一种可压缩电弧的CoTIG焊枪及焊接方法与流程

本发明属于TIG焊接技术领域，尤其为一种可压缩电弧的CoTIG焊枪及焊接方法。

背景技术：

TIG焊（Tungsten Inert Gas Welding），又称为非熔化极惰性气体钨极保护焊。由于氩气的保护，可隔离空气对熔化金属的氧化作用，所以，TIG焊广泛用于焊接容易氧化的有色金属铝、镁等及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金，还有难熔的活性金属（如钼、铌、锆等），而一般碳钢、低合金钢等普通材料，除了对焊接质量要求很高的场合，一般不采用TIG焊。但是，TIG焊存在熔深浅，熔敷速率小，生产效率相对较低等问题。

同轴热丝TIG焊（HiTIG）是集TIG、MIG、MAG焊工艺优点于一体的装置，TIG焊通过空心坞极进行自动送丝，惰性气体作为保护气体，在焊丝进入熔池前进行预热和气体保护，具有熔敷效率高、焊接速度快、焊缝质量高热丝温度范围广的特点。但在HiTIG焊过程中，焊接电弧依然处于自由电弧状态，电弧力不集中，电弧挺度不是太大，为进一步提高HiTIG焊接一次焊透能力，采用压缩电弧装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种CoTIG焊枪以及焊接方法，在HiTIG焊枪安装压缩电弧装置，可实现电弧的机械压缩与热收缩的两次电弧的压缩，从而获得较高能量密度的等离子弧进行焊接；具体通过以下技术方案来实现的：

一种CoTIG焊枪，包括枪体、空心钨极，所述枪体的前端可纵向移动地连接有喷嘴，所述枪体中部纵向设置有通孔，所述空心钨极固定设置于所述通孔内，并且空心钨极的前端穿出所述喷嘴，所述空心钨极的中部纵向贯通设置有焊丝孔；所述喷嘴的内部设置有冷却通道，所述冷却通道的两端分别连通有进水管、出水管。

所述的CoTIG焊枪，其进一步设计在于，所述喷嘴与所述枪体连接的端部设置有导向槽孔，所述枪体的前端插接于所述导向槽孔中；或者，所述枪体的前端设置有导向槽孔，所述喷嘴的相应端部插接在所述导向槽孔中，使得所述喷嘴可纵向移动地连接于所述枪体。

所述的CoTIG焊枪，其进一步设计在于，所述枪体的前端外周纵向设置有至少一个定位凹槽，所述喷嘴端部的导向槽孔的断面与所述枪体的前端断面相适应,从而所述枪体的前端插接于所述导向槽孔中使得喷嘴可相对于所述枪体移动。

所述的CoTIG焊枪，其进一步设计在于，所述枪体的前部固定设置有与枪体同轴的端盖，所述端盖的边沿连接有筒状的瓷头，使得所述瓷头罩于所述喷嘴的外部。

所述的CoTIG焊枪，其进一步设计在于，所述端盖的边沿侧面设置有螺纹，所述瓷头的内壁通过螺纹连接于所述端盖的边沿上。

所述的CoTIG焊枪，其进一步设计在于，所述端盖的中部设置有螺纹孔，所述螺纹孔中螺纹连接有丝杠，丝杠的一端与所述喷嘴连接，另一端穿出所述端盖，旋转所述丝杠从而所述喷嘴在丝杠的牵拉下相对于所述枪体移动。

所述的CoTIG焊枪，其进一步设计在于，所述喷嘴靠近所述枪体的端面径向分布有在喷嘴的侧面具有插口的安装槽，一丝杠连接座经由所述插口插接并且固定设置于所述安装槽中，所述丝杠的相应端部连接于所述丝杠连接座中。

一种焊接方法，该方法采用了一种CoTIG焊枪，该焊枪包括枪体、空心钨极，所述枪体的前端可纵向移动地连接有喷嘴，所述枪体中部纵向设置有通孔，所述空心钨极固定设置于所述通孔内，并且空心钨极的前端穿出所述喷嘴，所述空心钨极的中部纵向贯通设置有焊丝孔；所述喷嘴的内部设置有冷却通道，所述冷却通道的两端分别连通有进水管、出水管；该方法具体包括如下步骤：将所述焊枪置于待焊接工件的一侧，并且喷嘴以及钨极与待焊接缝相对；焊丝经送丝机构进入钨极内部的焊丝孔；进水管内通入冷却剂，冷却剂经冷却通道降低喷嘴的温度后自出水管流出，钨极与待焊接工件的焊接缝之间通电起弧；在起弧之后，喷嘴朝向焊接缝方向运动，限制弧柱直径，实现电弧的一次压缩；此时，喷嘴在冷却剂的作用下，其内壁建立起一层冷气膜，从而提高弧柱的电流密度，缩减弧柱导电段，实现电弧的二次压缩；焊接完成后，再将喷嘴朝远离焊接缝方向移动，结束焊接工序。

