工作間距，接觸尖端必須充分地延伸超過噴嘴。這種焊槍的配置具有如下問題。無法控制焊絲的熔鑄平面(cast plane)的方向以保持焊絲在焊縫處的精確位置。 傳統(tǒng)的焊槍使用筆直的鉆有圓柱形孔的接觸尖端。而且，完全或者持續(xù)弄直焊絲是很困難 的。因此，使用傳統(tǒng)的焊接接觸尖端，焊絲將通過彎曲(焊絲的彎曲)而伸出接觸尖端的端 部。由于筆直的圓柱形接觸尖端設(shè)計，導(dǎo)致脫落平面的方向(焊絲脫離接觸尖端的方向) 改變。結(jié)果焊絲端部的位置會在焊接時變動，在焊接又深又窄的焊槽時，這是一個顯著的問 題。如果使用弄直的焊絲，會導(dǎo)致接觸尖端與焊絲之間的電接觸不是持續(xù)的。焊絲確 實需要一些彎曲(cast)以保證與銅接觸尖端的電接觸。由于焊絲的彎曲和熔鑄平面的方 向會變動，電接觸點也會改變。這種不希望有的狀況會增加接觸尖端的磨損。電接觸點的 改變會導(dǎo)致焊弧特性的改變，這是一種不希望有的焊接反應(yīng)。由于伸長的接觸尖端結(jié)構(gòu)的散熱性能較差，從而降低了耐磨性。為了焊接深的窄 槽而使用了一個伸長的圓柱形接觸尖端的當(dāng)前焊槍，在接觸尖端的出口處具有一個非常薄 的薄壁設(shè)計。由于這種薄壁設(shè)計的熱傳導(dǎo)性差，這些焊接接觸尖端不能很好地冷卻接觸尖 端的端部。結(jié)果，接觸尖端變得比期望的更熱，從而降低了耐磨性能。差的耐磨性能導(dǎo)致了 需要頻繁更換接觸尖端。由于噴嘴接近于接觸尖端的端部，從而浪費(fèi)了保護(hù)氣體。當(dāng)前的使用圓柱形噴嘴 設(shè)計的焊槍迫使噴嘴位于標(biāo)準(zhǔn)自動管焊接槽的外部，結(jié)果，大部分的保護(hù)氣體從管道的邊 上散失，而且沒有起到保護(hù)焊接的作用。這使得需要使用更高的氣體流動率以補(bǔ)償輸送額 外的氣體到焊點處。在普通的焊槽(非窄槽設(shè)計)中，焊絲的位置精度不是關(guān)鍵性的。然而在窄槽焊 接中，焊絲在焊縫中的位置對于焊接質(zhì)量來說是關(guān)鍵性的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新設(shè)計的用于厚截面焊接的窄槽GMAW焊槍，其克服了現(xiàn)有焊 槍存在的問題。主體部分具有帶有電氣、焊絲、水冷裝置和保護(hù)氣體連接件的電源模塊以及 一個接觸尖端。絕緣體連接到電源模塊上。氣體保護(hù)裝置連接到絕緣體上，從而在它們之 間限定出一個作為第二氣體保護(hù)裝置的環(huán)面。在絕緣體中的氣體分流出口將保護(hù)氣體傳送 到環(huán)面。連接到電源模塊的接觸尖端被設(shè)計為接收并控制進(jìn)給焊絲的彎曲。
各種構(gòu)成本發(fā)明特征的具有新穎性的特征將在所附的權(quán)利要求書中記載，并構(gòu)成 本發(fā)明的一部分。為了更好地理解本發(fā)明，以及通過其使用能夠得到的操作優(yōu)點，以下將結(jié) 合附圖及描述，構(gòu)成了本發(fā)明的一部分，其中一個優(yōu)選實施例將被舉例說明。


作為本說明書的一部分，在附圖中所使用的附圖標(biāo)記與說明書中相似或相應(yīng)部件 的附圖標(biāo)記相同。圖1是本發(fā)明的一個透視圖。圖2是本發(fā)明焊接接觸尖端的一個放大圖。圖3舉例說明了本發(fā)明在一個工件中的操作位置
