CN114367725A - 一种埋弧焊热丝焊枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热丝埋弧焊枪装置，包括电弧执行机构和热丝执行机构；所述电弧执行机构包括导电杆和固定于所述导电杆的第二端的导电嘴；所述导电杆用于容纳焊丝；所述热丝执行机构包括固定于所述导电杆的绝缘套；在所述绝缘套的第二端固定有焊嘴延长架；所述导电嘴从所述绝缘套的第二端伸出，且所述导电嘴伸入至所述焊嘴延长架中；所述焊嘴延长架用于容纳和支撑从所述导电嘴中伸出的焊丝。本发明在焊接电流仍维持原来不变的状态增加焊接熔敷速度，可以在不改变焊接电流大小的前提下提高焊接效率。

Description

一种埋弧焊热丝焊枪

技术领域

本发明涉及焊接装置，具体涉及一种埋弧焊热丝焊枪。

背景技术

埋弧焊是一种高效的焊接方法，广泛用于中厚板的焊接，为进一步提高焊接效率，缩短制作周期，开发更加高效的焊接方法是现有技术所要解决的问题。

目前市场上多用单丝或双丝埋弧焊焊接，多丝(三丝或四丝埋弧焊)埋弧焊在要求不高的结构管件上有一些应用。在容器、海工及风电行业产品领域，对于焊接的性能要求较高，对焊接线的能量也有所限制，不适合多丝焊接，单丝和双丝也不适合通过进一步增加焊接电流的方式提高焊接效率。

在现有技术中，已经有一些过热丝埋弧焊产品，通过增加焊丝温度来提高焊接效率。但是这需要额外增加热丝电源和送丝装置，设备复杂，成本较高，并且不适用于双丝和多丝埋弧焊场合，缺点明显，未能在市场上大范围推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种埋弧焊热丝焊枪。

本发明所采用的技术方案如下：

一种热丝埋弧焊枪装置，包括电弧执行机构和热丝执行机构；所述电弧执行机构包括导电杆和固定于所述导电杆的第二端的导电嘴；所述导电杆用于容纳焊丝；所述热丝执行机构包括固定于所述导电杆的绝缘套；在所述绝缘套的第二端固定有焊嘴延长架；所述导电嘴从所述绝缘套的第二端伸出，且所述导电嘴伸入至所述焊嘴延长架中；所述焊嘴延长架用于容纳和支撑从所述导电嘴中伸出的焊丝。

其进一步的技术方案为，所述焊枪装置包括连接机构；所述连接机构包括焊枪座和连接于所述焊枪座的导电块；所述焊枪座固定于送丝机头；所述导电块用于连接电源线缆；所述电弧执行机构固定于所述导电块。

其进一步的技术方案为，所述电弧执行机构还包括用于容纳焊丝的导丝管；所述导丝管的第一端伸入导电杆中，所述导丝管的第二端插入所述导电嘴。

其进一步的技术方案为，所述热丝执行机构包括套在所述导电杆之外的绝缘套连接座；所述绝缘套通过所述绝缘套连接座固定于所述导电杆。

其进一步的技术方案为，所述绝缘套连接座的侧壁包括至少一个定位螺栓；所述定位螺栓旋松时，定位螺栓的末端与所述导电杆的侧壁不接触，所述绝缘套连接座可相对于所述导电杆滑动改变位置；所述定位螺栓旋紧时，定位螺栓的末端与所述导电杆的侧壁接触，所述绝缘套连接座相对于所述导电杆固定。

其进一步的技术方案为，在所述焊嘴延长架的侧壁开设有窗口；可以从所述窗口看到至少一部分所述导电嘴。

其进一步的技术方案为，所述焊嘴延长架包括用于连接所述绝缘套的第一端和用于连接焊嘴的第二端；所述焊嘴延长架的第一端的圆心和所述绝缘套的中轴线重合；所述焊嘴延长架的第二端的圆心偏离于所述绝缘套的中轴线。

