[发明专利]一种干冰强冷钨极的GTAW焊枪

说明书

本发明涉及钨极氩弧焊焊枪，公开了一种干冰强冷钨极的GTAW焊枪，包括一体成型的枪体和钨极座，枪体顶部连接设有出气孔的尾盖，枪体内部设有内套筒，内套筒上部的排气道连接于出气孔，下部的倒置漏斗状结构开设落料孔；枪体与内套筒之间的焊枪内腔室填充有固定干冰；钨极座顶部设置有内陷式圆锥顶，内陷式圆锥顶与倒置漏斗状结构之间构成用于固体干冰升华的反应室；钨极座外部设置有气罩，气罩与钨极座之间构成镇静室；气罩两侧对称安装有第一进气管和第二进气管；钨极座底端安装有钨极和钨极铜套。本发明能够对焊枪枪体尤其是焊枪头部钨极强烈冷却，在宽电流范围内压缩电弧根部，增加电弧的拘束效应，增强电弧的穿透能力，最终提高焊接效率。

技术领域

本发明涉及一种钨极氩弧焊焊枪，具体的说，是涉及一种基于阴极压缩效应改善电弧性能，利用干冰强冷钨极的GTAW焊枪。

背景技术

钨极氩弧焊(GTAW)作为近现代发展起来的焊接方法，因其具备焊接质量优良与适用面广泛两大特质，符合当代焊接需求，得以在工业生产中广泛应用。但是由于GTAW焊以自由电弧为热源，因此具有熔深较浅、焊速小、焊接效率低等缺点。为了提高焊接效率，节省焊接制造成本，需要对GTAW焊进行优化改进。

拘束电弧直径能够提高电弧能量密度和电弧压力，从而显著地增加熔深，最终大幅度提高焊接效率。压缩阴极是减小弧柱直径的一条途径，其原理为：冷却钨极能够带走钨极热量，压缩高温区域面积，从而压缩电子发射区域，也就是压缩阴极区域面积，使得电弧根部集中在钨极尖端的极小区域；电流密度增加，电弧自身的磁压缩效应增强，可以压缩弧柱尺寸，从而改善电弧的热-力特性。简而言之，对钨极进行冷却，带走钨极热量，减小阴极区域面积，将电弧阴极区压缩到钨极尖端极小区域，可以缩小弧柱直径。

目前GTAW焊枪在小电流范围内多采用空气冷却，在大电流时多采用水冷，且大多只注重对焊枪枪体进行冷却，对焊枪头部钨极的冷却效果有限，对小电流范围内的电弧特性改善不明显，对电弧直径的拘束作用有待提高。

因此，从改进焊枪设计的角度，采用更有效的冷却方式，且增加对钨极头的冷却，可以更好地拘束电弧直径，提高焊接效率。

发明内容

本发明主要是对GTAW焊枪的电极冷却系统进行优化设计，提供一种干冰强冷钨极的GTAW焊枪，能够对焊枪枪体尤其是焊枪头部钨极进行强烈冷却，在宽电流范围内压缩电弧根部，增加电弧的拘束效应，增强电弧的穿透能力，最终达到提高焊接效率的目的。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种干冰强冷钨极的GTAW焊枪，包括一体成型的枪体(4)和钨极座(6)，所述枪体(4)顶部螺纹连接有尾盖(1)，所述尾盖(1)中心设置有出气孔；所述枪体(4)内部中心设置有由所述尾盖(1)延伸至所述钨极座(6)的内套筒(3)，所述内套筒(3)上部为排气道(2)，下部为与所述排气道(2)连通的倒置漏斗状结构，所述漏斗状结构周向开设有多个均匀分布的落料孔(5)；所述排气道(2)与所述尾盖(1)的出气孔固定连接，所述倒置漏斗状结构坐落在所述钨极座(6)顶部；所述枪体(4)与所述内套筒(3)之间的焊枪内腔室(16)中填充有固定干冰；

所述钨极座(6)位于所述枪体(4)下部，其上部区段与所述枪体(4)外径相同，其中部区段相对于上部区段外径缩小；所述钨极座(6)的上部区段和中部区段设置有内陷式圆锥顶(7)，所述内陷式圆锥顶(7)在所述钨极座(6)顶部形成具有倒尖角截面的环形凹槽，固定干冰在焊枪使用时从所述焊枪内腔室(16)由所述落料孔(5)掉落，所述内陷式圆锥顶(7)与所述内套筒(3)的倒置漏斗状结构之间的空间构成用于固体干冰升华的反应室(15)；所述钨极座(6)的下部区段内部设置带有螺纹的安装孔；