锁孔效应tig深熔焊焊枪的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪，包括焊枪本体，所述焊枪本体顶部通过锁紧螺母与焊枪外筒固定连接；所述焊枪外筒内装有轴套；所述轴套内装有导电杆；所述导电杆的底部通过安装座连接有电极头；所述电极头内通过锁紧定位套和定位螺母安装有钨极；所述电极头外壁还套有内套和第一气嘴；所述第一气嘴外套有第二气嘴；所述第二气嘴通过锁紧螺母与所述焊枪本体连接。采用本实用新型，能够实现锁孔效应的深熔焊，使得焊接效率大大提高，同时被焊接的焊板即使非常厚，也无需开坡口，也无需填充焊丝，从而大大节约了焊接成本，具有巨大的工业应用价值。
【专利说明】锁孔效应TIG深熔焊焊枪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种焊接【技术领域】，尤其涉及一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪。
【背景技术】
[0002] TIG焊（Tungsten Inert Gas arc Welding),又称为惰性气体鹤极保护焊，其是一 种成熟的焊接方法，在碳钢、不锈钢、铝合金及有色金属材料的焊接领域有广泛的应用。普 通的TIG焊接电弧稳定，焊接质量好，但是其熔深较浅，焊接速度较慢，效率较低。如对于不 锈钢或钛合金，一般一次焊接熔深最大只能达到4_左右。因此，TIG焊一般用于薄板焊接 或者厚壁重要构件的底层熔透焊道打底焊。
[0003] 对于中厚度（>4mm)金属板材，则需要在连接处根据实际板厚开相应角度的坡口 1，并进行多层多道焊接才能完成，如图1所示。如不开坡口、一次焊接就能全部焊透，从而 大大提高焊接效率，显著减少钢板开坡口和焊接的工时，并能不用或用很少的填充焊材，将 极大地降低焊接成本。因此，开发大熔深的高效TIG焊接方法对于提高焊接效率、减少焊接 材料消耗有很大的好处。
[0004] 要形成"锁孔"效应焊接，目前一般在激光焊、电子束焊和等离子焊中实现。等离 子焊是唯一能实现"锁孔"效应的电弧焊方法，但其需要压缩电弧，焊接能量密度很高，并且 焊枪设计复杂、需要经常维护、对焊接参数的变化很敏感、焊接成本高。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪，能够 实现锁孔效应的深熔焊，使得焊接效率大大提高，同时被焊接的焊板即使非常厚，也无需开 坡口，也无需填充焊丝，从而大大节约了焊接成本，具有巨大的工业应用价值。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种锁孔效应TIG深熔焊焊 枪，包括焊枪本体，所述焊枪本体顶部通过锁紧螺母与焊枪外筒固定连接；所述焊枪外筒 内装有轴套；所述轴套内装有导电杆；所述导电杆的底部通过安装座连接有电极头；所述 电极头内通过锁紧定位套和定位螺母安装有钨极；所述电极头外壁还套有内套和第一气 嘴；所述第一气嘴外套有第二气嘴；所述第二气嘴通过锁紧螺母与所述焊枪本体连接。
[0007] 对于上述技术方案的改进，所述焊枪本体、焊枪外筒、导电杆、电极头以及钨极采 用同轴结构。
[0008] 对于上述技术方案的进一步改进，所述轴套与内套形成内外双层环流通道。
[0009] 对于上述技术方案的进一步改进，所述内套与第一气嘴间设有密封垫圈。
[0010] 实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
[0011] (1)能够实现锁孔深熔焊；
[0012] (2)焊接效率高；
[0013] (3)节省了焊接成本；
[0014] (4)具有巨大的工业应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
[0016] 图1为本实用新型实施例提供的现有技术中对中厚板开坡口多层多道焊接的示 意图；
[0017] 图2为本实用新型实施例提供的一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪的结构示意图；
[0018] 图3为本实用新型实施例提供的一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪的结构剖视图；
[0019] 图4为本实用新型实施例提供的一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪的进出水和进气示 意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意 性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
[0021] 如图2和图3所示，本实用新型所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪，包括焊枪本体1， 所述焊枪本体1顶部通过锁紧螺母10与焊枪外筒2固定连接；所述焊枪外筒2内装有轴套 3,所述轴套采用塑料材质，作为冷却水流动的通道；所述轴套3内装有导电杆4,所述导电 杆4的顶部用于连接外部电源，给整个焊枪提供电力来源；所述导电杆4的底部通过安装座 11连接有电极头5，所述安装座11为导电材料，即当所述导电杆4接通电源后，则通过安装 座11与电极头5接通。所述电极头5内通过锁紧定位套12和定位螺母13安装有钨极6， 所述钨极6采用加粗设计，其在焊接时最大能通过1000A以上的电流，其轴线平行与所述焊 枪外筒2的轴线。电极头5外壁还套有内套7和第一气嘴8,所述第一气嘴8外套有第二气 嘴9,所述第二气嘴9通过锁紧螺母10与所述焊枪本体1连接。其中，所述内套7也同样采 用塑料材质，所述第一气嘴8采用陶瓷材质，第二气嘴9采用金属或陶瓷材质。其中陶瓷材 质的气嘴则耐温性能更好，二者的材质可以根据实际需求而定，如果焊接过程中温度偏高， 则选用陶瓷气嘴则更好。
