焊接导电嘴和其加工方法

专利名称：焊接导电嘴和其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种引导焊丝的导电咀，下面称之为焊接导电咀，它用于自动弧焊设备，特别是，涉及上述导电咀中开有焊接引导孔的结构。
焊丝被用着一般的气体金属弧焊(以后简称为GMA焊)的电极，填充焊丝用在非熔化极电弧焊，它被表示为一种钨极隋性气体弧焊(以且简称为TIG焊)，焊丝具有一圆形的横截面，以及用于引导焊丝到焊接处的焊接导电咀的引导孔也具有圆形的横截面。


图10所示的是用于GMA焊的现有的接触导电阻和它们引导孔2的截面图，上述内容是公知的现有技术。通常，导电阻1的长度L大约40mm左右，以及阶梯式的圆形引导孔2是沿导电阻径向设置在其中心部位的，其进口端3的直径较大，出口端4的直径较小。大直径部份的直径D设置得比上述焊丝的直径大大约1mm，小直径部份的直径d设置得比上述焊丝的直径大大约0.2～0.4mm，例如在这种情况下，穿过导电咀引导孔的焊丝直径为1.2mm左右。从耐磨性和接触导电的观点出发，铬铜合金或铍铜合金通常用做GMA焊的焊丝焊接导电咀1的材料。焊丝多少弯曲的由导电咀入口部位3导入，从而在出口部位4可靠的实现接触导电。图11是导电咀出口的截面图，并且图示出焊丝5穿过导电阻1的引导孔2的状态。具有圆形横截面的焊丝5与具有圆形横截面的引导孔2的内侧以线与点之间的点接触的方式实现导电接触。
焊接导电咀1安装在一个未表示的焊炬上，它可以用在半自动焊中或装在焊接机器人中。在焊炬1装在焊接机器人的情况下，当焊接时间被设定，焊丝5通常由导电咀1中引出，以及焊接路线通过焊丝5的端部跟踪焊接坡口而供给，焊接通过连续的反向而实现。在跟踪焊接坡口的过程中，经过焊接坡口把接触压力施加到焊丝5上，但是引导孔是和焊丝5之间的接触点是变化的，这样，在焊接期间，连续反向时焊丝端部的位置和焊丝端部第一时间的位置往往会改变，这很容易使得焊丝5的端部在焊接期间对不准目标，从而使焊道呈"Z"字形。
所以，为了减少这种麻烦，焊丝5希望尽可能的直并与引导孔2之间有小的间隙。为便于焊丝5光滑地输送，有些间隙是必要的，如果直的焊丝5设置成穿过直的引导孔，将带来在引导孔是和焊丝5之间接触通电位置不能固定的问题，从而使得稳定的焊接操作变得很困难。因此，当将用这种直的焊丝时，一个例子揭示了一种通过一弹簧将焊丝水平推入通电的导电咀孔表面(日本专利申请书公开号64-18582)。
顺便说一下，送进焊接导电咀1中的焊丝5不是总清洁的，其表面时常会有锈，由于焊丝和导管式导电咀的内表面接触产生的碎屑，以及在供给辊穿进焊丝传送装置时产生的进一步释放的物质。低碳钢焊丝表面通过镀铜抑制锈的产生，在这种情况下，除了前述的外来物质外，时常还附着由电镀金属释放的物质。这些外来物质与焊丝5一起带到焊接导电咀1，并且堵塞在焊丝5与引导孔2之间，从而防碍了焊丝5顺利通过引导孔2，或者阻止了焊丝5的导电接触。结果，在GMA焊情况下，时常产生不稳定的电弧，同时还有一些问题，如经常产生飞溅和电弧的不稳定性。在焊接开始时，有些情况下焊丝与导电咀之间的电火花使得导电咀和焊丝彼此凝结为一体。
由于引导孔的直径做得很小，接近于焊丝的直径，上述问题极易产生，因此，通常引导孔直径设定为比焊丝直径大约大0.2～0.4mm。
