一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置的制作方法

本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置。

背景技术

氩弧焊，又称氩气体保护焊，是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术。在氩弧焊的焊接过程中，需要在电弧焊的周围通上氩气保护气体，将空气隔离在焊区之外，防止焊区的氧化；氩弧焊具有焊缝质量较高、焊接变形与应力小、可焊的材料范围广以及操作技术易掌握等特点，在工业中应用广泛。

随着技术的进步，焊接机器人在焊接领域的应用越来越广泛，现有技术中，氩弧焊焊接机器人在焊接活性金属板件时，为防止焊缝背面发生氧化而在焊缝中形成气孔、夹杂，进而降低焊缝力学性能，一般采用对焊缝背部进行惰性气体保护，目前，常用的手段是采用焊缝背部气体保护装置，所述焊缝背部气体保护装置是在焊缝的背部设置开槽垫板，开槽垫板固定在被焊工件的下方，焊接时将被焊工件待焊部位放置在开槽垫板的槽与焊枪之间，并在槽内通入保护气体，从而实现对焊缝背部的惰性气体保护。

然而，现有技术中所采用的焊缝背部气体保护装置，位置固定，在焊接机器人焊接短焊缝时效果较好，但在焊接较长焊缝及长焊缝板件时，为保证离槽通气口较远的地方有良好保护效果，通常采用会加大气体流量，这样，一方面会浪费更多的气体，使得焊接成本增加；另一方面，开槽垫板上槽的宽度有限，导致气体保护范围受到槽口宽度的限制；此外，当保护气体流量过大时，会影响电弧稳定性及焊缝成形，从而导致电弧短弧及焊缝成形效果差。

技术实现要素：

为改善现有技术中所存在的不足，本发明所采用的技术方案是：

一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置，包括输气管路和保护罩，所述输气管路的一端为保护气体入口，另一端与所述保护罩相连通，并支撑所述保护罩；输气管路可固定于焊枪，且保护罩位于焊枪的下方，输气管路及保护罩可与焊枪同步移动。

即，输气管路既用于为保护罩输送保护气体，又用于支撑保护罩。

优选地，所述保护罩设置有用于容纳保护气体的凹槽，所述输气管路与所述凹槽相连通。

优选地，所述输气管路与所述凹槽的底部相连通。

优选地，所述保护罩为棱台形或圆台形或长方体形或圆柱形等。

优选地，所述输气管路可拆卸的固定于焊枪。

作为优选，所述输气管路通过若干卡箍固定于焊枪。

作为优选，所述卡箍为葫芦形结构。即卡箍的一部分卡住焊枪，另一部分卡住输气管路，通过螺栓与螺母的配合收紧卡箍，就可以将输气管路牢牢的固定在焊枪上，以便输气管路与焊枪可以同步移动。

优选地，所述输气管路由一根管道通过多次折弯成型，或所述输气管路包括多根管道，各管道之间通过弯头连接成型。

进一步地，所述输气管路包括至少两根管道和若干伸缩部件，所述伸缩部件设置在相邻两个管道之间，用于调节所述保护罩相对于焊枪的位置。

优选地，至少一个所述伸缩部件竖直设置，所述竖直设置的伸缩部件用于调节所述保护罩的纵向位置。纵向伸缩部件用于调节所述保护罩相对于焊枪的纵向位置。

优选地，至少一个所述伸缩部件水平设置，所述水平设置的伸缩部件用于调节所述保护罩的横向位置。横向伸缩部件用于调节所述保护罩相对于焊枪的横向位置。

优选地，所述伸缩部件包括外螺纹管和内螺纹管，所述外螺纹管设置有外螺纹，所述内螺纹管设置有内螺纹，通过外螺纹与内螺纹的配合可以实现伸缩功能。

作为一种优选方案，所述输气管路包括连接管、四个弯头以及四个伸缩部件，所述连接管用于固定于焊枪，连接管的一端用于连接送气软管；四个伸缩部件分别为伸缩部件一、伸缩部件二、伸缩部件三以及伸缩部件四，其中，伸缩部件一与伸缩部件三水平设置，伸缩部件二与伸缩部件四竖直设置，连接管的另一端通过弯头与伸缩部件一相连，伸缩部件一、伸缩部件二、伸缩部件三以及伸缩部件四之间分别通过弯头相连，并围成矩形结构；伸缩部件四与所述保护罩相连。

