一種鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接置。
【背景技術(shù)】
[0002]媽極氬弧焊(TIG)是“惰性氣體保護(hù)媽極電弧焊(Tungsten Inert Gas arcwelding) ”的簡(jiǎn)稱(chēng)。所謂鎢極氬弧焊，是通過(guò)鎢棒產(chǎn)生電弧，鎢棒在焊接過(guò)程中并不熔化，可以另外通過(guò)送絲機(jī)進(jìn)行焊絲填充或者不用填充的焊接方法，焊接過(guò)程中所用的鎢棒幾乎不會(huì)被消耗。
[0003]目前針對(duì)TIG電弧運(yùn)動(dòng)的鎢極氬弧焊的技術(shù)主要應(yīng)用與窄間隙焊接領(lǐng)域，包括:(1)采用直鎢極，然后焊槍整體采用脈沖或機(jī)械擺動(dòng)的方法，如申請(qǐng)專(zhuān)利(201410423667.2)，這類(lèi)方法由于是針對(duì)于焊槍整體，只需要在焊槍旁添加一個(gè)振動(dòng)裝置，所以相對(duì)簡(jiǎn)單些，更容易實(shí)現(xiàn)。法國(guó)的Polysude公司、瑞典的ESAB公司、加拿大的Liburdi公司和我國(guó)的華恒公司都是采用這種結(jié)構(gòu)形式。(2)采用異形鎢針擺動(dòng)的方法。如授權(quán)專(zhuān)利(201010233844.2)，該方法是利用齒輪機(jī)械傳動(dòng)，帶動(dòng)異形鎢極的左右擺動(dòng)，從而將電弧引到側(cè)壁上，避免側(cè)壁未熔合。(3)采用偏心鎢極旋轉(zhuǎn)的焊接方法。該方法類(lèi)似于異形鎢針擺動(dòng)方法，其中鎢極按一定角度斜切轉(zhuǎn)動(dòng)，但是轉(zhuǎn)動(dòng)的角度受到焊接回路電纜的影響，只能在180度以?xún)?nèi)進(jìn)行左右偏轉(zhuǎn)，由此帶來(lái)的效果是:一方面，電弧的位置會(huì)由鎢極中心轉(zhuǎn)移到鎢極側(cè)邊上；另一方面，斜切會(huì)造成鎢極重心偏移，導(dǎo)致鎢極出現(xiàn)圓錐擺，范圍比異形鎢針擺動(dòng)的范圍更大一些。焊接過(guò)程中，鎢極末端以及電弧都一直處于偏離狀態(tài)，并沒(méi)有以焊槍的中心線(xiàn)為軸心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，日本的AICHI公司即利用了此種方法開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的窄間隙熱絲TIG焊接技術(shù)。
[0004]由于鎢極偏心，所以在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，在離心力的作用下，一方面，鎢極會(huì)遠(yuǎn)離中心，另一方面，電弧自身也會(huì)盡可能遠(yuǎn)離鎢極的中心，所以最終結(jié)果就是電弧被“甩”到側(cè)壁上，同樣也是提高了電弧對(duì)側(cè)壁的加熱效果，避免出現(xiàn)側(cè)壁未熔合現(xiàn)象。
[0005]以上方法都是在窄間隙焊接領(lǐng)域可以得到很好的應(yīng)用，但由于不論是以哪種形式，電弧都會(huì)偏離焊槍軸線(xiàn)，向焊槍外面鋪展，產(chǎn)生較大的熱影響區(qū)和更寬的焊縫，所以并不適用于普通平板對(duì)接、角焊縫等更為常見(jiàn)的焊接狀況，因此在提高普通平板對(duì)接以及角接等焊接時(shí)的焊接質(zhì)量，上述方法的局限性顯然受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中偏心鎢極旋轉(zhuǎn)TIG焊接技術(shù)的應(yīng)用局限，通過(guò)鎢極全角度自轉(zhuǎn)，改變?nèi)鄢氐氖芰顟B(tài)，震蕩熔池、細(xì)化晶粒，從而擴(kuò)大TIG焊接技術(shù)的應(yīng)用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，包括帶動(dòng)鎢極旋轉(zhuǎn)的電機(jī)、電機(jī)支架、聯(lián)軸器、TC骨架雙唇油封、鎢極夾、集電環(huán)、石墨電刷、焊槍外殼、保護(hù)氣罩、媽極；電機(jī)支架支撐著電機(jī)，同時(shí)與焊槍外殼相連；電機(jī)軸外套有絕緣套筒；鎢極夾設(shè)在焊槍外殼內(nèi)部；絕緣套筒和鎢極夾通過(guò)聯(lián)軸器相連，集電環(huán)套在媽極夾上；石墨電刷固定在焊槍外殼上并與集電環(huán)接觸；媽極夾加持媽極；集電環(huán)上方安裝有兩個(gè)TC骨架雙唇油封；保護(hù)氣接口設(shè)在油封下方；保護(hù)氣罩安裝在焊槍外殼的下端。
