專利名稱：一種合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動氬弧焊槍。
技術(shù)背景
合金粉末填充鎢極氬弧焊以合金粉末代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊絲作為填充材料，以電弧為熱源，利用電弧產(chǎn)生的熱量使填充的合金粉末與待焊材料熔化，形成完整的焊縫，從而達成材料的連接。這種焊接方法可以用于各種金屬材料的焊接，尤其適用于鋁合金、鎂合金等輕合金材料的熔化焊接?；谶@種焊接方法的工藝特點，對作為填充材料的合金粉末在焊接過程中的送進提出了較高的要求。為了適應(yīng)自動焊接工藝，既要求焊接過程中合金粉末能夠連續(xù)不斷穩(wěn)定地準(zhǔn)確送入焊接區(qū)，又要求合金粉末能充分熔化后填充待焊接區(qū)域，從而形成連續(xù)的焊縫，并且成形美觀。顯然，普通鎢極氬弧焊槍無法進行合金粉末的穩(wěn)定填充送進，也無法滿足焊接工藝對送粉精度、送粉流量以及焊接控制時序的要求。因此，在合金粉末填充鎢極氬弧焊接時，普通鎢極氬弧焊槍并不能作為完全滿足工藝要求的電弧熱源工具。
普通鎢極氬弧焊槍適用于常規(guī)鎢極氬弧焊接方法，在使用這種焊槍的過程中常常存在以下問題1、焊接效率低，熔深小。由于鎢電極承載電流的能力有限，且自由電弧形態(tài)較為擴展， 電弧的功率密度較小，使形成的焊縫熔深淺，焊接速度和熔敷效率不高，在焊接中厚板時生產(chǎn)效率較低。
2、無填充材料送進系統(tǒng)，在利用送絲機構(gòu)進行自動送絲焊接時，送絲系統(tǒng)較為復(fù)雜，且送絲精度要求較高；采用手工送絲焊接時，送絲效率低下，不能進行長焊縫的連續(xù)焊接生產(chǎn)。
3、由于鎢電極在焊接過程中容易燒損，在一定程度上限制了常規(guī)鎢極氬弧焊接方法進行高效率的焊接生產(chǎn)。
針對普通鎢極氬弧焊槍的上述問題，為了滿足合金粉末填充鎢極氬弧焊接的需要，迫切需要一種既可以實現(xiàn)自動焊接，又可以使合金粉末以足夠的填充量穩(wěn)定可靠地送進的鎢極氬弧焊槍，配套合金粉末填充鎢極氬弧焊接方法以較低的或相近的生產(chǎn)成本來彌補常規(guī)鎢極氬弧焊接方法的不足。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以實現(xiàn)穩(wěn)定可靠送進合金粉末，并使合金粉末具有較高熔敷效率的鎢極氬弧自動焊槍，從而充分發(fā)揮合金粉末填充鎢極氬弧焊接方法高效率的焊接工藝特點。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，其包括送粉噴嘴、保護氣噴嘴、電極夾緊套筒、套筒體、槍體、電極帽、鎢電極、送粉通道、保護氣體通道、手柄、送粉接口、氬氣接口、起弧按鈕開關(guān)、送粉按鈕開關(guān)。
所述鎢電極由電極夾緊套筒夾緊并傳導(dǎo)電，套筒體連接在電極夾緊套筒后端，固定電極夾緊套筒和鎢電極，電極帽連接在套筒體上，將鎢電極、電極夾緊套筒和套筒體固定于焊槍體軸向位置上；所述槍體由內(nèi)筒和外筒構(gòu)成，內(nèi)筒的后端與套筒體固定，前端連接保護氣噴嘴，外筒的后端與電極帽相接，前端連接送粉噴嘴，所述內(nèi)筒與電極夾緊套筒之間形成保護氣體腔，所述外筒與內(nèi)筒之間形成送粉腔；在所述槍體的外筒上垂直連接有手柄，手柄內(nèi)有送粉接口和氬氣接口，手柄上有起弧按鈕開關(guān)和送粉按鈕開關(guān)；所述送粉接口沿與槍體的送粉腔相切的方向接入送粉腔，氬氣接口接入保護氣體腔。
所述送粉噴嘴以螺紋緊固的方式安裝在焊槍外筒3的前端，送粉噴嘴開口為直孔，或為逐漸縮小的錐形口，角度分為15°、30°、45°，在使用時，夾角越大的送粉噴嘴具有更強的合金粉末流會聚效果。
本發(fā)明的創(chuàng)新在于同軸送粉自動氬弧焊槍將合金粉末以切向進粉模式穩(wěn)定地送進，并使合金粉末匯聚成流狀進入電弧熱源充分熔化，配合合金粉末填充鎢極氬弧焊接方法實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的金屬材料焊接；另外，也可以作為普通氬弧焊槍用于常規(guī)鎢極氬弧焊接場合。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，其技術(shù)關(guān)鍵在于1、焊槍中氣、粉隔離，即具有獨立的送粉通道和送粉腔、保護氣體通道和保護氣體腔， 使保護氣體、合金粉末可以通過各自獨立的通路送進到焊接區(qū)，在槍體內(nèi)的送進過程中最大限度地減少兩種流體的相互干擾，從而在焊接過程中具有穩(wěn)定的焊接電弧，也不影響保護氣體對焊接加熱區(qū)的保護效果；由于槍體中氣、粉通路的獨立，當(dāng)不使用合金粉末填充焊接時，關(guān)閉送粉通路，即可使焊槍適用于常規(guī)鎢極氬弧焊接。
