一种电弧焊机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电弧焊机的焊臂(17)，包括支架臂(20)，旋转焊头(19)，包括主体(32)、电连接器(54)、进气口、枢轴或轴承(48)、导电接触尖端、喷嘴(27)，所述主体装有纵向开孔(49)以接收填充焊丝(62)的导向鞘(26)，所述导电接触尖端具有一个内部表面小于主体开孔表面的开孔，以使由填充焊丝(62)的护套带来的填充焊丝通过焊头外部，在填充焊丝与接触尖端之间形成电接触，所述喷嘴用来引导气流从接触尖端的侧向出口流至焊头的前端。
【专利说明】
一种电弧焊机
技术领域
[0001]本发明涉及焊接机领域。更具体地说，本发明是指用于焊接机器人的焊炬的领域，所述机器人用于上下文中低温流体储存和运输容器的密封膜的组装。
【背景技术】
[0002]低温液体的存储容器，例如在-1630C下的液化天然气(LNG)，需要密封膜的形成。所述密封膜是由以规则图案并置的金属板制成。为了保证容器的气密性，有必要使并置的金属板的重叠边缘之间的紧密焊接。现在，在这方面，所用的金属板通常具有波纹用于吸收与LNG接触产生的收缩/扩张力。沿着所述金属板的重叠边缘之间的重叠线所进行的焊接是十分必要的，即所述波纹形成的的减轻的水平。
[0003]文件FR2701415或FR2987571都描述了自动机器，它沿着重叠金属板的边缘的共用配置轮廓移动焊炬。这种焊炬经由中央鞘连接到焊接发电机以提供它执行焊接(例如，电，冷却流体等)。为了进行焊接，焊炬中的一个焊接端部位于与所述重叠线。焊炬然后沿重叠线移动到金属板之间进行焊接。
[0004]文件EP1632304描述了附连到墙壁或天花板上的焊接机器人，其上安装一个焊炬。焊炬被安装在位于所述焊接机器人的腕关节一端的焊炬支架上。
[0005]文件US2808498描述了一种具有将供给焊丝的电动机与焊炬操纵手柄位置分开定位的手工焊炬。接触端使焊丝熔融，所述接触端的出口位于形成焊炬出口的陶瓷喷嘴的开孔的对面。
【发明内容】
[0006]根据一个实施例，本发明提供了一种电弧焊机的焊臂，包括:
[0007]支架壁，
[0008]安装于支架臂枢轴的焊头，
[0009]使焊头绕轴旋转的执行机构，
[0010]焊头包括:主体，包括
[0011]用于接收导向填充焊丝的护套的纵向钻孔，
[0012]用于接收电力电缆的电连接器，
[0013]在电连接器和接触端之间延伸的电流传导通路，使电流从电连接器通过接触端，
[0014]与所述本体纵向钻孔连通的进气口，进气口用于接收活性气体或惰性气体的供给管，
[0015]与本体钻孔纵向方向不平行的枢轴或轴承，用于将焊头以绕轴旋转的方式安装于支架臂上，
[0016]由导电材料制备的接触端，包括:
[0017]位于本体纵向钻孔的延伸部分的纵向钻孔
[0018]固定于本体的第一纵向端和形成焊头出口的第二纵向端，接触端的钻孔包括位于本体纵向钻孔对面的连接部分和位于接触端第二纵向端的出口部分，其中，所述钻孔的出口部分内部表面小于主体钻孔表面，以使由填充焊丝的护套带来的填充焊丝通过焊头外部，在填充焊丝与接触端之间形成电接触。
[0019]用于连接接触端钻孔和接触端侧面的侧向气体出口，焊头还包括固定于接触端周围的管状管口，用来导向气流从接触端的侧向气体出口流至接触端的第二纵向端。
[0020]根据所述实施例，所述的焊臂包括以下一个或者多个特征。
[0021]根据实施例，垂直于焊头旋转轴的平面上的焊头尺寸小于90_。
[0022]根据实施例，所述枢轴或轴承与本体钻孔的纵向方向的角度范围为30°?60°。
[0023]根据实施例，所述喷嘴具有斜侧面。
[0024]根据实施例，所述喷嘴设置偏转器，所述偏转器凸出于接触端的第二纵向端的部分外表面上。
[0025]根据实施例，所述偏转器一侧穿孔。
[0026]根据实施例，所述偏转器具有弯曲的内部通道。
[0027]根据实施例，所述接触端的连接部分由绝缘环包围，所述喷嘴安装在所述绝缘环上。
