一种增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装的制作方法

1.本实用新型涉及机动焊接设备辅助工装技术领域，具体地说是一种增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装。


背景技术：

2.现有技术中，等离子机动焊机往往只采用机器自带的背部保护盒来保证焊接时焊缝背部的保护效果。在焊接不锈钢类产品时，几乎没有影响。但在焊接钛及钛合金时，在焊缝背部的热影响区，会出现氧化现象，出现蓝色，按标准属于不合格焊缝。在焊接锆材时，由于锆材散热性较差的原因，会造成焊缝背面的深蓝色，接近灰色。
3.针对这个问题，常规处理方式为将焊机自带保护气槽加宽，如图1、图2所示，原自带保护气槽7的宽度为10mm，加宽后的保护气槽7的宽度达到40mm，这样能部分解决背部的氧化问题；但在焊接不锈钢类产品时，由于保护气槽7的宽度加大，会大量浪费背部保护的氩气使用量。


技术实现要素：

4.针对等离子机动焊机焊接时焊缝存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装。该节能工装保证在不改动焊机主体结构的前提下，通过低成本，提高对钛、锆材等特种金属焊接时焊缝的焊接质量。同时，在焊接常规材料（如不锈钢）时，不出现保护氩气的浪费，有效控制成本。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.本实用新型包括设置在等离子焊机大臂上的保护气槽及水冷管，所述保护气槽的槽底沿长度方向开设有出气孔a，所述保护气槽外围的等离子焊机大臂上开设有水冷管；还包括出气管、压板、外部金属挡气板及软挡气板，所述保护气槽长度方向两侧的等离子焊机大臂上均固接有出气管，所述出气管位于水冷管的外侧，所述出气管的一端为封闭端，所述出气管的另一端与保护气源相连，所述出气管上沿长度方向开设有出气孔b；每侧所述出气管的外侧均设有一组压板、外部金属挡气板及软挡气板，所述压板的一端固接在等离子焊机大臂上，所述软挡气板的一端及外部金属挡气板与压板的另一端固接，所述软挡气板的另一端在待焊件放置就位后发生形变，并与待焊件的背面抵接。
7.其中：所述待焊件放置就位后仅与软挡气板抵接，即所述待焊件放置就位后与压板及外部金属挡气板均无接触。
8.所述软挡气板的一端位于压板的另一端与外部金属挡气板之间。
9.所述出气管的另一端通过气体连接软管与保护气源相连。
10.所述出气管上沿长度方向均匀开设有多个出气孔b，各所述出气孔b均朝上开设。
11.所述压板的一端通过螺栓、螺母与等离子焊机大臂固接，所述软挡气板的一端及外部金属挡气板通过螺栓、螺母与压板的另一端固接。
12.本实用新型的优点与积极效果为：
13.1．本实用新型可在焊接不同材料时，根据要求打开或关闭出气管所连接的保护气源的开关，保证需要背部保护的特材焊缝处于氩气保护下，同时也能保证在对背部保护要求较低的不锈钢类产品焊接时节省气体成本。
14.2．本实用新型结构简单、制造成本低，可在软挡气板损坏时随时拆卸更换，方便快捷。
15.3．本实用新型节省了大量的制造时间，相比焊机厂家提供的原装扩大保护气槽，不仅节约大量成本，同时节省大量时间。
附图说明
16.图1为现有等离子焊机的结构示意图；
17.图2为图1中的a—a剖视图；
18.图3为本实用新型的结构示意图；
19.图4为图3中的b—b剖视图；
20.图5为图4放置待焊件后软挡气板被压弯的结构示意图；
21.其中：1为出气管，2为压板，3为外部金属挡气板，4为软挡气板，5为螺栓，6为螺母，7为保护气槽，8为水冷管，9为出气孔a，10为气体连接软管，11为等离子焊机大臂，12为出气孔b。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