顺便提一下，为了一种顺利排出外来物质的方法，日本实用新型申请号为No56-142880提出一种结构如图12所示，一间隙40设置在引导孔2的途中，一横置的孔6由间隙40穿过导电咀18并与外面相通，用以排出外来物质。即使将用这种方法，当通电接触导电咀中的导电咀孔直径制成比通常的尺寸小，引导孔的直径仍然是通常的尺寸而无任何改变，外来物质的堵塞依然产生。这对于在引导孔2中的焊丝5的振动而言无任何改进。
用于热丝TIG焊中的陶瓷引导导电咀下面将详细描述。在热丝TIG焊中，为了使通过填充焊丝的通电而形成热的延长部份长和使该焊丝的端部波动小，一种用于填充焊丝引导的陶瓷物质的绝缘导电咀通常按照焊丝通过通电接触导电咀而配置。
图13是本发明所用的在先申请的TIG焊焊炬的导电咀部位的结构剖视图(公开在日本专利申请中，公开号No3-297574)，焊炬16被这样布置，即填充焊丝可以供给到与锡电极9平行并邻近钨电极9的部位。因此焊炬的圆周可制得小一些，并且很容易实现在窄小空间的焊接。它具有这样的作用，即可增加弧长的允许偏差，明显地改善TIG焊机器人的可行性。另外，这种通过焊丝5通电的热丝方法对于增加焊丝的熔敷量也是合适的。
在图13中，用于提供填充焊丝5的绝缘引导导咀10和钨电极9由可替换的机构、如螺纹制动器容纳于安装在空心炬体7上的承载导电咀8上。另外，陶瓷保护咀11插在炬体7的外圆周缘中。此外，这里有一个用于氩气做为在焊炬体7内侧的保护气体吹出进入喷咀11的边缘的内园周的通道(未示出)。水冷管(未示出)为一铜制传导的双管结构，该水冷管安装在空芯的炬体7内，外水冷铜管的端部与承载咀8相连。因此冷却水铜管依靠冷却水对承载咀8进行冷却，同时，电弧13可在钨电极和基板金属12之间通过向承载咀8和钨电极导电而产生。焊丝引导管14沿咀11的轴线方向设置在炬体7内，用于焊丝的承载咀15安装在它的下端部。焊丝5穿过电流接触导电咀15和焊丝绝缘引导芯10到达基板金属。
在图13示的TIG焊焊炬16中，希望焊丝5刚好在电弧13的下面，以利于TIG焊焊炬的操作。相反，由于实施全自动焊，由于某种原因在其边缘上经常产生粗珠滴，焊丝5与基板金属是离开的。在这种情况下，粗珠滴与钨电极9相接触，电弧13被扰动，如果钨电极9和焊丝5过于接近，导致焊接工作不能进行。为了防止这种情形，最好在钨电极9和焊丝5表面之间提供一定宽度的间隙。
在焊丝5与引导孔17之间无间隙和焊丝为直的情况下，钨电极9和焊丝5之间的间隙最短，应为0.5mm或者大一些，最好为近似1mm，尽管如此，由于在绝缘引导芯10中的焊丝引导孔17相对于1.2mm直径的焊丝具有为1.4mm的园形截面，除非在正常设置条件下，两者间的间隙在1.5mm或更大，粗珠滴和钨电极9之间仍会接触，因为在焊丝5与引导孔17之间有波动，焊丝5也是有弯曲倾向的不均匀性。而且还存在当焊丝5与钨电极9之间的间隙大或两者之间很低邻近时电弧热量有很大差异的问题。因此很难控制焊丝的熔化状态。
由于这样的原因，希望通过将绝缘芯10中的引导孔17的直径做得尽量的最小，以保持焊丝5与钨电极9之间的距离恒定，从而减少焊丝5与引导孔17之间的振动。当引导孔17的直径相对于焊丝5的1.2mm直径为1.3mm左右时，导致一些不利因素，如铜镀层的碎屑这样的外来物质将堵塞引导孔2，导致焊丝无法供给，焊丝5在引导芯10的进口处被切削，在炬体7的一侧产生屑的堆积，接触导电咀15和钨电极9短接，在炬体7内产生电弧，从而破坏焊炬16。因此，引导孔17的直径为1.4mm或更大，定期清扫炬体7是必须的，以尽可能不使外来物质产生堆积。
在上述现有技术中，存在这样一个缺点，由于焊丝5与引导孔2之间大的间隙，根据供给的焊丝，焊丝5的位置波动较大。进一步说，根本问题仍未解决，由于提供在导电咀1上的模孔6排出任何外来物质的方法导致导电咀的结构复杂，价格增高，由于外来物质的侵入导致电电咀的堵塞。
