[发明专利]在消除接缝、切割和挖凿中真空去除副产物的系统和方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种焊接系统和方法。本发明尤其涉及一种消除接缝和金属切割的系统和方法，它能在一种TIG焊接装置的操作过程中真空去除工作区内的颗粒物质，烟，过量气体和熔融金属。

【背景技术】

惰性气体钨(TIG)焊接，也被称为气体钨氩电弧焊接(GTAW)，是一种电弧焊接的方法，其中一种非自耗电极是与焊接、切割和挖凿材料一起使用的。焊缝区受到一种保护气体的保护，使之不会受到大气的污染。所述的保护气体通常是一种惰性气体，如氩气。该保护气体流量必须足够能确保焊缝所需要的气体量，并与之相匹配，从而阻挡大气中的杂质。一个焊接电源会产生焊接所需的能量，它在所述的焊接电弧中传导，并被传导到一束称为等离子体的高电离气体和金属蒸气。

TIG焊中使用的电极通常由钨或钨合金制成，因为钨在所有纯金属中熔点最高，其熔点为3，422℃(6，1920F)。电极可以是卷边或精磨加工的。电极的直径可以各不不同，例如介乎约0.5毫米和6.4毫米(0.02-0.25英寸)，而电极的长度范围为75到610毫米(3-24英寸)。

填充金属几乎可以用于所有的TIG焊焊接工艺中，但不能用于焊接薄材料。填充金属可以是由各种材料制成的具有各种直径的杆形。填充金属可以手工地加到焊接池中。另外，某些应用中可以使用一个自动进料的填充金属，该金属通常是用卷轴或线圈方式储存的。

TIG焊接可以在金属薄片和厚片中使用，以及相对较轻的金属，如铝，镁和铜合金，还有不锈钢薄片。TIG焊接的优点是通常可以对焊缝实现更精密的控制。此外，焊缝通常比其它方法获得的强度更高，质量更好。

但是，使用一个TIG焊接装置来切割、挖凿和消除接缝很危险，它会使焊接区产生烟、烟雾、熔化物和颗粒物。飞溅的火花和熔融的金属液滴会引起严重的烧伤，并存在火灾隐患。此外，TIG焊接中使用的保护气体可以使氧气排出，引起窒息。并且，TIG焊接产生的短波紫外线灯会破坏周围的空气，产生危险的臭氧。还有就是重型焊接金属会进入肺部。更有甚者，焊工在蒸发工件表面材料的同时会产生有毒气体。

现有技术中的发明人试图通过各种方法提取焊接中产生的油烟，而给我们留下了安全性和舒适性方面的迫切需要。例如，一些焊工简易地在焊接区整体地使用负压，如利用排气风扇和其他方法。另一种尝试是如霍巴特兄弟公司的专利号为1393561的英国专利所述，去除那些在焊接区产生的烟雾。根据该’561专利的技术方案，一种烟雾通道与焊接顶端的手柄内壳直接对应。该发明的缺点是无法判断焊接尖端和油烟通道的相对位置，其中油烟通道的效果似乎无法判断。并且，该’561专利在该焊接工艺中没有对焊接顶端提供任何支撑，于是使操作者需要注意控制焊接顶端与工件，使之保持一个预定的距离。

鉴于上述情况，因此仍然需要一种在消除焊缝、切割和挖凿过程中使用TIG焊接的系统，它能减少或消除工作区中的烟、烟雾、熔融金属、颗粒物和和其它有害副产品，从而保护焊工、旁观者和周围的环境。

【发明内容】

本发明有益的基础目标是提供一种使用TIG焊接装置的系统和方法，它能消除焊接副产物，防止或限制工作区的相同排放物。

本发明实施例的一个相关目标是提供一种使用TIG焊接装置进行真空切割、挖凿和消除焊缝的系统和方法来提高焊工和工作区的安全性。

本发明的另一个目的是提供一种使用TIG焊接装置进行真空切割、挖凿和消除焊缝的系统和方法，来减少对工作区周围产生的危险、破坏和散落的碎片。

本发明实施例的另一个目的是提供一种使用TIG焊接装置进行真空切割、挖凿和消除焊缝的系统和方法，来收集并安全地清除散落物。本发明还有一个目的是提供一种真空系统和方法，它能干净、整洁且有效地切割、挖凿和消除焊缝，使所需的打磨、磨滑和其它前处理最小化。

本发明实施例还有一个目的是提供一种真空系统和方法，它能优选地判断焊接顶端和真空顶端的相对位置。

本发明实施例还有另一个目的是提供一种真空系统和方法，它能在焊接过程中稳定地支撑焊接顶端，减少操作者的错误，提高焊接的稳定性。

你能发现，前文大致概括了本发明的一些目标，下面将详细说明，使各位能更深地理解且逐步更多地明白发明人对现有技术人贡献。本发明初稿例的这些以及其它目标和优点不仅可以在本发明和附图中看到，也可以在真正使用一种TIG焊接装置进行切割、挖凿和消除焊缝时，真空消除熔融金属、烟雾和本发明所述的其它副产物。