[发明专利]一种焊接电极的快速冷却装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种焊接电极的快速冷却装置及其使用方法，该装置包括引流管、进气管路和排气管路，进气管路的两端分别与引流管和炉体连通，排气管路的两端分别与炉体和引流管的末端连通，引流管包括收缩段和扩张段，扩张段上设置有换热器，引流管前端设置有锥形喷嘴。该装置可有效解决现有的冷却装置存在的冷却时间长的问题。

技术领域

本发明属于冷却装置技术领域，具体涉及一种焊接电极的快速冷却装置及冷却方法。

背景技术

真空自耗电弧熔炼是国内外钛合金熔炼的最主要生产方式，由于高温条件下钛与空气中的O、N发生反应，因此钛及钛合金熔炼、冷却过程必须隔绝空气。目前，高端钛及钛合金电极多采用真空焊接，焊接结束后采用真空与冲氩冷却，待电极温度小于300℃后，开炉检查清理焊接留疤。通常真空冷却时间大于2h，冲氩冷却时间大于1h，才能保证开炉后电极不与空气反应变色，该冷却过程延长了生产周期，降低了钛及钛合金铸锭的生产效率。个别厂家为提高生产效率，缩短冲氩冷却时间至5-10min，该方式会造成电极局部氧化变色，使铸锭产品中局部氧含量增加，影响钛及钛合金铸锭质量控制。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种焊接电极的快速冷却装置及其使用方法，该装置可有效解决现有的冷却装置存在的冷却时间长的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种焊接电极的快速冷却装置，包括引流管、进气管路和排气管路，进气管路的两端分别与引流管和炉体连通，排气管路的两端分别与炉体和引流管的末端连通，引流管包括收缩段和扩张段，扩张段上设置有换热器，引流管前端设置有锥形喷嘴。

优化地，锥形喷嘴的直径为0.5-2mm，长径比小于2-3:1。

优化地，锥形喷嘴与氩气气源连接，氩气气源的进气压力≥0.2Mpa。

优化地，进气管路直径≥15mm，排气管路直径为进气管路直径的1.5-2倍。

优化地，进气管路上设置有进气阀，排气管路上设置有排气阀。

优化地，进气管路与炉体的上部连接，排气管路与炉体的下部连接。

优化地，收缩段的长径比小于2-3.5:1，扩张段长径比小于30:1。

优化地，换热器末端连接有散热风扇。

上述方案中，换热器为翅片换热器，该引流管主要是利用文丘里原理，受热的氩气经扩张段和换热器进行降温后，气体形成温度差，促进气体持续循环，循环过程中持续进行热量交换，实现对电极进行降温的目的。

上述焊接电极的快速冷却装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)焊接完成后，关闭炉体上其他阀门，然后，打开进气阀门和排气阀门；

(2)通过锥形喷嘴向引流管内充氩，氩气在引流管、排气管路、炉体、进气管路之间形成循环，循环过程中通过换热器将热量散发。

本发明所产生的有益效果为：

1、本发明的装置置于氩气气源进行连接，氩气实现全密闭式循环，避免其它机械引流方式带入污染物影响钛产品质量。

2、该装置内各部位的尺寸设计合理，利用气体流动及气体降温体积减小形成压差方式，确保充氩停止后，系统仍能循环流动2-5min，系统可有效强化电极传热，冷却时间由1-2h，降低至5-10min。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

附图标记：1、引流管；2、进气管路；3、排气管路；4、收缩段；5、扩张段；6、换热器；7、锥形喷嘴；8、散热风扇。

具体实施方式