本发明的优点与积极效果为：

在HiTIG焊枪的基础上，提升了焊接的效率，优化了焊接的焊缝质量。整合电弧的压缩方式，改变以往的单次作用的电弧压缩，实现双重电弧压缩，在焊接母材的厚度上有了很大的突破，能够焊接更厚的板材，也可用于大型板材的焊接加工。 焊接时，由于其电弧挺度大、能量密度高、具有较强的一次电弧焊透能力，显著提高焊接效率。

附图说明

图1 本发明实施例的零部件结构示意图

图2是实施例内部结构示意图。

图3 实施例在无瓷头状态下喷嘴以及枪体的示意图

图4 实施例整体结构示意图

图中，1-空心钨极 、2-滚珠丝杠 、3-滚珠丝杠底座、4-焊丝、 5-喷嘴、 6-螺纹孔 、7-枪体、 8-枪体冷却水管 、9-瓷头 、10-进水管 、11-出水管。

具体实施方式

以下结合说明书附图本发明技术方案进一步说明：

结合图1-图4所示，该CoTIG焊枪包括枪体7、空心钨极1，枪体的前端可纵向移动地连接有喷嘴5，枪体中部纵向设置有通孔，空心钨极1固定设置于通孔内，并且空心钨极1的前端穿出喷嘴，空心钨极的中部纵向贯通设置有焊丝孔；喷嘴的内部设置有冷却通道（具体位置处于图中进水管、出水管在喷嘴中的端部之间，图中未画出），冷却通道的两端分别连通有进水管10、出水管11。其中喷嘴具体选用铬锆铜压缩喷嘴，枪体本身也连接有枪体冷却水管8。在部分附图中为了避免枪体冷却水管8与进水管、出水管混淆，枪体冷却水管被隐去未作标记。

相应的焊接方法具体包括如下步骤：将焊枪置于待焊接工件的一侧，并且喷嘴以及钨极与待焊接缝相对；焊丝4经送丝机构进入钨极内部的焊丝孔；进水管内通入冷却剂，冷却剂经冷却通道降低喷嘴的温度后自出水管流出，钨极与待焊接工件的焊接缝之间通电起弧；在起弧之后，喷嘴朝向焊接缝方向运动，限制弧柱直径，实现电弧的一次压缩；此时，喷嘴在冷却剂的作用下，其内壁建立起一层冷气膜，从而提高弧柱的电流密度，缩减弧柱导电段，实现电弧的二次压缩；焊接完成后，再将喷嘴朝远离焊接缝方向移动，结束焊接工序。

喷嘴5与枪体连接的端部设置有导向槽孔51，枪体的前端插接于导向槽孔51中；当然，两者也可以相反设置，在枪体的前端设置有导向槽孔，喷嘴的相应端部插接在导向槽孔中，使得喷嘴可纵向移动地连接于枪体。

枪体7的前端外周纵向设置有至少一个定位凹槽71，实际上图中对称设置有多个定位凹槽71，使得枪体的前端呈花键状，喷嘴端部的导向槽孔的断面与枪体的前端断面相适应,从而枪体的前端插接于导向槽孔中使得喷嘴可相对于枪体移动。

枪体7的前部固定设置有与枪体同轴的端盖72，端盖的边沿连接有筒状的瓷头，使得瓷头罩于喷嘴的外部。端盖的边沿侧面设置有螺纹，瓷头的内壁通过螺纹连接于端盖的边沿上。

端盖的中部设置有螺纹孔，螺纹孔中螺纹连接有丝杠2，丝杠的一端与喷嘴5连接，另一端穿出端盖72并且设置有旋钮21，旋转丝杠从而喷嘴在丝杠的牵拉下相对于枪体移动。具体地，喷嘴靠近枪体的端面径向分布有在喷嘴的侧面具有插口的安装槽52，丝杠连接座3经由插口插接并且固定设置于安装槽中，丝杠的相应端部连接于丝杠连接座3中。

本发明在HiTIG焊枪的基础上，提升了焊接的效率，优化了焊接的焊缝质量。整合电弧的压缩方式，改变以往的单次作用的电弧压缩，实现双重电弧压缩，在焊接母材的厚度上有了很大的突破，能够焊接更厚的板材，也可用于大型板材的焊接加工。 焊接时，由于其电弧挺度大、能量密度高、具有较强的一次电弧焊透能力，显著提高焊接效率。