2、合金粉末在送粉通道中通過的工作氣體的氣壓作用下以切向進粉模式進入槍體中的送粉腔。合金粉末在工作氣體的輔助作用下以與腔體相切的方向進入送粉腔，在一定的傳輸距離內(nèi)，使合金粉末以近似旋渦狀沿送粉腔體壁送進，最后由送粉噴嘴以流狀噴出，從而既能使合金粉末能穩(wěn)定地大量送進，又能使由送粉噴嘴噴射而出的合金粉末流減小對電弧穩(wěn)定性及保護氣流流型的影響，從而不影響焊接過程的穩(wěn)定性和保護氣體對焊接區(qū)的保護效果。
3、合金粉末以與電弧熱源同軸的方式進入焊接加熱區(qū)，有利于電弧弧柱的穩(wěn)定燃燒，也有利于合金粉末在與電弧熱源的相互作用過程中充分接觸、熔融，進而形成對待焊區(qū)的高質(zhì)量填充焊接效果。
4、送粉噴嘴出粉口與噴嘴軸線成一定夾角，不同的送粉噴嘴，夾角大小各不相同， 通過更換送粉噴嘴，可以改變合金粉末入射角，實現(xiàn)不同的合金粉末流會聚效果，從而滿足不同的焊接工藝需求；在不需要填充合金粉末的焊接場合，取下送粉噴嘴，即可使焊槍適用于常規(guī)鎢極氬弧焊接。
在上述關(guān)鍵技術(shù)條件下，同軸送粉自動氬弧焊槍滿足合金粉末填充焊接的工藝需求，可實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的金屬材料焊接。
本發(fā)明提出一種合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，和常規(guī)鎢極氬弧焊槍相比，具體有以下優(yōu)點和效果1、合金粉末與電弧熱源同軸送進，電弧穩(wěn)定性和合金粉末的熔化率高，使焊接過程穩(wěn)定，熔敷效率高；2、焊槍中合金粉末切向進粉，使合金粉末能穩(wěn)定送進，且可以滿足填充焊接工藝對較大送粉量的要求；3、操作控制方便，起弧按鈕開關(guān)與送粉按鈕開關(guān)均位于焊槍手柄上，便于單手控制送粉、起弧、停粉、熄弧等時序動作；4、多功能。通過更換不同的送粉噴嘴，既可以使焊槍用于合金粉末填充鎢極氬弧焊接， 也可用于以合金粉末為添加介質(zhì)的表面噴焊、表面合金化等熱加工工藝，還可以用于無填充材料或送絲填充的常規(guī)鎢極氬弧焊接場合；5、適用性廣。既適用于全自動連續(xù)焊接生產(chǎn)，也適用于半自動焊接生產(chǎn)。
本發(fā)明主要用于鋁合金、鎂合金等金屬材料的合金粉末填充鎢極氬弧焊接方法， 也可用于以合金粉末為添加介質(zhì)的表面噴焊、表面合金化等熱加工工藝，還可以作為常規(guī)鎢極氬弧焊槍使用。


圖1是合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
圖2是合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍切向進粉結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是0度夾角同軸送粉噴嘴示意圖。
圖4是15度夾角同軸送粉噴嘴示意圖。
圖5是30度夾角同軸送粉噴嘴示意圖。
圖6是45度夾角同軸送粉噴嘴示意圖。
圖7是合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍作為常規(guī)鎢極氬弧焊槍使用示意中1送粉噴嘴、2保護氣噴嘴、3焊槍外筒、4電極夾緊套筒、5焊槍內(nèi)筒、6保護氣體腔、7送粉腔、8套筒體、9電極帽、10鎢電極、11送粉接口、12起弧按鈕開關(guān)、13氬氣接口、14 送粉按鈕開關(guān)、15保護氣體通道、16送粉通道、17手柄。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
