专利名称：窄间隙熔化极气保焊焊枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊枪，特别是一种窄间隙熔化极气保焊焊枪。
背景技术：
窄间隙熔化极气保焊焊接方法，是二十世纪70年代发展起来的一种焊接厚板或超厚板的 焊接方法，应用较为广泛。但是在多年的使用过程中发现，这种焊接方法容易产生侧壁未熔 合缺陷。这种缺陷对接头质量有重大影响，严重时会造成整个接头的断裂，而大厚度钢板的 侧壁未熔合缺陷漏检率较高，在使用中存在一定的安全隐患。
参照图2，公知的窄间隙熔化极气保焊焊枪包括枪体7，水冷体15，导电嘴17，接线座 22和气筛19。在枪体7的中心位置固连有水冷体15，枪体7的上方固连有接线座22，枪体 7与水冷体15之间是保护气室24，在保护气室24的下端与枪体7以及水冷体15固连的是气 筛19，导电嘴17插于水冷体15下端的腔体里，与水冷体15形成一体，焊丝腔贯通整个水 冷体15和导电嘴17。焊接时，焊丝3从水冷体15和导电嘴17中心的焊丝腔中穿过，由送 丝机构送进；水冷体15中通冷却水；由进气口 14向保护气室24中通保护气体16，保护气 体16经气筛流向焊缝。
采用上述焊枪进行窄间隙熔化极气保焊时，容易造成侧壁未熔合的主要原因是坡口宽 度十分狭窄，故，电弧只能冲着坡口底部方向，整个窄间隙焊缝是靠焊丝熔化形成的单道、 多层焊缝堆积而成，每层焊缝靠液态熔池金属向侧壁铺展并将侧壁熔化而使两侧壁连接起来。 由于液态熔池金属具有较大的表面张力，且氧化物夹渣总是附着在熔池表面形成氧化层，都 会阻碍熔池液态金属向侧壁金属充分流布，从而引起侧壁未熔合缺陷。尤其在刚开始焊接时， 由于焊件处于冷态，熔池的尺寸较小，液态金属的流动性较差，更容易造成侧壁未熔合。
在生产上，当坡口宽度稍宽时，也使用焊枪摆动或焊丝摆动的方法来增强熔池液态金属 的流动性，并使熔池表面的氧化层破碎，从而消除侧壁未熔合。但操作不当时，导电嘴或焊 丝会与侧壁相撞，从而造成焊接电弧的不稳定，会产生更为严重的侧壁未熔合。 发明内容
①要解决的技术问题为了克服现有技术在窄间隙熔化极气保焊时容易出现侧壁未熔合 的不足，本发明提供一种窄间隙熔化极气保焊焊枪，通过增加一个压电晶片，使在焊接过程 中，压电晶片在高频振荡器的作用下，连续发射超声波束，引起液态金属产生超声振动，可以 改变液态熔池金属的表面张力，增强液态金属的流动性及其破碎氧化膜的能力，使得熔池液 态金属与焊件坡口侧壁金属充分熔合，从而消除侧壁未熔合缺陷。② 技术方案 一种窄间隙熔化极气保焊焊枪，包括枪体，水冷体，导电嘴，接线座和气 筛，枪体通过上盖板与水冷体固连，上盖板上固连有接线座，枪体与水冷体之间是保护气室， 保护气室与进气口连通，在保护气室的下端与枪体以及水冷体固连的是气筛，导电嘴插于水 冷体下端的腔体里，与水冷体形成一体，焊丝腔贯通整个水冷体和导电嘴，其特点是还包括 位于保护气室的压电晶片和匹配层，压电晶片和匹配层的内径与水冷体的外径等大，其外径 与枪体的内径等大，压电晶片叠加在匹配层上并置于水冷体外圆的凸台上，用挡圈压紧固定， 压电晶片上、下两面通过导线与高频振荡器电连接。
③ 有益效果由于增加了一个压电晶片，所以在焊接过程中，压电晶片在高频振荡器的 作用下，连续发射超声波束，引起液态金属产生超声振动，改变了液态熔池金属的表面张力， 增强了液态金属的流动性及其破碎氧化膜的能力，使得熔池液态金属与焊件坡口侧壁金属充 分熔合，从而消除了侧壁未熔合缺陷。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作详细说明。
图1是本发明窄间隙熔化极气保焊焊枪结构示意图。
图2是现有技术窄间隙熔化极气保焊焊枪结构示意图。
图中3-焊丝，6-上盖板，7-枪体，8-挡圈，9-压电晶片，10-匹配层，11-凸台，13-高频 振荡器，14-进气口， 15-水冷体，16-保护气体，17-导电嘴，18-焊件，19-气筛，20-电弧，21-熔池，22-接线座，23-坡口侧壁，24-保护气室。
具体实施方式