其进一步的技术方案为，所述焊嘴的内壁为圆锥状。

其进一步的技术方案为，所述焊嘴延长架与所述绝缘套可拆卸的固定在一起。

其进一步的技术方案为，所述焊嘴延长架和所述绝缘套通过互相匹配的螺纹结构固定在一起。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过安装焊嘴延长架和焊嘴，使得导电嘴至焊丝的末端之间的距离增加，电流流过焊丝的距离增加，也就是焊丝导电部分的长度增加，通过增加焊丝导电部分的长度来增加焊丝的电阻热，使焊丝以热丝状态进入焊接熔池，从而在焊接电流仍维持原来不变的状态增加焊接熔敷速度，可以在不改变焊接电流大小的前提下提高焊接效率。

2、本发明可以直接安装于现有的单丝/多丝埋弧焊上，通过加装热丝焊枪，采用和原来单丝/多丝埋弧焊相同的焊接电流，即可提高30％-80％焊接效率。可以充分利用原有的设备，是对原有设备潜能的开发，通过提高原有设备的利用率来提高焊接速度。

3、使用本发明的装置，可以采用和原多丝埋弧焊相同的焊接工艺，不改变其他工艺参数，就可以达到焊接熔敷速度的明显提高，且在提高焊接效率的同时，焊接线能量和焊缝熔深不变，焊接质量有保证。

4、本发明中的焊嘴延长架优选为偏心结构。焊嘴延长架的第一端的圆心位于中轴线，焊嘴延长架的第二端的圆心偏离于中轴线。与之配合的，优选的，焊嘴的内壁为圆锥状。焊丝从导电嘴开始以下的部分开始接入电流通道并导电，由于电阻的热效应，为受热软化状态，偏心结构的焊嘴延长架以及圆锥状的焊嘴的内壁可以保证呈软化状态的焊丝顺利送进，且在焊枪移动时，相较于正柱体的结构，偏心结构的焊嘴延长架可将焊丝托住，使得焊丝不会随意晃动，保证焊接电弧的稳定。

5、在优选的技术方案中，焊嘴延长架与绝缘套可拆卸的固定在一起。优选通过螺纹结构固定在一起。当焊嘴延长架安装于绝缘套的时候，焊丝导电部分的长度增加，使焊丝以热丝状态进入焊接熔池，从而在焊接电流仍维持原来不变的状态增加焊接熔敷速度，可以在不改变焊接电流大小的前提下提高焊接效率。当焊嘴延长架从绝缘套拆下的时候，调整焊丝伸出程度，使焊丝仅从导电嘴伸出小段，可以作为普通的标准焊枪使用。也即，由于设置了焊嘴延长架与绝缘套之间可以方便拆卸的结构，可以方便的、快捷的在热丝焊枪和普通标准焊枪之间转换，根据现场的焊接状况随意迅速的调整。而且，如果焊嘴延长架和焊嘴在使用中有损坏，可以方便的拆卸下来作为普遍焊枪继续使用，或者也可以方便快捷的进行更换，不会影响焊枪本身的功能和其他零部件，在现有技术中的焊枪均无法做到这一点。

6、在优选的技术方案中，绝缘套连接座在导电杆外侧的固定位置是可以滑动调整的。当调整绝缘套连接座相对于导电杆的位置后，连接于绝缘套连接座的绝缘套、以及焊嘴延长架和焊嘴的位置也会随之改变，而固定于导电杆的导电嘴的位置是相对固定的，所以导电嘴相对于焊嘴的位置会改变，也即焊丝从导电嘴伸出的位置直至焊丝末端的这段长度会改变，也就改变了焊丝的导电长度，调节范围在50-125mm，从而可以根据焊接工艺要求，控制焊丝熔敷速度的提高比例。

