专利名称：手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于碳钢、合金钢、不锈钢、难熔金属铝及铝镁合金、
铜及铜合金、钛及钛合金，以及超薄板0.1mm，同时能进行全方位焊接的直流钩 极氩弧焊气冷式焊枪。特别是对钛合金构件进行焊接的手工直流钩极氩弧焊气 冷式焊枪。
背景技术：
公知技术中手工钨极氩弧悍是利用惰性气体作保护的一种气体保护焊，属 非融化极。它借助于钨电极与焊件之间产生的电弧高温热量加热母材和填充材 料实现焊接的过程。它由焊机、焊枪、控制箱、水电气、地线及其它地线钳、 钨极辅助装置组成氩弧焊设备。焊枪和工件的电源正负极接法是根据焊接不同 的材料而定。 一般黑色金属焊接采用直流正极接;有色金属焊接釆用直流反极 接。通常是以氩气作为保护气体，钨极作为不熔化极，加热熔化母材实现焊接。 借助电极与焊件之间的电弧在一定的焊接电流下加热熔化母材(或添加焊丝) 一同熔入熔池，冷却形成焊缝。其中采用的焊枪的枪头和握套形如榔头。具有 手把、连接件、电极夹头、喷嘴、气管、水管、电缆线和导线。由于焊枪接氩 气太小，气体流出喷嘴时保护面积小，气体出来后容易形成紊流。焊接钛合金 温度高达40(TC。60(TC时会产生严重氧化或氮化。使被焊金属出现严重氧化现 象。而当氩气太大时，气体流量产生冲击力和紊流，使空气紊流气体巻入溶池， 焊缝金属氧化。其钨电极磨成一定的锥度。开始焊接时，焊枪钩极对准焊缝区 域，间距保持l-3mm，再按手把上微型按钮，提前送气，高频引弧后开始进入焊
接。焊接时焊枪作直线匀速移动，送丝速度与焊接速度应协调，严格控制焊缝 高度和宽度，保证要求焊透。焊接时焊丝不能离开保护区，焊丝与钨电极不能 接触，否则破坏电弧稳定燃烧，产生钨夹渣，使焊缝质量下降。在焊接过程中 要随时观察焊缝表面颜色变化，判定氩气保护效果好坏。为了保证焊缝前点和 终端的质量，对重要结构的焊接件，悍缝的两端要加装引弧板和熄弧板。悍接 引弧在引弧板上进行，熄弧在熄弧板上进行。
现有技术钨极氩弧焊在钨极表面烧坏或表面有污染物、裂纹、縮孔等缺陷 时，高频引弧困难，电弧不稳定，电弧有漂移现象，熔池分散，表面扩大，熔 深浅，焊缝成形差，焊接质量差。当焊缝金属表面出现深兰色、紫色……灰色 时焊缝已严重氧化或氮化，造成构件报废，因此它不能在开儆的常温空间设施 作业。为了避免枪焊接钛合金材料构件时，焊缝严重氧化或氮化，焊缝变脆和 产生裂纹或断裂。现有技术钨极氩弧焊不得不通过真空的容器，采用真空充氩 焊接设备来进行操作。操作时两手戴手套，插入真空容器，将钨极氩弧焊枪和 钛合金构件置于真空容器中进行焊接。显而易见的缺陷是操作位置受限制，效 果差，设备投资成本高。现有技术钨极氩弧焊枪产生氧化的主要原因是其枪体 内径小而短，喷嘴直径小。气体进入枪体时产生的气流冲击力，导致气流形成 紊流，不能形成有效的气流保护区，而造成液固态金属在焊接过程中的严重氧 化。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术只能在真空容器中焊接钛合金构 件缺陷和钛合金焊接过程焊缝金属易氧化氮化的问题，提供一种能有效阻止大 气进入保护区，焊缝不易氧化或氮化，电弧温度集中，热输入小，速度快，热 影响区域面积小，能消除电弧漂移现象，操作方便，特别是能够在自然环境下 对钛合金构件进行焊接的手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种手工直流钨极氩弧 焊气冷式焊枪，具有一个带有喷嘴的枪体和连接枪体的手柄，钩电极螺帽和电 极夹头，其特征在于位于电极螺帽下方的枪体型腔内设有过筛气流并连通喷 嘴的上气室和下气室，所述上气室和下气室由刚性气体透镜隔开，气体透镜上 制有按环形阵列交错间距排列的通气孔。
本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。
当氩气由金属管道进入枪体上气室时，在枪体内由气体透镜分割成的上气 室和下气室,使气体冲击力得到减压稳流作用，形成稳定的多层柱形过筛层流， 气室断面质点气体密度多层保护气流层，对焊缝区域能有效隔离空气，防止焊 接过程中空气对溶池侵蚀，使焊缝能得到良好保护，避免氧化或氮化现象。大 大提高焊缝接头的性能，尤其是强度、塑性、韧性高。当上气室气流要进入下 气室时，通过隔板"气体透镜A"上面小孔，气体流速可以得到减速控制。气体 密度得到均匀化的镇流作用。当氩气进入上气室和下气室到喷嘴时，氩气首先 通过双层气体透镜A、 B,其上面有许多规则排列小孔，使上气室和下气室冲击 力减少，并在喷嘴出处形成层流，能有效阻止大气进入保护区。下气室气流进 入喷嘴时通过"气体透镜B"得到二次镇流作用，气体压力和速度进一步减小， 气流进一步稳定。在喷嘴"锥形反射壁"的作用下，通过气流即形成的多层层 流，非常稳定，并能排除焊缝上大气，使焊缝区得到氩气有效保护，不受空气 氧化或氮化，达到钛合金焊接技术条件要求。焊工对溶池能见度好，焊接无溶 渣，无飞溅，焊接变形小，焊缝美观，焊缝焊后为银白色。操作方便。如果焊 枪配备高频脉冲氩弧焊接设备，可进行全位置焊接。尤其是焊接薄板材料时能 控制溶深，防止烧穿，焊透性好。在小电流焊接时，电弧十分稳定，挺直度好， 能消除电弧漂移现象，高频引弧，成功率高，高效节能。