将具有园形截面的焊丝插进具有圆形截面引导孔的导电咀的方法，其缺点是，由于焊丝5与引导孔2内表面彼此线和点接触在一起，任何连续的导电很难保持，并且基于瞬间的不良导电起弧很容易产生。由于很大的电流汇集到一点，可能导致在焊丝和导电咀堵塞的情况下导电启动时在焊丝与导电咀之间产生火花的危险，并且焊丝熔化进入导电咀，从而使焊丝无法供给。
本发明的第一个目的是提供一种具有结构简单、造价低的通电的导电咀，尽管由于焊丝与导电咀孔之间的间隙设置得比较小，而使得焊丝端部位置波动设置的较小，不发生由电镀层这样的外来物质引起的堵塞，以及导电性很好。
本发明的第二个目的是，提供一种包括简单结构的绝缘陶瓷的导电咀，虽然由于焊丝与导电咀孔之间的间隙安排得比较小而使焊丝端部位置的波动比较小，不会发生如由于电镀镀层堆积这样的外来物质引起的任何的堵塞。
本发明的第三个目的是，提供一种加工具有这种功能的导电咀造价低的方法。
本发明的上述的第一和第二个目的，通过将引导孔的截面形状成为能使焊丝放入的非圆形截面而达到。
上述引导孔的截面形状可以是多边形、椭圆形或其近似的形状。在将引导孔的截面设定为多边形的情况下，最好将多边形限定在一园的范围内，例如多边形的对径限定在一直径为比插进引导孔中的焊丝的外径大0.02-0.2mm的园中。特别是，最好将其设定为三角形。另一方面，在将引导孔的截面形状设定为椭圆形时，最好将椭园形引导孔短轴设置的比掩入上述引导孔中的焊丝的外径大0.02～0.20mm。
在任何情况下，为了彻底清除外来物质，当插入引导孔的焊丝具有一园形截面和上述焊丝的圆周表面与引导孔的两个表面完全接触时，特别是最好设定一形状，该形状在精确接触上述焊丝和上述焊丝的园周表面的两个表面之间具有足以内切直径为上述焊丝外往三分之一的一个圆的间隙。
本发明的焊接导电咀整体可由铜或者铜合金制成，或者整体由热阻的绝缘陶瓷制成。进一步，焊接导电咀包括一主体部份和嵌入上述导电咀主体部份端部中的镶块，上述的引导孔也开在镶块上。焊接导电咀包括电咀主体部份和长度为25mm或更长的热阻陶瓷制得的镶块部份，该镶块部份顺序地装到上述焊接导电咀的主体部份上，以及上述的引导孔可开在导电咀主体和镶块部份两者上。
另外，希望提供这样一种装置，使得焊丝与上述导电咀的引导孔内表面以接触方式可靠地滑动着。例如，可将引导孔的中心线在焊丝传送方向上弯曲或者构成上述的导电咀，这样，通过将弹性元件部份地伸到引导孔的外侧而使得弹性元件与插进引导孔中的焊丝的外表面完全接触。
另外，上述的第三个目的可通过采用铜导电咀的工艺得到，即具有非园形截面的芯丝插入铜或铜合金的园筒形基材中，通过在园筒形基材上施加一外力，上述的园筒形基材的内表面紧紧地挤压在上述芯丝的外表面上，这样，上述芯丝取出后，就可形成一个具有非园形截面引导孔的焊接导电咀。
当引导孔制成非园形时，如三角形，菱形或或椭园形，虽然插入引导孔的焊丝可能具有一最大的直径，然而，在插入的焊丝园周表面和引导孔的内表面之间仍可以形成一大的间隙。由外来物质引起的堵塞可减少，同时焊丝的振动亦可减小。
例如，如图14所示的引导孔成形为一具有一直径为D的内切园20的等边三角形21，一直径为d的园与内切园20相切，三角形21的一个角等于D/3。假定D为1.2mm，d等于0.4mm。虽然引导孔为这样一个三角形，可是要引导直径为1.2mm的焊丝，差不多直径为0.4mm的外来球形物质可以通过该引导孔。如上所述，在插入的焊丝的园形截面的直径为1.2mm时，普通的引导孔直径为1.4mm的园形，相应的可通过的球形外来球形物质的直径只可为0.2mm。但是，当引导孔的形状设置为三角形时，焊丝的振动减小，同时，任何较大的镀层杂屑一类的杂物可通过引导孔去除，从而不会发生焊丝堵塞和不正常的传送。