[0028]根据实施例，所述焊臂还进一步包括:填充焊丝的促动器，其固定于所述焊头的支架臂上，用于被连接和引出金属填充焊丝到导向鞘，
[0029]电缆，包括连接到焊头电连接器的第一端和装有用于连接电力供应源的电连接器的第二端，
[0030]气体管道，包括连接至焊头进气口的第一端和装有用于连接供气气源的气体连接器的第二端，
[0031]用于填充焊丝的导向鞘，包括连接到促动发动机的第一端和与焊头的主体的纵向开孔接合的第二端。
[0032]根据实施例，本发明还提供了一个弧焊机，包括:
[0033]一个主体，包括:
[0034]电力供应源；
[0035]活性或惰性保护气体供应源；
[0036]金属填充焊丝的供应来源；
[0037]如上描述的焊臂，
[0038]其中，
[0039]电力供应源被连接到支架臂的连接器上；
[0040]活泼或惰性保护气体供应源被连接到支架臂的气体连接器上；
[0041 ]填充焊丝供应源被连接到金属填充焊丝的开孔通道上；
[0042]焊臂以铰接的方式安装在主体上，以便允许焊头的相对位移的电弧焊接机的主体上。
[0043]根据一个实施例，焊头包括冷却回路，所述冷却回路一方面连接支架臂上冷却流体的供应管，另一方面连接支架臂上冷却流体的返回管，所述支架臂连接到冷却流体的供给源和冷却流体的返回。
[0044]根据一个实施例，本发明还涉及上述焊臂的使用，包括:
[0045]通过焊头对波浪状金属板的定位，包括突出在波浪状金属板的一个表面上的波动体，
[0046]对焊头接触端开孔的定位，投影到在垂直于金属板和平行于金属板的一边的、平行于金属板的平面上，具有一端突出接触端外并保持与金属板接触的填充焊丝，
[0047]焊头沿着垂直于所述波状体纵向折叠轴线的方向平移，以及焊头沿着垂直于所述波浪状金属板的方向平移，从而沿着金属板的法线方向，使焊头旋转轴和金属板之间保持恒定的距离，
[0048]金属填充焊丝、电力、惰性气体和冷却流体至焊头的进料，和
[0049]其中焊头的位移包括:
[0050]在焊头平移过程中，旋转焊头以使接触端钻孔的轴心与金属板保持垂直。
[0051]本发明的一个想法是确保具有内波纹的波状金属板之间的电弧焊接，S卩，在焊枪相对的金属板的一个表面突出。本发明的另一构思是是确保具有外波纹的波状金属板之间的电弧焊接，即，突出在面向焊炬的金属板的一个表面上，以简单和快速的方式。
[0052 ]本发明的一个方面是从焊接期间限制材料的突起的想法开始。
[0053]本发明的一个方面是使沿重叠线的焊接，同时保持垂直取向焊炬的焊接端，在投影到垂直于金属板和平行于重叠线的平面上，所述重叠线的焊接轮廓在这同一平面上。
[0054]本发明的一方面来源于即使金属板的表面上的突出的焊接方向与焊炬方向相反，仍然保持这个方向的想法。
[0055]本发明一方面来源于在旋转的焊炬中限制中央鞘的位移以阻止向内或向外波动和平面部分金属膜的损害的想法。
[0056]本发明的一方面来源于应小空间要求的光焊炬的想法。
【附图说明】
[0057]在本发明以下几个具体实施例的描述过程中，本发明能够被更好的理解，和其中的目的，细节，特征和优点会更加清楚的，所述实施例仅仅作为例子，而不具有限制性，参照附件的附图。
[0058]图1是两个具有重叠边缘和和内波纹的金属板的透视图示意图。
[0059]图2是根据图1的YZ平面垂直于金属板的边缘，金属板的重叠边缘的剖视图。
[0060]图3A至3D是沿投影到一个垂直于金属板的平面和平行于图1安装在滑架上的铰接炬的重叠线的剖视图示意图；根据不同焊头方向的多个位置。
[0061 ]图4是图3所述焊头的剖面图。
[0062]图5是图4所述焊头的接触尖端和其支架的透视图示意图。
[0063]图6是图4焊头的喷嘴的透视图示意图。
[0064]图7A-7E受电弓引导焊炬定位的功能的示意透视图。
[0065]图8展示了接触尖端的不同的实施例，所述接触尖端是由两部分制成的。
【具体实施方式】
[0066]图1是两个具有重叠边缘2和和内波纹3的波状金属板I的透视图示意图。
[0067]在低温溶液的运输和储存领域，例如液化天然气(LNG)在_163°C的运输和储存，容器用多个金属板I彼此并置形成一个紧密的膜所制得。
