一種陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔tig焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]媽極氬弧焊(也稱TIG焊)是“惰性氣體保護(hù)媽極電弧焊”(Tungsten Inert Gasarc Welding)的簡稱，其原理是通過不熔化的鎢電極產(chǎn)生焊接電弧填充或不填充焊絲最終使待焊工件達(dá)到金屬原子間的連接，主要用于碳鋼、不銹鋼、鋁合金以及其他有色金屬材料的焊接。傳統(tǒng)的TIG焊焊接過程穩(wěn)定，焊縫成形和焊接接頭質(zhì)量良好，由于其熔深淺、焊接效率低，傳統(tǒng)TIG焊一般僅用于薄壁構(gòu)件的焊接以及厚大構(gòu)件的打底焊。
[0003]針對傳統(tǒng)TIG焊熔深淺的弊端，鎖孔效應(yīng)TIG焊應(yīng)運而生，其原理是通過對鎢極及氣罩的強力冷卻作用在大電流作用下實現(xiàn)3-16mm厚材料的穿孔焊接，焊接過程不需要填充焊絲，焊接效率得到了較大的提高。國內(nèi)發(fā)明專利201420318497.7公布了一種鎖孔效應(yīng)TIG深熔焊焊槍，在傳統(tǒng)TIG焊槍的基礎(chǔ)上設(shè)計了鎢極和氣罩的強制冷卻系統(tǒng)，通過大電流TIG方式實現(xiàn)了鎖孔效應(yīng)深熔焊。
[0004]上述方法僅通過對鎢極和氣罩的冷卻從而獲得大電流的方式達(dá)到鎖孔效應(yīng)的目的，電弧壓力主要依靠大電流維持，并呈線性關(guān)系，焊接過程中易出現(xiàn)保護(hù)氣流擾動，影響保護(hù)效果;其次，由于焊接速度較快熔池流動不充分易產(chǎn)生焊縫余高較大、咬邊等缺陷，因此以上方法對于提高焊縫質(zhì)量方面、優(yōu)化焊接工藝、擴大小孔TIG焊接適用性等方面受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有TIG焊及深熔TIG焊應(yīng)用范圍小、焊縫成型差、咬邊等缺陷，通過陰極強制冷卻以及徑向磁場對焊接電弧的徑向壓縮作用，使得TIG電弧能量密度進(jìn)一步提高，提高了鎖孔TIG焊接的適用性，并且電弧中帶電粒子在徑向磁場中受洛倫茲力作用呈螺旋向下高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，可對熔池進(jìn)行機械攪拌，有利于熔池中的氣體逸出和鋪展成型，在克服焊后焊縫未焊透、成型差、咬邊等方面獲得良好的效果。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接裝置，包括鎢極、焊炬外體、導(dǎo)電體、導(dǎo)電嘴、導(dǎo)電棒、氣罩;所述的鎢極被鎢極夾加持，通過導(dǎo)電嘴固定到導(dǎo)電體上;所述的導(dǎo)電體裝配在焊炬外體內(nèi)，其上、下兩端分別安裝有上、下絕緣套筒;氣罩固定在焊炬外體外部，導(dǎo)電棒與導(dǎo)電體連接;氣罩上設(shè)有導(dǎo)磁體，所述的導(dǎo)磁體固定在氣罩上;導(dǎo)磁體外部設(shè)有絕緣限位套;絕緣限位套上均勻纏繞有磁控線圈;磁控線圈的兩端分別連接冷卻水進(jìn)水管和冷卻水出水管。
[0007]所述下絕緣套筒與導(dǎo)電體，及下絕緣套筒與焊炬外體之間均設(shè)有O型密封圈，下絕緣套筒分別與導(dǎo)電體和焊炬外體之間形成兩個水道;下絕緣套筒連接冷卻水進(jìn)水管，焊炬外體連接冷卻水出水管;兩個水通道通過下絕緣套筒上開設(shè)的通孔相連通。通過冷卻水在兩個水通道之間的循環(huán)，對鎢極和焊炬進(jìn)行冷卻。
[0008]在氣罩和焊炬外體之間安裝有絕緣套。