[0008]所述鎢極的端部為對(duì)稱(chēng)扁平錐臺(tái)狀。
[0009]所述鎢極的直徑范圍為I?5mm，扁平錐臺(tái)的端面長(zhǎng)度范圍為1.5?4mm，寬度范圍為0.5?1.5mm。
[0010]在兩個(gè)TC骨架雙唇油封之間的焊槍外殼兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，兩個(gè)油封之間通入冷卻水對(duì)鎢極夾進(jìn)行冷卻。
[0011]所述鎢極夾上端與油封接觸處的圓跳動(dòng)應(yīng)不超過(guò)0.1，表面粗糙度Ra、Rz的值均不超過(guò)3.2 μ m。
[0012]本發(fā)明的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，通過(guò)電機(jī)對(duì)鎢極施加旋轉(zhuǎn)。鎢極旋轉(zhuǎn)起來(lái)后，條狀的電弧即會(huì)周期性地掃過(guò)熔池表面，相應(yīng)的，熔池中的金屬液會(huì)受到周期性的電弧力的作用，即熔池會(huì)產(chǎn)生周期性震蕩，這樣可以細(xì)化晶粒，促進(jìn)熔池中氣體的析出，減少氣孔，得到優(yōu)質(zhì)焊縫。由于采用端部為對(duì)稱(chēng)扁平狀的鎢極，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，鎢極不會(huì)因?yàn)槠亩x焊槍軸線(xiàn)，即電弧不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。利用雙唇骨架油封來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鎢極夾進(jìn)行水冷，通過(guò)水冷，可以有效提高鎢極耐受電流的大小，在焊接過(guò)程中盡可能保持對(duì)稱(chēng)的扁平形狀。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是鎢極端部的主視圖；
圖3是鎢極端部的左視圖(或右視圖)；
圖4是是鎢極端部的仰視圖；
圖5是電弧及恪池形狀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，包括帶動(dòng)鎢極旋轉(zhuǎn)的電機(jī)1、電機(jī)軸外的絕緣套筒2、電機(jī)支架3、聯(lián)軸器4、TC骨架雙唇油封5、鎢極夾11、集電環(huán)10、石墨電刷9、焊槍外殼12、保護(hù)氣罩13、媽極14。電機(jī)支架3支撐著電機(jī)1，同時(shí)電機(jī)支架3與焊槍外殼12相連，電機(jī)軸外套有絕緣套筒2。鎢極夾11設(shè)在在焊槍外殼12內(nèi)部。絕緣套筒2和鎢極夾11通過(guò)聯(lián)軸器4相連，集電環(huán)10套在鎢極夾11上，石墨電刷9固定在焊槍外殼12上并與集電環(huán)10接觸。鎢極14加持在鎢極夾11中。在焊槍外殼12內(nèi)部、集電環(huán)10上方安裝有兩個(gè)TC骨架雙唇油封。在兩個(gè)油封之間的焊槍外殼12兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口 6和出水口 7，兩油封之間通入冷卻水對(duì)鎢極夾11進(jìn)行冷卻。保護(hù)氣罩13安裝在焊槍外殼12下端；在油封下方的焊槍外殼12上設(shè)有保護(hù)氣接口 8。
[0016]本發(fā)明的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，鎢極14的端部形狀為對(duì)稱(chēng)扁平錐臺(tái)形。如圖2?4所示，媽極的直徑為2.4_，扁平錐臺(tái)的端面長(zhǎng)度為2_，寬度為1mm。
[0017]焊接過(guò)程中，鎢極的旋轉(zhuǎn)速度為500rpm。所采用的直流無(wú)刷電機(jī)型號(hào)為57BLY06230，其功率為62W，輸入電壓為24V，額定轉(zhuǎn)速為3000rpm。配合使用的調(diào)速模塊型號(hào)為DClHP數(shù)顯直流電機(jī)馬達(dá)調(diào)速器。
[0018]本發(fā)明的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置對(duì)鎢極夾的要求較高，鎢極夾上端與油封接觸處的圓跳動(dòng)應(yīng)不超過(guò)0.1，表面粗糙度Ra、Rz的值均不超過(guò)3.2 μπι。
[0019]本發(fā)明的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置對(duì)鎢極夾采用循環(huán)水進(jìn)行冷卻，從而在焊接過(guò)程中盡可能保持鎢極端部的對(duì)稱(chēng)扁平形狀。
