[发明专利]一种水冷焊枪

说明书

本发明公开了一种水冷焊枪，涉及焊接技术领域，包括：枪身、电极棒和端部水冷体，枪身套设于电极棒外，电极棒的一个端部为电弧承载部，电弧承载部从枪身的一端伸出，电弧承载部呈锥形，电弧承载部用于产生和承载电弧；端部水冷体呈套筒状，端部水冷体套设于电弧承载部上，电弧承载部的尖端从端部水冷体中伸出；端部水冷体外设置有绝缘层，本发明提供的水冷焊枪通过端部水冷体对电极棒电弧承载部的冷却作用以及端部水冷体表面的绝缘层来抑制电弧攀升，以达到压缩电弧的作用，提高电弧密度和挺度，实现小电流大焊接熔深，提高焊接效率降低焊接成本。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种水冷焊枪。

背景技术

电弧焊通过电极承载电弧，对焊接工件提供热源，从而熔化焊丝和母材达到永久性连接的目的。传统钨极氩弧焊(TIG焊)由于其电极具备不熔化的特性，电弧品质高，能够实现高质量焊接，被广泛应用于各个工业领域。但是由于钨极承载电流能力有限，TIG焊电弧电流密度低、电弧压力小，从而导致其焊接效率低，限制了进一步的生产应用。

为了提高钨极承载电流的能力，改善传统TIG焊接效率低的缺点，国内外学者提出了大电流TIG焊接方法。通过增大焊枪的冷却能力以及电极的直径，从而使TIG焊接电流能够达到600A以上，当焊接电流足够大时，焊接过程中可以实现穿孔焊接(K-TIG)。在穿孔焊接条件下，TIG焊接方法能够一次穿透5-10mm对接板材，从而显著提高了焊接效率。但是仅仅通过提高焊接电流会带来焊接热输入过大的缺点，显著降低焊缝的冲击等力学性能，并且随着焊接电流的增大，电弧在阴极上攀升现象明显，从而使电弧发散和电流密度降低。电弧发散不利于小孔焊接成形，使焊接过程变得不稳定。

在大电流TIG焊接的基础上，国内外学者又进一步提出了对钨极进行强制冷却，从而改善电弧特性。如德国企业和学者提出了CF-TIG焊接方法，国内天津大学提出钨极内部水冷TIG、铜包钨极水冷TIG以及干冰冷却钨极TIG等焊接方法，国内相关企业也将改进型的K-TIG应用到实际焊接生产中。但是这些焊接方法均在钨极圆柱体区域对钨极进行冷却，当焊接电流增大时，不可避免的会出现钨极端部温度升高，电弧在钨极圆锥面上出现攀升现象，无法满足小孔焊接对高稳定性的要求。为提高K-TIG电弧稳定性，国内天津大学和华南理工大学等高校又提出了不同的磁控方式下的小孔焊接方法，但是这些方法均需要增加磁控装置，并且改善阴极电弧攀升的现象有限。因此，如何进一步降低阴极电弧攀升是提高TIG焊接电弧能量密度、电弧稳定性以及电弧穿透能力的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种水冷焊枪，以解决上述现有技术存在的问题，防止阴极电弧攀升。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种水冷焊枪，包括：枪身、电极棒和端部水冷体，所述枪身套设于所述电极棒外，所述电极棒的一个端部为电弧承载部，所述电弧承载部从所述枪身的一端伸出，所述电弧承载部呈锥形，所述电弧承载部用于产生和承载电弧；所述端部水冷体呈套筒状，所述端部水冷体套设于所述电弧承载部上，所述电弧承载部的尖端从所述端部水冷体中伸出；所述端部水冷体外设置有绝缘层。

优选的，所述枪身包括中部水冷体和绝缘气筛；所述中部水冷体套设于所述电极棒上，所述绝缘气筛套设于所述中部水冷体外，所述绝缘气筛和所述中部水冷体之间形成环形气体通道，所述环形气体通道的开口环绕于所述电弧承载部的周围。

优选的，所述枪身还包括焊枪冷却结构，所述焊枪冷却结构套设于所述绝缘气筛外，所述焊枪冷却结构中的水冷通道和所述中部水冷体中的水冷通道形成水循环通路，所述中部水冷体中的水冷通道用于与冷却水箱连通。

优选的，所述枪身还包括气嘴，所述气嘴呈套筒状，所述气嘴沿所述电极棒的轴向套设于所述焊枪冷却结构外，且与所述焊枪冷却结构固定连接。