在具有三角形引导孔的电流接触导电咀中，当对着引导孔的一个角推时，焊丝至少与引导孔的两个点接触，这与园形引导孔一个点电接触的情况相比较导电性更可靠，由于没有外来杂物环绕引导孔堆积，所以不会有由于外来物质侵入焊丝和导电咀之间接触间隙的任何部位而引起不良接触。
在导电咀装配中，一丝经推动插入一V型管内，三角形引导孔可成形，同时，丝挤压三角形孔的两侧以使彼此接触。
所以，与园形引导孔的一点导电接触相比，导电接触更可靠，焊丝可被加热至高温并被校直，以及焊丝的振动被阻止。
图1是本发明的焊接导电咀的第一个优选实施例的截面图;
图2是沿图1中A-A线的剖视力;
图3是沿图1中B-B线的剖视图;
图4是本发明的焊接导电咀的第二个优选实施例的截面图;
图5是引导孔的不同横截面形状例子的示意图;
图6是本发明的焊接导电咀的第三个优选实施例的截面图;
图7是本发明的焊接导电咀的第四个优选实施例的截面图;
图8是沿图7的C-C线的剖视图;
图9是本发明的焊接导电咀的第五个优选实施例的截面图;
图10是现有技术中焊接导电咀的第一个例子的截面图;
图11是现有技术中第一例子中焊接导电咀中通过焊丝的状态的剖视图;
图12是现有技术中焊接导电咀第二例子的截面图;
图13是现有技术中焊炬的截面示意图;
图14是本发明的焊接导电咀引导孔操作的示意图;
图15是用于本发明的焊接导电咀材料的截面图;
图16是加工本发明的焊接导电咀的工序的简单示图;
图17是加工本发明的焊接导电咀的另一工序的简单示图;
图18所示的是使用本发明的在热丝TIG焊焊机中的焊丝炬;
图18A、18B、18C、18D、18E和18F是分别沿图18中的A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F线的剖视图;
图19是本发明另一优选实施例中陶瓷引导部份的截面图;
图20是本发明再一个优选实施例中陶瓷引导部份的截面图。
下面参照图1至图3对本发明的第一优选实施例进行描述。图1是本实施例的用于GMA焊的电流接触导电咀的中截面图。图2是沿图1中A-A线的剖视图，图3是沿图1中B-B线的剖视图。
在本实施例的焊接导电咀中，用于插入直径为1.2mm焊丝的引导孔31开在长40mm的咀30主体的轴芯处，导电咀由铬铜合金制成。引导孔31具有一向外扩展的呈锥形的进口32，以便于在其中插入焊丝。焊丝由引导孔一端的进口32插入，从另一端出口33导出。在焊接操作时，电流通过焊丝与导电咀31接触导通。在进口32和中间之间，导入孔31为直径3.6mm的园孔，在离出口33L=10mm处，引导孔的截面为在直径1.25mm范围内的等边三角形。等边三角形的每个角的形状为曲率小于0.2R的弧。