[0020]焊接電源選擇雷姆INVERTIG.PROdigital 240 AC/DC，該焊接裝置特別適用于薄板的焊接，將旋轉(zhuǎn)電弧和精準(zhǔn)的波形控制結(jié)合起來(lái)，可以更好地應(yīng)用于薄板的焊接。
[0021]焊接時(shí)，先啟動(dòng)電機(jī)，焊接裝置以500rpm的速度高速旋轉(zhuǎn)，開(kāi)啟冷卻水系統(tǒng)，然后啟弧，電弧穩(wěn)定后開(kāi)始正式焊接。
[0022]如圖5所示，焊接過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)鎢極會(huì)使得條狀的電弧周期性地掃過(guò)熔池表面，相應(yīng)的，熔池中的金屬液會(huì)受到周期性的電弧力的作用，即熔池會(huì)產(chǎn)生周期性震蕩，這樣可以細(xì)化晶粒，促進(jìn)熔池中氣體的析出，減少氣孔，得到優(yōu)質(zhì)焊縫。
[0023]焊接結(jié)束后，先熄弧，然后再關(guān)閉電機(jī)。
[0024]以上對(duì)本發(fā)明的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，其特征在于:包括帶動(dòng)鎢極旋轉(zhuǎn)的電機(jī)、電機(jī)支架、聯(lián)軸器、TC骨架雙唇油封、鎢極夾、集電環(huán)、石墨電刷、焊槍外殼、保護(hù)氣罩、鎢極；電機(jī)支架支撐著電機(jī)，同時(shí)與焊槍外殼相連；電機(jī)軸外套有絕緣套筒；鎢極夾設(shè)在焊槍外殼內(nèi)部；絕緣套筒和鎢極夾通過(guò)聯(lián)軸器相連，集電環(huán)套在鎢極夾上；石墨電刷固定在焊槍外殼上并與集電環(huán)接觸；鎢極夾加持鎢極；集電環(huán)上方安裝有兩個(gè)TC骨架雙唇油封；保護(hù)氣接口設(shè)在油封下方；保護(hù)氣罩安裝在焊槍外殼的下端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，其特征在于:所述鎢極的端部為對(duì)稱(chēng)扁平錐臺(tái)狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，其特征在于:鎢極的直徑范圍為I?5mm，扁平錐臺(tái)的端面長(zhǎng)度范圍為1.5?4mm，寬度范圍為0.5?1.5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，其特征在于:在兩個(gè)TC骨架雙唇油封之間的焊槍外殼兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，兩個(gè)油封之間通入冷卻水對(duì)鎢極夾進(jìn)行冷卻。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，其特征在于:鎢極夾上端與TC骨架雙唇油封接觸處的圓跳動(dòng)不超過(guò)0.1，表面粗糙度Ra、Rz的值均不超過(guò)3.2 μ m0
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接置。鎢極自轉(zhuǎn)式非熔化極氬弧焊接裝置，包括電機(jī)、電機(jī)支架、聯(lián)軸器、TC骨架雙唇油封、鎢極夾、集電環(huán)、石墨電刷、焊槍外殼、保護(hù)氣罩、鎢極；電機(jī)支架支撐著電機(jī)，同時(shí)與焊槍外殼相連；電機(jī)軸外套有絕緣套筒；絕緣套筒和鎢極夾通過(guò)聯(lián)軸器相連，集電環(huán)套在鎢極夾上；石墨電刷固定在焊槍外殼上并與集電環(huán)接觸；鎢極夾加持鎢極；集電環(huán)上方安裝有兩個(gè)TC骨架雙唇油封；保護(hù)氣接口設(shè)在油封下方；保護(hù)氣罩安裝在焊槍外殼的下端。本發(fā)明的焊接裝置通過(guò)鎢極原位自轉(zhuǎn)，保證了電弧在空間上的穩(wěn)定性以及時(shí)間上的連續(xù)性，同時(shí)改變了熔池的受力狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)焊縫質(zhì)量的優(yōu)化與提升。
【IPC分類(lèi)】B23K35/04, B23K9/26, B23K9/167, B23K9/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105033413
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510365255
【發(fā)明人】張洪濤
【申請(qǐng)人】張洪濤
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日