[0022] 同时，所述焊枪本体1、焊枪外筒2、导电杆4和电极头5采用同心圆柱的结构设 计，完全不同于现有同类产品。
[0023] 另外，所述轴套3与内套7形成内外双层环流通道，如图3所示，用于冷却水在其 内流动从而对所述焊枪进行冷却处理。
[0024] 对于上述技术方案的改进，在所述内套7与第一气嘴8之间设有密封垫圈14,起到 密封性更好的作用。该密封垫圈14采用耐高温绝缘隔热材质，比如基伦有机纤维或陶瓷纤 维材质。
[0025] 以上是对本实用新型所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪的结构说明，现对其工作原 理做具体描述：
[0026] 在使用本实用新型所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪，首先需通入惰性气体-氩气， 氩气从保护气进口进入所述轴套3内，从其所在的通道的A处进入，并且从所述轴套3与电 极头5的定位套B处进入所述电极头5,进入所述电极头5后，氩气则分成两路：（1)从电极 头5的纵向孔C处进入所述焊枪本体1内部，挤压装配所述锁孔效应TIG深熔焊焊枪时残 留在其内部的空气，并从所述钨极6与内套7之间的空隙喷出；（2)从电极头5与钨极6之 间的空隙到达电极头5的尖端，并从电极头5的尖端的四周的小孔处喷出，然后经过第一气 嘴8的D处和第二气嘴9导向后从所述焊枪本体1尖端喷出，从而保护焊接电弧和熔池。
[0027] 结合图4所示，所述锁孔效应TIG深熔焊焊枪通入冷却水，水是从外部水箱在冷却 循环系统及焊接系统控制器的控制下从冷却液循环口进入轴套3内，即从图中冷却水进口 处进入，然后在轴套3的通道内进入电极头5后到达内套7,在内套7内表面形成内层水环 流a，在内套7中的通孔到达内套7的外表面形成外层水环流b，内、外两层水环流带走焊枪 本体1尖端处的热量后，依次通过电极头5和轴套3流回水箱。
[0028] 焊接时，导电杆4连接焊接电源负极，待焊接工件连接焊接电源正极，电流由导电 杆4到达电极头5与钨极6,在钨极6的尖端与工件表面形成电压。焊接开始时，通过高频 引弧激发电弧，焊接过程中，通过焊接电源提供电流并进行控制，以维持焊接电弧和产生锁 孔效应，使得本实用新型所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪通过的最大焊接电流可达1000A 以上，能一次焊透3~16_厚度的碳钢、不锈钢、钛及其合金、锆及其合金等金属板材，是一 种能实现锁孔效应焊接的新型焊枪，其形成的锁孔是"自然"形成的，因为其电弧是不经过 压缩，主要靠大电流形成的电弧力与液体金属静压力、表面张力平衡形成的。该锁孔是高度 集中的能量和压力所形成的，熔池中液体金属流围绕着"锁孔"流动而不会导致金属流失。 "锁孔"的存在使得焊接熔深能大大地增加，是焊接厚板、特殊金属的理想方法。
[0029] 本实用新型锁孔效应TIG深熔焊焊枪是通过在熔池底部可能形成孔洞的地方有 意地增大电弧压力，在这些点上，电弧的底部穿破了工件的下表面，当热输入足够熔透工件 时就能形成"锁孔"，电弧等离子体能够泻出。由洛伦磁力驱动的电弧压力作用在电弧等离 子体上，彻底地电磁化。TIG焊的能量密度不足以产生合适的反冲压力，因此，与激光焊和电 子束焊锁孔不同，TIG焊锁孔是洛伦磁力驱动的，集成了反冲压力和滞止压力。
[0030] 焊接时锁孔必须保持开放，并且电弧气体穿过工件，因此锁孔TIG是单道焊完成 的。由于电弧气体是由工件背面排出的，因此焊接很少出现熔池扰动和气孔。与大电流普 通TIG焊相比，大电流TIG经常出现熔池扰动、焊缝空洞、蠕虫状气孔等缺陷，主要原因是电 弧气体的不完全排泄，通过加大焊接电流就可消除这些缺陷。
[0031] 以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体 个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮 助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施 例，在【具体实施方式】以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为 对本实用新型的限制。
【权利要求】
1. 一种锁孔效应TIG深熔焊焊枪，包括焊枪本体，其特征在于： 所述焊枪本体顶部通过锁紧螺母与焊枪外筒固定连接； 所述焊枪外筒内装有轴套； 所述轴套内装有导电杆； 所述导电杆的底部通过安装座连接有电极头； 所述电极头内通过锁紧定位套和定位螺母安装有钨极； 所述电极头外壁还套有内套和第一气嘴； 所述第一气嘴外套有第二气嘴； 所述第二气嘴通过锁紧螺母与所述焊枪本体连接。
2. 根据权利要求1所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪，其特征在于： 所述焊枪本体、焊枪外筒、导电杆、电极头以及钨极采用同轴结构。
3. 根据权利要求1所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪，其特征在于： 所述轴套与内套形成内外双层环流通道。
4. 根据权利要求1所述的锁孔效应TIG深熔焊焊枪，其特征在于： 所述内套与第一气嘴间设有密封垫圈。
【文档编号】B23K9/167GK203900716SQ201420318497
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】刘志忠, 石永华, 李业兴, 黄晓涛 申请人:广东福维德焊接股份有限公司