[0068]为了保证LNG运输涉及到的热应力的膜的阻力，金属板I具有波纹3。金属板I有两个系列的在垂直的方向发展的波纹。第一系列波纹3A平行于纵向轴线X。第二系列波纹3B平行于金属板的横向轴线Y。所述波纹3在使用过程中在容器的不同阶段用于吸收金属的热收缩和扩张，尤其是在液化天然气的装载。因此在所述金属板I的平面XY上，每个金属板I具有规则图案，。平面区域4框架通过波纹3部分在平行于Z轴方向突出，所述Z轴垂直于金属板的XY平面。
[0069]为了确保该容器的气密性，在金属板I的边缘2重叠，然后以密封的方式焊接。边缘2与第一系列波纹3A平行，即与X轴平行。金属板I形成的紧密焊接沿其完成的重叠线6的边缘2的重叠完成。
[0070]图2是根据垂直于金属板I的边缘的YZ平面的，金属板的重叠边缘的剖视图。所述平面YZ垂直于金属板I的边缘。为了执行金属板I之间的焊接，焊炬7沿着重叠线6定位，如图2中所示，并且将在下面进一步详细描述，焊接端8用于沿着重叠线6焊接金属板I。焊炬7以相对于Z轴角度9的倾斜取向。例如，焊炬7相对于Z轴角度范围为30°-60°，优选相对于Z轴角度为45°。角度9使得焊接端8的尖端10的定位最靠近金属板I重叠形成的角度11成为可能。
[0071]图3A至3D是沿投影到一个垂直于金属板的平面和平行于图1安装在滑架13上的铰接炬的重叠线的剖视图示意图；根据不同焊头19方向的多个位置。
[0072]在投影到平行于重叠线6和垂直于金属板I的平面XZ，第二系列波纹3B在金属板I的边缘2形成多个向内波浪12。为了确保该容器的气密性，有必要在两个金属板I之间进行焊接，包括在这些向内波浪12的区域。
[0073]为了进行金属板I之间的焊接，自动焊接机被安装。此机器包括一个支架(未示出)支撑在金属板I的导轨15。一种滑架13被安装在机器的导轨15上。所述滑架13沿前进14，导轨15轨迹移动。导轨15以固定方式位于相对于所述重叠线6上方的金属板I上。
[0074]滑架13包含一个框架16，其中致动器可以运动驱动齿轮。该齿轮与齿条啮合，与导轨15集成。该齿条在导轨15的方向延伸。因此，当致动器驱动旋转的小齿轮，与齿条后者相配合带来的位移集成在前进14的方向滑架13。
[0075]焊臂17沿着相对于Z轴滑架13的框架16安装，S卩，垂直滑动于在金属板I的方向的前进14方向。焊臂17的平移运动的控制可通过任何合适的手段来完成，诸如通过测量框架16和重叠线6之间距离，或由机械装置保持以便通过弹簧靠在金属板I上。
[0076]焊炬7被安装在焊臂17的与滑架13相反的一端2上。焊炬7包括焊炬主体18和焊头
19。主体18被安装，以便被固定到焊臂17上。所述焊炬主体18包括焊头支架20。该焊头支架20沿着Z轴在金属板I的方向的纵向发展。焊头19在焊头支架20的焊炬主体18相对的一端21上。焊头19形成包括焊接尖端10的焊接端8。焊头19被安装在焊头支架20上，方向大概位于平行于Y轴的旋转轴48(见图4)。因此，焊臂17被安装以使能沿Z轴相对于滑架13平移，并且焊头19被安装以使能够在平移中移动，并相对于滑架13旋转。
[0077]焊头19在旋转和平移中的移动性是由控制装置控制。在滑架13上的控制装置能够自己连接于探测装置上处理主体32，衡量的重叠线6重叠。控制装置发送控制信号到致动器，修改焊头19的位置作为重叠线6位置的功能。基于这些控制信号，这些致动器定位焊头19相对与金属板I的位置。更具体地，这些致动器平行移动焊臂，使其一方面按照在沿Z轴的重叠线6变化，并在另一方面，它们相对焊臂17旋转的移动焊头19。这些致动器，例如，电机或机械传动装置。因此，正如图7A-7E所描述的，检测受电弓25类型位置的手段，受电弓25的激活，即，关于焊臂17的受电弓的位移，夹带焊头19的旋转位移的活化。