优选地，所述伸缩部件中的外螺纹管和内螺纹管分别通过焊接或螺纹连接与对应的弯头相连。

更进一步地，所述弯头与设置在弯头一端的外螺纹管或内螺纹管一体成型，弯头另一端设置有内螺纹；或所述弯头与分别设置在弯头两端的外螺纹管或内螺纹管一体成型。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置，具有以下有益效果：

1、本焊缝背部气体保护装置，结构紧凑，在利用焊接机器人进行氩弧焊时，本焊缝背部气体保护装置可拆卸的设置在焊枪上，并与焊枪同步移动，从而使得无论焊枪移动到什么位置，保护罩都始终位于焊枪的下方，并为对应位置处的焊缝进行气体保护，在整个焊接过程中，保护气体的流量大小可以一直保持恒定，使得焊缝背面各部位有恒定流量大小的保护气体，可以有效地保证焊缝成形一致、保护效果一致；采用本气体保护装置可以有效避免现有技术中，浪费保护气体、气体保护范围受限制以及气体流量过大而影响焊缝质量的弊端。

2、本焊缝背部气体保护装置中，设置有若干伸缩部件，利用伸缩部件的伸/缩，可以方便、有效地的调节保护罩相对于焊枪位置，如可以调节保护罩的横向位置(水平移动)、纵向位置(上下移动)等，通过调节，本焊缝背部气体保护装置可以满足不同高度、不同水平距离的焊缝背部气体保护要求，从而使得本焊缝背部气体保护装置的适应性更强、适用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置，设置在焊枪上的示意图。

图2为本发明实施例1中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置中，保护罩的结构示意图。

图3为本发明实施例1中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置的结构示意图。

图4为本发明实施例1中提供的另一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置的结构示意图。

图5为本发明实施例1中提供的一种卡箍的结构示意图。

图6为本发明实施例2中提供的另一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置的结构示意图，其中包括竖直设置的伸缩部件。

图7为本发明实施例2中提供的另一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置的结构示意图，其中包括水平设置的伸缩部件。

图8为本发明实施例2中提供的一种外螺纹管的结构示意图。

图9为本发明实施例2中提供的一种内螺纹管的结构示意图。

图10为利用图8提供的外螺纹管与图9提供的内螺纹管通过螺纹进行配合，实现伸缩功能的示意图。

图11为本发明实施例2中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置的结构示意图。

图12为图11的前视图。

图13为本发明实施例2中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置中，弯头与设置在弯头一端的内螺纹管一体成型后的示意图。

图14为本发明实施例2中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置中，弯头与设置在弯头一端的外螺纹管一体成型后的示意图。

图15为本发明实施例2中提供的一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置中，弯头与设置在弯头两端的外螺纹管及外螺纹管一体成型后的示意图。

图中标记说明

输气管路101，保护罩102，凹槽103，管道104，弯头105，伸缩部件106，

焊枪201，卡箍202，螺栓203，螺母204，工件205，

外螺纹管301，外螺纹302，内螺纹管303，内螺纹304，

连接管401，伸缩部件一402，伸缩部件二403，伸缩部件三404，伸缩部件四405。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实施例中提供了一种氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置，包括输气管路101和保护罩102，输气管路101的一端为保护气体入口，保护气体从该端输入，通常情况下，该端与送气软管相连通；输气管路101的另一端与保护罩102相连通，并支撑所述保护罩102，即输气管路101既用于为保护罩102输送保护气体，又用于支撑保护罩102；在利用氩弧焊焊接机器人进行焊接时，输气管路101可以固定于焊枪201，并使保护罩102位于焊枪201的下方，被焊接工件205设置在焊枪201与保护罩102之间，在焊接过程中，输气管路101及保护罩102可以与焊枪201同步移动；

在本实施例中，输气管路101采用的是硬管，例如钢管、铜管、铝管等。

在焊接的过程中，被焊工件205正好位于焊枪201与保护罩102之间，输气管路101用于输送保护气体。由送气软管经由输气管路101输送来的保护气体进入保护罩102后，正好位于焊缝的背部，从而实现对焊缝背部的惰性气体保护功能；

