专利名称：窄间隙热丝tig焊枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊枪，尤其是涉及一种用于厚壁管道、阀门以及电机转子等厚壁 工件的窄间隙焊接的热丝TIG焊枪，属于自动焊接技术领域。
背景技术：
在火电厂、核电站、发电设备制造等行业中，存在大量的厚壁合金管道和相关部件 的焊接，由于管道和相关部件的规格众多，通常都是采用埋弧焊、MIG/MAG和手工焊等焊接 方式来进行，上述的焊接方式由于焊接坡口开的比较大，填充的金属多，因此其热输入大， 而众多的合金管道由于材料的价格和填充金属(焊丝)的价格都很高，所以焊接质量与效 率都不能达到一个很高的水平，这成为制约厂家进行焊接设备安装和制造的主要因素。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效改善焊接环境、 降低工人劳动强度、调高工作效率及产品焊接质量的窄间隙热丝TIG焊枪。本发明是通过以下技术方案来实现的一种窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于，包括焊枪角摆装置、前送气保护装置、背 保护气罩装置和送丝装置，前送气保护装置连接在焊枪角摆装置上，而送丝装置和背保护 气罩装置则同时连接在焊枪角摆装置的外壳上，其中所述的焊枪角摆装置包括步进电机、主动齿轮、过渡齿轮、角摆齿轮和角摆枪杆， 主动齿轮固定在步进电机的输出轴上，过渡齿轮分别与主动齿轮和角摆齿轮啮合，角摆枪 杆固定于角摆齿轮的中心，其内外分别设置有连通的水冷管。进一步，在上述的角摆枪杆的上端还设置有水电无缠绕装置，其包括一芯轴和一 设置在芯轴外部的轴套，且在轴套上还分别设置有第一进水口接头和第一回水口接头，第 一进水口接头和第一回水口接头分别于上述的角摆枪杆内外的水冷管的两端连接，形成第 一水冷却循环系统。且，在第一进水口接头与芯轴之间、第一回水口接头与芯轴之间，以及芯轴与角摆 齿轮之间都设置有0型密封圈。上述的前送气保护装置包括前保护气管、喷嘴和固定块，前保护气管设置在角 摆枪杆的外部，与角摆枪杆同轴设置，而喷嘴与前保护气管的下端部接通，且都固定在固定 块上，固定块的上部连接一水冷块，水冷块固定在角座上，而角座则与焊枪角摆装置固定连 接，此外，在前保护气管的内外还分别设置有连通的水冷管，其两端分别与设置在水冷块内 第二进水口接头和第二回水口接头连接，形成第二水冷却循环系统。上述的背保护气罩装置包括齿轮齿条升降机构和背保护气罩，齿轮齿条升降机 构通过固定板固定在上述的焊枪角摆装置的外壳上，而背保护气罩则通过一连接块固定在 齿轮齿条升降机构下方，背保护气罩上部设置有第三进水口接头和第三回水口接头，两端 与第三进水口接头和第三回水口接头连接的水冷管设置在背保护气罩的内壁上，形成第三水冷却循环系统，且在背保护气罩的上部还设置有双向背保护进气口。上述的送丝装置包括热丝导电座、送丝管和送丝固定座，送丝固定座通过其上部 的固定座固定在焊枪角摆装置的外壳上，热丝导电座固定在送丝固定座的上部一端，其与 热丝电缆连接在一起，而送丝管则与热丝导电座钎焊为一体，且固定在送丝固定座上，其下 端为一送丝嘴，此外，在送丝固定座的上部还设置有第四进水口接头和第四回水口接头，两 端分别与第四进水口接头和第四回水口接头接通的水冷管分布在送丝固定座内外两侧，形 成第四水冷却循环系统。本发明的有益效果是本发明解决了厚壁管和厚壁工件之间的自动化焊接中合 金材料的焊接要求预热以及手工焊焊接环境很恶劣的问题，且本发明通过采用多路水冷保 护、焊丝加热、电弧摆动以及双气体保护等技术方案，大大降低了工人的劳动强度，焊接质 量和效率得到很大的提高，且完全可实现全位置和固定位置的焊接。
