一种水冷式埋弧焊枪及作业系统的制作方法

1.本实用新型涉及焊枪技术领域，尤其是涉及一种水冷式埋弧焊枪及作业系统。


背景技术：

2.在埋弧焊管制造过程中，电弧下方温度为2500℃以上，焊丝端部温度可达6000℃以上，埋弧焊枪长期处于高温烘烤状态，对自身的导电性、耐磨性都会产生较大影响。焊接时最大焊接电流1800a左右，电流通过截面积的导体会产生极高的温度，且随着时间的推移温度会越来越高。高温会导致焊枪出现导电性差、脆断等故障发生。因此降低焊枪工作温度，成为提高埋弧焊管质量水平的迫切需求。
3.现有的水冷式埋弧焊枪枪体内设置的冷却水槽为单一管道，冷却水从较低位置进入冷却水槽，从较高位置排出，单一管道与枪体的接触面积较小，冷却效果不够好。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种水冷式埋弧焊枪，以缓解埋弧焊枪作业中产生较高的热量，埋弧焊枪长期处于高温烘烤状态，现有的冷却水槽为单一管道，冷却效果不佳的问题。
5.为了缓解上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：一种水冷式埋弧焊枪，包括焊枪枪体和连接于焊枪枪体一端的焊嘴，焊枪枪体内设置有循环往复的冷却管路，焊枪枪体设置有分别与冷却管路连通的进水口和出水口。
6.更进一步地，冷却管路包括横向管道和纵向管道，横向管道和纵向管道首尾顺次连接。
7.更进一步地，纵向管道包括三个并排设置的第一主管道、第二主管道和第三主管道，第一主管道与第二主管道之间、第二主管道与第三主管道之间均通过一横向管道连接。
8.更进一步地，进水口设置于焊枪枪体侧壁的上部，进水口通过横向管道连接第一主管道；出水口设置于焊枪枪体侧壁的下部，出水口通过横向管道连接第三主管道。
9.更进一步地，焊枪枪体和焊嘴之间通过连接件连接。
10.更进一步地，焊嘴连接于连接件的一端设置有内螺纹，连接件与焊嘴连接的一端设置有外螺纹。
11.更进一步地，连接件内部设置有与焊枪枪体同孔径的焊丝通过孔。
12.更进一步地，连接件背离焊嘴的一端设置有外螺纹，焊枪枪体的靠近焊嘴的端部设置有枪体内螺纹。
13.一种水冷式埋弧焊枪的作业系统，包括上述的水冷式埋弧焊枪和配套装置，配套装置包括冷却水泵，冷却水泵通过导管连接进水口和出水口。
14.更进一步地，冷却水泵和埋弧焊枪设置为由同一开关控制。
15.本实用新型中水冷式埋弧焊枪的有益效果分析如下：
16.本实用新型通过在埋弧焊枪腔体内设计循环往复的冷却管路，焊枪枪体内设置有分别与冷却管路连通的进水口和出水口。
17.冷却水通过进水口流入冷却管路，在循环往复的管路中流动，然后通过出水口排出，在此过程中，循环往复的冷却管路，增大了冷却管路与枪体的接触面积，埋弧焊枪作业中产生的热量可更快且更均匀地传递至冷却管路内部，并通过冷却水带走，相比较传统埋弧焊枪的冷却方式，冷却效果更好，焊枪作业过程中温升更低，降低了焊枪导电性差、脆断等故障的发生率，使焊缝具有较好的焊接质量和工艺稳定性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1本实用新型实施方式提供的水冷式埋弧焊枪的结构示意图；
20.图2为图1中a-a的截面示意图；
21.图3本实用新型实施方式提供的水冷式埋弧焊枪的俯视图。
22.图标：
23.100-焊枪枪体；200-焊嘴；300-冷却管路；001-进水口；002-出水口；400-进水口接头；500-出水口接头；
24.310-横向管道；320-纵向管道；321-第一主管道；322-第二主管道；323-第三主管道；
25.600-连接件；700-下封水堵；800-固定孔；900-顶封水堵；1000-侧封水堵；
26.610-焊丝通过孔；620-外螺纹；210-内螺纹；110-枪体内螺纹。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在埋弧焊管制造过程中，电弧下方温度为2500℃以上，焊丝端部温度可达6000℃以上，埋弧焊枪长期处于高温烘烤状态，对自身的导电性、耐磨性都会产生较大影响。焊接时最大焊接电流1800a左右，电流通过截面积的导体会产生极高的温度，且随着时间的推移温度会越来越高。高温会导致焊枪出现导电性差、脆断等故障发生。因此降低焊枪工作温度，成为提高埋弧焊管质量水平的迫切需求。
