[發(fā)明專利]一種厚板鈦合金窄間隙擺動焊接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410423667.2
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104128697A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫清潔;王建峰;王亞峰;劉一搏;馮吉才
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/022;B23K9/133
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種新型的可代替手工的厚板鈦合金窄間隙擺動焊接裝置。

背景技術(shù)

鈦合金作為一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，因其具有強(qiáng)度高、耐熱性、耐腐蝕等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到日常生活、航空航天以及軍事中。世界上許多國家意識到鈦合金的重要性，相繼對其進(jìn)行研究，并且得到了實(shí)際應(yīng)用。隨著工藝設(shè)備的改進(jìn)，焊接效率的提高，厚板鈦合金的研究也越來越廣泛，并且厚板鈦合金主要應(yīng)用于深海潛艇中，具有很好的應(yīng)用前景。

窄間隙焊接技術(shù)是美國巴特爾研究所提出的一種弧焊方法，與其他的弧焊技術(shù)相比，此方法的特點(diǎn)主要是采用U形或I形坡口，焊縫截面積大幅減小，填充材料少，降低了焊接成本，并且焊接線能量小，能很好的改善組織和機(jī)械性能，因此，窄間隙焊接技術(shù)作為厚板焊接的理想選擇。

窄間隙焊接厚板鈦合金技術(shù)所要解決的核心問題就是側(cè)壁熔合問題。國內(nèi)外很多學(xué)者提出新的窄間隙焊接技術(shù)如窄間隙TIG、窄間隙MIG、窄間隙埋弧焊等等，這些方法能較好的解決這一問題。但是考慮到焊接現(xiàn)場環(huán)境以及設(shè)備因素的制約，目前在現(xiàn)場焊接中，最普遍采用的就是手工窄間隙TIG焊接，這是由于手工TIG焊接操作方便，只需要焊工熟練的操作技能就可以進(jìn)行焊接，并且在焊接一些復(fù)雜零件時不需要其他設(shè)備輔助就可以完成焊接。

手工TIG焊接厚板時，為了解決側(cè)壁熔合不良的問題，焊工需要在電弧長度保持不變的情況下左右擺動焊槍，這樣做的目的就是把更多的熱量分散到側(cè)壁上，使側(cè)壁獲得更多的熱輸入量，從而達(dá)到側(cè)壁熔合。采用手工TIG焊接，對焊工的操作水平要求較高，存在大量的影響質(zhì)量的不穩(wěn)定的因素（人的情緒、技能、體力等），導(dǎo)致返修率很高，人工投入比較大。因此，需要發(fā)明一種新的窄間隙擺動焊接裝置代替手工TIG焊接。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服手工TIG焊接不穩(wěn)定的因素，提出一種新的窄間隙擺動焊接裝置，此焊槍擺動的原理類似于手工TIG焊槍擺動的情況，都是使擺動原點(diǎn)向下移動，實(shí)現(xiàn)擺動原點(diǎn)位于坡口里面，這樣就增加了鎢極與側(cè)壁的角度，很好的達(dá)到側(cè)壁熔合，雖然原理上與手工TIG類似，但此焊槍最大的特點(diǎn)就是解決了手工TIG焊接不穩(wěn)定的問題，焊工只需用手握住手柄，沿著焊接方向移動，焊槍擺動裝置通過步進(jìn)電機(jī)自動擺動就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性焊接。

本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種厚板鈦合金窄間隙擺動焊接裝置，包括焊槍擺動裝置、送絲裝置、水氣保護(hù)裝置，送絲裝置連接在水氣保護(hù)裝置上，水氣保護(hù)裝置連接在焊槍擺動裝置上，水氣保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置有水冷系統(tǒng)和氣保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于焊槍擺動裝置包括：步進(jìn)電機(jī)、手柄、固定板、第一擺動板、第二擺動板、上支撐桿、下支撐桿、第一偏心輪、第二偏心輪、擺動板和絕緣板，步進(jìn)電機(jī)連接在固定板一側(cè)，第一擺動板和第二擺動板由定位銷連接在固定板另一側(cè)，第一擺動板和第二擺動板上分別設(shè)有擺動槽，第一擺動板的擺動槽內(nèi)設(shè)有第一偏心輪，第二擺動板的擺動槽內(nèi)設(shè)有第二偏心輪，第一偏心輪和第二偏心輪與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接，第一擺動板（或第二擺動板）的上端經(jīng)上支撐桿與擺動板上端相連接，第二擺動板（或第一擺動板）的下端經(jīng)下支撐桿與擺動板下端相連接，擺動板與絕緣板一側(cè)相連接，絕緣板另一側(cè)設(shè)有水氣保護(hù)裝置。

本發(fā)明所述的擺動板與上支撐桿或下支撐桿連接的孔為與鎢極相平行的槽孔，使第一擺動板和第二擺動板沿相反方向擺動時，隨擺動角度的增大，擺動板向下移動，以達(dá)到鎢極在窄間隙坡口內(nèi)隨擺動角度的增大，鎢極擺動原點(diǎn)位置下移（低于不擺動時的原點(diǎn)），鎢極擺動時與窄間隙坡口內(nèi)工件表面的距離（電弧長度）接近相同，也就是說擺動板的左右擺動，在使擺動原點(diǎn)下移的同時，鎢極與窄間隙坡口內(nèi)工件表面的距離基本不變，這就保證了擺動過程中電弧長度保持不變，很好的復(fù)制了手工TIG焊接厚板時的原理。

本發(fā)明所述的擺動槽是在第一擺動板和第二擺動板銷孔上方設(shè)有至小與偏心輪相切槽孔，以使其工作穩(wěn)定。

本發(fā)明所述第一偏心輪和第二偏心輪的偏心距相同，以使擺動板左右對稱擺動，提高焊接質(zhì)量。

本發(fā)明所述的第一擺動板和第二擺動板之間設(shè)有墊片，避免擺動時第一擺動板和第二擺動板間產(chǎn)生接觸阻力，使其工作穩(wěn)定，延長使用壽命，墊片可以采用聚四氟乙烯墊片。