一种钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种钨极自转式非熔化极氩弧焊接置。
【背景技术】
[0002]妈极氩弧焊(TIG)是“惰性气体保护妈极电弧焊(Tungsten Inert Gas arcwelding) ”的简称。所谓钨极氩弧焊，是通过钨棒产生电弧，钨棒在焊接过程中并不熔化，可以另外通过送丝机进行焊丝填充或者不用填充的焊接方法，焊接过程中所用的钨棒几乎不会被消耗。
[0003]目前针对TIG电弧运动的钨极氩弧焊的技术主要应用与窄间隙焊接领域，包括:(1)采用直钨极，然后焊枪整体采用脉冲或机械摆动的方法，如申请专利(201410423667.2)，这类方法由于是针对于焊枪整体，只需要在焊枪旁添加一个振动装置，所以相对简单些，更容易实现。法国的Polysude公司、瑞典的ESAB公司、加拿大的Liburdi公司和我国的华恒公司都是采用这种结构形式。(2)采用异形钨针摆动的方法。如授权专利(201010233844.2)，该方法是利用齿轮机械传动，带动异形钨极的左右摆动，从而将电弧引到侧壁上，避免侧壁未熔合。(3)采用偏心钨极旋转的焊接方法。该方法类似于异形钨针摆动方法，其中钨极按一定角度斜切转动，但是转动的角度受到焊接回路电缆的影响，只能在180度以内进行左右偏转，由此带来的效果是:一方面，电弧的位置会由钨极中心转移到钨极侧边上；另一方面，斜切会造成钨极重心偏移，导致钨极出现圆锥摆，范围比异形钨针摆动的范围更大一些。焊接过程中，钨极末端以及电弧都一直处于偏离状态，并没有以焊枪的中心线为轴心进行旋转，日本的AICHI公司即利用了此种方法开发了相应的窄间隙热丝TIG焊接技术。
[0004]由于钨极偏心，所以在旋转的过程中，在离心力的作用下，一方面，钨极会远离中心，另一方面，电弧自身也会尽可能远离钨极的中心，所以最终结果就是电弧被“甩”到侧壁上，同样也是提高了电弧对侧壁的加热效果，避免出现侧壁未熔合现象。
[0005]以上方法都是在窄间隙焊接领域可以得到很好的应用，但由于不论是以哪种形式，电弧都会偏离焊枪轴线，向焊枪外面铺展，产生较大的热影响区和更宽的焊缝，所以并不适用于普通平板对接、角焊缝等更为常见的焊接状况，因此在提高普通平板对接以及角接等焊接时的焊接质量，上述方法的局限性显然受到限制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中偏心钨极旋转TIG焊接技术的应用局限，通过钨极全角度自转，改变熔池的受力状态，震荡熔池、细化晶粒，从而扩大TIG焊接技术的应用。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，包括带动钨极旋转的电机、电机支架、联轴器、TC骨架双唇油封、钨极夹、集电环、石墨电刷、焊枪外壳、保护气罩、妈极；电机支架支撑着电机，同时与焊枪外壳相连；电机轴外套有绝缘套筒；钨极夹设在焊枪外壳内部；绝缘套筒和钨极夹通过联轴器相连，集电环套在妈极夹上；石墨电刷固定在焊枪外壳上并与集电环接触；妈极夹加持妈极；集电环上方安装有两个TC骨架双唇油封；保护气接口设在油封下方；保护气罩安装在焊枪外壳的下端。
[0008]所述钨极的端部为对称扁平锥台状。
[0009]所述钨极的直径范围为I?5mm，扁平锥台的端面长度范围为1.5?4mm，宽度范围为0.5?1.5mm。
[0010]在两个TC骨架双唇油封之间的焊枪外壳两侧分别设有进水口和出水口，两个油封之间通入冷却水对钨极夹进行冷却。
[0011]所述钨极夹上端与油封接触处的圆跳动应不超过0.1，表面粗糙度Ra、Rz的值均不超过3.2 μ m。
[0012]本发明的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，通过电机对钨极施加旋转。钨极旋转起来后，条状的电弧即会周期性地扫过熔池表面，相应的，熔池中的金属液会受到周期性的电弧力的作用，即熔池会产生周期性震荡，这样可以细化晶粒，促进熔池中气体的析出，减少气孔，得到优质焊缝。由于采用端部为对称扁平状的钨极，在高速旋转时，钨极不会因为偏心而偏离焊枪轴线，即电弧不会发生偏转。利用双唇骨架油封来实现对钨极夹进行水冷，通过水冷，可以有效提高钨极耐受电流的大小，在焊接过程中尽可能保持对称的扁平形状。
【附图说明】
[0013]图1是钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置结构示意图；
图2是钨极端部的主视图；
图3是钨极端部的左视图(或右视图)；
图4是是钨极端部的仰视图；
图5是电弧及恪池形状示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施实例对本发明的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置进行详细的说明。