由于在本实施例的导电咀中引导孔31出口一侧的形状为直径1.25mm范围内的等边三角形，这样，在焊丝园周表面和引导31内表面之间的间隙当插入焊丝的直径为1.2mm时大约为0.1mm。因此焊丝在供应期间的振动与现有技术中具有园形引导孔截面的焊接导电咀相比要小。如图14所示，在三角形引导孔的每个角处，间隙可由最小直径为0.4mm的球形外来物质插入，由于三角内切园和焊丝直径之间的差异而出现的部份，这样的间隙可由直径为0.45mm的外来物质插入。因此，由电镀层积垢、碎片、碎屑这样的外来物质可以顺利地通过三角形引导的三个角处排出。在引导孔三角形部位越长的情况下，导致的摩擦阻力越大。因此希望引导孔部份尽量短一些。虽然，如果引导孔变短将使焊丝引导孔准确度降低。这样组合会带来问题，但在实际应用中没有问题，这是因为，如果在导电咀出口外侧焊丝的长度为7mm或更长，焊丝延伸长度为20mm的焊丝端部的振动幅可控制在0.8mm范围内。在三角形引导孔中，虽然在横截面上，由于夹紧每个表面制动焊丝的运动，考虑到在焊丝运动方向形成间隙，它具有起夹紧和止动作用的表面，这样当具有包括夹紧和止动作用的引导孔时，本申请的目的可以实现。
图1所示的导电咀30可制成固定的导电咀的一端为铬-铜合金组成，其形状为大约规定的导电咀形状，并具有一直径为3.6mm的园孔，通过压力模对其外园进行挤压，并在上述的园孔中插入一三角形截面的引导硬金属丝，通过挤压上述的硬金属丝，挤压材料的内表面，使其成截面为等边三角形的硬金属丝。
图15至17所示的是本发明的第一个优选实施例的另一个例子，图15所示的导电咀材料151的截面形状，它被加工成几乎为导电咀的最后的形状。园筒形的导电咀的长度为L2，它具有5.0mm的外径和2.2mm的内径。参照图16，导电咀材料的L2部份由三爪卡盘(用于车床等)161、162、163在三个方向施加压力而被挤压。在爪端164的园弧半径为3-5mm的情况下，虽然其中未插有芯丝，孔的内表面变为内切直径为1.24±0.01mm的园的一大约等边三角形的导电咀。它可用作插入直径为1.2mm焊丝的通电接触导电咀。如图17所示，在爪端177是平的情况下，孔形178为每一边中部有些膨胀的三角形。如图16所示，在园弧半径为3-5mm的情况下，导电咀的外园周有些凸，但是内表面上的三角形边呈基本上平滑的等边三角形。
按照本发明的方法，孔直径的尺寸精度与上述的使用芯丝的情况相比可能多少有些变坏，但是不需要任何牵引和插入芯丝的工艺，结果使得焊接导电咀的加工费更低。
进一步，在按照本发明的方法加工的情况下，如图6所示的具有沿导电咀轴向弯曲孔的导电咀，可通过用于导电咀成形的凸或凹的爪在爪端轴向的三个方向上的协同作用使之很容易制备。
在本发明的优选实施例中，焊接导电咀的制备是通过同时三爪卡盘对整个导电咀挤压而成。然而用三个辊取代三爪卡盘，导电咀可通过在导电咀长度方向的挤压而类似的制备。
图4是本发明的第二个优选实施例的通电接触导电咀的截面图。镶块35具有一在直径为1.25mm的园内切的等边三角形的引导孔31，引导孔长7mm，外径4mm;镶块35为一铜锡烧结合金，它镶在通电接触导电咀34的主体的端部上。通电接触导电咀的直径为4mm的孔提供在它的出口侧上，在这里，通过通电接触导电咀34的主体外园周的夹紧，将镶块35镶入并且固定。通过镶入一耐磨、导电和硬的材料可延长通过接触导电咀的使用寿命，钨和银钨合金也用于制作镶块35。
就这种内切园的尺寸而言，焊丝由一些偶然的原因出现一些局部的和小的变形，增大在引导孔内的内切园直径使之大于由于焊丝直径增加0.02mm而得到的值是必要的，以便消除实际上局部变形导致的焊丝堵塞的可能性。使内切园的直径小于通过增加焊丝直径0.02mm而得到的直径也是必要的，以便在实际应用中防止焊丝端部波动太大。
图6显示的是本发明的的第三个优选实施例，在通电接触导电咀制备完之后，在上面开有一三角形引导孔，通过弯曲导电咀36而在导电咀的纵向的中心部份长度40mm形成弯曲的引导孔37，这样，在三角形引导孔内的一条脊线离开中心轴线，结果当一条直的焊丝穿过导电咀36，焊丝被推靠在三角形孔的一个角，由于焊丝与引导孔内表面端部边缘的两个点相接触，使得通电接触导电得以稳定地实现。