焊接机器人在焊接较长焊缝及长焊缝板件时，焊枪201会沿着焊缝的长度方向移动，在移动过程中，输气管路101及保护罩102可以与焊枪201同步移动；从而使得无论焊枪201移动到什么位置，保护罩102都始终位于焊枪201的下方，并为对应位置处的焊缝进行气体保护，在整个焊接过程中，保护气体的流量大小可以一直保持恒定，使得焊缝背面各部位有恒定流量大小的保护气体，可以有效地保证焊缝成形一致、保护效果一致；采用本气体保护装置可以有效避免现有技术中，浪费保护气体、气体保护范围受限制以及气体流量过大而影响焊缝质量的弊端。

优选地方案中，保护罩102可以采用棱台形或圆台形或长方体形或圆柱形等。如图2所示，在本实施例中，保护罩102采用的是棱台形(具体为正四棱台)，其它结构的保护罩102也有类似功能，本领域的技术人员可以理解，这里不再赘述。

如图2所示，在进一步地方案中，保护罩102设置有用于容纳保护气体的凹槽103，输气管路101与凹槽103相连通，凹槽103有一定的面积，可以将对应位置的焊缝及焊缝附近的部分区域覆盖在内，以便更好的进行气体保护；输气管路101与凹槽103的底部相连通，既有利于为凹槽103输送保护气体，又可以更好的支撑保护罩102。

对于焊缝较宽的工件205，可以采用较大的保护罩102，通过更换不同大小的保护罩102，可以有效的调节气体的保护范围，非常的方便。

作为优选，输气管路101可以由一根管道104通过多次折弯成型，也可以包括多根管道104，各管道104之间通过弯头105连接成型。例如，一种方案中，如图3所示，输气管路101由一根管道104通过多次折弯成型，加工方便，成本较低，此时，该管道104的一端用于连接送气软管，另一端用于连通并支撑保护罩102，本气体保护装置固定在焊枪201上后，保护罩102处于焊枪201的下方，如图1所示；又如，另一种方案中，如图4所示，输气管路101包括五根管道104，各管道104之间通过弯头105连接成型，处于末端的两根管道104中，一根用于固定在焊枪201上，并与送气软管连通，另一根用于连通并支撑保护罩102，从而使得保护罩102可以保持与焊枪201之间的相对位置不变，并随着焊枪201同步移动。

作为优选，输气管路101可拆卸的固定于焊枪201；在一种优选地方案中，输气管路101可以通过若干卡箍202固定于焊枪201，既方便安装和调整，又便于拆卸；例如，如图1或图4或图5所示，在本实施例中，输气管路101通过卡箍202与焊枪201连接为一体，作为优选，卡箍202可以采用葫芦形结构，如图5所示，卡箍202的一部分卡住焊枪201，另一部分卡住输气管路101，通过螺栓203与螺母204的配合收紧卡箍202，就可以将输气管路101牢牢的固定在焊枪201上，以便输气管路101与焊枪201可以同步移动。

实施例2

本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，在本实施例中，氩弧焊焊接机器人用焊缝背部气体保护装置中的输气管路101包括至少两根管道104和若干伸缩部件106，相邻两个管道104通过弯头105或伸缩部件106进行连接，伸缩部件106用于调节保护罩102相对于焊枪201的位置。

即，当输气管路101的一端固定在焊枪201上后，可以通过设置在输气管路101中的伸缩部件106调节保护罩102相对于焊枪201的位置，如调节保护罩102相对于焊枪201在竖直方向(纵向)的距离、在水平方向(横向)的距离等，以便使得保护罩102更好的与焊枪201进行配合，有利于同一焊枪201可以应用于不同形状、结构、尺寸(厚度)的被焊工件205，有利于扩大本气体保护装置的应用场合，同时也有利于本气体保护装置的调节更加方便、与焊枪201的配合更加完美。

作为一个优选方案，本气体保护装置中，至少有一个伸缩部件106竖直设置，竖直设置的伸缩部件106可以沿竖直方向(纵向)进行伸、缩，从而使得保护罩102的位置可以沿竖直方向进行移动，进而可以轻松方便的调节保护罩102相对于焊枪201的纵向位置，以便与不同的被焊工件205相适应；例如，如图6所示，输气管路101包括两根管道104和一个竖直设置的伸缩部件106，通过伸缩部件106的伸/缩，保护罩102的位置可以在竖直方向进行调整(纵向调整)，如图中带箭头的虚线所示。

作为另一个优选方案，本气体保护装置中，至少有一个伸缩部件106水平设置，水平设置的伸缩部件106可以沿水平方向(横向)进行伸、缩，从而使得保护罩102的位置可以沿水平方向进行移动，进而可以轻松方便的调节保护罩102相对于焊枪201的横向位置，以便与不同的被焊工件205相适应；例如，如图7所示，输气管路101包括两根管道104和一个水平设置的伸缩部件106，通过伸缩部件106的伸/缩，保护罩102的位置可以在水平方向进行调整(横向调整)，如图中带箭头的虚线所示。