同軸送粉自動氬弧焊槍整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。鎢電極10由電極夾緊套筒4夾緊并傳導(dǎo)電，套筒體8固定電極夾緊套筒和鎢電極10，電極帽9將鎢電極10、電極夾緊套筒4 和套筒體8固定于焊槍體軸向位置上。保護氣體氬氣由氬氣接口 13沿著保護氣體通道15 進入焊槍保護氣體腔6，并經(jīng)由保護氣噴嘴2噴出，對鎢電極10和焊接區(qū)域形成保護。另一方面，合金粉末由送粉接口 11進入焊槍，在工作氣體氬氣的氣壓作用下，合金粉末經(jīng)由送粉通道16以與送粉腔7相切的方向進入槍體送粉腔7，切向進粉結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。 進入送粉腔7的合金粉末以近似旋渦狀流動的方式沿著送粉腔7壁送進，并在送粉噴嘴1 的匯聚作用下以一定的速度成粉末流噴出。送粉噴嘴1為紫銅材料制成，為了便于更換，以螺紋緊固的方式安裝在焊槍外體3的前端。送粉噴嘴1分為0°、15°、30°、45°等多種系列，如圖3、圖4、圖5、圖6所示。噴嘴角度越大，在使用時獲得的粉末匯聚作用越強。且噴嘴角度越大，噴嘴開口越小，這也會加強對送粉的匯聚效果。在不需要合金粉末填充材料進行焊接的情況下，可取下送粉噴嘴1，如圖7所示，此時關(guān)閉送粉接口 11，則焊槍可作為常規(guī)鎢極氬弧焊槍使用。
以典型的合金粉末填充鎢極氬弧焊接為例，安裝45°送粉噴嘴1于焊槍外體3前端。使焊槍對準(zhǔn)待焊區(qū)域，按下送粉按鈕開關(guān)14，焊槍提前送粉。當(dāng)合金粉末流穩(wěn)定后，按下起弧按鈕開關(guān)12，焊槍提前送保護氣體，并隨后起弧，焊接開始。待焊區(qū)焊接完后，首先關(guān)閉送粉按鈕開關(guān)14，待電弧繼續(xù)維持燃燒短暫時間后，關(guān)閉起弧按鈕開關(guān)12，使熄弧，并滯后停氣，焊接結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，其特征在于所述焊槍包括送粉噴嘴(1)、保護氣噴嘴(2)、電極夾緊套筒(4)、套筒體(8)、槍體、電極帽(9)、鎢電極(10)、 送粉通道、保護氣體通道、手柄(17)、送粉接口(11)、氬氣接口(13)、起弧按鈕開關(guān)(12)和送粉按鈕開關(guān)(14);所述鎢電極(10)由電極夾緊套筒(4)夾緊并傳導(dǎo)電，套筒體(8)連接在電極夾緊套筒(4)后端，固定電極夾緊套筒和鎢電極(10)，電極帽(9)連接在套筒體(8)上，將鎢電極 (10)、電極夾緊套筒(4)和套筒體(8)固定于焊槍體軸向位置上；所述槍體由內(nèi)筒(5)和外筒(3)構(gòu)成，內(nèi)筒(5)的后端與套筒體(8)固定，前端連接保護氣噴嘴(2)，外筒(3)的后端與電極帽(9)相接，前端連接送粉噴嘴(1)，所述內(nèi)筒(5)與電極夾緊套筒(4)之間形成保護氣體腔(6)，所述外筒(3)與內(nèi)筒(5)之間形成送粉腔(7);在所述槍體的外筒(3)上垂直連接有手柄(17)，手柄內(nèi)有送粉接口(11)和氬氣接口(13)，手柄上有起弧按鈕開關(guān)(12)和送粉按鈕開關(guān)(14)；所述送粉接口(11)沿與槍體的送粉腔(7)相切的方向接入送粉腔，氬氣接口(13)接入保護氣體腔(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，其特征在于 所述送粉噴嘴(1)以螺紋緊固的方式安裝在焊槍外筒(3)的前端，送粉噴嘴(1)開口為直孔，或為逐漸縮小的錐形口，角度分為15°、30°、45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，其特征在于 合金粉末在送粉通道中通過的工作氣體的氣壓作用下以切向進粉模式進入槍體中的送粉腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，其特征在于 合金粉末采用氬氣作為工作氣體輔助送進，且送粉氣路獨立于焊接時的惰性保護氣體氣路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，其特征在于 焊槍既可以作為合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍使用，也可以作為常規(guī)鎢極氬弧焊槍使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合金粉末填充焊接用同軸送粉自動氬弧焊槍，配合合金粉末填充鎢極氬弧焊接方法使用。該焊槍送粉通道與保護氣體通道各自獨立，槍體內(nèi)部采用切向進粉模式，合金粉末填充材料以與電弧軸向同軸的方式送入電弧加熱區(qū)，送粉噴嘴配置多種系列。使用該焊槍進行合金粉末填充鎢極氬弧焊接時，可以在焊接過程中獲得穩(wěn)定的送粉，合金粉末流匯聚效果好，且能滿足填充焊接大送粉量的要求，焊接過程穩(wěn)定，熔敷效率高，適用范圍廣。
文檔編號B23K9/16GK102489849SQ20111037689
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者羅怡 申請人:重慶理工大學(xué)