23.如图3～5所示，本实用新型包括设置在等离子焊机大臂11上的保护气槽7及水冷管8，保护气槽7的槽底沿长度方向均匀开设有多个出气孔a9，各出气孔a9等间距开设，保护气槽7与设备气源连接，保护气槽7外围的等离子焊机大臂11上开设有水冷管8。本实用新型还包括出气管1、压板2、外部金属挡气板3及软挡气板4，保护气槽7长度方向两侧的等离子焊机大臂11上均固接有出气管1，出气管1位于水冷管8的外侧，出气管1的一端为封闭端，保证不从出气管1的一端流出气体，出气管1的另一端与保护气源相连，出气管1上沿长度方向开设有多个出气孔b12，各出气孔b12等间距开设；每侧出气管1的外侧均设有一组压板2、外部金属挡气板3及软挡气板4，压板2的一端固接在等离子焊机大臂11上，软挡气板4的一端及外部金属挡气板3与压板2的另一端固接，软挡气板4的另一端在待焊件放置就位后发生形变，并与待焊件的背面抵接。
24.本实施例的出气管1为3.5米长、304不锈钢材质的直管；在出气管1的管壁上沿长度方向（即轴向）间距50mm、弧长间距5mm位置钻直径1.5mm的出气孔b12，以便保护气均匀喷出，且保持气体流量流速，各出气孔b12均朝上开设。本实施例出气管1的另一端通过气体连接软管10与保护气源相连，本实施例的保护气为99.999%纯度的高纯氩气。本实施例保护气槽7上出气孔a9的开孔距离及孔径与出气管1上的出气孔b12一致。
25.本实施例软挡气板4的一端位于压板2的另一端与外部金属挡气板3之间，压板2的一端通过螺栓5、螺母6与等离子焊机大臂11固接，软挡气板4的一端及外部金属挡气板3通过螺栓5、螺母6与压板2的另一端固接。待焊件放置就位后仅与软挡气板4抵接，即待焊件放置就位后与压板2及外部金属挡气板3均无接触。本实施例压板2的材质可为不锈钢，外部金
属挡气板3的材质可为碳钢或不锈钢，软挡气板4的材质可为硅胶。
26.本实用新型安装时，将外部金属挡气板3、软挡气板4及压板2通过螺栓5和螺母6组装成一个整体；此前已经在压板2、外部金属挡气板3及软挡气板4上配制钻孔。把合后作为一个整体，再把出气管1远离保护气源的一端做好封堵，另一端与气体连接软管10紧密连接。之后先把出气管1固定在等离子焊机大臂11上，保证出气孔b12朝向待焊件一侧，然后把组装完成的压板2、外部金属挡气板3、软挡气板4根据实际高度配置安装在等离子焊机大臂11上，保证待焊件放置就位后，软挡气板4的另一端能够紧密地压在待焊件背部，同时保证外部金属挡气板3及压板2均与待焊件无接触。
27.使用时，在钛、锆金属待焊件就位后，先行打开出气管1进气侧气源开关，让保护气体由出气管1上的各出气孔b12充分流出，保证由等离子焊机大臂11、待焊件、外部金属挡气板3、软挡气板4和压板2组成的空间内的空气均被排除，保证空间内气体成分。再打开设备气源，设备气源的气体由保护气槽7上的各出气孔a9流出，保证出气管1流出气体的气体压力及流速低于保护气槽7流出气体的气体压力及流速，保持出气管1出气后形成相对密封的氩气空间，杜绝锆、钛等金属焊接时背部的氧化现象，之后开始焊接。本实施例保护气槽7流出气体的压力为0.3mpa、流速为40l/min，出气管1流出气体的压力为0.2mpa、流速为25l/min。
28.由于焊接时，背部空间内为保护气体成分，不存在空气、氧气等成分，因此在焊接特材金属，特别是焊接散热性差，极易氧化的锆材时，能够充分保证焊接件不出现氧化发蓝现象，保证焊缝质量。
29.本实用新型的软挡气板4在焊接不同待焊件时，有效随之形变，以形成封闭空间，保持封闭空间内气氛为氩气气氛。由于本实用新型的出气管1为外接部件，可随时手动开关出气管连接的保护气源的开关，能够在焊接不锈钢对保护要求较低的焊件时，关闭出气管1的保护气源开关，节省能源；焊接锆、钛等金属时，打开出气管1连接的保护气源的开关，就能起到背部保护作用。
30.本实用新型在不改动焊机主体结构的前提下，通过很低的成本，提高对钛、锆材等特种金属焊接时焊缝的质量。同时，在焊接常规材料时，不出现保护氩气的浪费，有效控制成本。节能工装虽然固定在等离子焊机大臂11上，但完全不影响设备的使用，只在需要时开启，即可保证产品质量。
31.本实用新型克服了现有焊机在焊接特材金属，尤其是钛、锆等易氧化材料时，背部保护效果差，经常出现氧化发蓝的实际情况；通过加装本实用新型的背部保护节能工装，能够在焊接特材金属时，保证背部保护效果，不再出现发蓝氧化的现象，而是形成银白色的标准焊缝；同时，能够在焊接保护要求较低的不锈钢类金属时，关闭开关，实现保护气体的节省，实现节省能源，节省成本的实际结果。同时，由于结构简单，安装简便，在出现小直径焊接，压板、外部金属挡气板及软挡气板影响待焊件摆放时，可以随时拆除，在软挡气板损坏时，也可以随时更换。

