专利名称：电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬及其电极夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电弧焊的焊炬或者电弧切割焊炬，例如WIG(钨电极惰性气体焊)或等离子体焊炬，包括一个焊炬体和一个安装在其内部的用于夹紧电极的电极夹具。
电弧焊焊炬和电弧切割焊炬的主要功能部件是电极夹具，用于产生电弧的电流经电极夹具传递到电极上。电极夹具位于焊炬体的一个壳体内，电极被夹紧在电极夹具上。为了能使用不同直径的电极，人们采用了可更换的电极夹具，其外径相同，但具有不同的内径。电极夹具具有膨胀缝和一个锥形部分，利用该锥形部分可以将电极压紧。在WIG焊炬中，有一个焊炬罩拧在焊炬体的后端，电极则固定在夹套内。在公知的焊炬中很难将电极定心，因为使用WIG型的焊炬时，操作人员首先必须根据目测进行调整，同时要将焊炬罩拧在焊炬体上。此时可能出现电极没有处在气流中心的情况，从而不利于气流在电极周围的均匀分布。这样电极将很快氧化，而且由于气体冷却的效率低，吸气发生紊流，造成电极的消耗。
这种机械结构方面的问题对于公知的电弧焊炬和电弧切割焊炬而言，会造成焊炬体和焊炬壳体向电极夹具以及电极传递的电流的不稳定性。例如在WIG焊炬上，如果更换了具有相同内径的电极夹具，则尽管对电极进行了精磨，在夹紧后还会产生完全不同的电流传递关系。此外，在电极夹具和电极之间还会出现很高的过渡电阻，其结果是，在电极夹具的材料上产生了极高的局部热负荷，从而对焊炬体造成了不利的传热，使热量可能传递到焊炬罩的塑料壳上。
本发明的任务是，改进上面所述的电弧焊炬或电弧切割焊炬，其电极的调整简单、可靠，在电极夹具和电极之间可以实现有利的电流传递。
本发明的解决方案是，电极夹具的壳体具有一个截锥形的支座，该支座与具有形状相应的接触和滑动面的电极夹具相配合，电极夹具在装配位置上通过一个与焊炬喷嘴的方向相反的纵向作用力保持在壳体的锥形支座上。
由于本发明所述的电极夹具通过一个与焊炬喷嘴的方向相反的纵向作用力保持在壳体的锥形支座上，所以不仅使电极夹具能够自动定心，而且使电极能够根据相应的气流状况进行自动调整。此外，在电极夹具和焊炬体或电极夹具的壳体之间还能产生很宽的接触面，从而保证在电极上以很小的过渡电阻实现良好的和可靠的电流传递。另外从电极夹具至焊炬体的传热也是有限的，从而大大提高了电极夹具的寿命，在WIG或等离子体焊炬上，还可以提高电极本身的寿命。
根据本发明的第一个专门的实例，其电极夹具的位于焊炬喷嘴后部的部分安装在壳体内，从而改善电极夹具的调整，进一步校正了电极本身的位置。
在一种极为有利的结构中，电极夹具的圆柱形部分被安装在焊炬的壳体内。
在装配位置上，由于电极夹具在与焊炬喷嘴方向相反的纵向力作用下，被保持在壳体或焊炬体的锥形支座上，所以特别是对WIG和等离子体焊炬而言，还可以将电极夹具自焊炬的喷嘴一侧装入壳体内或者装到壳体的锥形支座上，从而大大简化了焊炬的装配操作，缩短了安装时间。
根据本发明，电极夹具优先在与焊炬喷嘴相对的一端，以螺纹和焊炬的壳体固定连接，为了简化电极夹具的装配，在电极夹具朝向焊炬喷嘴的一端设有滚花轮。
对WIG和等离子体焊炬而言，也可以采用以下方案，即将电极夹具的和焊炬喷嘴相对的一端以螺纹和焊炬罩相连接。
根据本发明的一种专门方案，电极夹具和壳体构成了一个用于保护气体或等离子气体的环形室，该气体位于电极夹具圆周上的接触和滑动面范围内，并且经过沿焊炬的喷射轴线延伸的导流道，并朝着焊炬喷嘴的方向被引向外界。通过由电极夹具的锥形压力座及其沿焊炬喷射轴线分布的导流道所构成的通道与气体透镜相结合，使保护气体实现了均匀的层流，由于避免了紊流，从而改善了熔池的气体覆盖状况。
本发明的其他目的、优点、特征和用途见以下附图所示的两个实例及其说明。其中所有被描述和/或图示的特征可以以任意合理的方式构成本发明的方案，不受这些特征在权利要求中的组合或者权利要求的引用的约束。
图1表示本发明所述的具有一种电极夹具的WIG焊炬的纵向剖视图。
图2表示图1所示的电极夹具。
图3表示本发明所述的另一种具有电极夹具的WIG焊炬的纵向剖视图。
图4表示图3所示的电极夹具。
图1表示的WIG焊炬具有一个焊炬体1，该焊炬体在其与焊炬颈部14的连接区与(未画出的)导电电缆、进水管和回水管15、16、气体软管23和(同样未画出的)控制导线连接在一起。焊炬体1具有一个壳体4，用于容纳电极夹具3，在电极夹具内夹有电极2。在焊炬体1的前端有一个焊炬喷嘴7或者气体喷嘴。为了改善焊炬喷嘴7内部的保护气体的分布状况，在图1所示的实例中安装了一个气体透镜17，借助该透镜可以产生层状气流，从而达到改善焊接部位的气体覆盖状况的目的。在相对焊炬喷嘴7的另一端的焊炬体1上，设有一个焊炬罩9，它将导电的电极2覆盖。
为了产生电弧，应在电极2和工件之间施加必要的焊接电流，该电流从电缆出发，经焊炬体1的导电连接件传递到电极夹具3所夹持的电极2上。