[0078]为了保证焊炬7的供给，焊炬本体18连接到中央鞘22。该中央22从焊炬7的相对端连接到焊接发电机(未示出)。中央鞘22包含用于活性或惰性保护气体，电力供给线，用于冷却流体回流管，用于冷却流体和金属焊丝导管的供给管道。焊炬主体18中包含一个连接的线束23到中央鞘22连接。优选，中央鞘22由柔性聚合物制成，例如橡胶，聚氨酯，或硅树脂，保证它是轻的，并有一个小的空间需求。制成光滑橡胶的中央鞘22的这个小的空间需求使得连接的线束23同样地具有小的空间需求。
[0079]所述焊炬主体18包括一个电动钢丝牵引器皮带轮24(图3中由虚线示意性地示出)。这种电动钢丝牵引器皮带轮24的目的是，以控制使金属焊丝从中央鞘22。焊炬主体18同样有一个控制面板(未示出)。这个控制面板用作用户界面，使得能够控制电动钢丝牵引器皮带轮24。优选，电动钢丝牵引器皮带轮24通过一个塑料壳保护，确保具有小的空间需求光焊炬主体18的制造。
[0080]焊头19有一个柔性金属丝导向鞘26。该导向鞘26连接焊炬本体18的连接器27向焊头19的线导向鞘26，具有金属填充焊丝供给和具有足够的灵活性以允许其扭转，所以不管炬头19中的线导向鞘26的取向如何，它被连接至焊头19，在焊头19的主体32的纵向延长孔49中(见图4)。
[0081]焊头19由电缆28供给电流。所述电缆28具有由绝缘套30(参见图4)所包围的铜编织29(见图4)。所述电缆28有利地具有灵活性，允许其扭转，不会影响焊头19的电缆28的旋转。电缆28联接焊炬本体18的连接器31至焊头19的主体32(见图4)。焊头19同样需供应惰性气体，通过接合焊炬主体18的连接器的供给管33连接至焊头19的开孔34(参见图4)。最后，冷却流体供给管35和冷却的流体返回管36接合入焊头19的冷却回路37(见图4)至焊炬主体18。
[0082]优选的，在气体供给管33和供给管道35和用于冷却液的回流管道26均为是柔软灵活的管道。然而，在一个实施例中未示出，该气体供给管33和/或用于冷却流体35和/或冷却流体返回管36中的刚性管的形式。在刚性气体供给管33和/或供给管的冷却液35和/或冷却流体返回管36的情况下，在连接所述管33，35，36到焊头19完成，例如，通过旋转接头。
[0083]为了产生的向内的紧密焊接，或向外波浪，焊接尖端10需要被定向，投影到平面XZ，垂直于重叠线6。
[0084]因此，在重叠线6的平面部分38的区域焊接时，焊头19被定向在焊炬主体18的焊头支架20的延长线上，S卩，焊头19的焊接端8的尖端10，位于同一Z轴上，作为焊头19的旋转轴48(见图4)。
[0085]也如图3A所示，完成平面部分38A的焊接之后，当焊接端8的尖端10到达时，在一个向内波体12，焊头19被驱动旋转，以保持焊接端8的定位垂直投影平面XZ至包括向内波体12的重叠线6。向内波体12包括第一下降部分39和第二上升部分40。在焊接过程中向内波体12的下降部分39从接合平面部38的第一圆角41A移至向内波体12的底部42。向内波体12的上升部分40从向内波体12的底部42移至接合平面部38B的第二圆角43至。通常情况下，在重叠线6从滑架13移动，在第一圆角41和基座42之间，然后移动更靠近滑架13，在基座42和第二圆角43之间。
[0086]当它到达第一圆角41的对面，为了保持在焊接端8的尖端10的一个适当的取向，焊头19的致动器命令焊头19相对于所述焊炬本体18旋转，而且焊臂17沿Z轴朝向金属板I平移。这个平移的目的是为了维持焊接端8的尖端10和重叠线6之间的接触。为了使焊接端10穿过重叠线6，进行焊接，并且由于重叠线确实不平行延伸于向内波体12中的导轨15，滑架的速度适于允许所述焊接端10穿过整个重叠线6。通常情况下，当在重叠线6不平行于导轨15时，滑架13的速度减慢，以允许尖端10在焊接过程中穿过重叠线6。
