本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及水下焊接技術(shù)，具體為一種產(chǎn)生渦旋氣流的水下局部干法電弧焊槍裝置。

背景技術(shù)：

水下局部干法焊接是目前一種處于研究熱點(diǎn)當(dāng)中的水下焊接方法，由于其綜合了部分干法焊接的優(yōu)點(diǎn)，又大大降低了焊接的成本，因此在水下焊接方法當(dāng)中具有極高的應(yīng)用前景，利用普通焊條就能實(shí)現(xiàn)水下局部干法焊接則更是大大降低了成本，提高了應(yīng)用的場(chǎng)合。而如何有效的在焊接區(qū)局部將水排開(kāi)，并對(duì)焊條進(jìn)行保護(hù)和自動(dòng)送進(jìn)則成為水下局部干法焊條電弧焊的關(guān)鍵技術(shù)。已有專利號(hào)為ZL201620037641.9實(shí)用新型公開(kāi)了一種《帶噴嘴的水下干式電弧焊焊接裝置》,其主體機(jī)構(gòu)焊槍通過(guò)噴嘴當(dāng)中的氣體排水，并利用氣缸或油缸來(lái)完成焊條的自動(dòng)送進(jìn)，其在應(yīng)用時(shí)存在如下不足：（1）氣體為單側(cè)垂直下送，容易造成氣體偏斜，并且排水效果不夠好；(2)采用氣缸或油缸作為焊條推進(jìn)機(jī)構(gòu)，附帶氣管和油管，裝置較為復(fù)雜，且速度存在慣性，不易控制；（3）采用電磁夾頭作為焊條夾進(jìn)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，成本高，且穩(wěn)定性不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種可改善現(xiàn)有技術(shù)不足的水下局部干法焊條電弧焊槍裝置，其技術(shù)方案為：

一種產(chǎn)生渦旋氣流的水下局部干法電弧焊槍裝置，設(shè)有焊把和槍管，其特征在于：

所述槍管在焊條伸出端設(shè)有氣體噴嘴，所述氣體噴嘴內(nèi)設(shè)有匯流腔，所述匯流腔的外部設(shè)有與氣源設(shè)備連接的進(jìn)氣管，匯流腔中部設(shè)有一渦流環(huán)，所述渦流環(huán)的頂板設(shè)有容焊條通過(guò)的通孔，渦流環(huán)的底部開(kāi)口朝向槍管端口，渦流環(huán)的側(cè)壁設(shè)有使進(jìn)氣形成旋流的若干切向渦流孔，且所述渦流孔的孔徑隨氣體流向朝槍管端口一側(cè)傾斜。

在上述方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)或優(yōu)選的方案還包括：

所述焊條的藥皮外側(cè)涂覆有防水層，防止焊條在水下受潮失效。

所述槍管設(shè)有齒條防水套筒、齒輪箱和焊條防水套筒，所述齒條防水套筒和焊條防水套筒相對(duì)地安裝在齒輪箱的上、下兩側(cè)，密封連接，所述氣體噴嘴設(shè)置在所述焊條防水套筒的底端。所述齒條防水套筒內(nèi)設(shè)有齒條，所述齒條的底端通過(guò)聯(lián)軸器與焊條防水套筒內(nèi)的焊條連接，所述齒輪箱內(nèi)設(shè)有通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)所述齒條在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒輪副的輸出端齒輪與齒條前側(cè)的齒牙嚙合。

連接焊條的焊接電纜位于焊條防水套筒內(nèi)的部分盤成螺旋狀，避免電纜隨著相關(guān)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)塞結(jié)的現(xiàn)象。

所述齒條在未設(shè)置齒牙的后側(cè)設(shè)有定位滾輪，防止齒條在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏移。

