窄间隙TIG焊枪的制作方法

本实用新型涉及一种焊枪，尤其是TIG焊枪。

背景技术：

非熔化极惰性气体钨极保护焊（Tungsten Inert Gas Welding，TIG）焊枪（以下简称TIG焊枪）作用是夹持钨极、传导焊接电流和输送并喷出保护气体。现有水冷式TIG焊焊枪结构如图1所示。结构主要由钨电极1，陶瓷喷嘴2，导气套管3，电极夹头4，枪体5，电极帽6，进气管7，冷却水管8，控制开关9，焊枪手柄10构成。焊接时，处于氩气氛围中间当电流超过150A时采用冷却水管8来实现枪体冷却，进气管7传输气体至陶瓷喷嘴2使喷出保护气体，在焊接过程中起到隔离空气保护熔池的作用。电极夹头4一端通过导线与电源相连传导焊接电流，另一端与钨电极1相连。通电后钨电极与焊件之间产生电弧热进行焊接。

随着我国智能制造业的快速发展，大型结构的壁厚尺寸越来越大，例如1000 MW级的核电反应堆，压力容器壁厚高达250 mm；而核电的汽轮机低压焊接转子，厚度也高达200 mm以上。采用图1焊枪进行打底焊，作为传统TIG焊枪，采用的是同轴气保护设计，枪体5位于陶瓷喷嘴2中间，焊接时，钨级和熔池处于氩气氛围中间。为了保证焊枪具有良好的散热性并实现焊枪的可达性，必须开Y型坡口进行焊接，坡口的角度需要70°，焊缝宽而深，不但填充金属量增加，焊材和能耗增加，而且焊接效率下降，同时会出现侧壁未熔合的现象，影响焊缝的质量。显然传统的焊接方法已经不能满足这些构件制作的需要。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种能保证焊枪在窄而深的坡口下焊接仍具有良好的散热性并实现焊枪的可达性，焊材和能耗消耗量减少，焊接效率和焊缝质量提高的窄间隙TIG焊枪。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

窄间隙TIG焊枪，包括设有冷却结构的焊枪主体，分设于所述焊枪主体两侧的左气罩和右气罩，以及分别隔离所述焊枪主体和左气罩、焊枪主体和右气罩的两个绝缘块，所述焊枪主体导电连接有伸出底端的钨极。

优选的，所述冷却结构为“V”字形，包括两根逐渐向底端并拢的冷却管。

优选的，所述左气罩和右气罩分别设有拐弯，并在对应所述冷却管的位置平行于所述冷却管倾斜设置。

优选的，所述左气罩与焊枪主体之间通过相应的所述绝缘块可调节的连接，所述右气罩与焊枪主体之间也通过相应的所述绝缘块可调节的连接。

优选的，所述焊枪主体设有与所述绝缘块相连的连接端，所述连接端上设有向对应左气罩或者右气罩方向延伸的长条形限位孔，所述绝缘块底端设有可滑动的插设于所述限位孔的限位块，且所述绝缘块上设有能够配套固定于所述限位孔的螺纹连接件。

优选的，所述左气罩的进气口，右气罩进气口，以及所述冷却结构的进水口均设有气密密封结构。

优选的，所述焊枪主体为黄铜导电体。

优选的，所述左气罩和右气罩中均分别设有缓冲气流的滤板。

优选的，所述焊枪为扁平结构，厚度在8 mm ~9mm。

本实用新型所达到的有益效果：

1. 本实用新型的窄间隙TIG焊枪，有别于传统，左、右气罩分设于焊枪主体的两侧，因是垂直于宽度的方向，尺寸限制小，可以具有更大的保护空间，双气罩设计，也有利改善氩气保护效果。焊枪主体内设冷却结构，另有分别隔离焊枪主体和左气罩、以及焊枪主体和右气罩的两个绝缘块，因此可避免气罩带电，将带电区域缩减到最小，从而无需在整个焊枪表面再喷涂陶瓷绝缘层，避免焊枪宽度增加。总体来说，该焊枪在继承传统TIG焊接电弧稳定性高等优点的情况下，布局紧凑，集焊枪，水冷于一体，便于整体安装于自动焊机，可以大幅度减小坡口间隙，进而大量节约焊接材料与电能消耗，提高焊接生产率。