7、本发明结构简单，易使用、易维护，成本低。

附图说明

图1为本发明的实施例的爆炸图。

图中：1、连接机构；101、焊枪座；102、导电块；2、电弧执行机构； 201、导电杆；202、导丝管；203、导电嘴；3、热丝执行机构；301、绝缘套连接座；302、绝缘套；303、焊嘴延长架；304、焊嘴；305、窗口；306、定位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

包括连接机构1、电弧执行机构2和热丝执行机构3。

连接机构1包括焊枪座101和导电块102，焊枪座101包括固定平面和连接于固定平面的第一通道。固定平面用于将焊枪座101固定于焊接送丝机的送丝机头。导电块102包括连接块、接线端和第二通道。接线端通过螺栓固定于连接块的第一位置。第二通道穿过连接块的第二位置。导电块102固定于焊枪座101。具体的，第二通道的第一端插入第一通道中，螺栓依次穿过第一通道的侧壁和第二通道的侧壁，将导电块102和焊枪座101固定。接线端用于连接线缆传导电流。

电弧执行机构2包括导电杆201、导丝管202和导电嘴203。导电杆 201具有第三通道。导电杆201的第一端固定于第二通道的第二端。

导电嘴203具有第四通道。导电嘴203包括连接端。导丝管202的第一端伸入导电杆201的第三通道中，导丝管202的第二端经由连接端插入至第四通道，将导电嘴203固定于导丝管202的第二端。同时，导电嘴203的连接端还固定于导电杆201的第二端。

热丝执行机构3包括绝缘套连接座301、绝缘套302、焊嘴延长架303 和焊嘴304。绝缘套连接座301套在导电杆201外侧并固定于导电杆201外侧。绝缘套302的第一端固定于绝缘套连接座301。焊嘴延长架303的第一端固定于绝缘套302的第二端。焊嘴304固定于焊嘴延长架303的第二端。

当热丝执行机构3安装于电弧执行机构2时，导电嘴203和一部分导丝管202露出于绝缘套302的第二端并伸入至焊嘴延长架303。

在上文的结构中，导电杆201和导电块102之间、导电杆201和导电嘴 203之间以及绝缘套302和绝缘套连接座301之间可以选用各种合理的、已知的方式进行固定，例如插入之后靠摩擦力固定、使用卡扣结构固定等。优选使用螺纹结构进行固定。例如，绝缘套302的第一端的内侧壁设置有螺纹结构，绝缘套连接座301的外侧壁设置有螺纹结构，绝缘套302的第一端可以旋在绝缘套连接座301的外侧并固定。其他固定结构之间也可以采用类似的方法，不再赘述。

本发明的使用方法和工作原理为：

焊丝从焊接送丝机的送丝机头送出，经过焊枪座101的第一通道、导电块102的第二通道，伸入至导丝管202，之后从导电嘴203的第四通道穿过并伸出。且焊丝在导电嘴203中，与导电嘴203的内壁接触。之后焊丝穿过焊嘴延长架303，从焊嘴304伸出。从导电嘴203伸出的焊丝被焊嘴延长架 303和焊嘴304所支撑和托住。导电块102、导电杆201和导电嘴203均为导体制成。焊嘴延长架303、焊嘴304和绝缘套302均为绝缘体制成。

电缆的一端接通电源第一极，电缆的另一端连接至导电块102的接线端。导电块102、导电杆201和导电嘴203，以及从导电嘴203伸出的焊丝形成了电流通道。

工件连接电源第二极。一般的，电缆的一端连接电源的正极，工件连接电源的负极。当带有电压的焊丝末端接触工件时，会产生焊接电流，以进行焊接工作。

由于在导电嘴203之后，还安装有焊嘴延长架303和焊嘴304，则焊丝从导电嘴203伸出的位置，到焊丝的末端之间的距离增加，电流流过焊丝的距离增加，也就是焊丝导电部分的长度增加，通过增加焊丝导电部分的长度来增加焊丝的电阻热，使焊丝以热丝状态进入焊接熔池，从而在焊接电流仍维持原来不变的状态增加焊接熔敷速度，可以在不改变焊接电流大小的前提下提高焊接效率。