[0087 ]焊头19的旋转方向取决于在向内波体12中重叠线6的斜率。通常，焊头19的旋转方向在重叠线6的每个投影至平面XZ的拐点处变化。在内波体12的下降部分39的焊接过程中，焊头19首先转动至第一旋转方向44。焊头19的旋转的第一旋转方向44，移动焊头19远离焊头支架20的延伸位置，与焊接平面部分38与焊头19的位置一致。其次，在图3B中所示的第一个拐点45区域，焊头19的旋转改变方向至第二旋转方向46，焊头19旋转的第二旋转方向46发生在下降部分39的第一个拐点45至第二个拐点47上，对应于向内波体12的上升部分40的拐点。在焊头19的在第二方向旋转46中，焊头19从图3B表示第一极限位置移动至在图3C所示的第二旋转极限位置。在此转动期间在第二方向旋转46中，焊头19移动通过焊头支架20沿向内波体12的底部42区域，所述底部42在Z轴的延长位置的第二方向上。在第二个拐点47的区域中，焊头19再次改变旋转方向，并开始在第一旋转方向44上转动。该旋转在第一旋转方向44上，从图3C中所表示，发生在极限位置至焊头19的位置，在焊头支架20的延长上，对应于平面部分38B的焊接的开始，发生焊接。
[0088]焊臂17的平移取决于在向内波体12的焊接端8的尖端10的位置。通常的，焊臂17沿着Z轴平移至金属板I，在向内波体12的下降部分39中。然后焊臂17被沿着Z轴平移，在向内波体12的上升部分40中移出金属板I。
[0089]图4是图3的焊头示意图的剖面图。
[0090]焊头主体32由导电金属制成，如黄铜。焊头主体32具有平行于Y轴方向的旋转轴48(见图1)。此旋转轴48与焊头支架壁20共同协作，以确保焊头19相对于焊臂17的旋转。
[0091]焊头主体32包含纵向开孔49。所述开孔49用于容纳焊丝导向鞘26。因此，纵向开孔49具有大于或接近于焊丝导向鞘26外径的内径。
[0092]焊头主体32包含连接至活泼或惰性保护气体33供应管的开孔34。此外，主体32也包含冷却回路37。焊头主体32包含连接片51。冷却回路是以通路52形式从焊头主体进行循环。冷却流体35的供应管连至连接片51。通路52从连接片51的侧面53流入冷却流体35的供应管，所述连接片附着在冷却流体35的供应管上。冷却流体返回管36连接到通路52的第二端部50。此外，连接片51包含用于构成电缆28的连接器的底座54。电缆28固定在冷却流体供给管35上，冷却流体在电缆28的护套30周围的冷却流体供应管35中循环。优选的，此实施例能够在焊头19的主体32内电流到达的区域提供具有冷却流体的冷却回路37。冷却流体及电流到达区域的一致性保证在尚未被通路52循环加热前为部分主体32提供冷却流体，所述部分主体32中有电流通过。
[0093]同样地，焊头19包含由导电材料制成的接触尖端55。所述接触尖端55形成焊头19的焊接端8。接触尖端55含有连接焊盘56。所述连接焊盘56以固定形式安装在具有互补形状的焊头主体32的底座57上。电缆28为焊头主体32提供电流。由于焊头主体32和接触尖端55是由导电材料制成，通过电缆28为焊头主体32提供的电流形成了主体32和接触尖端55之间的电流路径。所述电流路径如图4箭头所示。冷却回路37是为了冷却在通过电流的作用下被加热的主体32。接触尖端55含有两个部分的中心开孔58。所述中心开孔58与主体32的纵向开孔49是同轴的。中心开孔58的第一部分59为主体32的纵向开孔49的延伸部分。中心开孔的第一部分59的直径和主体32的纵向开孔49的直径相同。焊丝导向鞘26横穿主体32的纵向开孔49并固定在中心开孔59内。中心开孔58的一端部位于主体32的对面，其邻接中心开孔58的第二部分61，形成中心开孔58的的收缩内径。焊丝导向鞘26被固定邻接中心开孔的端部61。
[0094]中心开孔58的第二部分61的直径大于或接近于提供火焰7的填充焊丝的直径。典型地，填充焊丝通过中央护套22被带至焊炬主体18。外置电机24保证了将填充焊丝62引入空的焊丝导向鞘中。焊丝导向鞘26将填充焊丝引入焊头19。接着，由于焊丝导向鞘26固定于主体32的纵向开孔49和接触尖端55的中心开孔58的第一部分59上，填充焊丝62可直接引至接触尖端55的中心开孔58的第二部分61。引入中心开孔58的第二部分61的填充焊丝62在中心开孔58的第二部分61外部的焊嘴位置10处凸起。
[0095]在图8所示实施例中，接触尖端55由两片制成。