31.现有的水冷式埋弧焊枪枪体内设置的冷却水槽为单一管道，冷却水从较低位置进入冷却水槽，从较高位置排出，单一管道与枪体的接触面积较小，冷却效果不够好。
32.有鉴于此，本实用新型提供了一种水冷式埋弧焊枪，请一并参考图1至图3，埋弧焊枪包括焊枪枪体100和连接在焊枪枪体一端的焊嘴200，焊枪枪体100内设置有循环往复的冷却管路300，焊枪枪体100内设置有分别与冷却管路300连通的进水口001和出水口002。
33.冷却水通过进水口001流入冷却管路300，在循环往复的管路中流动，然后通过出水口002排出，在此过程中，循环往复的冷却管路300，增大了冷却管路300与枪体100的接触面积，埋弧焊枪作业中产生的热量可更快且更均匀地传递至冷却管路内部300，并通过冷却水带走，相比较传统埋弧焊枪的冷却方式，冷却效果更好，焊枪作业过程中温升更低，降低了焊枪导电性差、脆断等故障的发生率，使焊缝具有较好的焊接质量和工艺稳定性。
34.本实施例的可选方案中，冷却管路300包括横向管道310和纵向管道320，横向管道310和纵向管道320首尾顺次连接，横向管道310和纵向管道320的数量越多，冷却管路300与枪体100的接触面积越大，但是，随着管道数量增多，管道孔径变小，冷却水流速变小。焊枪枪体100内部的冷却管路300采用钻削工艺加工而成，在实际作业中，横向管道310和纵向管道320的数量可根据枪体内部空间的大小和实际加工难度来确定。
35.本实施例的可选方案中，请参见图2，纵向管道320包括三个并排设置的第一主管道321、第二主管道322和第三主管道323，第一主管道321与第二主管道322之间、第二主管道322与第三主管道323之间均通过一横向管道310连接。设置为三个纵向管道320的好处是冷却水在管道内流速适中，且加工难度适中，制备方便。
36.现有的水冷式埋弧焊枪枪体100内设置的冷却水槽为单一管道，冷却水从较低位置进入冷却水槽，从较高位置排出，冷却水从下向上流动需要消耗额外的能量来驱动冷却水的流动，且水从较低位置流向较高位置，水流速较低。
37.有鉴于此，本实施例的可选方案中，进水口001设置于焊枪枪体100侧壁的上部，进水口001连通第一主管道321；出水口002设置于焊枪枪体100侧壁的下部，出水口002通过连通第三主管道323。冷却水从位于焊枪枪体100侧壁上部的进水口001流入，通过冷却管路300后从位于焊枪枪体100侧壁下部的出水口002流出，在重力作用下，冷却水的流速较快，且纵向管道320越长，冷却水的流速越快，冷却管路300和焊枪枪体100的接触面积越大，冷却效果越好。
38.本实施例中的冷却管路300优选采用钻削工艺制备，首先，从焊枪枪体100顶部钻三个竖直方向的大长径比深孔作为纵向管道320，顶部攻丝，旋入三个顶封水堵900；然后，从焊枪枪体100上部右侧加工横向管道310，使第二主管道322和第三主管道323通过横向管道310连通，枪体上部右侧攻丝，旋入侧封水堵1000；再从焊枪枪体100下部左侧加工横向管道310，连通第二主管道322和第一主管道321，枪体下部左侧攻丝，旋入下封水堵700；最后，从焊枪枪体100上部沿水平方向钻进第一主管道321，端部攻丝，旋入进水口接头400，从焊
枪枪体100下部沿水平方向钻进第三主管道323，端部攻丝，旋入出水口接头500。水堵和接头连接螺纹部分均涂厌氧胶，起到密封作用。
39.关于水流在冷却管路300的流动过程，说明如下：
40.冷却水从位于焊枪枪体100侧壁上部的进水口001流入冷却管路300，然后流入竖直方向的第一主管道321，然后依次流过横向管道310、第二主管道322、横向管道310和第三主管道323，最后从位于焊枪枪体100侧壁下部的出水口002流出。因纵向管道320是从焊枪枪体100上部延伸至枪体下部，冷却水在枪体内部空间往复流动三次，增大了冷却管路300与枪体100的接触面积，埋弧焊枪作业中产生的热量可更快、更均匀地传递至冷却管路300内部，且冷却水从较高的进水口001流入后经较低的出水口002流出，冷却水的流速较快，从而可以更快地将作业产生的热量带走，相比较传统埋弧焊枪的冷却方式，冷却效果更好，焊枪作业过程中温升更低，降低了焊枪导电性差、脆断等故障的发生率，使焊缝具有较好的焊接质量和工艺稳定性。