技术特征：
1.一种增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，包括设置在等离子焊机大臂（11）上的保护气槽（7）及水冷管（8），所述保护气槽（7）的槽底沿长度方向开设有出气孔a（9），所述保护气槽（7）外围的等离子焊机大臂（11）上开设有水冷管（8）；其特征在于：还包括出气管（1）、压板（2）、外部金属挡气板（3）及软挡气板（4），所述保护气槽（7）长度方向两侧的等离子焊机大臂（11）上均固接有出气管（1），所述出气管（1）位于水冷管（8）的外侧，所述出气管（1）的一端为封闭端，所述出气管（1）的另一端与保护气源相连，所述出气管（1）上沿长度方向开设有出气孔b（12）；每侧所述出气管（1）的外侧均设有一组压板（2）、外部金属挡气板（3）及软挡气板（4），所述压板（2）的一端固接在等离子焊机大臂（11）上，所述软挡气板（4）的一端及外部金属挡气板（3）与压板（2）的另一端固接，所述软挡气板（4）的另一端在待焊件放置就位后发生形变，并与待焊件的背面抵接。2.根据权利要求1所述增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，其特征在于：所述待焊件放置就位后仅与软挡气板（4）抵接，即所述待焊件放置就位后与压板（2）及外部金属挡气板（3）均无接触。3.根据权利要求1所述增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，其特征在于：所述软挡气板（4）的一端位于压板（2）的另一端与外部金属挡气板（3）之间。4.根据权利要求1所述增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，其特征在于：所述出气管（1）的另一端通过气体连接软管（10）与保护气源相连。5.根据权利要求1所述增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，其特征在于：所述出气管（1）上沿长度方向均匀开设有多个出气孔b（12），各所述出气孔b（12）均朝上开设。6.根据权利要求1所述增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，其特征在于：所述压板（2）的一端通过螺栓（5）、螺母（6）与等离子焊机大臂（11）固接，所述软挡气板（4）的一端及外部金属挡气板（3）通过螺栓（5）、螺母（6）与压板（2）的另一端固接。

技术总结
本实用新型涉及机动焊接设备辅助工装技术领域，具体地说是一种增加等离子纵焊缝背部保护的节能工装，保护气槽的槽底沿长度方向开设有出气孔A，保护气槽外围的等离子焊机大臂上开设有水冷管；保护气槽长度方向两侧的等离子焊机大臂上均固接有出气管，出气管的一端为封闭端，出气管的另一端与保护气源相连，出气管上沿长度方向开设有出气孔B；每侧出气管的外侧均设有一组压板、外部金属挡气板及软挡气板，压板的一端固接在等离子焊机大臂上，外部金属挡气板及软挡气板的一端与压板的另一端固接，软挡气板的另一端在待焊件放置就位后发生形变，并与待焊件的背面抵接。本实用新型能够在焊接特材金属时，保证背部保护效果，不再出现发蓝氧化的现象。出现发蓝氧化的现象。出现发蓝氧化的现象。


技术研发人员：丁辉 张洪军 孟庆海 王文涛 李凌杰 白金浩
受保护的技术使用者：沈阳东方钛业股份有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/9/20