[0096]接触尖端55的第一片75构成如下详述的连接焊盘56、中心开孔58第一部分59的主要部分76和侧面开口 65。所述主要部分76含有位于焊盘56对面的端部77，采用螺纹78形成加宽部分。
[0097]接触尖端55的第二片79构成中心开孔58的第一部分59的端部60和中心开孔58的第二部分61。接触尖端55的第二部分79的外表面80包含螺纹81，与接触尖端55第一片75的螺纹78互补。本实施例中两片结构更利于更换第二片79，而不需要更换第一片78。
[0098]填充焊丝62为可熔金属丝材料，电流通过时其发生熔化。填充焊丝62的熔化可使在焊接时存放焊丝。当其穿过纵向开孔49和中心开孔58的第一部分59时，填充焊丝62被焊丝导向鞘26包围，与电流路径63隔绝。当焊丝被引入中心开孔58的第二部分61时，填充焊丝62被放置并与中心开孔58的第二部分61的内壁接触。当将填充焊丝62引入中心开孔58的第二部分61时，中心开孔58的第二部分61和填充焊丝62之间的接触为从电流路径进入填充焊丝62的电流通路留出空间。在电流的作用下，填充焊丝62在焊嘴区域10经受熔化，因此可在重叠线区域6存放。
[00"]焊头主体32的开孔34在主体32内形成一个通路排至主体32的底座32，所述底座安装接触尖端55的连接焊盘56。因此，来自气体供应管道33的活泼或惰性保护气体64从主体32至底座57进行循环。接触尖端55的焊盘56安装于本体32的底座57上以获得含有底座57的充足的空间，使活泼或惰性保护气体64可从开孔34到接触尖端55中心开孔58上的第一部分59进行循环。因此，活泼或惰性保护气体64可在焊丝导向鞘26周围的中心开孔58的第一部分59进行循环。一方面，接触尖端55具有侧面开口 65排至中心开孔58的第一部分59，另一方面，也排至接触尖端55的外部侧表面66。
[0100]为了将活泼或惰性保护气体64从接触尖端55引至焊嘴10，接触尖端包含一个导向喷嘴27。所述导向喷嘴，在图6中详述，将活泼或惰性保护气体64引至焊嘴10，以防止金属在焊接时腐蚀。例如，所述活泼或惰性保护气体64为氩气和/或氦气。
[0101]图5是图4所述的接触尖端和焊头支架的示意透视图。
[0102]图6是图4所述焊头的喷嘴27的示意透视图。整体设计喷嘴27是为了防止活泼或惰性保护气体64的扰流，所述活泼或惰性保护气体64从侧面开孔65流至焊嘴10，或在非整体设计制备管嘴时由于文丘里效应而混入空气。
[0103]喷嘴27的侧翼具有斜面形式68。所述斜面形式在焊头19旋转时防止底部42内波纹12的干扰。
[0104]喷嘴包含突出于重叠线6的偏转器69。所述偏转器69从喷嘴27的外围延伸。喷嘴27的穿孔侧翼67，即侧翼不包含偏转器69，允许活泼或惰性保护气体64的漏出。优选的，在焊头19于底部42内波纹12上旋转时，偏转器69应足够薄以使其不邻接金属板I。但偏转器69应足够宽以捕获飞溅物及引导活泼或惰性保护气体64。优选的，偏转器69的目的是以尽可能多的弯曲形状以重新引导活泼或惰性保护气体64至焊接点而不扰动其流动。
[0105]喷嘴66是由导电材料制备，为了防止电流通路63通过喷嘴66，绝缘环70(见图4)安装在喷嘴66和接触尖端55之间。
[0106]优选的，焊头19的长度小于90mm，其是沿着焊头主体32的纵向开孔的轴向测量的。更优选的，焊头的长度小于90mm，其是沿着焊头主体32的纵向开孔的轴向在XZ平面的投影测量的。最优选的，沿着焊头主体32的纵向开孔的轴向在XZ平面的投影测量的长度为80_。
[0107]如前所述的焊臂占用很小的空间，并能够定位焊接端，其定位是通过投影到一个垂直于金属板I和平行于重叠线6或垂直于重叠线6的平面上实现的，焊头主体不邻接内波纹的圆角。
[0108]此外，所述焊臂具有光炬，不需要努力完成焊嘴10的定位旋转。
[0109]中央护套22同样是光亮的，连接至焊炬本体18，在焊头19旋转时，维持原位置不引起易造成薄膜撞击或其他的旋转抖动。
[0110]本发明所述装置在焊接时防止飞溅物在薄膜上堆积，所述飞溅物易于使腐蚀发生和裂纹出现，因此其是不可取的。