图1为本发明一实施例的整体结构示意图2为本发明一实施例的俯视图3为图2的A向剖视图4为图2的B向剖视图5为图4的I部放大示意图6为图2的C向剖视图7为图6的D向剖视图8为本发明所述的前送气保护装置的结构示意图9为本发明所述的背保护气罩装置的结构示意图一；
图10为本发明所述的背保护气罩装置的结构示意图二
图11为本发明所述的送丝装置的结构示意图一；
图12为本发明所述的送丝装置的结构示意图二 ；
图13为图12的E向剖视園K
图中主要附图标记含义为
100、焊枪角摆装置的外壳11、水电无缠绕装置101、步进电机
102、主动齿轮103、过渡齿轮104、角摆齿轮
105、角摆枪杆106、芯轴107、轴套
108、第一进水口接头109、第一回水口接头
110、角摆枪杆外部水冷管111、角摆枪杆内部水冷管112、0型密封圈
201、前保护气管202、喷嘴203、固定块
204、水冷块205、角座
206、第二进水口接头207、第二回水口接头
301、齿轮齿条升降机构302、背保护气罩303、固定板
304、连接块305、第三进水口接头306、第三回水口接头
307、背保护进气口401、热丝导电座402、送丝管
403、送丝固定座405、固定座406、送丝嘴
407、第四进水口接头 408、第四回水口接头409、送丝装置进水口410、送丝装置回水口
具体实施例方式下面将结合附图，详细说明本发明的
具体实施例方式图1为本发明一实施例的整体结构示意图；图2为本发明一实施例的俯视图；图3 为图2的A向剖视图；图4为图2的B向剖视图；图5为图4的I部放大示意图。如图1至图5所示窄间隙热丝TIG焊枪，包括焊枪角摆装置、前送气保护装置、背 保护气罩装置和送丝装置，前送气保护装置连接在焊枪角摆装置上，而送丝装置和背保护 气罩装置则同时连接在焊枪角摆装置的外壳100上，其中所述的焊枪角摆装置包括步进电机101、主动齿轮102、过渡齿轮103、角摆齿轮 104和角摆枪杆105，主动齿轮102固定在步进电机101的输出轴上，过渡齿轮103分别与 主动齿轮102和角摆齿轮104啮合，角摆枪杆105固定于角摆齿轮104的中心，其内外分别 设置有连通的水冷管，即角摆枪杆外部水冷管110和角摆枪杆内部水冷管111。此外，在上述的角摆枪杆105的上端还设置有水电无缠绕装置11，其包括一芯轴 106和一设置在芯轴106外部的轴套107，且在轴套107上还分别设置有第一进水口接头 108和第一回水口接头109，第一进水口接头108和第一回水口接头109分别于上述的角摆 枪杆105内外的水冷管的两端连接，形成第一水冷却循环系统，在第一进水口接头108与芯 轴106之间、第一回水口接头109与芯轴106之间，以及芯轴106与角摆齿轮104之间都设 置有0型密封圈112。焊枪角摆装置是由步进电机101驱动主动齿轮102，再经过渡齿轮103传动到角摆 齿轮104，实现焊枪枪杆105的角摆旋转功能，此外，第一水冷却循环系统是在第一进水口 接头108处流入，流经过角摆枪杆外部水冷管110，再经角摆枪杆内部水冷管111，返回到第 一回水口接头109，实现了焊枪内部的水循环，同时也解决了焊枪角摆时水电线路缠绕的缺 陷，大大提高了焊枪的耐热性及焊枪的暂载率。图6为图2的C向剖视图；图7为图6的D向剖视图；图8为本发明所述的前送气
