[发明专利]一种转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪

说明书

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪。

背景技术

等离子弧焊接是一种高质量焊接方法，电弧经过机械压缩与热收缩和电磁收缩后形成等离子弧，其能量密度急剧提高（可达105-106W/cm²），具有能量集中、电弧挺直性好、焊接效率高等优点。与钨极惰性气体保护焊（TIG）焊接方法相比，能够实现更大的熔深。特别是在电流增大到一定范围以后，可以实现等离子弧从母材表面侧向里面侧贯通的焊接方式，俗称小孔焊接(keyholewelding)，此时可以实现单面焊双面成形，因此在工业中得到了广泛应用。

等离子弧焊接过程中，非转移弧在钨极与水冷喷嘴之间产生，一般要求非转移弧的高频火花布满喷嘴周围75%-80%以上，但实际焊接过程中，往往会因为电极偏心等问题引起双弧现象，高频电弧在水冷喷嘴内壁上局部燃烧造成喷嘴烧损并影响焊缝成型；其次，等离子弧电弧挺度好、冲力大，极易将气体带入焊缝熔池中，熔池凝固后形成气孔，造成焊缝缺陷；同时由于等离子弧热量集中，焊接过程中热输入较大，造成焊缝区域晶粒粗大，焊接接头区域机械性能降低。如何在利用等离子弧焊接原有优点的基础上，避免因电极偏心产生的喷嘴烧损、降低焊缝区域的气孔率并改善熔池区域晶粒粗大是亟待解决的问题。

现有技术中，公告号为CN202715950U的中国专利公开了一种等离子焊枪，该等离子焊枪包括压盖、上枪体、下枪体、钨极夹、钨极、内喷嘴和外喷嘴，所述上枪体和下枪体相连，上枪体和下枪体之间设有隔离套，压盖设置在上枪体的上部，钨极夹的上端设置在上枪体内，钨极夹的下端设置在下枪体内，钨极通过钨极夹夹持在上枪体和下枪体内，内喷嘴设置在下枪体的下端，外喷嘴设置在下枪体下端内喷嘴的外侧，内喷嘴和外喷嘴之间形成环形空间，上枪体的上部设有等离子气通道，上枪体的下部设有上枪体冷却通道，下枪体的内侧设有下枪体冷却通道，下枪体的外侧设有保护气通道，保护气通道的出口与内喷嘴和外喷嘴之间的环形空间相连通。该等离子焊枪存在高频电弧在水冷喷嘴内壁上局部燃烧造成喷嘴烧损并影响焊缝成型及焊接接头区域机械性能降低造成焊缝有缺陷等问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪，该转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪可实现电弧稳定燃烧并可避免因高频电弧喷嘴内壁局部燃烧造成的喷嘴烧损现象，减少气孔的形成并细化焊缝区域的晶粒，提高焊缝的组织性能。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪，包括绝缘相连的上枪体和下枪体；上枪体和下枪体之间穿设有钨电极；上枪体内设有夹持钨电极的电极夹头；所述电极夹头转动装配于上枪体内，在所述上枪体上安装有与所述电极夹头传动连接的直流调速电机，在所述电极夹头外还固定套装有集电环，在所述上枪体的侧壁上安装有与所述集电环电连接的石墨电刷。

所述直流调速电机通过绝缘联轴器与电极夹头同轴连接。

所述直流调速电机通过支架固定安装在所述上枪体上。

所述电极夹头通过底部轴承与上枪体转动装配，通过顶部轴承与所述支架转动装配。

所述钨电极端部为圆台状，圆台基于钨电极中心轴线上对称；所述钨电极直径1-5mm，圆台的端面直径范围为1-4mm。

所述上枪体与下枪体通过绝缘支架绝缘相连。

所述上枪体的侧壁的顶部和底部设有冷却水入口和冷却水出口；上枪体侧壁的冷却水出口下方设有等离子气入口。

所述下枪体安装有喷嘴和保护气罩。

本发明的转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪，包括绝缘相连的上枪体和下枪体；上枪体和下枪体之间穿设有钨电极；上枪体内设有夹持钨电极的电极夹头；所述电极夹头转动装配于上枪体内，电极夹头上固定套有集电环，上枪体壁上安装有与集电环连接的石墨电刷；所述电极夹头上部转动连接有调节电极夹头转速的直流调速电机。本发明转移弧与非转移弧同步自转式等离子焊枪在焊接过程中通过直流调速电机带动钨电极高速自转同时带动非转移弧与转移弧的高速自转。首先，非转移弧沿焊枪水冷喷嘴内壁旋转时，使得高频电弧在水冷喷嘴内的燃烧面积增大，从而使得电弧燃烧稳定并避免了因高频电弧喷嘴内壁局部燃烧造成的喷嘴烧损现象。其次，由于转移弧的高速旋转可实现对熔池的搅拌与震荡，从而减少气孔的形成并细化焊缝区域的晶粒，提高焊缝的组织性能，实现焊缝质量的提高与优化。

附图说明