图7所示的是本发明的第四个实施例。与图4所示的不同，本实施例的焊接导电咀40由在出口处镶嵌一具有一角形孔的、由铜钨烧结的镶块35构成。焊丝5由一耐磨滑块39经过一端由螺丝41固定的弹簧板38推动，这样，将焊丝推至三角形孔的一角。焊丝与导电咀镶件35在两点接触，如图8所示，由于夹紧在接触点外来物质量减少，接触通电更加可靠，产生不稳定电弧的情况明显的降低了。在本实施例中由于使用耐磨的优于铬一铜材料的铜钨材料，导电咀的寿命延长。另外，直的焊丝5依靠弹簧38推动焊丝5而使用，使得接触通电得以实现，并且焊丝边缘的波动明显地降低。
图9所示的是本发明的第五个优选的实施例，本实施例的焊接导电咀的特征在于，在图7所示的通电导电咀40的边缘上提供一个由热阻陶瓷制备的镶件。在图9中，标号42表示一个镶件，标号43表示开在镶件42上的引导孔，其它标号所指的与图7所示的相同。
4mm长的引导孔43具有一内切直径为1.25mm园的等边三角形截面，它的轴芯开在提供到导电咀40主体上的镶件40上，直径为1.2mm的低碳钢焊丝由它引导。
在进行GMA焊时，电弧在离镶件42的焊丝处焊丝延伸10mm部分形成。在焊接期间，穿过镶件42的引导孔43的焊丝中的电弧电流产生大量的焦耳热而使得焊丝5加热，并且在镶件42的出口处被软化。当软化焊丝5穿过一直的引导孔43时，焊丝的弯曲倾向可被消除，焊丝以直线由镶件42的焊丝出口被送出。并且，如果引导孔42的长度不够，在焊丝没完全软化前通过镶件42，焊丝5的弯曲倾向不能完全消除。引导孔42的长度依赖于电弧电流值可以充分地校正焊丝5的弯曲倾向，在电弧电流大约为250A、使用低碳钢焊丝的情况下，长度为15mm或更长一点就足够了。在实用本发明的焊接导电咀的情况下，焊丝5由于弯曲倾向导致的"Z"之字形焊道能够消除。
现在参考用于热丝TIG焊的引导导电咀的例子，下面将给出包括一热阻陶瓷的焊接导电咀加工方法的详细描述。首先，制备与引导孔相符合的芯丝，然后由氧化铝粉(AL2O3)包围起来。包围的芯丝放入一橡皮模具中，对其施加一大约20MPa的液静压。然后将芯丝取出，得到一未烧结体，该坯体加热在1000℃烧结，其外园周表面用机加工方法成形。最后，类似导电咀的产品烧结为规定的导电咀。在热丝TIG焊使用本实施例的导电咀的情况下，高温焊丝可以以非常高的精度布置在规定的焊接部位。特别在本实施例中氧化铝(AL2O3)用于陶瓷，其它材料，如氮化硅(Si2N4)和铝红柱石(3SiO2-AL2O3)
也可以使用。本实施例的加工方法也可用于加工上述的第五实施例的镶件42。
引导孔的形状不限于上述最佳实施例所述的等边三角形，也可以是许多其它的形状。图5示出了引导孔截面的可能的形状，引导孔的例子依次为(a)正方形，(b)菱形，(c)六角形，(d)十字形，(e)椭园形。上述任何一种形状，均具有一内切于比焊丝的直径大0.02-0.20mm的园的表面，用于传送外来物质的间隙31a沿着焊丝形成。在本例中任何一种情况下，与现有技术相比，引导孔形状都具有非常优良的传递焊丝、焊丝波动被减小和具有一定的传送外来物质的能力。
图18所示的是用于焊丝TIG焊机的焊炬，本发明的优选实施例可用于其中。它示出了一用于热丝的焊炬816的结构。图19至图24是沿图18中A-A线至F-F线的剖视图。
