[发明专利]一种大厚度窄间隙钛合金板MIG/MAG焊枪

说明书

本发明提供了一种大厚度窄间隙钛合金板MIG/MAG焊枪，包括依次连接的枪头组件、电缆总成和欧式接头组件，枪头组件包括依次连接的导电枪头、45°枪颈和焊枪把手组件，导电枪头包括两级式导电嘴、锥喷嘴和气体加强保护装置，两级式导电嘴包括一体成型的一级常规导电嘴和二级细长导电嘴，一级常规导电嘴与导电嘴座连接，导电嘴座通过分流器与45°枪颈连接，在两级式导电嘴外套设有锥喷嘴，二级细长导电嘴伸出锥喷嘴，气体加强保护装置固定在锥喷嘴上。本发明既能保证焊枪头在大厚度钛合金窄间隙坡口中自由行走，焊丝通过超窄间隙导电嘴精准抵达焊缝坡口待焊位置，又能保证焊缝金属被焊枪的气体保护装置保护完全，保证焊缝质量。

技术领域

本发明属于焊接加工技术领域，尤其是涉及一种大厚度窄间隙钛合金板MIG/MAG焊枪。

背景技术

钛合金因其所具有的比强度高、无磁性、无毒性、强度高、耐腐蚀、工作温度区间宽、加工成型好等许多优良特性被誉为海洋金属、空间金属和未来金属。其广泛应用于海洋钻探、压力容器、深潜器、核潜艇、宇航舰船、武器装备等领域。早在上个世纪80年代的时候，美国的海防建设军队就已经开始釆用钛合金制造远洋运输舰艇，使其使用寿命以及稳定性大幅度提高，维修成本也大幅降低。近年来，很多西方发达国家在深海空间工作站制造业中使用钛合金材料的比例一直在增加。

与整体冲压成形相比，焊接制备加工量小、周期短、耗材少，成本低。深海空间工作站、核潜艇及深潜器等领域所需钛合金均为大厚度板材，厚度往往达到20mm，一般为提高生产效率设计窄间隙坡口进行焊接。目前，大厚度钛合金窄间隙焊接时多采用真空电子束焊接和激光填丝焊。电子束焊接需要真空环境，除了增加生产成本外，也限制了焊接加工试件的尺寸，同时其还会产生一定辐射；而窄间隙激光填丝焊接技术仍然对高功率激光器有较大依赖，然而激光功率过大，加热区域范围不易控制，等离子体及匙孔不稳定，导致焊缝的熔合比增大，牺牲了激光热源精确加热的优势，并且容易出现飞溅和烟雾，这些都会严重影响焊接质量。

目前应用广泛的MIG焊接设备成本低，操作简单，焊接生产效率高，在碳钢、低合金钢及铝合金等产品应用较为成熟。但是截至目前在大厚度钛合金窄间隙焊接应用是空白，主要原因是常规MIG焊枪直径较大，通常在20-25mm之间，而窄间隙坡口宽度大概在5-8mm之间，造成焊枪无法在焊接坡口中进行焊接，而且由于MIG焊接热输入较大，容易造成钛合金焊缝晶粒过大从而影响焊缝力学性能。

钛合金在高温焊接条件下对气体有很高的化学活性，容易被空气、水分、油脂等污染，使钛合金与其中的氧、氮、氢发生作用，从而降低焊接接头的塑性和韧性。在高温条件下钛与氧、氮、氢等的亲和力非常强，无气体保护的钛合金在300℃以上开始吸氢，在600℃以上开始吸氧，700℃以上开始吸氮，这些氢、氧、氮被钛合金吸收后会引起接头脆化，从而使得焊接接头的淬硬倾向提高，塑性及韧性严重下降，甚至还会出现大量气孔及裂纹缺陷。因此有必要设计一种大厚度窄间隙钛合金板MIG/MAG焊枪。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种大厚度窄间隙钛合金板MIG/MAG焊枪，既能保证MIG焊枪头在大厚度钛合金窄间隙坡口中自由行走，焊丝通过超窄间隙导电嘴精准抵达焊缝坡口待焊位置，又能保证焊缝金属被焊枪的气体保护装置保护完全，从而有效的保证晶粒尺寸，实现优质高效低成本焊接大厚度钛合金材料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：