[0009]所述鎢極端部為對稱錐形，直徑為6mm，端部錐角為60°。
[0010]磁控線圈的兩端分別連接冷卻水進(jìn)水管和冷卻水出水管，通過冷卻水在磁控線圈內(nèi)循環(huán)達(dá)到冷卻線圈的目的。
[00?1 ] 所述的磁控線圈材料為直徑6mm的紫銅管，每層線圈間距為2mm，當(dāng)線圈接入交變電源后產(chǎn)生縱向交變磁場對焊接電弧進(jìn)行壓縮。
[0012]所述線圈使用的磁控電源具有直流和交流兩種勵磁方式，交流狀態(tài)下輸出頻率在500-5000HZ內(nèi)可調(diào)，工作狀態(tài)為恒流模式。
[0013]所述導(dǎo)磁體為Q235材料，磁控線圈、導(dǎo)磁體、氣罩、焊炬外體、導(dǎo)電體、鎢極為由外到內(nèi)依次設(shè)置的同軸結(jié)構(gòu)。
[0014]所述上、下絕緣套筒均為高強度絕緣塑料，絕緣套為陶瓷材料。
[0015]本發(fā)明的陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接裝置，通過對陰極的強制冷卻和對電弧的電磁壓縮作用，使焊接過程中的電弧呈拘束狀態(tài)，可獲得能量密度集中、高速旋轉(zhuǎn)的TIG電弧，可實現(xiàn)厚壁構(gòu)件不開坡口條件下的大熔深鎖孔焊接，獲得高質(zhì)量的焊縫，可大幅提升焊接效率并極大的節(jié)約焊接成本，具有巨大的工業(yè)應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接裝置中心軸向剖面圖；
圖2為本發(fā)明的陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接裝置焊接過程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明的陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的陰極強制冷卻與磁控壓縮聯(lián)合作用式小孔TIG焊接裝置，包括鎢極7、焊炬外體、導(dǎo)電體5、導(dǎo)電嘴13、導(dǎo)電棒18、氣罩11，鎢極7被鎢極夾14加持，并通過導(dǎo)電嘴13固定到導(dǎo)電體5上，導(dǎo)電體5裝配在焊炬外體3內(nèi)，其上、下兩端分別安裝有上絕緣套筒4、下絕緣套筒6，頂部端蓋I在頂部鎖緊螺母2的作用下對焊炬外體3內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行徑向固定，氣罩11固定在焊炬外體3外部，絕緣套15被安裝在氣罩11和焊炬外體3之間。導(dǎo)電棒18與導(dǎo)電體5連接，保護(hù)氣管19與上絕緣套筒4連接。
[0019]導(dǎo)磁體10通過壓緊蓋板12固定在氣罩11上；導(dǎo)磁體10外部設(shè)有絕緣限位套8;絕緣限位套8上均勻纏繞有磁控線圈9;磁控線圈9的兩端分別連接冷卻水進(jìn)水管17和冷卻水出水管16。線圈材料為直徑6mm的紫銅管，每層線圈間距為2_，紫銅管內(nèi)通入冷卻水，通過冷卻水在紫銅管內(nèi)循環(huán)實現(xiàn)對線圈的冷卻。當(dāng)線圈接入交變電源后產(chǎn)生縱向交變磁場對焊接電弧進(jìn)行壓縮。
[0020]下絕緣套筒6與導(dǎo)電體5，及下絕緣套筒6與焊炬外體3之間均設(shè)有O型密封圈，下絕緣套筒6分別與導(dǎo)電體5和焊炬外體3之間形成兩個水通道;下絕緣套筒6連接冷卻水進(jìn)水管17，焊炬外體3連接冷卻水出水管17;兩個水通道通過下絕緣套筒6上開設(shè)的通孔相連通，分別對鎢極和焊炬進(jìn)行循環(huán)冷卻。
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