所述齒輪副的左右兩側(cè)設(shè)有擋板，保障齒輪副穩(wěn)定工作。

所述焊接電纜與聯(lián)軸器的上部采用軸銷連接。

所述聯(lián)軸器的下部在軸向上設(shè)有開(kāi)口槽，將聯(lián)軸器下部等份切割，形成若干卡爪，焊條插在所述卡爪中；所述聯(lián)軸器的下部在其側(cè)壁上開(kāi)有環(huán)形槽，卡套卡在所述環(huán)形槽內(nèi)將所述若干卡爪夾緊，使焊條不會(huì)輕易脫落。

所述卡套由彈性材料制成，為設(shè)有一開(kāi)口的環(huán)形卡套，呈“Ω”型。

有益效果：

1）本發(fā)明焊槍裝置通過(guò)渦流環(huán)使得氣體在氣體噴嘴內(nèi)部形成渦流向下噴出，增強(qiáng)了焊接區(qū)的排水效果，更有利于在焊接區(qū)域形成局部干式環(huán)境。

2）本發(fā)明焊槍裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，再通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)齒條上下移動(dòng)的方式來(lái)推進(jìn)焊條的送進(jìn)和回退，易于控制，性能穩(wěn)定。

3）聯(lián)軸器下部做成具有一定彈性的抓夾機(jī)構(gòu)，用于固定焊條，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易，造價(jià)低，且使用方便。

4）本發(fā)明焊槍裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、安排緊湊，可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為齒輪箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為聯(lián)軸器與焊條和齒條的裝配示意圖；

圖4為開(kāi)口卡套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為聯(lián)軸器下部的橫截面示意圖；

圖6為焊條防水套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為渦流環(huán)的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為渦流環(huán)的示意圖；

圖9為渦流環(huán)的橫截面示意圖；

圖10為氣體噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

上圖中，1-齒條防水套筒，2-齒條，3-焊接電纜 ，4-定位滾輪， 5-齒輪副，6-伺服電機(jī)，7-按鈕,8-按鈕,9-按鈕,10-按鈕,11-按鈕,12-按鈕, 13-焊把,14-齒輪箱,15-聯(lián)軸器,16-焊條防水套筒,17-焊條,18-氣體噴嘴 19-渦流環(huán),20-進(jìn)氣管,21-電弧,22-工件,23-擋板,24-電機(jī)軸,25-銷軸,26-渦流孔,27-銷軸,28-焊芯,29-藥皮,30-開(kāi)口卡套,31-開(kāi)口槽,32-環(huán)形槽。

具體實(shí)施方式

為了闡明本發(fā)明的技術(shù)方案和工作原理，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹。

一種產(chǎn)生渦旋氣流的水下局部干法電弧焊槍裝置，設(shè)有槍管和焊把13等組成部分。

如圖1所示，所述槍管的底端設(shè)有氣體噴嘴，所述氣體噴嘴內(nèi)設(shè)有環(huán)形的匯流腔18，所述匯流腔18的外部對(duì)稱設(shè)有四個(gè)與氣源設(shè)備連接的進(jìn)氣管20，如圖10所示。匯流腔18中部設(shè)有一渦流環(huán)19，所述渦流環(huán)19的頂板中心處設(shè)有容焊條17通過(guò)的通孔，渦流環(huán)19的底部開(kāi)口朝向槍管端口，渦流環(huán)19的側(cè)壁設(shè)有使進(jìn)氣形成旋流的若干切向渦流孔26，如圖7至圖9所示，所述渦流孔26的孔徑隨氣體流向朝槍管端口一側(cè)傾斜，使旋流氣體同時(shí)向槍管端口方向流出。

所述槍管由齒條防水套筒1、齒輪箱14和焊條防水套筒16等部分組成，所述齒輪箱14的頂面設(shè)有安裝齒條防水套筒1的安裝孔23，齒輪箱14的底面設(shè)有安裝焊條防水套筒16的安裝孔24，所述齒條防水套筒1、焊條防水套筒16與齒輪箱14通過(guò)螺紋連接的方式密封連接。