焊丝86经导管88由未表示出的焊丝传送装置提供到炬体817上。随后，焊丝86在通过炬体817上的引导孔818后沿V型管件819上的V型管820到达焊炬816的导电咀，然后，它穿过焊炬816到达基材金属上的熔池。V型管件819包括一具有热阻和耐磨性的绝缘陶瓷，如氮化硅，并且利用安装螺丝21h和21i固定在焊体炬817上。
V型管820呈等边三角形，它具有一在D和1.4D之间的高度，D是焊丝的直径。假定三角形管的高度为1.7mm，直径为1.2mm或1.6mm的焊丝可以使用。炬体817与未表示的焊丝热电源的输出端电连接，并通过一柔性导电铜带812和通电导电咀823向焊丝816通电。通电导电咀823由螺丝824e和824F压向V型管形819的侧面，这样就实现焊丝的可靠电接触，同时，虽然通电导电咀823多少有些损坏，为了使用工作寿命仍然是一个目标。
焊丝86的端部与未表示的基材金属接连，在端部823和基材金属之间加热。在这种情况下，焊丝86加热到很高温度并软化。加压件825包括一具有热阻和耐磨的绝缘陶瓷(如氮化硅)件。这样，焊丝86的弯曲倾向在软化状态下通过V型管820的三个侧壁被校直，校直的焊丝由焊炬816的导电咀输出。
进一步地，本发明不只限于热丝焊的焊炬，也用于装有保护喷咀的熔化极，例如用于MAG焊。在现有技术的MAG焊中，由于焊丝弯曲倾向导致的电弧位置的波动产生"Z"字形焊道被消除，通过机器人焊接的焊接操作的再现性明显增加，产生的焊接缺陷、基材上的"Z"字型焊接缺陷明显减少。图18所示的本实施例中，三角形截面由V型管平滑表面组合而成。图19所示的是另一优选实施例中的陶瓷引导部分的截面图，以及甚至压件927的一种有凸出部分的截面插入V型管件926的V型管中也可以发挥类似的作用。在这种情况下，如果焊丝直径设定为D，V型管的等边三角形高度为1.7D或3D。
图20是另一优选实施例的陶瓷引导部分的截面图，V形管件928和加压件927均为长方形的V形管。虽然它近似为一V形管和其它形状，如截面形状可为U形管等，只要它具有类似的作用，均包含在本发明的范围内。
按照本发明使用的V形管存在的问题是导电咀的结构变化大且复杂，但是，组成凹形管也就是V形管的三角形的三个侧壁和一平滑表面被挤压，使其与焊丝的外园周面牢固接触。与使用具有比焊丝直径的内切园的三角形孔的陶瓷导电咀比较，具有这样的作用，即焊丝被校正的更直和焊丝更稳定地插进。
进一步地，在三角形孔导电咀的情况下，一个导电咀只能用于一种规格的焊丝，根据本发明组装的焊接导电咀，可提供使用的焊丝的规格可扩大。
按照本发明，具有凹形管的陶瓷件只能通过磨削未烧结体制备，或低造价的由一简单模具铸造而成。另外，加压件可为一光滑的板，它的制作很容易。与三角形陶瓷导电咀相比，这种件的制备误差范围可明显的增加，制备时间内效率可以明显改善。
如电镀镀屑这样的外来物质由加压件和凹形件之间的空隙排出，而不会出现任何堵塞现象。
按照上述的本发明，使用具有非园形引导孔的焊接导电咀，虽然插进引导孔的任何光滑的焊丝具有一尽可能最大的直径，但插入的焊丝的外园周表面的引导孔之间仍有一大的间隙，焊丝的波动可被减小，同时，外来物质在导引孔中的堆积也能减少。
再有，焊丝与引导孔的内表面可至少在两个点接触，从而与现有技术中具有园形引导孔只在一点实现导接触的导电咀相比，通电可以更可靠地进行。
权利要求
1.一其上开有园形截面的焊丝引导孔的引导焊丝的导电咀，其特征在于，在垂直于轴线的方向看，引导孔的截面形状为一可通过焊丝的非园形。
2.如权利要求1所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于引导孔的截面形状为多边形。