如图1所示，焊炬体1的壳体4在所选择的实施例中具有设在焊炬体1的外套24与电极夹具3之间的散热体25，该散热体具有一个锥形支座5，该支座限定了电极夹具3的接触和滑动面6。电极夹具3在相对于焊炬喷嘴7的后端具有一个圆柱形部分8，该部分精确地安装在壳体4和散热体25内。
在装配焊炬时，电极夹具3从焊炬喷嘴一侧装入壳体4内，将电极2与气体喷嘴7之间的距离调整到规定的数值。然后如图所示，在焊接操作中，如果需要安装电极2，则可拧开焊炬罩9，该罩的内螺纹18拧在电极夹具3后端的外螺纹19上，并且将电极夹具3于其接触和滑动面6压在壳体4和散热体25的锥形支座5上。此时电极夹具3的膨胀缝13回缩，使电极2被夹紧在电极夹具3或夹套内。通过电极夹具3的锥形座5和电极夹具3的后部分段8在壳体4和散热体25内的圆柱形导向作用，可以实现电极夹具3的自动定心，使电极2和气流也对准中心，该结构的优点是在壳体4和电极夹具3之间实现了确定的和大面积的电流传递，由于过渡电阻低，所以可以将电流充分地传递给电极2，此外还可以改善冷却效果。
如图1和图2所示，电极夹具3和壳体4构成一个环形室11。该环形室11位于电极夹具3的外圆周上，与接触和滑动面6上的沿焊炬喷射轴线延伸的导流道12连通，并且还与气体透镜17和壳体4之间构成的压力室22连通。通过与导流道12连通的气体透镜17可以实现保护气体的均匀和层状流动，从而改善了熔池上的气体覆盖状况。
在图3和图4中给出了WIG焊炬的另一种实例，其中与图1和图2所示焊炬相同的功能部件具有相同的标号，因此不再一一说明。和上述实例相比，图3和图4所示焊炬的主要区别是，电极夹具3具有外螺纹20，它直接拧在焊炬体1的壳体4和散热体25的内螺纹21上。为了简化装配，电极夹具3在朝向焊炬喷嘴7的端部区域具有一个滚花轮10。惰性气体呈同心状进入焊炬体1内。
本发明当然不仅限于WIG焊炬，同样也适用等离子体焊炬、MIG焊炬或MAG焊炬及其传导电流的接触喷嘴。
权利要求
1.电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，例如WIG或等离子体焊炬，包括一个安装在焊炬体(1)的壳体(4)内的用于夹紧电极(2)的电极夹具(3)，其特征是，壳体(4)具有一个截锥形的支座(5)，该支座与具有形状相应的接触和滑动面(6)的电极夹具(3)相配合，电极夹具(3)在装配位置上通过一个与焊炬喷嘴(7)的方向相反的纵向作用力保持在壳体(4)的锥形支座上。
2.如权利要求1所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)的位于焊炬喷嘴(7)后部的部分安装在壳体(4)内。
3.如权利要求1或2所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)的圆柱状部分(8)安装在焊炬(1)的壳体(4)内。
4.如权利要求1至3之中任何一项所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)自焊炬(1)的喷嘴一侧装入壳体(4)内或者装到壳体(4)的锥形支座(5)上。
5.如权利要求1至4之中的任何一项所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)优先在与焊炬喷嘴(7)相对的一端，以螺纹和焊炬(1)的壳体(4)相连接(图3)。
6.如权利要求5所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)在其朝向焊炬喷嘴(7)的一端具有滚花轮(10)。
7.如权利要求1至4之中任何一项所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)在与焊炬喷嘴(7)相对的一端，以螺纹和焊炬罩(9)相连接(图1)。
8.如上述权利要求之中任何一项所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，其特征是，电极夹具(3)和壳体(4)构成了一个用于保护气体或等离子气体的环形室(11)，该气体处在电极夹具(3)圆周上的接触和滑动面(6)范围内，并且经过沿焊炬(1)的喷射轴线延伸的导流道(12)朝着焊炬喷嘴(7)的方向被引向外界。
9.如上述权利要求之中任何一项所述的电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬的电极夹具。
全文摘要
本发明涉及一种电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，例如WIG或等离子体焊炬，包括一个安装在焊炬体的壳体内的用于夹紧电极的电极夹具，为了简单和可靠地确定电极的位置，在电极夹具和电极之间实现有利的电流传递，可使壳体具有一个截锥形的支座，该支座与具有形状相应的接触和滑动面的电极夹具相配合，电极夹具在装配位置上通过一个与焊炬喷嘴的方向相反的纵向作用力保持在壳体的锥形支座上。
文档编号B23K9/16GK1126128SQ9411523
公开日1996年7月10日 申请日期1994年9月20日 优先权日1994年9月20日
发明者赫尔曼·施佩尔林 申请人:亚历山大宾兹尔无限有限两合公司