2. 冷却结构设计为“V”字形，包括两根逐渐向底端并拢的冷却管，可减小枪身宽度，更容易深入焊枪的底部，离钨电极更近，以便达到更好的冷却效果。可提高焊枪长时间工作的可靠性，实现获得没有飞溅、没有夹渣、焊接缺陷少、焊缝强度和韧性高的厚板焊接接头。

3. 左气罩和右气罩可分别设有拐弯，从而对气流产生缓冲，达到更好的保护效果，尤其左气罩和右气罩中均分别设置滤板，另外左、右气罩可分别在对应冷却管的位置处平行冷却管倾斜延伸，从而更好的靠近焊枪底部，保护钨极，改善保护效果。

4. 两绝缘块分别可调节的连接左气罩与焊枪主体，以及右气罩与焊枪主体。因气体存在流场并具有黏性，只有在一定条件下才会形成层流，焊枪采用双气罩后，焊接时就会有两股气体。当两股气体流速大小或方向不同，相遇时容易形成紊流。因而如此设计使得左、右气罩相对位置可调，能够调节两股气流的流向，形成层流保护气体，十分有利于改善保护效果，提高焊接质量。

5. 焊枪主体设有与绝缘块相连的连接端，连接端上设有向对应左气罩或者右气罩方向延伸的长条形限位孔，绝缘块底端设有可滑动的插设于限位孔的限位块，且绝缘块上设有能够配套固定于限位孔的螺纹连接件，从而可以方便的调节两个气罩与钨极的距离，也即便于两股气体被调到最佳保护位置，绝缘块通过限位块与限位孔的配合进行限位，可以更好地保证左、右气罩与焊枪主体的相对位置。

6. 左气罩进气口，右气罩进气口，以及冷却结构的进水口均设气密密封结构，则能保证良好的密封性，使得本实用新型的焊枪进一步集焊枪主体、水冷、气密于一体，应用更加方便。

7. 焊枪主体为黄铜导电体，具有较高的导热、导电性，并具有良好的力学性能和耐蚀性能，有利于延长使用寿命，提高焊接质量。

8. 焊枪设计为扁平结构，厚度在8 mm ~9mm，则更加有利于窄间隙焊接，提高焊接效率，因如果枪身尺寸过小，会造成枪身槽壁、孔壁过薄，强度不够；而如果枪身尺寸过大，则会加大窄间隙坡口间隙宽度。

9. 本实用新型优选的窄间隙TIG焊枪能够实现坡口宽度为10mm窄间隙的厚板焊接，与传统的TIG相比，生产效率可提高40%-50%，成本可降低25%-35%。

附图说明

图1是现有水冷式TIG焊枪结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的半边剖视图图；

图3是本实用新型优选实施例中焊枪主体的示意图；

图4是本实用新型优选实施例中气罩体（右气罩体或左气罩体）示意图；

图5是本实用新型优选实施例中绝缘块的示意图；

其中：

1、钨电极，2、陶瓷喷嘴，3、导气套管，4、电极夹头，5、枪体，6、电极帽，7、进气管，8、冷却水管，9、控制开关，10、焊枪手柄；

11、焊枪主体，112、连接端，12、左气罩，122、左气罩体，126、直角拐弯，13、右气罩，132、右气罩体，134、右气罩盖，136、直角拐弯，14、绝缘块，142、第一部分，144、第二部分，16、进水口，17、出水口，18、电线接线口，19，限位孔，20、限位块，21、安装孔，22、安装通孔，23、冷却结构，232、进水管，234、出水管，24、钨极。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图2-5所示，窄间隙TIG焊枪，包括设有冷却结构23的焊枪主体11，分设于焊枪主体11两侧的左气罩12和右气罩13，以及分别隔离焊枪主体11和左气罩12、焊枪主体11和右气罩13的两个绝缘块14，焊枪主体11上设有电线接线口18，并导电连接有伸出底端的钨极24。

