[發(fā)明專(zhuān)利]一種通過(guò)側(cè)壁對(duì)稱(chēng)雙送絲的一體式TIG焊噴嘴及焊槍

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810650752.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108788395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳茂愛(ài);石萌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/133
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/133;B23K9/28
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種通過(guò)側(cè)壁對(duì)稱(chēng)雙送絲的一體式TIG焊噴嘴及焊槍?zhuān)▏娮毂倔w、外送絲嘴、導(dǎo)桿、連接滑套和內(nèi)送絲嘴；噴嘴本體的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)通孔，外送絲嘴焊接在噴嘴本體兩側(cè)與所述的通孔連通形成送絲通道，且內(nèi)送絲嘴安裝在所述的外送絲嘴內(nèi)；導(dǎo)桿設(shè)置在外送絲嘴的后端與其相連，用于對(duì)焊絲送入的方向進(jìn)行導(dǎo)向，連接滑套套在噴嘴本體上部。焊絲從噴嘴兩側(cè)同時(shí)送入，兩焊絲對(duì)稱(chēng)地從鎢極前部和后部同時(shí)送絲，這樣既可使得熔敷速度至少提高一倍；又可對(duì)稱(chēng)地吸收電弧前部和后部的熱量，保證了電弧對(duì)工件加熱的對(duì)稱(chēng)性和高速焊下焊接過(guò)程的穩(wěn)定性，同時(shí)，兩根焊絲在電弧中對(duì)稱(chēng)穿行可更多地利用噴嘴余熱和電弧弧柱的熱量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)了一種噴嘴，具體涉及一種通過(guò)對(duì)稱(chēng)安裝在側(cè)壁上的兩個(gè)導(dǎo)絲嘴進(jìn)行雙送絲的一體式TIG焊噴嘴以及可安裝該噴嘴的焊槍。

背景技術(shù)

鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG焊)由于電極不熔化，具有焊接過(guò)程平穩(wěn)、適應(yīng)范圍廣、焊縫質(zhì)量好、焊接變形小、熱影響區(qū)小等一系列優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。但這種焊接方法只能利用工件所在極區(qū)的熱量，而鎢極所在極區(qū)和弧柱產(chǎn)生的熱量全部被散失掉，因此其熱效率系數(shù)低、熔深能力小、熔敷速度低、焊接速度慢，導(dǎo)致其焊接生產(chǎn)率效率低、成本高。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者為了提高TIG焊的焊接效率開(kāi)發(fā)了許多高效TIG焊接工藝，如匙孔TIG、活性TIG、雙鎢極TIG和熱絲TIG等。匙孔TIG通過(guò)采用高達(dá)600A以上的大電流來(lái)提高電磁收縮力和電弧挺直度，進(jìn)而提高熔透能力，可一次性焊透12mm厚的不銹鋼，但電流的增大勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致熱影響區(qū)及其晶粒尺寸增大、接頭性能變差。活性TIG焊通過(guò)使用活性劑來(lái)提高熔透能力，但活性劑的使用使得焊前準(zhǔn)備過(guò)程變得繁瑣，而且焊縫表面成形明顯變差，因此，其應(yīng)用也受到了很大限制。雙鎢極TIG焊利用兩個(gè)鎢極與工件之間引燃的電弧進(jìn)行焊接，通過(guò)兩個(gè)電弧的有效耦合進(jìn)一步提高電弧穩(wěn)定性，并顯著提高熔敷速度，但這種焊槍體積大，可達(dá)性和操作靈活性變差。熱絲TIG焊利用附加的熱絲電源對(duì)填充焊絲進(jìn)行預(yù)熱，解決了TIG焊熔敷效率低的問(wèn)題，但焊槍外側(cè)要附加一熱絲嘴，焊槍端部尺寸明顯增大，其可達(dá)性、定位精度和操作靈活性變差，而且熔敷效率的提高需要利用額外的能量。另外，上述焊接方法均存在成本比普通TIG焊提高的問(wèn)題，而且也沒(méi)能從根本上解決傳統(tǒng)TIG焊接電弧能量利用率低的問(wèn)題。SAF公司開(kāi)發(fā)了TOPTIG焊接工藝，其采用通過(guò)噴嘴側(cè)壁單送絲的方式，焊絲在從鎢極前面或后面穿過(guò)電弧送入到熔池的過(guò)程中吸收了噴嘴和弧柱區(qū)的熱量，提高了電弧能量利用率，有效提高了熔敷速度和焊接速度，而且，該噴嘴結(jié)構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、操作方便、利于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接。但是，這種工藝在進(jìn)一步提高熔敷速度時(shí)，由于焊絲吸收的電弧熱量過(guò)高，工件基本不發(fā)生熔化，從而導(dǎo)致駝峰焊道或邊緣未熔合等缺陷。例如，在采用500mm/min的焊接速度、150A的焊接電流、4mm弧長(zhǎng)進(jìn)行焊接2mm厚不銹鋼時(shí)，如果從鎢極前面送進(jìn)，熔敷速度達(dá)到24g/min(對(duì)應(yīng)的送絲速度為2.1m/min)時(shí)，電弧正下方的工件僅僅熔化非常薄的一層，如圖1(a)。這層薄的液態(tài)金屬迅速凝固，阻止了熔化的焊絲金屬向后流動(dòng)，導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)駝峰焊道，如圖1(b)所示。而從鎢極后面送絲時(shí)，熔敷速度達(dá)到28.5g/min(對(duì)應(yīng)的送絲速度為2.5m/min)時(shí)，電弧正下方的工件熔化量很少或不熔化，如圖2(a)所示；熔池金屬盡管在焊道上連續(xù)鋪展，但流到焊道兩側(cè)邊緣時(shí)無(wú)法將母材熔化而直接在上面凝固，導(dǎo)致焊縫焊趾部產(chǎn)生未熔合，并呈現(xiàn)鋸齒狀，如圖2(b)所示。另一方面，在較高的焊接速度下，無(wú)論是從鎢極前方還是從后方送絲，焊道均會(huì)出現(xiàn)彎曲和邊緣未熔合現(xiàn)象。

綜上，TOPTIG是提高TIG焊焊接效率的最佳方法，但其提高的程度有較大的局限性；因此，有必要對(duì)其采用的焊槍進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)率并降低焊接成本。

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