通过横向和/或纵向调节保护罩102的位置，使得保护罩102与焊缝起焊点相对应，并在焊接过程中随着焊枪201同步移动，从而达到焊缝背部气体保护良好的要求。

一种可行的方案，伸缩部件106包括外螺纹管301和内螺纹管303，如图8及图9所示，外螺纹管301上设置有外螺纹302，内螺纹管303上设置有内螺纹304，通过外螺纹302与内螺纹304的配合实现伸缩功能，如图10所示；例如，当外螺纹管301与内螺纹管303之间的旋合长度增加时，伸缩部件106缩短；当外螺纹管301与内螺纹管303之间的旋合长度减少时，伸缩部件106伸长；外螺纹管301及内螺纹管303均为中空管，以便输送保护气体。

进一步地，为进一步提高输气管路101的密封性，外螺纹管301与内螺纹管303之间可以设置密封垫圈。

如图11及图12所示，作为一种优选方案，本气体保护装置中的输气管路101包括连接管401、四个弯头105以及四个伸缩部件106，连接管401竖直设置，利用卡箍202可以将连接管401与焊枪201连接为一体，连接管401的一端(上端)用于连接送气软管，送气软管与对应的送气设备相连；四个伸缩部件106分别采用外螺纹管301和内螺纹管303实现伸缩功能，为便于描述，四个伸缩部件106分别为伸缩部件一402、伸缩部件二403、伸缩部件三404以及伸缩部件四405，其中，伸缩部件一402与伸缩部件三404水平设置，伸缩部件二403与伸缩部件四405竖直设置，连接管401的另一端(下端)通过弯头105与伸缩部件一402相连，伸缩部件一402、伸缩部件二403、伸缩部件三404以及伸缩部件四405之间分别通过弯头105相连，并围成矩形结构，如图12所示，伸缩部件四405与保护罩102相连，并与保护罩102内的凹槽103实现连通；在利用焊接机器人进行氩弧焊前，通过调节伸缩部件一402和/或伸缩部件三404中外螺纹管301与内螺纹管303的螺纹旋合长度，可以实现保护罩102的横向移动(水平移动)，如图中带箭头的虚线所示；通过调节伸缩部件二403和/或伸缩部件四405中外螺纹管301与内螺纹管303的螺纹旋合长度，可以实现保护罩102的纵向移动(上下移动)，如图中带箭头的虚线所示，使得保护罩102可以位于焊枪201下方，对应起焊点的位置处(被焊工件205位于焊枪201与保护罩102之间)，在这个调节过程中，保护罩102具有两个方向的自由度，从而可以任意调节保护罩102相对于焊枪201的位置，使得保护罩102可以有效地配合焊枪201；在利用焊接机器人进行氩弧焊时，输气管路101及保护罩102均与焊枪201同步移动，可以确保焊缝背部气体保护良好；一个工件205焊接完成后，更换另一个工件205，只需适当调节保护罩102的位置即可，非常方便。

在本实例中，伸缩部件106中的外螺纹管301和内螺纹管303可以通过焊接或螺纹连接与对应的弯头105相连；更进一步地，外螺纹管301和/或内螺纹管303与对应的弯头105可以一体成型；既便于加工制造，降低成本，又便于快速装配，例如，如图13所示，内螺纹管303与弯头105为一体成型构件，内螺纹管303上设置有内螺纹304，用于连接外螺纹管301，弯头105也设置有内螺纹304，用于可拆卸的连接管401路或另一外螺纹管301或另一内螺纹管303；如图14所示，外螺纹管301与弯头105为一体成型构件，外螺纹管301上设置有外螺纹302，用于连接内螺纹管303，弯头105也设置有内螺纹304，用于可拆卸的连接管401路或另一外螺纹管301或另一内螺纹管303；如图15所示，弯头105的两端可以分别连接有内螺纹管303或外螺纹管301，并与弯头105成为一体成型构件，内螺纹管303上设置有内螺纹304，用于连接另一外螺纹管301，外螺纹管301上设置有外螺纹302，用于连接另一内螺纹管303；采用一体成型构件，更便于本气体保护装置中输气管路101的装配。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。