由于在使用操作过程中起弧成功率非常高，能保持电弧稳定，电弧温度集 中，热输入小，速度快，热影响区域面积小，填充金属和添加量不受焊接电流
的影响，保护效果良好。从根本上解决了现有技术只能在真空充氩焊接设备下 进行操作，操作位置受限制，效果差，设备投资成本高的缺陷。可以在焊接大 型和小型结构件，特别是焊接钛合金构件时不需要用真空充氩焊接设备来进行 操作，实现了在自然环境下对钛合金构件的方便操作焊接。
图1是本实用新型手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪的构造示意图。
图2是本实用新型图1气体透镜的示意图。
图中1.手柄，2开关按钮，3.密封垫圈，4.电极螺帽，5.枪体，6.电极夹 头，7.钨电极，8.喷嘴，9A、 9B .气体透镜，10.上气室、ll下气室。
具体实施方式
为了进一步说明而不是限制本实用新型的上述实现方式，
以下结合附图和 实施例对本实用新型进一步说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施 范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本实用新型的保护范围。
图1描述了带有喷嘴的枪体和连接枪体的手柄1，钨电极螺帽4和电极夹头 6组成手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪的一个最佳实施例。它由手柄l、开关按 钮2、密封垫圈3、电极螺帽4、枪体5、电极夹头6、钨电极7、喷嘴8和气体 透镜9A、 9B、以及控制线、氩弧管道、电缆等依次装配连接组成。电极夹头优 选钍钨电极或铈钨电极。装有开关按钮2的手柄1以现有技术的形式电连接控 制线，其管道是进入氩气的通道。用紫铜管通过钎焊连接成整体的枪体5的上 下端固联有电极螺帽4和喷嘴8。电极螺帽4通过密封垫圈3密封连接枪体5。 由陶瓷或耐高温非金属绝缘材料制成的喷嘴8内的上端部制有锥形反射壁。位 于电极螺帽4下方的枪体型腔内设有过筛气流并连通喷嘴8的上气室10和下气 室11。上气室10和下气室11被刚性气体透镜9A、 9B隔开。用金属材料制成的 气体透镜9A、 9B上制有如图2所示的按环形阵列交错间距排列的通气孔。装配 在枪体5型腔内电极夹头6上装有气体透镜9A，通气孔沿径向环线组成若干排 孔。
本实用新型的另一实施例是气体透镜可以是几层叠放铜丝网。气体透镜9A、 犯可以用孔径小于0.1mm铜丝网几层叠放，最多2-4层，效果同样良好。缺点
是安装、拆卸较麻烦，焊厚板大电流时烧成小洞，故需要经常更换。
为提高电弧的稳定性，增加电极的寿命和减少钨的消耗。焊接薄板材料时
应选用气冷式焊枪，对厚板材料应选用结构相对复杂的水冷式焊枪。可选用钍
钨电极，在焊厚板材料可选用铈钨电极。电极端头磨成有利电弧稳定的一定锥
度平台。此焊枪焊机的一次进线，根据焊机的额定输入容量配制配电箱，空气
开关的大小。
本实用新型适用于合金钢、不锈钢、铝及铝合金、镁合金、高温合金、钛 及钛合金、稀有金属，以及大于0. 3mm以上薄板金属材料，可进行全方位焊件 焊接。特别是对钛合金高温易氧化或氮化构件焊接效果最佳.它能焊接除熔点非 常低的铝锡外的绝大多数的金属和合金。焊枪可以是气冷式，也可以是水冷式 焊枪。
权利要求1.一种手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪，具有一个带有喷嘴的枪体和连接枪体的手柄，钨电极螺帽和电极夹头，其特征在于位于电极螺帽下方的枪体型腔内设有过筛气流并连通喷嘴的上气室和下气室，所述上气室和下气室由刚性气体透镜隔开，气体透镜上制有按环形阵列交错间距排列的通气孔。
2. 根据权利要求1所述的手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪，其特征在于喷嘴的上端部制有锥形反射壁。
3. 根据权利要求1所述的手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪，其特征在于所述 的气体透镜是几层叠放铜丝网。
4. 根据权利要求1所述的手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪，其特征在于所述的电极夹头为钍钨电极或铈钨电极。
专利摘要本实用新型涉及一种手工直流钨极氩弧焊气冷式焊枪，具有一个带有喷嘴的枪体和连接枪体的手柄，钨电极螺帽和电极夹头。枪体型腔内设有过筛气流并连通喷嘴的上气室和下气室，所述上气室和下气室由刚性气体透镜隔开，气体透镜上制有按环形阵列交错间距排列的通气孔。由气体透镜分割成的上气室和下气室，在焊缝区形成有效隔离空气的多层柱形过筛层流。并在喷嘴出处形成多层保护层流。具有电弧温度集中，热输入小，速度快，热影响区域面积小的优点。解决了现有技术只能在真空充氩焊接设备下焊接钛合金构件的问题，避免了真空充氩焊接设备操作位置受限制，效果差，设备投资成本高的缺陷。实现了在自然环境下对钛合金构件的方便操作焊接。
文档编号B23K9/16GK201195224SQ20072007978
公开日2009年2月18日 申请日期2007年6月1日 优先权日2007年6月1日
发明者郭光耀, 陆金如 申请人:郭光耀