3.如权利要求2所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，多边形引导孔内切的园直径比插入该引导孔的焊丝的外径大0.02～0.20mm。
4.如权利要求2或3所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，引导孔的截面形状为三角形。
5.如权利要求1到4中任何一个所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，该引导孔设计成这种形式，即当焊丝通过该引导孔和焊丝的园周表面精确地与由该引导孔构成的两个表面接触时，有一个间隙，该间隙允许其直径大于该焊丝外径三分之一的一个园内切于该焊丝和该焊丝圆周表面精确接触的两个平面之间。
6.如权利要求1所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，导电咀全部由铜或铜合金制成。
7.如权利要求6所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，引导孔的中心线在焊丝的传送方法上是弯曲的，以便使得焊丝与引导孔的内表面稳定滑动地接触。
8.加工具有非园截面引导孔的引导焊丝的导电咀的方法，它的步骤为制备一铜或铜合金材料的园筒;将一非园形的芯丝穿过园筒材料;通过施加外力，将园筒材料压向在其内表面上的芯丝;将芯丝拔出园筒材料。
9.加工具有非园截面引导孔的引导焊丝的导电咀的方法，它的步骤为制备一铜或铜合金材料的园筒;在三个不同的横向同时向园筒材料加外力时，使园筒的内截面成为近似的三角形。
10.如权利要求1所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，该导电咀全部由热阻陶瓷制成。
11.引导焊丝的导电咀整体包括装备有V形管的热阻、耐磨陶瓷引导件，陶瓷件用于将焊丝与V形管接触，这样，焊丝沿着V形件提供，上述的两个件构成三角形焊丝引导孔。
12.如权利要求11所述的引导焊丝的导电咀整体，其特征在于，焊丝导电咀提供在焊丝顺序进入陶瓷件的进口处，这样，焊丝与V形管陶瓷件接触，从而实现与通电导电咀接触通电。
13.如权利要求1所述的引导焊丝的导电咀，其特征在于，焊接导电咀包括一主体和一镶件，该镶件包括一长为15mm或更长的热阻陶瓷，以便与导电咀主体顺序接，引导孔开在导电咀主体和镶件上。
14.一种焊接装置，其特征在于使用如权利要求1所述的引导焊丝的导电咀。
15.一种焊接装置，其特征在于，使用如权利要求11所述的引导焊丝的导电咀部件。
全文摘要
揭示了一种具有优良的焊丝传送稳定性、优良的外来物质排放能力，优良电流控制稳定性的焊接导电嘴，以及造价低的加工这种导电嘴的方法。引导孔31开在焊接导电嘴30上，呈可通过焊丝的非圆形。导电嘴的形状可为多边形、椭圆形或它们之中的任何一种近似的形状。当引导孔的截面制为多边形的情况下，最好使多边形有一内切圆，例如一种这样的内切圆，它的直径比插入引导孔中的焊丝的外径大0.02～0.20mm。特别是最好将引导孔截面设定为三角形。
文档编号B23K9/26GK1100019SQ94106929
公开日1995年3月15日 申请日期1994年4月21日 优先权日1993年4月21日
发明者堀胜义, 中泽信雄, 松村义明, 细野幸男, 寺田哲司, 永岛利治, 二见裕次, 田桑俊明 申请人:巴布考克日立株式会社