[发明专利]一种耦合电弧AA-TIG焊的焊枪

说明书

技术领域

本发明涉及活性焊接及高速焊接法和非熔化极电弧焊枪。

技术背景

TIG焊(Tungsten Inert Gas welding)是一种非熔化极惰性气保护焊，具有焊接过程稳定，焊接质量高和可施焊材料种类多等突出优点，是常规焊接方法中高质量的代表。但它受到钨极载流能力限制和电弧热量不集中的影响，存在单道焊缝熔深较浅和熔敷率低的缺点，一般适用于薄板焊接和打底焊。焊接中厚板时，一般需要采用大功率的焊接电源或采用一些辅助工艺，如焊前预热、多层多道焊、双面同时施焊等。

而活性TIG焊接方法是20世纪60年代发展起来的一种高效焊接技术，通过在传统TIG焊接过程中引入活性元素，可使熔深成倍增加，从而既充分发挥了TIG焊的优点，又大幅提高了焊接效率，降低了焊接成本，引起了世界范围内人们的广泛关注。

兰州理工大学开发了一种新型的活性TIG焊接技术，电弧辅助活性TIG焊接法，简称AA-TIG(Arc assisted Activating TIG)。这种方法在焊接过程中通过辅助电弧引入活性元素O，再进行TIG焊接，同样可以显著增加熔深。在使用单弧焊接时，辅助电弧预熔焊道表面，再用TIG焊接规范施焊；在使用双弧焊接时，沿焊接方向布置焊枪，两把焊枪距离25mm～30mm，前置焊枪采用小电流，并通以二氧化碳或者氧气与氩气的混合气体，后置焊枪采用TIG焊接规范，两把焊枪同时施焊；当调节两把焊枪的夹角和钨极间距在一定范围时，产生耦合电弧，即双枪耦合电弧AA-TIG焊接法。

由于以上方法在焊接时需要采用两道工序或者需要两把焊枪，焊接生产效率低，难以应用于自动化过程，而双枪耦合电弧AA-TIG焊接法两焊枪夹角和间距等参数的调节困难，限制了这种方法的应用范围，针对这些缺点，提出了单枪耦合电弧AA-TIG(Arc assisted Activating TIG)焊接方法，即在一把焊枪内，沿焊接方向布置两根钨极，前面焊接电流较小者为辅助钨极，焊接时产生辅助电弧，后面焊接电流较大者为主钨极，焊接时产生主电弧。在辅助钨极的惰性保护气体中加入二氧化碳或者氧气引入活性元素O。两钨极之间的间距很小，焊接时形成统一的耦合电弧。耦合电弧是在小的钨极间距下，原本独立的电弧之间产生相互作用而形成的一种一体化的电弧形式。

该方法既能很方便地引入活性元素，成倍增加熔深，又能利用引入的活性元素O改变熔池内金属流动形态以及耦合电弧可以使电弧压力显著降低的特点，抑止咬边或者驼峰焊道，实现高速焊接，具有焊接工艺简单，焊接过程可控等优点，可使焊接生产效率大幅提高，焊接成本显著降低，在提高焊接质量的同时实现了焊接过程的全自动化，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种耦合电弧AA-TIG焊的焊枪。

本发明是一种耦合电弧AA-TIG焊的焊枪，主体枪筒2为两个近半圆的圆柱筒，一端与上盖1连接，另一端与喷嘴5连接，陶瓷隔片7中间部分被两个近半圆形的主体枪筒2夹紧，上盖1与陶瓷隔片7紧密接触，喷嘴5与陶瓷隔片7紧密接触，陶瓷隔片7将焊枪主体分为两个独立的气室，同时使主电弧与辅助电弧的导电通路相互绝缘，两块形状为半圆柱体的钨极固定连接块3分别位于陶瓷隔片7的两侧，在钨极固定连接块3半圆形端面的中间沿所在圆周的径向开设若干个调节孔12，第一钨极6、第二钨极6′分别插在不同的调节孔12中，用喷嘴5和主体枪筒2夹紧，钨极固定连接块3沿厚度方向加工有通气小孔11，导水-导电管9紧贴在主电弧一侧的主体枪筒2的外壁，通冷却水，并与主电弧一侧的主体枪筒2、钨极固定连接块3和第一钨极6一起导通主电弧电路，用于通入辅助电弧的活性混合气体的导气-导电孔8与辅助电弧一侧的主体枪筒2、钨极固定连接块3和第二钨极6′一起导通辅助电弧电路，导气孔10导入主电弧的惰性保护气体。

本发明的有益之处为：

1、本发明可使主电弧和辅助电弧的冷却、电流导通和保护气体相互隔离。

2、本发明中的第一钨极6，或主钨极与第二钨极6′，或辅助钨极的相对高度和间距都可方便调节，可调间距最小达到1mm，能够实现主电弧与辅助电弧从分离到耦合的过程。

3、本发明所设计的钨极固定连接块，使钨极夹持、拆卸与调节都很方便。

4、本发明结构简单紧凑，调节方便，既可用于普通速度焊接，也可用于高速焊接，实现焊接过程的全自动化。。

附图说明

图1是本发明的焊枪整体结构示意图，图2是钨极固定连接块结构示意图，图3为采用耦合电弧AA-TIG焊枪施焊的焊缝成形照片。