在传统的埋弧焊焊接过程中，可以知道，当采用相同的焊接电流时，采用细直径的焊丝时，焊接熔敷速度更快。例如，同样采用500A的焊接电流，采用2.0mm的焊丝时，焊接熔敷速度可达6.7kg/h，采用4.0mm的焊丝时，焊接熔敷速度仅为4.5kg/h，造成这一区别的原因，是因为焊丝的电阻热不同，使用细焊丝时，单位长度焊丝的电阻更大，电阻热大，焊丝熔化更快。利用这一原理，当焊丝直径不变，本发明通过增加焊丝导电部分的长度来增加电阻热，使焊丝以热丝状态进入焊接熔池，从而在焊接电流仍维持原来不变的状态增加焊接熔敷速度。而且，由于使用了上述的热丝执行机构3对发热的焊丝进行支撑，在提高焊接熔敷效率的同时，可以避免热丝的软化效应对焊接稳定的影响。

在优选的实施方式中，在焊嘴延长架303的侧壁开设有窗口305。当电弧执行机构2和热丝执行机构3安装在一起的时候，可以从窗口305的位置看到导电嘴203，以便于观察导电嘴203的工作状态或者用于作为调整导电嘴203的位置的参考。

在优选的实施方式中，焊嘴延长架303为偏心结构。焊嘴延长架303包括用于连接绝缘套302第一端和用于连接焊嘴304的第二端。焊嘴延长架 303的第一端截面和第二端截面均为圆形。

与导电杆201、导丝管202、导电嘴203或者绝缘套302的轴线所重合的直线为整个埋弧焊热丝焊枪的中轴线，焊嘴延长架303的第一端的圆心位于中轴线，焊嘴延长架303的第二端的圆心偏离于中轴线。与之配合的，优选的，焊嘴304的内壁为圆锥状，焊嘴304的第一端连接于焊嘴延长架303，焊丝由焊嘴304的第二端伸出。焊嘴304的内壁从第一端到第二端逐渐变细。

焊丝与导电嘴203接触，从导电嘴203开始以下的部分开始接入电流通道并导电，由于电阻的热效应，为受热软化状态，偏心结构的焊嘴延长架 303以及圆锥状的焊嘴304的内壁可以保证呈软化状态的焊丝顺利送进，且在焊枪移动时，相较于正柱体的结构，偏心结构的焊嘴延长架303可将焊丝托住，使得焊丝不会随意晃动，保证焊接电弧的稳定。

在优选的技术方案中，焊嘴延长架303与绝缘套302可拆卸的固定在一起。焊嘴延长架303的第一端的内侧壁具有螺纹结构，绝缘套302的第二端的外侧壁具有螺纹结构。焊嘴延长架303的第一端和绝缘套302的第二端通过匹配的螺纹结构可以方便的安装或者拆下。当然也可以使得焊嘴延长架 303的第一端的外侧壁具有螺纹结构，绝缘套302的第二端的内侧壁具有螺纹结构。

当焊嘴延长架303安装于绝缘套302的时候，导电嘴203位于焊嘴延长架303之内，焊丝从导电嘴203伸出后继续伸长直至露出焊嘴304，焊丝导电部分的长度增加，使焊丝以热丝状态进入焊接熔池，从而在焊接电流仍维持原来不变的状态增加焊接熔敷速度，可以在不改变焊接电流大小的前提下提高焊接效率。当焊嘴延长架303从绝缘套302拆下的时候，此时导电嘴 203从绝缘套302的第二端伸出，调整焊丝伸出程度，使焊丝仅从导电嘴203伸出小段，可以作为普通的标准焊枪使用。也即，由于设置了焊嘴延长架303与绝缘套302之间可以方便拆卸的结构，可以方便的、快捷的在热丝焊枪和普通标准焊枪之间转换，根据现场的焊接状况随意迅速的调整。而且，如果焊嘴延长架303和焊嘴304在使用中有损坏，也可以方便快捷的进行更换，不会影响焊枪本身的功能和其他零部件，在现有技术中的焊枪均无法做到这一点。也有利于将本发明的技术方案直接应用于以现有的焊枪上，直接改装，节省成本。