[0111]优选的，在机械导向装置用于定位与定向焊接端8时，例如，一种是受电弓的形式，焊炬主体18直接安装在所述受电弓上。在所述实施例中，除了焊炬定位，受电弓也用于支撑焊炬7。
[0112]图7A?7E是受电弓引导焊炬定位的功能的示意透视图。图7A?7E中的受电弓25和各类元件的表征同样用于解释受电弓25的一般功能。因此，图7A?7E所示的各类元件的尺寸和比例被修改以便更好地理解附图，其实际尺寸和比例可根据装置的正常运行进行调整。
[0113]至于受电弓25类型的定位检测方法，焊炬7的定向可直接连接到受电弓25。受电弓含有通过3个支杆连接至焊臂17的主杆71。每一支杆72的安装于平行于Y轴的旋转轴上，一方面可连至焊臂17，另一方面可连至受电弓的主杆71。焊头19的旋转轴48与受电弓25上较低支杆74的旋转轴73同轴，并能与结合旋转。较低支杆74的旋转轴73相当于最接近于焊臂17的重叠线6的支杆72旋转轴。因此，受电弓25的活动，即相对于焊臂17的受电弓的位移，包括旋转时焊头19的活动位移。
[0114]尽管本发明描述了数个特定实施例，显而易见的是，其不以任何方式仅限于此，本发明的保护范围包括所述方法的所有的技术等同替换及其组合。
[0115]因此，焊臂17也可安装沿着Y轴和/或Z轴平移。所述补充的焊臂17的移动性可用来弥补重叠线的不规则性，例如金属板I开孔时的不合格品。
[0116]同样地，焊头的旋转轴可沿着任一垂直于重叠线6在图1所示平面XZ上的投影方向来定位焊接端8。但是，如果焊头的旋转轴不平行于Y轴，则在焊头旋转通过重叠线时，为了保持焊嘴10与重叠线6的接触，有必要补偿焊嘴10与平面XZ之间的间距，例如，所述补偿可通过沿焊臂17的Y轴自由平移实现。
[0117]此外，金属板I所示的波纹可为不同尺寸，其取决于所述波纹是属于第一波浪系列还是第二波浪系列。因此，第一波纹系列的尺寸大于第二波纹系列的尺寸，或反之。
[0118]所述装置在进行金属板之间的焊接时具有内波纹，即凸起于与定位焊炬表面相对的表面上。但显而易见的是，所述装置也可用来完成外波纹的金属板的焊接，即具有在面对焊机的表面上凸起的波纹。
[0119]动词“由....组成”、“包含”或“包括”及其共轭形式并不排除除权利要求所外的其他元件或其它步骤。除非另有说明，使用不定冠词表示“一”或“一个”元素或步骤不排除多个所述元件或步骤。
[0120]在权利要求书中，括号内的任何参考符号不应解释为对权利要求的限制。
【主权项】
1.一种电弧焊机的焊臂(17)，包括: 支架臂(20)， 安装于支架臂枢轴的焊头(19)， 使焊头绕轴旋转的执行机构， 所述焊头包括: 主体(32)，包括: 用于接收引导填充焊丝(62)的导向鞘(26)的纵向开孔(49)， 用于接收电力供给电缆(28)的电连接器(54)， 在电连接器和接触尖端(55)之间延伸的电流传导通路，使电流能从电连接器通过接触尖端，与所述主体纵向开孔连通的进气口，进气口用于接收活泼气体或惰性保护气体(33)的供给管， 与主体开孔纵向方向不平行的枢轴或轴承(48)，用于将焊头以绕轴旋转的方式安装于支架臂上， 由导电材料制备的接触尖端，包括: 位于主体纵向开孔的延伸部分的纵向开孔(58) 固定于主体的第一纵向端(56)和形成焊头出口(10)的第二纵向端(8)，接触尖端的开孔包括位于主体纵向开孔对面的连接部分(59)和位于接触尖端第二纵向端的出口部分(61)，其中，所述开孔的出口部分内部表面小于主体开孔表面，以使由填充焊丝(62)的导向鞘(26)带来的填充焊丝(62)通过焊头外部，在填充焊丝与接触尖端之间形成电接触。 用于连接接触尖端开孔和接触尖端侧面的侧向气体出口(65)，焊头还包括固定于接触尖端周围的管状喷嘴(27)，用来引导气流从接触尖端的侧向气体出口流至接触尖端的第二纵向端。所述焊臂还包括: 填充焊丝的促动器(24)，其固定于所述焊头的支架臂上，用于引出金属填充焊丝到导向鞘，填充焊丝的导向鞘(26)包括连接到所述促动器电机的第一端部和接合到所述焊头主体纵向开孔的第二端部， 电缆(28)，包括连接到焊头电连接器的第一端部和装有用于连接电力供应源的电连接器的第二端部， 气体管道(33)，包括连接至焊头进气口的第一端部和装有用于连接供气气源的气体连接器的第二端部。