微束等离子弧焊枪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于弧焊设备技术领域，尤其是涉及一种微束等离子弧焊枪。
【背景技术】
[0002]采用钛合金、镍基合金等稀有金属制造的薄板类零件的边缘在使用过程中经常会出现损伤，除了损伤部位以外，其余部位的外形尺寸、力学性能均未受影响，在这种情况下，如果将零件整体报废将会造成极大浪费，导致设备整体运行成本升高。
[0003]目前钛合金、镍基合金等材质的薄板类零件外形尺寸恢复主要采用钨极氩弧焊堆焊后整形加工方法，由于钨极氩弧焊工艺采用的电弧能量密度较低、扩散角大，因此产生焊接热影响区较大、焊接接头力学性能差等问题。由于微束等离子弧焊接工艺所采用的等离子弧直径小于1.5mm、能量密度大、扩散角小，成为替代钨极氩弧焊进行堆焊的首选工艺，但是，目前工业化生产的微束等离子弧焊枪产生的等离子弧挺度高、等离子弧压力大、对熔池的搅拌作用强烈，因此堆焊形成的焊缝成型较差;堆焊专用的等离子弧焊枪枪嘴孔径普遍大于3mm，焊接功率大，对薄板类零件进行堆焊时因为焊接线能量过高而容易造成母材塌陷，且堆焊区宽度过大，增加了后续整形加工的工作量。
[0004]因此，设计一种既能保留等离子弧直径小、能量密度高等优点，又可以降低等离子弧压力、熔池气保护效果好、焊枪整体尺寸小的微束等离子弧焊枪，对于堆焊修复钛合金、镍基合金等稀有金属制造的薄板类零件具有重要意义。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可用于堆焊修复的微束等离子弧焊枪。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型提供的微束等离子弧焊枪包括:钨极压头、密封圈、钨极夹、上枪体、绝缘体、下枪体、定心顶柱、定心套管、枪嘴、保护气帽、钨极和把手;其中上枪体由上枪体内体和上枪体外体组成，上枪体内体为圆柱体形，轴心处有中心孔，中部和上部的外径大于下部外径;上枪体外体为圆环状，套在上枪体内体的中部及下部外部，上枪体内体的下部和上枪体外体之间形成一个C字形上枪体冷却水道，上枪体外体上安装一个与上枪体冷却水道一端相连通的第2接头以及与上枪体冷却水道另一端相连通的第5接头，第2接头和第5接头上侧的上枪体外体以及上枪体内体上安装一个与上枪体内体中心孔相连通的第一接头;下枪体由下枪体水道密封环、下枪体内体2、保护气过滤网、下枪体外体和保护气路外壁组成;所述的下枪体内体的轴心处有中心孔，下枪体外体套在下枪体内体的外部;下枪体水道密封环连接在下枪体外体的上端内圆周面和下枪体内体的上端外圆周面之间；下枪体外体和下枪体内体之间形成下枪体冷却水道，下枪体外体上部安装一个与下枪体冷却水道一端相连通的第3接头以及与下枪体冷却水道另一端相连通的第6接头;保护气路外壁套在下枪体外体的外部，上端固定在下枪体外体中部外圆周面上;保护气过滤网设置在保护气路外壁中部内圆周面和下枪体外体中部外圆周面之间，保护气路外壁和下枪体外体之间的空间为保护气通道，保护气路外壁上部安装一个与保护气通道上部相连通的第4接头;绝缘体为环形，设置在上枪体和下枪体之间，上枪体、绝缘体和下枪体外包覆有热固性树脂热压层，形成焊枪主体结构。
[0007]钨极压头的中下部有一个中心孔，中心孔下部内径大于上部内径，由此在变径处形成台肩，钨极压头下部与上枪体内体的上部通过螺纹连接;密封圈设在钨极压头下部外圆周面和上枪体内体上部内圆周面之间。