参照图2，本发明包括枪体7，水冷体15，导电嘴17，接线座22和气筛19。枪体7通过 上盖板6与水冷体15固连，上盖板6上固连有接线座22，枪体7与水冷体15之间是保护气 室24，保护气室24与进气口 14连通，在保护气室24的下端与枪体7以及水冷体15固连的 是气筛19，导电嘴17插于水冷体15下端的腔体里，与水冷体15形成一体，焊丝腔贯通整 个水冷体15和导电嘴17。环形水冷体15外圆上下居中的部位设计了环形凸台11，将环形匹 配层10和环形压电晶片9依次放在凸台11上，然后用挡圈8压紧固定。环形匹配层10和环 形压电晶片9的内径与环形水冷体15的外径等大，其外径与枪体7的内径等大。压电晶片9 的上、下两面镀有导电金属，分别通过导线穿过枪体7上的预留孔，与高频振荡器13的两个 接线端电连接。
焊接时，先给水冷体15接通冷却水；由进气口 14通入保护气体；引电弧20后，立即启 动高频振荡器13工作，使压电晶片9产生超声波;焊枪在坡口内移动，熔池21中熔融金属堆 积，连续完成多层焊接。调整高频振荡器13输出的振荡电压幅值，可调整空气超声波的强度。压电晶片9在高频振荡器13的作用下，连续发射超声波束。超声波束传入熔池便引起液态金 属产生超声振动。这一超声振动， 一方面改变了液态熔池金属的表面张力，增强了液态钎料 金属的流动性及其破碎氧化层的能力，使得熔池液态金属与焊件18的坡口侧壁23金属充分 熔合，从而消除了侧壁未熔合缺陷的发生；另一方面打乱了液态金属的结晶方向，细化了焊
缝晶粒，提高了接头的力学性能。因此，获得了高质量的焊接接头。
压电晶片9的匹配层10选用硅橡胶，可有效增强超声波在空气中的传播距离。压电晶片9 与匹配层10安装在环形水冷体15的外周及保护气室24上进气口 14的上方，冷却水及高速 保护气体均会对其产生很好的冷却效果，使其在焊接过程中处在安全的较低温度。
应用实施例l:坡口深度50mm，宽度10mm。焊枪导电嘴长度50mm，外径纟7。高频振荡 器13输出的振荡电压幅值为750V。引弧后，立即启动高频振荡器工作，完成焊接后，同时熄弧 和关断高频振荡器13。对焊后接头解剖检验，未发现侧壁未熔合缺陷，且晶粒细化。
应用实施例2:坡口深度60mm，宽度10mm。焊枪导电嘴长度60mm，外径f7。高频振荡 器13输出的振荡电压幅值为950V。弓l弧后，立即启动高频振荡器工作。完成焊接后，同时熄弧 和关断高频振荡器13。对焊后接头解剖检验，未发现侧壁未熔合缺陷，且晶粒细化。
权利要求1、一种窄间隙熔化极气保焊焊枪，包括枪体，水冷体，导电嘴，接线座和气筛，枪体通过上盖板与水冷体固连，上盖板上固连有接线座，枪体与水冷体之间是保护气室，保护气室与进气口连通，在保护气室的下端与枪体以及水冷体固连的是气筛，导电嘴插于水冷体下端的腔体里，与水冷体形成一体，焊丝腔贯通整个水冷体和导电嘴，其特征在于还包括位于保护气室的压电晶片和匹配层，压电晶片和匹配层的内径与水冷体的外径等大，其外径与枪体的内径等大，压电晶片叠加在匹配层上并置于水冷体外圆的凸台上，用挡圈压紧固定，压电晶片上、下两面通过导线与高频振荡器电连接。
2、 根据权利要求l所述的窄间隙熔化极气保焊焊枪，其特征在于所述的匹配层，其材 料为硅橡胶。
3、 根据权利要求1所述的窄间隙熔化极气保焊焊枪，其特征在于所述的压电晶片位于 保护气室上进气口的上方。
专利摘要本实用新型公开了一种窄间隙熔化极气保焊焊枪，包括枪体，水冷体，导电嘴，接线座和气筛，其特点是还包括位于保护气室的压电晶片和匹配层，压电晶片和匹配层的内径与水冷体的外径等大，其外径与枪体的内径等大，压电晶片叠加在匹配层上并置于水冷体外圆的凸台上，用挡圈压紧固定，压电晶片上、下两面通过导线与高频振荡器电连接。由于增加了一个压电晶片，所以在焊接过程中，压电晶片在高频振荡器的作用下，连续发射超声波束，引起液态金属产生超声振动，改变了液态熔池金属的表面张力，增强了液态金属的流动性及其破碎氧化膜的能力，使得熔池液态金属与焊件坡口侧壁金属充分熔合，从而消除了侧壁未熔合缺陷。
文档编号B23K9/32GK201223993SQ20082002966
公开日2009年4月22日 申请日期2008年7月17日 优先权日2008年7月17日
发明者李文亚, 杨思乾, 马铁军 申请人:西北工业大学