[发明专利]一种海缆金属屏蔽层多电极焊接装置及方法

说明书

本发明涉及一种海缆金属屏蔽层多电极焊接装置，包括安装盘、竖直设置于安装盘中心的中心电极组件、绕中心电极组件环形阵列分布的侧电极组件，侧电极组件与安装盘之间设有电极偏角调整机构，侧电极组件和中心电极组件结构相同且均设有电极高度调节上下机构。本发明通过多个电极组件联合工作，以提高电弧稳定性，降低焊接事故风险；多电极分流，减少电极温度，降低钨针烧损速率，极大提高钨针连续使用时间，提升产能，较单枪焊接系统，电极连续工作使用寿命可提高4~6倍；通过焊接预热改善熔池冶金反应，提高焊缝质量，保证海缆品质。多电极组件聚焦程度可自由调节，获得最佳焊接工艺性。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种海缆金属屏蔽层多电极焊接装置及方法。

背景技术

常规海缆的屏蔽层起到抗信号干扰、改善电场分布、紧固结构等作用，金属屏蔽层成型后的纵缝连接方式一般为TIG焊焊接。海缆领域常见金属屏蔽层的成型及焊接方式为：金属带纵包成型后，采用单个电极不填丝Tig焊的方式焊接，受焊接方法的限制，在电流的作用下电极持续放电，钨针电极一直处于高温状态，长时间使用后针头易出现烧蚀现象，进而引起电弧分散，焊接能量不集中、热源不足等问题，会导致未熔合、虚焊、漏焊等焊接事故，增加返工返修成本，影响产品性能，更严重者，焊接不良长度超出修复范围，则导致整根缆的失效、报废，损失极大。此外，由于电极易出现不良状态而频繁停机更换新电极以保证合格的焊接质量，则会导致生产效率低下，影响产能。

传统单电极Tig焊属于熔化焊的一种，其焊接质量及持续焊接时间很大程度上受单束电弧状态好坏的影响。具有以下缺陷：①单电极焊接系统稳定性较差，不利因素容忍度差：一旦出现如焊接材料脏污、针尖烧蚀剥落等不稳定因素，电弧质量会受明显影响，往往会产生虚焊、未熔合、漏焊等对产品质量不利的影响，带来直接经济损失及产品失效的隐患。②单电极焊接，载流能力有限：随着线速提高，钨针承载电流变大，温度变高，钨针烧损加快，引起弧光不稳，进而影响电极能稳定使用的时间，所以单电极TIG焊的持续焊接时间往往很短。③单电极焊接焊缝冶金反应不充分，焊缝质量不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种海缆金属屏蔽层多电极焊接装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海缆金属屏蔽层多电极焊接装置，包括安装盘、竖直设置于所述安装盘中心的中心电极组件、绕所述中心电极组件环形阵列分布的侧电极组件，所述侧电极组件与所述安装盘之间设有电极偏角调整机构，所述侧电极组件和所述中心电极组件结构相同且均设有电极高度调节上下机构。

上述设计中通过多个电极组件联合工作，以提高电弧稳定性，降低焊接事故风险；多电极分流，减少电极温度，降低钨针烧损速率，极大提高钨针连续使用时间，提升产能；通过焊接预热改善熔池冶金反应，提高焊缝质量，保证海缆品质。多电极组件聚焦程度可自由调节，获得最佳焊接工艺性。

作为本设计的进一步改进，所述安装盘上设有贯穿所述安装盘的电极安装孔，所述电极安装孔包括竖直贯穿所述安装盘中心的中心安装孔、绕所述中心安装孔环形阵列分布的侧安装孔，所述侧安装孔自所述安装盘顶部外侧向所述安装盘底部中心延伸，所述侧电极组件设置于所述侧安装孔内，所述中心电极组件设置于所述中心安装孔内，所述侧电极组件和所述中心电极组件均包括外套管、插入所述外套管且与所述外套管螺纹连接的内套管、插入所述内套管的电极管，所述外套管外径小于所述侧安装孔内径，所述电极偏角调整机构包括填充在所述侧安装孔顶部与所述侧电极组件的外套管之间的柔性连接体、设置于所述安装盘侧面的调整螺栓，所述调整螺栓与所述安装盘螺纹连接，所述调整螺栓头部抵止所述侧电极组件的外套管侧面，所述调整螺栓的轴线指向所述中心电极组件轴线且共面，所述中心电极组件的外套管朝向所述中心电极组件一侧与所述安装盘之间设有复位弹性件，所述电极高度调节上下机构包括与所述内套管固连的高度调节旋钮。调节机构简单，调节自由度大，便于精准控制聚焦点。

作为本设计的进一步改进，所述内套管顶部螺纹连接有螺纹金属套，所述螺纹金属套与所述电极管固连且电性连接，便于电极的安装。