[其他]气体保护弧焊设备

说明书

本发明涉及一种用来焊接轨道、型钢等的气体保护弧焊设备，特别涉及其气体保护结构和对轨道等进行高质量的自动焊接。

在这种类型的传统的气体保护弧焊设备中，气体保护装置是这样设计的，即使焊嘴的前端复盖有管状的保护气体流，或者把保护气体流安排在细长的焊嘴的每一侧或两侧。

前一种效率低，因为焊枪的直径增大，在厚板多层焊接的情况下要使槽宽增大。同样，后一种情况尽管它可使焊嘴和保护气体流压扁从而减小槽宽，它还是不适用的，这是因为对于这种焊接方法，例如气电焊中，焊接区要用垫板包围，其气流的作用受到阻碍。此外，双气体保护结构是不利的，它们的每一个对焊接弧和熔融金属只提供局部的保护，这样导致外部空气进入的危险，容易引起气孔等焊接缺陷。

同样，由于轨道的横截面形状复杂，用传统的弧焊方法来自动焊接轨道是困难的。一般用强制成形焊接方法对轨道进行手工焊接。在强制成形焊接方法中，轨道端部以17mm间隙对置，其底部和轨道侧面用铜块包围，两个轨道用低氢型药皮弧焊焊条进行手工平焊焊接。

上述强制成形弧焊方法是不利的，这是因为进行手工焊接，焊接质量的好坏取决于操作者的熟练程度，焊接时间较长，操作者在焊接操作时受到束缚。

本发明的一个目的是提供一种气体保护弧焊设备，可以对被焊材料的整个焊接区进行气体保护。

本发明的另一个目的是提供一种气体保护弧焊设备，其设计使焊嘴和保护气体出口彼此完全分开。

本发明的另一个目的是提供一种气体保护弧焊设备，可以以全自动方式连续地对被焊材料进行焊接。

本发明的另一个目的是提供一种气体保护弧焊设备，通过对焊接条件的自动操纵和控制，可以稳定地生产高质量的接头。

本发明的另一个目的是提供一种气体保护弧焊设备，可以完成轨道的全自动高效率焊接。

根据本发明的一个方面，气体保护弧焊设备包含一个焊接室，焊接室有用来包围整个焊接区的腔室，有多个保护气体出口，可容纳插入其内的焊嘴，有一对侧垫板或侧垫块，可移动地配置在室内被焊材料的两侧。

在一个按照本发明的气体弧焊设备的最佳形式中，保护气体出口是以多个侧面气体出口的形式安排在一对侧垫板的每个上，以便把从室外供应的保护气体喷射到被焊材料上。在两个侧垫板内通以循环的冷却水。每个侧垫板的表面形状要和被焊材料的侧面形状相对应。在进行气电焊时要使用侧垫板。

在按照本发明的气体保护弧焊设备中，从室内的保护气体出口喷出的保护气体对整个焊接区进行气体保护。在被焊材料，例如轨道或型钢的腹板和头部进行电气焊过程中，一对侧垫板被向内移动以包围焊接区。

在气体保护弧焊设备中包含有上面提到的焊接室，整个焊接区都被气体所保护，保护作用加强了，这样就有可能甚至在户外任何地方，例如风大的地方进行气体保护弧焊。另外，由于焊嘴和保护气体出口彼此完全分开的这种结构，可使焊枪的直径减小。再者，槽宽只需要足够的间隙以插入小直径的焊嘴，这样就有可能对薄的部分、例如具有12mm宽的直槽的轨道腹板进行气电弧焊接。当然，除轨道之外，这设备同样可用于型钢的焊接。

根据本发明的另一方面，气体保护弧焊设备除含有焊接室之外还有专用的焊接设备和控制焊接室及专用焊接设备的控制装置。

专用焊接设备包含有一个有长焊嘴的焊枪装置，一个提供焊丝给焊枪装置的焊丝输送机构，一个在水平和垂直方向上移动焊枪装置的XY传动装置，一个把专用焊接设备固定到被焊材料或轨道上的夹紧机构。

控制装置包含有多个焊接区检测装置，用来测定例如轨道等被焊材料的焊接区;有一个存储器，用于储存和轨道焊接区相应的焊接方法和焊接条件的信息;有一个信息处理装置，用于根据焊接区检测装置的输出将储存在存储器里的焊接方法和焊接条件进行选择和输出;还有一个传动控制装置，把控制信号施加到各个传动装置上。传动控制装置包含有输入装置，用于接受从传动装置的传感器上来的信息;有计算装置，用于把从信息处理装置和输入装置来的信息进行比较;还有传动输出装置，把比较的结果加到传动装置上去。

控制装置根据焊接区检测装置测得的焊接区信息来完成控制操作，因此根部焊道是由单面熔透堆焊来实现的，轨道底部用普通气体保护弧焊来焊接，而轨道腹板和头部则用气电弧焊来焊接。

按照本发明的设备，包含有上面提到的焊接室，专用焊接设备和控制装置，其焊接区利用焊接室和外部空气隔开，而被焊材料，例如轨道的焊接条件则按照它们的形状来控制，因此，可用气体保护弧焊方法以全自动方式实现窄缝焊接。