所述氣體噴嘴設(shè)置在所述焊條防水套筒16的底端，齒條2的上部主體設(shè)置在所述齒條防水套筒1內(nèi)，避免與水體接觸，所述齒條2的底端通過(guò)聯(lián)軸器15與焊條防水套筒16內(nèi)的焊條17連接。所述齒輪箱14內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和減速齒輪副5，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選采用重量輕、慣量小、調(diào)速平滑的高性能伺服電機(jī)6，所述齒輪副5包括安裝在電機(jī)軸24上的第一齒輪和與齒條2前側(cè)的齒牙嚙合的第二齒輪，所述第二齒輪安裝在銷軸25上，齒輪副5的左右兩側(cè)設(shè)有擋板23，所述齒條2在未設(shè)置齒牙的后側(cè)設(shè)有定位滾輪4，如圖2所示。

所述焊把13上設(shè)有按鈕6到按鈕12，分別對(duì)應(yīng)控制伺服電機(jī)6正轉(zhuǎn)（焊條下送）、伺服電機(jī)6反轉(zhuǎn)（焊條回抽）、送氣、關(guān)氣、伺服電機(jī)6轉(zhuǎn)速增加（焊條送進(jìn)速度加快）和伺服電機(jī)6轉(zhuǎn)速減小（焊條送進(jìn)速度減慢）的功能。

所述焊條17的藥皮29外側(cè)涂覆有防水漆或石蠟等防水物質(zhì)制成的防水層，防止焊條17在水中受潮而失效。連接焊條17的焊接電纜3從齒輪箱14上部穿入，下部穿出進(jìn)入焊條防水套筒16內(nèi)，通過(guò)軸銷29與聯(lián)軸器15連接，位于焊條防水套筒16內(nèi)的部分做成螺旋狀盤在筒壁上，防止電纜塞結(jié)。

所述聯(lián)軸器15的下部在軸向上設(shè)有相互垂直的兩個(gè)開(kāi)口槽31，如圖5所示，將聯(lián)軸器下部等份切割，形成四個(gè)卡爪，安裝焊條17時(shí)，將焊條17插在所述卡爪中。所述聯(lián)軸器15的下部在其側(cè)壁上還開(kāi)有環(huán)形槽32，卡套30卡在所述環(huán)形槽32內(nèi)將所述若干卡爪夾緊。所述卡套30由彈性材料制成，為設(shè)有一開(kāi)口的環(huán)形卡套，呈“Ω”型，如圖4所示。

工作過(guò)程：

將焊條17從焊條防水套筒16插入到所述聯(lián)軸器的位置，置于四個(gè)卡爪中心處，并安插到位，受卡套30的約束，四個(gè)卡爪將焊條17夾緊在中間，工作過(guò)程中不易脫落，且施加外力的情況下容易拔出。

將焊槍端部的四個(gè)進(jìn)氣管20與外部氣源設(shè)備連接上，啟動(dòng)送氣按鈕，氣體從焊槍的四個(gè)方向流入?yún)R流腔18，并在匯流腔18中重新分布后進(jìn)入渦流環(huán)19，經(jīng)過(guò)渦流孔26的導(dǎo)引，進(jìn)入渦流環(huán)19的氣流形成總體向下流動(dòng)的旋流氣流，將焊接區(qū)的水體排開(kāi)。啟動(dòng)伺服電機(jī)6，通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)和齒輪副5的傳動(dòng)，帶動(dòng)齒條2向下運(yùn)動(dòng)到合適的位置后停止，使焊條端部靠近工件22，焊接電纜3從齒輪箱14上部穿入，下部穿出，并在焊條防水套筒16內(nèi)和聯(lián)軸器15連接，聯(lián)軸器15下端連接焊條17，經(jīng)電弧21和工件22最后形成焊接回路，實(shí)現(xiàn)焊接的饋電。

焊接之前，可通過(guò)工藝試驗(yàn)，將伺服電機(jī)6轉(zhuǎn)速和焊接電流相匹配，在試驗(yàn)過(guò)程中如若發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)慢或過(guò)快，可通過(guò)焊把13上的按鈕手動(dòng)對(duì)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

水中更換焊條17時(shí)，將焊條從焊槍中直接拔出，插入新的焊條即可。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及其等效物界定。