2.根据权利要求1所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，主体的枢轴或轴承具有与主体开孔纵向轴线相交的几何轴线，所述枢轴或轴承位于接触尖端对面的主体端部。3.根据权利要求1?2任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，焊头的外形尺寸小于90mm，所述焊头平行于主体开孔和接触尖端开孔的纵向方向，在平面上的凸起垂直于焊头的旋转轴。4.根据权利要求1?3任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，所述枢轴或轴承与主体开孔的纵向方向的角度范围为30°?60°。5.根据权利要求1?4任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，所述喷嘴具有两个斜侧面(68)。6.根据权利要求1?5任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，所述喷嘴设置偏转器(69)，所述偏转器突出于接触尖端的第二纵向端的部分外表面上。7.根据权利要求1?6任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，所述偏转器一侧穿孔。8.根据权利要求1?7任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，所述偏转器具有弯曲的内部通道。9.根据权利要求1?8任意一项所述的电弧焊机的焊臂，其特征在于，所述接触尖端的连接部分由绝缘环(70)包围，所述喷嘴安装在所述绝缘环上。10.一种电弧焊机，包括: 支撑导轨的支架(15)， 安装在所述导轨上的滑架(13)，其能够沿着导轨(15)的前进(14)轨迹移动，所述滑架包括一个框架(16)，在所述框架中执行机构可以驱动齿轮移动，与齿条嗤合，与导轨(15)结入η ? 权利要求1?9所述的焊臂，安装沿着轴线(Z)相对于滑架(13)的框架(16)滑动，所述轴线(Z)垂直于滑架(13)的前进(14)方向。11.根据权利要求11所述的电弧焊机，其特征在于，包括主体部分，所述主体部分包括: 电力供应源， 惰性气体供应源， 金属填充焊丝供应源， 其中， 所述电力供应源连接到支架臂的连接器， 所述惰性气体供应源连接到支架臂的气体连接器， 所述金属填充焊丝供应源连接到金属填充焊丝开孔通道。12.根据权利要求10?11任意一项所述的电弧焊机，其特征在于，所述焊头包括冷却回路(37)，所述冷却回路一方面连接支架臂上冷却流体的供应管(35)，另一方面连接支架臂上冷却流体的返回管(36)，所述支架臂连接到冷却流体的供给源和冷却流体的返回。13.根据权利要求1?9所述的焊臂的应用，包括: 通过焊头对波浪状金属板(I)的定位，包括凸起在波浪状金属板的一个表面上的波动体(3，12)， 对焊头接触尖端开孔的定位，投影到在垂直于金属板和平行于金属板的一边、平行于金属板的平面上，具有一端突出接触尖端外并保持与金属板接触的填充焊丝， 焊头沿着垂直于所述波状体纵向折叠轴线的方向平移，以及焊头沿着垂直于所述波浪状金属板的方向平移，从而沿着金属板的法线方向，使焊头旋转轴和金属板之间保持恒定的距离，金属填充焊丝、电力、惰性气体和冷却流体至焊头的进料，和其中所述焊头的位移包括: 在焊头平移过程中，旋转焊头以使接触端接触尖端开孔的轴心与金属板保持垂直。
【文档编号】B23K9/173GK105934309SQ201480070458
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年12月23日
【发明人】菲利普·莫罗, 尼古拉斯·劳瑞恩
【申请人】气体运输技术公司