41.埋弧焊枪工作一段时间以后，焊嘴200需要更换，传统焊嘴200连接焊枪枪体100的一端为外螺纹结构，直接旋入枪体内螺纹110。更换焊嘴200过程中，工人稍不小心，焊嘴200掉落地面就会发生外螺纹部分磕损的问题，导致近百元的焊嘴200直接报废。
42.有鉴于此，请参见图1，本实用新型提供的水冷式埋弧焊枪在焊枪枪体100和焊嘴200之间设置有连接件600，焊嘴200连接于连接件600的一端设置有内螺纹210，连接件600与焊嘴200连接的一端设置有外螺纹620。焊嘴200的外螺纹620和连接件600的内螺纹210螺接。焊嘴200连接部分由原来的外螺纹620变为内螺纹210，当意外掉落时，避免了脆弱的薄壁螺纹部位磕损，降低了焊嘴200报废率。
43.本实施例的可选方案中，连接件600内部设置有与焊枪枪体100同孔径的焊丝通过孔610，保证了焊丝能通过连接件600。
44.本实施例的可选方案中，连接件600背离焊嘴200的一端设置有外螺纹620，焊枪枪体100靠近焊嘴200的端部设置有枪体内螺纹110，枪体内螺纹110与连接件600背离焊嘴200一端的外螺纹620螺接，本实施例中的埋弧焊枪与现有的焊枪结构外形完全相同，在安装过程中具备良好的互换性，不需改动与之相配合的其他组件结构。
45.综上，本实施例中的连接件600可实现如下技术效果：
46.1、连接件600连接焊嘴200的一端设置有外螺纹620且与焊嘴200的内螺纹210螺接，焊嘴200连接部分由原来的外螺纹620变为内螺纹210，结构得到优化，日常维护安全便利，焊嘴200更换时几乎不会发生磕损报废现象；
47.2、连接件600连接枪体的一端设置有外螺纹620且与枪体内螺纹110螺接，焊枪的枪体内螺纹110结构不变，在安装过程中具备良好的互换性，操作方便；
48.3、连接件600内部设置焊丝通过孔610的孔径与焊枪枪体100相同，保证焊丝能顺利穿过连接件600。
49.实施例二
50.本实施例提供了一种水冷式埋弧焊枪的作业系统，包括上述的水冷式埋弧焊枪和配套装置，配套装置包括焊接臂，水冷式埋弧焊枪的尾部设置有固定孔800，焊枪通过固定孔800连接焊接臂，通过焊接臂将焊枪送到所需焊接的位置，从而提高劳动效率，降低工人劳动强度。
51.更进一步地，配套装置还包括冷却水泵，冷却水泵的进水管端部连接焊枪的进水口接头400，冷却水泵的回水管端部连接焊枪的出水口接头500。较为优选的，进水管与回水管装连于焊接臂，避免水管散乱放置，生产现场变得整齐、美观，且作业更加安全。
52.本实施例的可选方案中，冷却水泵和埋弧焊枪设置为由同一开关控制。当焊接开始时，冷却水泵同时启动，冷却水从进水管流入焊枪进水口001，并在冷却管路300中循环往复的流动，然后经出水口002流入回水管，最后流回冷却水泵。冷却水泵和埋弧焊枪设置为由同一开关控制的好处是操作简单，冷却水路的开启和关闭与焊接作业同步，无需工人付出额外劳动和学习成本。
53.关于水冷式埋弧焊枪作业系统的具体工作过程说明如下：
54.当要进行焊接作业时，通过焊接臂将焊枪送到所需焊接的位置，开启埋弧焊枪的开关，冷却水泵同时启动，冷却水通过进水管流入焊枪进水口001，然后通过竖直方向的第一主管道321，然后依次流过横向管道310、第二主管道322、横向管道310和第三主管道323，最后从出水口002流出，经过回水管流回冷却水泵，在冷却水泵的作用下可对埋弧焊枪进行循环式冷却，从而可以不断地将作业产生的热量带走，相比较传统埋弧焊枪的冷却方式，循环往复的冷却管路300热传递效果更好，焊枪作业过程中温升更低，降低了焊枪导电性差、脆断等故障的发生率，使焊缝具有较好的焊接质量和工艺稳定性。
55.最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的范围。