在优选的技术方案中，绝缘套连接座301套在导电杆201外侧的固定位置是可以滑动调整的。具体的，绝缘套连接座301的侧壁安装有至少一个定位螺栓306。图1中示出了三个定位螺栓306。将定位螺栓306旋松，就可以滑动调整绝缘套连接座301的位置，绝缘套连接座301的位置调整合适之后，将定位螺栓306旋紧，定位螺栓306相对于导电杆201外侧的摩擦力可以将绝缘套连接座301固定。当调整绝缘套连接座301相对于导电杆201的位置后，连接于绝缘套连接座301的绝缘套302、以及焊嘴延长架303和焊嘴304的位置也会随之改变，而固定于导电杆201的导电嘴203的位置是相对固定的，所以导电嘴203相对于焊嘴304的位置会改变，也即焊丝从导电嘴203伸出的位置直至焊丝末端的这段长度会改变，也就改变了焊丝的导电长度，从而可以根据焊接工艺要求，控制焊丝熔敷速度的提高比例。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，包括电弧执行机构(2)和热丝执行机构(3)；所述电弧执行机构(2)包括导电杆(201)和固定于所述导电杆(201)的第二端的导电嘴(203)；所述导电杆(201)用于容纳焊丝；所述热丝执行机构(3)包括固定于所述导电杆(201)的绝缘套(302)；在所述绝缘套(302)的第二端固定有焊嘴延长架(303)；所述导电嘴(203)从所述绝缘套(302)的第二端伸出，且所述导电嘴(203)伸入至所述焊嘴延长架(303)中；所述焊嘴延长架(303)用于容纳和支撑从所述导电嘴(203)中伸出的焊丝。

2.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述焊枪装置包括连接机构(1)；所述连接机构(1)包括焊枪座(101)和连接于所述焊枪座(101)的导电块(102)；所述焊枪座(101)固定于送丝机头；所述导电块(102)用于连接电源线缆；所述电弧执行机构(2)固定于所述导电块(102)。

3.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述电弧执行机构(2)还包括用于容纳焊丝的导丝管(202)；所述导丝管(202)的第一端伸入导电杆(201)中，所述导丝管(202)的第二端插入所述导电嘴(203)。

4.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述热丝执行机构(3)包括套在所述导电杆(201)之外的绝缘套连接座(301)；所述绝缘套(302)通过所述绝缘套连接座(301)固定于所述导电杆(201)。

5.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述绝缘套连接座(301)的侧壁包括至少一个定位螺栓(306)；所述定位螺栓(306)旋松时，所述绝缘套连接座(301)可相对于所述导电杆(201)滑动；所述定位螺栓(306)旋紧时，所述绝缘套连接座(301)相对于所述导电杆(201)固定。

6.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，在所述焊嘴延长架(303)的侧壁开设有窗口(305)；可以从所述窗口(305)看到至少一部分所述导电嘴(203)。

7.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述焊嘴延长架(303)包括用于连接所述绝缘套(302)的第一端和用于连接焊嘴(304)的第二端；所述焊嘴延长架(303)的第一端的圆心和所述绝缘套(302)的中轴线重合；所述焊嘴延长架(303)的第二端的圆心偏离于所述绝缘套(302)的中轴线。

8.根据权利要求7所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述焊嘴(304)的内壁为圆锥状。

9.根据权利要求1所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述焊嘴延长架(303)与所述绝缘套(302)可拆卸的固定在一起。

10.根据权利要求9所述的热丝埋弧焊枪装置，其特征在于，所述焊嘴延长架(303)和所述绝缘套(302)通过互相匹配的螺纹结构固定在一起。

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