具體實施例方式本發(fā)明在圖1和圖2中總地以數(shù)字10表示。改進(jìn)的窄槽焊槍大致包含一個焊槍 主體12、模制絕緣體14、主氣體保護(hù)裝置16、接觸尖端18、進(jìn)給焊絲20、第二氣體保護(hù)裝置 22。焊槍主體12由兩塊底板13圍繞，所述底板13圍繞著適當(dāng)?shù)倪B接件和形成主體的 結(jié)構(gòu)而被緊固在一起。如圖2所示，兩個用水冷卻的電源模塊M彼此相鄰地放置。每個電 源模塊M包括一個主氣體保護(hù)裝置16 (也指橫向氣體保護(hù)腔)、接觸尖端18，以及用于電 源和保護(hù)氣體的適當(dāng)?shù)倪B接件。每個電源模塊M包括一個用水冷卻的電源線沈、進(jìn)給焊絲、側(cè)保護(hù)氣體導(dǎo)管27， 以及回水軟管觀。一個中心保護(hù)氣體導(dǎo)管30被放置于電源模塊M之間。焊槍主體12可 根據(jù)將要焊接的工件而改變大小和形狀。模制絕緣體14(絕緣籠)具有兩個矩形的用來緊密地接收電源模塊M的通道，以 及一個圓形的用來接收中央保護(hù)氣體導(dǎo)管30的通道。絕緣體14通過螺絲34連接到電源 模塊對。第二氣體保護(hù)裝置22緊密地安裝在絕緣體14上，并且具有一個具有比第二氣體 保護(hù)裝置22的主要部分更小的厚度的下降部36 (stepped down portion) 0絕緣體14上 的0形環(huán)23能夠使其與第二氣體保護(hù)裝置22之間保持密封以防止保護(hù)氣體逃逸，并且在 適當(dāng)?shù)奈恢弥蔚诙怏w保護(hù)裝置22。具有用來接收0形環(huán)23的互補(bǔ)溝槽被分別設(shè)置絕 緣體14和第二氣體保護(hù)裝置22上。下降部36為葉片狀，其尺寸被設(shè)定為適合于進(jìn)入將要 被焊接在一起的工件之間的間隙中。絕緣體14和第二氣體保護(hù)裝置22之間的環(huán)面有助于 焊接操作中的保護(hù)氣體的保持。每個電源模塊M上都裝有一個接觸尖端18，以使得各接觸尖端是相互分離但卻 相互面對的。接觸尖端18被連接到穿過電源線沈提供的的電線上，以便在操作時產(chǎn)生焊 弧。接觸尖端18相對的內(nèi)邊緣被設(shè)計為合適的大小以用于接收和保持進(jìn)給焊絲20，并被彎 曲成能夠迫使進(jìn)給焊絲20始終與接觸尖端18接觸。為了保持進(jìn)給焊絲20與接觸尖端18 的始終接觸，優(yōu)選接觸尖端上的曲線半徑小于進(jìn)給焊絲20的自然半徑。雖然圖中示出了具 有兩個接觸尖端和進(jìn)給焊絲，但是可以理解的是其僅為示意目的，在合適的焊接條件下，僅 使用一個接觸尖端和進(jìn)給焊絲也是可以的。
在操作時，如圖3所示，接觸尖端18被插入將要被焊接在一起的工件38之間，然 后焊接開始。氣體通過主氣體保護(hù)裝置16、第二氣體保護(hù)裝置22和絕緣體14之間的環(huán)面 中的保護(hù)氣體分流器32的分配，進(jìn)給焊絲20的添加、焊弧的電控制、焊槍10的移動都以常 規(guī)的方式完成，以實現(xiàn)工件38之間的所需要的焊縫。如果需要可以使用兩種不同的保護(hù)氣 體。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的焊槍，本發(fā)明具有如下多個優(yōu)勢。本發(fā)明改進(jìn)了焊絲在焊接時的位置控制。本發(fā)明提供了改進(jìn)了焊絲與接觸尖端之間持續(xù)的電接觸。本發(fā)明提供了改進(jìn)的接觸尖端的磨損壽命。與以前使用的接觸尖端相比，這種接 觸尖端18的尺寸和形狀允許在接觸尖端中使用更多數(shù)量的銅。增多的銅提升了熱傳導(dǎo)性， 使得接觸尖端保持更低的溫度，并且提升了磨損特性。本發(fā)明提供了焊池處更好的氣體保護(hù)。第二氣體保護(hù)裝置22的一個優(yōu)點在于其允許使用兩種不同的保護(hù)氣體。由于保 護(hù)氣體對于持續(xù)的、高質(zhì)量的焊接來說是很關(guān)鍵的，因此它們會很貴。