保护装置的结构示意图。如图6至图8所示前送气保护装置包括前保护气管201、喷嘴202和固定块203， 前保护气管201设置在角摆枪杆105的外部，与角摆枪杆105同轴设置，而喷嘴202与前保 护气管201的下端部接通，且都固定在固定块203上，固定块203的上部连接一水冷块204， 水冷块204固定在角座205上，而角座205则与焊枪角摆装置固定连接，此外，在前保护气 管201的内外还分别设置有连通的水冷管，其两端分别与设置在水冷块204内第二进水口 接头206和第二回水口接头207连接，形成第二水冷却循环系统。前送气保护装置为焊焊枪提供正面保护气体，水流由第二进水口接头206经水冷 块204，再经喷嘴202内外的水冷管，流回到第二回水口接头207处，实现水循环过程，从而 对喷嘴202实现了水冷却，有效的避免了焊接过程中热量辐射在喷嘴202上的温度，大大提 高了焊枪的使用寿命。图9为本发明所述的背保护气罩装置的结构示意图一；图10为本发明所述的背保 护气罩装置的结构示意图二。
如图9和图10所示背保护气罩装置包括齿轮齿条升降机构301和背保护气罩 302，齿轮齿条升降机构301通过固定板303固定在上述的焊枪角摆装置的外壳100上，而 背保护气罩302则通过一连接块304固定在齿轮齿条升降机构301下方，通过手动齿轮齿 条升降机构301实现上下升降功能，背保护气罩302上部设置有第三进水口接头305和第 三回水口接头306，两端与第三进水口接头305和第三回水口接头306连接的水冷管设置在 背保护气罩302的内壁上，形成第三水冷却循环系统，且在背保护气罩302的上部还设置有 双向背保护进气口 307。上述的第三水冷却循环系统指的是水流从第三进水口接头305流入，从第三回 水口接头306流出，由于背保护气罩302中的水冷管外壁紧贴于背保护气罩302的内壁，因 此，次水冷却系统大大降低了焊接过程中热辐射对背保护气罩302表面产生的温度，且背 保护气罩302由双向背保护进气口 307通入背保护气体，有效的保证了焊缝表面成型质量。图11为本发明所述的送丝装置的结构示意图一；图12为本发明所述的送丝装置 的结构示意图二 ；图13为图12的E向剖视图。如图11至13所示送丝装置包括热丝导电座401、送丝管402和送丝固定座403， 送丝固定座403通过其上部的固定座405固定在焊枪角摆装置的外壳100上，热丝导电座 401固定在送丝固定座403的上部一端，其与热丝电缆连接在一起，而送丝管402则与热丝 导电座401钎焊为一体，且固定在送丝固定座403上，其下端为一送丝嘴406，通过对热丝 电缆的通电，从而实现对焊丝的加热，大大提高了焊接的熔覆效率，此外，在送丝固定座403 的上部还设置有第四进水口接头407和第四回水口接头408，两端分别与第四进水口接头 407和第四回水口接头408接通的水冷管分布在送丝固定座403内外两侧，形成第四水冷却 循环系统。第四水冷却循环系统指的是水流从第四进水口接头407流入，经过送丝装置进 水口 409，以及送丝固定座403内外两侧的水冷管，然后经送丝装置回水口 410，以及第四回 水口接头408流出，形成水循环系统，实现对送丝固定座403的水冷，有效的避免了焊接过 程中热量辐射在送丝固定座403上的温度。本发明的工作过程为首先将本发明通电，喷嘴202中通入保护气体，且在焊缝金 属位置进行焊接时，焊丝被加热熔化进人熔池，随着焊丝的不断消耗，送丝装置以适当的速 度送进焊丝并保持电弧稳定，由于电弧具有摆动功能，所以可配合窄间隙坡口，得到满意形 状的焊缝，实现窄间隙焊接，当焊接过程完成时，应切断焊接电流、送丝装置电源及保护气 体。本发明通过设置焊枪角摆装置、双向气体保护机构、多水冷却循环系统、以及焊丝 可被加热的送丝装置，大大提高了焊接质量和焊接效率。以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换 或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于，包括焊枪角摆装置、前送气保护装置、背保护气罩装置和送丝装置，前送气保护装置连接在焊枪角摆装置上，而送丝装置和背保护气罩装置则同时连接在焊枪角摆装置的外壳上，其中所述的焊枪角摆装置包括步进电机、主动齿轮、过渡齿轮、角摆齿轮和角摆枪杆，主动齿轮固定在步进电机的输出轴上，过渡齿轮分别与主动齿轮和角摆齿轮啮合，角摆枪杆固定于角摆齿轮的中心，其内外分别设置有连通的水冷管。