[0015]如图1所示，本发明一种钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，包括带动钨极旋转的电机1、电机轴外的绝缘套筒2、电机支架3、联轴器4、TC骨架双唇油封5、钨极夹11、集电环10、石墨电刷9、焊枪外壳12、保护气罩13、妈极14。电机支架3支撑着电机1，同时电机支架3与焊枪外壳12相连，电机轴外套有绝缘套筒2。钨极夹11设在在焊枪外壳12内部。绝缘套筒2和钨极夹11通过联轴器4相连，集电环10套在钨极夹11上，石墨电刷9固定在焊枪外壳12上并与集电环10接触。钨极14加持在钨极夹11中。在焊枪外壳12内部、集电环10上方安装有两个TC骨架双唇油封。在两个油封之间的焊枪外壳12两侧分别设有进水口 6和出水口 7，两油封之间通入冷却水对钨极夹11进行冷却。保护气罩13安装在焊枪外壳12下端；在油封下方的焊枪外壳12上设有保护气接口 8。
[0016]本发明的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，钨极14的端部形状为对称扁平锥台形。如图2?4所示，妈极的直径为2.4_，扁平锥台的端面长度为2_，宽度为1mm。
[0017]焊接过程中，钨极的旋转速度为500rpm。所采用的直流无刷电机型号为57BLY06230，其功率为62W，输入电压为24V，额定转速为3000rpm。配合使用的调速模块型号为DClHP数显直流电机马达调速器。
[0018]本发明的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置对钨极夹的要求较高，钨极夹上端与油封接触处的圆跳动应不超过0.1，表面粗糙度Ra、Rz的值均不超过3.2 μπι。
[0019]本发明的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置对钨极夹采用循环水进行冷却，从而在焊接过程中尽可能保持钨极端部的对称扁平形状。
[0020]焊接电源选择雷姆INVERTIG.PROdigital 240 AC/DC，该焊接装置特别适用于薄板的焊接，将旋转电弧和精准的波形控制结合起来，可以更好地应用于薄板的焊接。
[0021]焊接时，先启动电机，焊接装置以500rpm的速度高速旋转，开启冷却水系统，然后启弧，电弧稳定后开始正式焊接。
[0022]如图5所示，焊接过程中，旋转钨极会使得条状的电弧周期性地扫过熔池表面，相应的，熔池中的金属液会受到周期性的电弧力的作用，即熔池会产生周期性震荡，这样可以细化晶粒，促进熔池中气体的析出，减少气孔，得到优质焊缝。
[0023]焊接结束后，先熄弧，然后再关闭电机。
[0024]以上对本发明的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，其特征在于:包括带动钨极旋转的电机、电机支架、联轴器、TC骨架双唇油封、钨极夹、集电环、石墨电刷、焊枪外壳、保护气罩、钨极；电机支架支撑着电机，同时与焊枪外壳相连；电机轴外套有绝缘套筒；钨极夹设在焊枪外壳内部；绝缘套筒和钨极夹通过联轴器相连，集电环套在钨极夹上；石墨电刷固定在焊枪外壳上并与集电环接触；钨极夹加持钨极；集电环上方安装有两个TC骨架双唇油封；保护气接口设在油封下方；保护气罩安装在焊枪外壳的下端。2.根据权利要求1所述的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，其特征在于:所述钨极的端部为对称扁平锥台状。3.根据权利要求2所述的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，其特征在于:钨极的直径范围为I?5mm，扁平锥台的端面长度范围为1.5?4mm，宽度范围为0.5?1.5mm。4.根据权利要求1所述的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，其特征在于:在两个TC骨架双唇油封之间的焊枪外壳两侧分别设有进水口和出水口，两个油封之间通入冷却水对钨极夹进行冷却。5.根据权利要求1所述的钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，其特征在于:钨极夹上端与TC骨架双唇油封接触处的圆跳动不超过0.1，表面粗糙度Ra、Rz的值均不超过3.2 μ m0
【专利摘要】本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种钨极自转式非熔化极氩弧焊接置。钨极自转式非熔化极氩弧焊接装置，包括电机、电机支架、联轴器、TC骨架双唇油封、钨极夹、集电环、石墨电刷、焊枪外壳、保护气罩、钨极；电机支架支撑着电机，同时与焊枪外壳相连；电机轴外套有绝缘套筒；绝缘套筒和钨极夹通过联轴器相连，集电环套在钨极夹上；石墨电刷固定在焊枪外壳上并与集电环接触；钨极夹加持钨极；集电环上方安装有两个TC骨架双唇油封；保护气接口设在油封下方；保护气罩安装在焊枪外壳的下端。本发明的焊接装置通过钨极原位自转，保证了电弧在空间上的稳定性以及时间上的连续性，同时改变了熔池的受力状态，最终实现焊缝质量的优化与提升。
【IPC分类】B23K35/04, B23K9/26, B23K9/167, B23K9/28
【公开号】CN105033413
【申请号】CN201510365255
【发明人】张洪涛
【申请人】张洪涛
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月29日