[發明專利]電弧焊系統的焊頭及焊頭組件

有效

• 申請號: 200980158562.6
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN102387889B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: K·法斯特羅姆
• 申請（專利權）人: 埃薩布公司
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/18
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 鐘少平,蔡民軍

技術領域

本發明涉及適用于電弧焊系統的焊頭及焊頭組件，其尤其適用于使用具有多根焊絲的焊絲組件的隱弧焊。

背景技術

隱弧焊是一種全機械化焊接方法，其具有生產率和質量高的特點，并常被使用于較厚材料的較長焊縫。在隱弧焊的過程中，一根或多根順序排放的焊絲將熔化于電弧中。

該焊接過程，尤其是被熔化的材料及電弧，被保護于一層粉末狀焊劑下面。該焊劑有部分會在該過程中發生熔化而在熔池表面形成熔渣保護層。該過程所使用的電流很高，通常每根焊絲達到300-1500A。隱弧焊所使用的焊絲的直徑通常為2.5-6mm。

隱弧焊所使用的焊劑為可熔化的粒狀礦物質，其通常含有錳、硅、鈦、鋁、鈣、鋅、鎂的氧化物及其他化合物，比如氟化鈣。該焊劑被特別地配制成可與特定的焊絲類型兼容，以使焊劑和焊絲的結合可產生想要的機械性能。所有的焊劑與熔池發生反應以產生焊接金屬化學成分及機械性能。如果焊劑可增加錳和硅至焊接點，通常稱該焊劑為“活性”焊劑，而所增加的錳和硅的含量受到電弧電壓和焊接電流大小的影響。

為獲得隱弧焊可能具有的最高生產率及從而所增加的競爭力，人們設法尋求更快的焊接速度和盡可能高的熔敷率，即每小時每根焊絲所熔化的焊接材料或實際形成的連接材料。

對此，本領域中已知的方案是使用多根焊絲，它們朝焊縫方向順序排設。通常使用2-3根焊絲，然而也有使用多大6根的。

已知增加無需電弧即可熔化的金屬可提高焊接過程的熔敷率。比如，可在電弧焊過程中增加金屬粉末或金屬絲。

專利文獻GB?1400051A公開了一種裝置，其可提高對工件10的隱弧焊過程的熔敷率。其基本原理表示于圖1中。有三根連續供應的焊絲30，36和40沿焊縫連續排設，其在朝焊接方向20移動時被熔化于電弧中。焊絲30，36和40也被稱作熱絲或熱焊絲。另外兩根無需形成電弧即可熔化的焊絲32、38被連續輸入中間焊絲36的電弧附近的熔融的焊池12內。該另外的焊絲32、38也被稱作“冷絲”或“冷焊絲”，其與焊池12持續短路接觸。無需形成電弧即可被熔化于熔融焊池12內的兩根焊絲32、38因為電阻熱及中間焊絲36所產生的熱而被熔化。該過程使用焊劑產生保護性的氣體和熔渣，并增加合金元素至焊池12，無需額外的保護氣體。焊接之前，在工件表面設置薄薄的一層焊劑粉末。電弧沿著焊接線朝焊接方向20移動，同時焊劑被通過焊劑供料斗提供至焊接表面。在電弧完全被焊劑層覆蓋時，熱損失非常低。其熱效率高達60％，而手動的金屬電弧焊為25％。該焊接過程不會產生可見弧光，幾乎沒有飛濺，并且無需排煙。

雖然上述方法增加了焊接過程的熔敷率，還是希望能更佳地處理這類冷焊絲。

發明內容

本發明的目的在于提供一種焊絲組件，其可以提高焊接速度。本發明的另一個目的是提供一種既有較高的焊接速度又有良好的焊接質量的方法。再一個目的是提供一種實施所述方法的裝置。

所述目的通過獨立權利要求的特征得以實現。其他權利要求及說明書描述了本發明的優選實施方式。

根據本發明的第一方面提出了一種電弧焊焊頭，其包括接觸裝置和供給部分，該接觸裝置包括焊絲組件，該焊絲組件包括至少兩根設置于接觸裝置中的可熔化的連續傳送的焊絲。提供電絕緣通道以使至少一根焊絲電絕緣，從而該焊絲與接觸裝置中的焊絲組件中的其他焊絲電絕緣。

該電絕緣管道包括處于焊絲供給單元和焊絲矯直單元內部及其外部的絕緣部分。該管道可以由沿著電絕緣焊絲從諸如焊絲卷筒之類的焊絲儲料器至靠近待焊工件的接觸裝置的多個電絕緣分段組成。優選地，該電弧焊焊頭用于隱弧焊。隱弧焊可以全機械化或自動化的方式進行操作，或者，其也可以是半自動化的。通常，焊接參數有電流、弧電壓和運行速度，這些均會影響焊道形狀、由焊絲形成的熔敷金屬的滲透深度和化學成分。

優選地，該焊頭很緊湊，適于相對于于焊頭的焊絲組件中的其他焊絲地對所述至少一根電絕緣焊絲進行獨立操作。這些焊絲可以由安裝于所謂的“十字”結構的后部的焊絲卷筒給予提供。該十字結構是攜帶焊頭沿軌道移動的操作結構。該十字結構用于將焊頭定位于焊接坡口。該十字結構還可被設計成攜帶電弧焊系統領域所知的焊接設備，比如電源、焊劑處理設備和焊絲卷盤。優選地，該電絕緣焊絲為“冷”焊絲，其可通過陶瓷管內部的彈簧承載的接觸裝置進行傳送。所述的一根或多根熱焊絲和冷焊絲具有獨立的焊絲供給裝置，從而形成非協同結構，其與協同結構相比具有更寬的焊接參數范圍。