具体的，焊枪主体11具有一肩部并下接冷却结构23，且冷却结构23为“V”字形，包括两根逐渐向底端并拢并连通的冷却管，分别为进水管232和出水管234，进水管232的进水口16以及出水管234的出水口17分别设在焊枪主体11的两肩。由于窄间隙 TIG 焊枪的设计是针对于厚板焊件进行的，一般电流较大，良好的水冷回路，才能保证对钨极24和焊枪主体11均有良好的水冷效果，防止在焊接过程中，钨极24和焊枪主体11因局部升温过高被烧坏。本实施例的冷却结构23，如图3所示，采用“V”字形，尽可能小的缩短了进、出水管232、234之间的距离，从而减小焊枪主体11宽度。使得保护气体能有效覆盖钨极24和焊缝熔池。

左气罩12包括左气罩体122和左气罩盖（未图示），右气罩13包括右气罩体132和右气罩盖134。左气罩体122和右气罩体132中还分别设有缓冲气流的滤板。此外，左气罩12和右气罩13分别设有直角拐弯126、136，并在对应冷却管的位置平行于冷却管倾斜设置。

一绝缘块14可调节的连接左气罩12与焊枪主体11，另一绝缘块14可调节的连接右气罩13与焊枪主体11。具体的，焊枪主体11的两肩分别向往延伸形成与各端绝缘块14相连的连接端112，连接端112上设有向对应左气罩12或者右气罩13方向延伸的长条形限位孔19，绝缘块14底端设有可滑动的插设于限位孔19的限位块20，且绝缘块14上设有能够配套固定于限位孔19的螺纹连接件（未图示）。更具体的，绝缘块14包括首尾搭接相连的块状第一部分142和第二部分144，第一部分142的侧面开设安装孔21以便与相应侧的气罩（左气罩12或右气罩13）固定，限位块20设置在第二部分144的下端，且第二部分144上开设两安装通孔22分别位于限位块20两侧，从而通过螺纹连接件例如螺栓可与焊枪主体11连接端112上的限位孔19相连。此外，本实施例中，绝缘块14采用的是尼龙块，但也可以采用其他材料的绝缘块14，并不对本实用新型构成限制。

绝缘块14使得通电时，仅焊枪主体11带电，焊枪其余部分均不带电，达到良好的绝缘效果。并方便调节左、右气罩12、13与钨极24的距离，达到最佳气体保护位置。

此外，左气罩12的进气口，右气罩13进气口，以及冷却结构23的进水口16均设有气密密封结构。使得本实用新型的焊枪集焊枪主体11、水冷、气密于一体，应用更加方便。对于本实施例，水管与进水口16、出水口17之间，气管与左、右气罩12、13之间，都采用管螺纹接头，左气罩体122和左气罩盖（未图示），右气罩体132和右气罩盖134分别采用多个螺钉连接，保证良好的密封性。

焊枪主体11为黄铜导电体。具有较高的导热、导电性，并具有良好的力学性能和耐蚀性能，有利于延长使用寿命，提高焊接质量。

焊枪为扁平结构，厚度在8 mm ~9mm，在缩小焊枪主体11宽度的情况下，也兼顾主体强度，有利于窄间隙焊接，提高焊接效率。

采用WSE-315焊机安装本实用新型优选实施例的窄间隙TIG焊枪，对45号钢进行堆焊实验，焊接设计参数如下：未填丝时左、右气罩12、13分别据钢板距离9 mm -12mm; 钨极24的伸出长度：3-4mm；电流：300A；保护气体气体流量：25L/min; 焊速：0.36m/min。结果证明，该窄间隙焊枪在300A大电流时，仍能稳定焊接。焊接过程中，电弧稳定燃烧，无飞溅，气保护效果良好，焊缝为银白色，焊缝成形美观。

需要说明的是，本实用新型的上述优选实施例中，焊枪主体11与钨极24也采用螺钉连接，焊枪结构中采用的螺栓、螺钉均为标准件。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。