[發明專利]一種窄間隙鎢極氬弧焊自動設備

在審

• 申請號: 202010480538.2
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111531255A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 賈傳寶;張治衛
• 申請（專利權）人: 山東平云智能裝備有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/127;B23K9/32
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

本發明涉及一種窄間隙鎢極氬弧焊自動設備，屬于窄間隙焊接設備技術領域，包括機架、工作臺、焊槍、送絲系統、水冷系統；焊槍頂部通過進氣管與氣瓶連接，焊槍頂部通過電源導線與焊接電源連接，水冷系統包括進水管、回水管、水冷主機，焊槍頂部通過進水管和回水管與水冷主機相連，送絲系統包括送絲機，送絲系統為焊接熔池處提供焊絲；工作臺用于放置待焊工件，機架上設有傳動機構，傳動機構與焊槍、送絲系統連接，傳動機構用于帶動焊槍、送絲系統在機架上移動，各個系統有機結合，于焊接過程中實現窄間隙電弧控制、焊縫跟蹤、自動分層焊接等功能。

技術領域

本發明涉及一種窄間隙鎢極氬弧焊自動設備，屬于窄間隙焊接設備技術領域。

背景技術

窄間隙焊接(narrow gap welding，NGW)主要是應用在厚板焊接，在焊接前，焊接接頭位置不開坡口或者小角度坡口，并留有窄而深的間隙，采用傳統的焊接方法實現工件的高效率焊接。窄間隙焊接具有以下優點：窄的間隙可以大幅度減少填充金屬的用量，降低原材料成本；焊接熱輸入量低，熱影響區較窄，焊接接頭力學強度性能好；變形小，殘余應力小，機械性能優良，工件焊后形狀易控制；生產效率高，比傳統方法的生產效率可高出2倍有余。基于上述優點，使得窄間隙焊接技術受到各國焊接專家的高度關注，如今窄間隙焊接在制造業得到廣泛應用。

國家核電、船舶、重大工程對厚壁構件低變形、高效率、高質量焊接技術提出了越來越迫切的需求。激光、電子束具有能量密度高的特點，但存在成本高昂、對裝配要求高等缺點；窄間隙埋弧焊熱輸入較高；窄間隙熔化極氣體保護焊(GMAW)往往也需要較大熱輸入才能解決側壁未熔合缺陷問題，且容易產生飛濺，熔滴過渡行為復雜；窄間隙非熔化極氣體保護焊 (GTAW)焊接質量高，焊接過程穩定，可以用于焊接有色金屬，可以實現橫焊、立焊、仰焊等全位置焊接。

焊槍是焊接設備直接進行焊接的部分，目前窄間隙鎢極氬弧焊接主要實現方式有三種：一種是通過傾斜鎢極配合直鎢極或是雙鎢極雙焊接電源結構，此結構可以保證有效的側壁熔合，但是結構復雜，可以施焊的間隙寬度范圍有限。一種是通過傾斜鎢極在間隙中擺動產生擺動電弧從而有效加熱兩邊側壁，但是同樣存在著施焊間隙寬度范圍有限以及設備結構復雜價格昂貴等問題。另外一種是通過外加約束的方法控制電弧的加熱范圍，包括外加橫向磁場以及旋轉陶瓷片約束電弧的方法，但是磁控電弧方法不能焊接易磁化的材料并且需要解決磁場發生電路的問題，旋轉陶瓷片約束電弧方法焊接效率較低，并且需要定期更換陶瓷片，由于陶瓷片旋轉引入空氣對焊縫的氣體保護也存在問題。當前窄間隙鎢極氬弧焊接設備大多數采用焊接小車沿著既定的軌道進行焊接，設備的自動化程度有限，在施焊過程中對于焊槍的位置、姿態調整有限，而窄間隙鎢極氬弧焊接中電弧的形態與焊接過程中鎢極的位置息息相關，因而為保證側壁的有效熔合以及良好的焊縫成形，對焊接過程中焊槍的位置與姿態進行實時監控調整很有必要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種窄間隙鎢極氬弧焊自動設備。

本發明的技術方案如下：

一種窄間隙鎢極氬弧焊自動設備，包括機架、工作臺、焊槍、送絲系統、水冷系統；

焊槍頂部通過進氣管與氣瓶連接，焊槍頂部通過電源導線與焊接電源連接，水冷系統包括進水管、回水管、水冷主機，焊槍頂部通過進水管和回水管與水冷主機相連，主要是對焊槍實現冷卻功能，以保證本設備的長期穩定運行；

送絲系統包括送絲機、導絲管、加持裝置，送絲系統為焊接熔池處提供焊絲；送絲速度取決于焊縫寬度、焊接速度、電流、電壓等；

工作臺用于放置待焊工件，機架上設有傳動機構，傳動機構與焊槍、送絲系統連接，傳動機構用于帶動焊槍、送絲系統在機架上移動。