上述創(chuàng)造性的設(shè)計允 許在主氣體保護(hù)裝置16中使用更關(guān)鍵、貴的保護(hù)氣體，而在絕緣體14與第二氣體保護(hù)裝置 22之間的環(huán)面中直接導(dǎo)入使用第二種不那么貴的氣體。雖然本發(fā)明具體的實施例和/或細(xì)節(jié)已經(jīng)在上文中進(jìn)行了展示和描述，以對本發(fā) 明原理的應(yīng)用進(jìn)行舉例說明，但是可以理解的是，在不脫離這些原理的情形下，本發(fā)明可以 按照在權(quán)利要求書中更加充分地描述的方式實施，或者按照其他本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的方 式(包括任何的等同方式)實施。
權(quán)利要求
1.一種窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊的焊槍，包括a.電源模塊，所述電源模塊具有電氣、進(jìn)給焊絲、水冷裝置和保護(hù)氣體連接件；b.連接到電源模塊的絕緣體；c.連接到絕緣體的氣體保護(hù)裝置，其在氣體保護(hù)裝置與絕緣體之間限定出一個環(huán)面；d.連接到電源模塊的接觸尖端，其接收并控制進(jìn)給焊絲的彎曲；e.在絕緣體上的保護(hù)氣體分流器。
2.如權(quán)利要求1所述的窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊的焊槍，其特征在于，接觸尖端與 進(jìn)給焊絲接觸的部分的彎曲半徑小于進(jìn)給焊絲的自然半徑。
3.如權(quán)利要求1所述的窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊的焊槍，其特征在于，還包含了一 個在絕緣體中的保護(hù)氣體出口，以使得保護(hù)氣體在由模塑的絕緣體與氣體保護(hù)裝置之間所 限定的環(huán)面中被輸送。
4.如權(quán)利要求1所述的窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊的焊槍，其特征在于，接觸尖端用 銅制成。
5.一種窄槽氣體保護(hù)金屬極電弧焊的焊槍，包括a.電源模塊，所述電源模塊具有電氣、進(jìn)給焊絲、水冷裝置和保護(hù)氣體連接件；b.連接到主體部分的絕緣體，所述絕緣體具有一個保護(hù)氣體的出口；c.連接到絕緣體的氣體保護(hù)裝置，其在氣體保護(hù)裝置與絕緣體之間限定出一個環(huán)面；d.在絕緣體上的氣體分流出口，其用來在絕緣體和連接到絕緣體的氣體保護(hù)裝置之間 所限定的環(huán)面中輸送氣體；e.連接到電源模塊的接觸尖端，其接收并控制進(jìn)給焊絲的彎曲，接觸尖端與焊絲接觸 的部分的彎曲半徑小于焊絲的自然半徑；以及f.在絕緣體上的氣體分流出口。
全文摘要
一種解決傳統(tǒng)焊槍存在的問題的用于焊接厚截面的窄槽GMAW焊槍。一個主體部分包括具有電氣、進(jìn)給焊絲、水冷裝置、保護(hù)氣體連接件的電源模塊和一個接觸尖端。絕緣體連接到主體部分，并且具有一個主氣體保護(hù)出口。被連接到絕緣體氣體保護(hù)裝置，在它們之間限定出一個作為第二氣體保護(hù)裝置的環(huán)面。絕緣體中的一個氣體分流出口將保護(hù)氣體傳送到環(huán)面。連接到電源模塊的接觸尖端被設(shè)計為接收并控制進(jìn)給焊絲的彎曲。
文檔編號B23K9/28GK102069279SQ20101058237
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者C·D·諾埃爾, P·伯巴科夫, T·E·多伊爾, T·L·布萊奧克斯 申請人:J.雷.麥克德莫特股份有限公司