[其他]用于焊枪的喷嘴、焊枪尖端、气冷等离子弧焊枪及防护罩

说明书

技术领域

本实用新型总地涉及气冷等离子弧切割焊枪，尤其涉及通过增加肩厚以减小热磨损率来延长气冷焊枪的喷嘴的工作寿命。 

背景技术

焊接和等离子弧焊枪广泛用在材料的焊接、切割以及标记中。等离子弧焊枪大体包括电极以及喷嘴、电连接件、冷却通道、弧控制流体(例如，等离子气体)的通道以及电源，喷嘴具有安装在焊枪本体内的中心排出孔。可选的是，使用涡流环以控制在等离子腔室中的液流型式，等离子腔室形成在电极和喷嘴之间。焊枪产生等离子弧，等离子弧是高温且高动量的等离子气体的收缩的离子射流。焊枪内使用的气体可以是惰性的(例如氩气或氮气)、或活性的(例如氧气或空气)。在操作中，在电极(阴极)和喷嘴(阳极)之间首先产生引导电弧。可以借助联接于DC电源和焊枪的高频、高压信号或者各种接触启动方法中的任何一种方法来产生引导电弧。 

在焊枪工作过程中，某些可消耗部件会磨损并需要替换。本技术领域的现有问题是延长可消耗部件的使用寿命。具体地说，这些可消耗部件包括焊枪电极、喷嘴以及防护罩。转让给海别得公司的Hanover，NH的先前的专利指出用于延长这些可消耗部件中的一些部件的使用寿命的技术。例如，美国专利号5317126指出，喷嘴和电极的寿命可以通过提供等离子旁通道以增加通过等离子腔室的等离子气体的质量流量来延长，在此该专利的全部内容以参见的方式纳入全文。美国专利号5166494描述改变等离子气体的流动以及电流从喷嘴到工件的传递，美国专利号5170033示出在涡流环中的腔室可以创造成并且尺寸设计成当焊枪工作条件改变时、较佳地影响流动气体的流体动力性能，这两个专利的全部内容以参见的方式纳入全文。 

在气冷等离子弧切割焊枪的领域的另一个已知问题是：延长从操作者到工件的站点线，较佳的是该站点线沿着焊枪头部。使焊枪头部变尖的局限性在于需要在其中包括各种设计参数以及电路。 

发明内容

本实用新型的一方面减小喷嘴的热磨损率。增加热磨损率的一个原因与喷嘴头上的最小横截面厚度的肩部区域相关。现有的设计无法为由等离子弧产生的热量提供足够的热传导通路。还发现的是，随着喷嘴头的长宽比(即，尖度)的增加，则喷嘴的热磨损率会增加，此外，通过同时提供更锐的、更尖的喷嘴头，可提高操作者对于工件的可见度。 

本实用新型通过使用扩开肩部部分解决这些和其它问题，该扩开肩部部分增加肩部的横截面厚度，因此为由等离子弧所产生的热量提高更宽的热传导通路。此外，扩开肩部部分使喷嘴头能具有非圆柱形肩部，因此为操作者提供对工件的更佳站点线。 

本实用新型的第一方面包括一种用于气冷等离子弧切割焊枪的喷嘴。该喷嘴包括喷嘴本体和喷嘴头，该喷嘴本体包括具有圆柱形部分的中空内部，该圆柱形部分限定中心纵向轴线以及内直径。喷嘴头限定等离子排出孔以及肩部，该等离子排出孔围绕纵向轴线设置，该肩部包括非圆柱形部分和第二部分，非圆柱形部分和第二部分组合地限定外轮廓表面，第二部分设置在非圆柱形部分和本体之间。 

在一实施例中，喷嘴包括轮廓线，该轮廓线设置在外轮廓表面上并标示出最小肩厚区域。该轮廓线可设置在非圆柱形部分和第二部分之间。在一些实施例中，第二部分设置在轮廓线和本体上的第二区域之间，第二区域标示出本体和肩部的相交部分。肩部的外轮廓表面可限定非线性或不规则表面中的至少一种表面。 

非圆柱形部分可设置成更靠近纵向轴线，而不是本体的内直径。在一些实施例中，所有的非圆柱形部分位于喷嘴头的端面和喷嘴本体上的一点之间，该点对应于电极的插入深度(例如，反吹位置)。在一实施例中，所有的非圆柱形部分位于喷嘴头的端面和喷嘴头的底部内表面之间。 

喷嘴可以通过在纵向轴线和第二切线之间测得的第二角来限定，该第二切线是对于第二部分的第二外表面的切线。第二角可以大于在纵向轴线和第一切线之间测得的第一角，该第一切线是对于非圆柱形部分的第一外表面的切线。在一些实施例中，第二部分设置在非圆柱形部分和参考点之间，该参考点通过将第一切线延伸到喷嘴本体的外表面来定位。在一个实施例中，第二切线在喷嘴头的离纵向轴线最远的点处通过第二部分。在一较佳实施例中，第二角是约90度。第二切线可基本平行于第二外表面。第一切线可基本平行于第一外表面。 

在一些实施例中，最小肩厚区域对应于一定的热传导密度，该热传导密度与每平方毫米的在最小肩厚区域处的喷嘴横截面传导面积的、不超过约2安培的焊枪工作电流成比例。在一较佳实施例中，非圆柱形部分或第二部分中的至少一个部分是锥形。