2.根据权利要求1所述的窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于在上述的角摆枪杆的上 端还设置有水电无缠绕装置，其包括一芯轴和一设置在芯轴外部的轴套，且在轴套上还分 别设置有第一进水口接头和第一回水口接头，第一进水口接头和第一回水口接头分别于上 述的角摆枪杆内外的水冷管的两端连接，形成第一水冷却循环系统。
3.根据权利要求2所述的窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于在第一进水口接头与芯 轴之间、第一回水口接头与芯轴之间，以及芯轴与角摆齿轮之间都设置有0型密封圈。
4.根据权利要求1所述的窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于所述的前送气保护装置 包括前保护气管、喷嘴和固定块，前保护气管设置在角摆枪杆的外部，与角摆枪杆同轴设 置，而喷嘴与前保护气管的下端部接通，且都固定在固定块上，固定块的上部连接一水冷 块，水冷块固定在角座上，而角座则与焊枪角摆装置固定连接，此外，在前保护气管的内外 还分别设置有连通的水冷管，其两端分别与设置在水冷块内第二进水口接头和第二回水口 接头连接，形成第二水冷却循环系统。
5.根据权利要求1所述的窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于所述的背保护气罩装置 包括齿轮齿条升降机构和背保护气罩，齿轮齿条升降机构通过固定板固定在上述的焊枪 角摆装置的外壳上，而背保护气罩则通过一连接块固定在齿轮齿条升降机构下方，背保护 气罩上部设置有第三进水口接头和第三回水口接头，两端与第三进水口接头和第三回水口 接头连接的水冷管设置在背保护气罩的内壁上，形成第三水冷却循环系统，且在背保护气 罩的上部还设置有双向背保护进气口。
6.根据权利要求1所述的窄间隙热丝TIG焊枪，其特征在于所述的送丝装置包括热 丝导电座、送丝管和送丝固定座，送丝固定座通过其上部的固定座固定在焊枪角摆装置的 外壳上，热丝导电座固定在送丝固定座的上部一端，其与热丝电缆连接在一起，而送丝管则 与热丝导电座钎焊为一体，且固定在送丝固定座上，其下端为一送丝嘴，此外，在送丝固定 座的上部还设置有第四进水口接头和第四回水口接头，两端分别与第四进水口接头和第四 回水口接头接通的水冷管分布在送丝固定座内外两侧，形成第四水冷却循环系统。
全文摘要
一种窄间隙热丝TIG焊枪，包括焊枪角摆装置、前送气保护装置、背保护气罩装置和送丝装置，前送气保护装置连接在焊枪角摆装置上，送丝装置和背保护气罩装置同时连接在焊枪角摆装置的外壳上，焊枪角摆装置包括步进电机、主动齿轮、过渡齿轮、角摆齿轮和角摆枪杆，主动齿轮固定在步进电机的输出轴上，过渡齿轮分别与主动齿轮和角摆齿轮啮合，角摆枪杆固定于角摆齿轮的中心，其内外设置有连通的水冷管。本发明解决了自动化焊接中合金材料焊接要求预热以及手工焊接环境恶劣的问题，通过采用多路水冷保护、焊丝加热、电弧摆动以及双气体保护等技术方案，降低了工人的劳动强度，焊接质量和效率得到很大的提高，可实现全位置和固定位置的焊接。
文档编号B23K9/32GK101890560SQ20101023384
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者廖剑雄, 朱志毅, 肖劲兵 申请人:昆山华恒工程技术中心有限公司