[0008]定心套管设置在上枪体内体下部、绝缘体以及下枪体内体上部的中心孔内，并且上部内径大于下部内径;定心顶柱为管状，设置在定心套管上部内部;钨极夹为管状，下部插入在定心套管上部内部，下端与定心顶柱的上端口相接触，上端面与钨极压头上的台肩相接触;枪嘴的上部与下枪体内体的下部通过螺纹连接;保护气帽套在枪嘴外面，上部与保护气路外壁下部通过螺纹连接;钨极从上至下插在钨极压头、钨极夹、定心顶柱、定心套管、下枪体内体及枪嘴的中心孔内。
[0009]把手设置在热固性树脂热压层外部一侧，内设离子气进气管、上枪体进水管、上枪体出水管、下枪体进水管、下枪体出水管和保护气进气管，其中离子气进气管的内端与第I接头连接，上枪体进水管的内端与第2接头连接，上枪体出水管的内端与第5接头连接，下枪体进水管的内端与第3接头连接，下枪体出水管的内端与第6接头连接，保护气进气管的内端与第4接头连接。
[0010]所述的微束等离子弧焊枪还包括一个设置在热固性树脂热压层下端与保护气帽上端之间的密封环。
[0011]所述的枪嘴采用单孔式圆锥带圆柱段的收敛型设计，上部为带有圆柱形中心孔的进气段，进气段下侧为整流段，整流段的中心孔直径小于进气段的中心孔直径;整流段下侧为压缩段，压缩段的中心孔为圆锥形;压缩段下侧为喷出段，喷出段的中心孔直径等于压缩段的底面直径。
[0012]所述有枪嘴的整流段、压缩段和喷出段的衔接部位采用圆弧过度的方式，避免气体流经衔接部位时出现涡流。
[0013]所述的钨极夹的上端部外部直径大于中部和下端部外径，中下部和下端部沿轴向对称分布有多条宽度为0.5mm的开口缝;下端部外部为锥形结构，与下端部的下端口相对应的定心顶柱的上端口为圆锥形。
[0014]所述的下枪体冷却水道的上部为C字形冷却水入水通道和冷却水出水通道，其中冷却水入水通道通过第3接头与下枪体进水管连接，冷却水出水通道通过第6接头与下枪体出水管连接，中部为入水连接通道和出水连接通道，下部为一个环形水冷空间，冷却水入水通道和冷却水出水通道分别通过入水连接通道和出水连接通道与环形水冷空间相连通。
[0015]所述的下枪体外体的外表面上部、保护气路外壁的内表面上部以及保护气过滤网之间形成的环形空间为保护气室，该保护气室通过第4接头与保护气进气管内端相连接;下枪体外体的外表面下部、保护气路外壁的内表面下部以及保护气过滤网之间形成多个沿轴向对称分布的保护气出口通道。
[0016]本实用新型提供的微束等离子弧焊枪具有如下有益效果:上枪体和下枪体导热效率高，优化设计的下枪体冷却水道减少了导热行程，改善了枪嘴的冷却效果;钨极夹、定心顶柱和定心套管能够保证钨极和枪嘴同轴;枪嘴能够在保留等离子弧直径小、能量密度高等优点的前提下，降低等离子弧的挺度，使之可以实现在50安培以下小电流堆焊，用以堆焊恢复钛合金、镍基合金等材质的薄壁零件外形尺寸。另外，本焊枪结构紧凑，因此提高了焊枪工作时的可达性。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型提供的微束等离子弧焊枪纵向结构剖视图。
[0018]图2(a)为图1示出的微束等离子弧焊枪中主体结构剖视图。
[0019]图2(b)为图2(a)中A-A向剖视图。
[0020]图2(c)为图2(a)中B-B向剖视图。
[0021]图3(a)为图1示出的微束等离子弧焊枪中上枪体结构剖视图。
[0022]图3(b)为图3(a)中C-C向剖视图。
[0023]图4(a)为图1示出的微束等离子弧焊枪中下枪体结构剖视图。
[0024]图4(b)为图4(a)中D-D向剖视图。
[0025]图5为图1示出的微束等离子弧焊枪中枪嘴结构剖视图。
[0026]图6为图1示出的微束等离子弧焊枪中钨极夹持定位装置结构分解示意图。
[0027]图7(a)为图1示出的微束等离子弧焊枪中水冷系统示意图。
[0028]图7(b)为图7(a)中A-A