窄坡口焊接的裝置和方法制造方法及圖紙

窄坡口焊接是用通常的焊接裝置進行的，這種裝置包括支承一電極（５）和一第一圓形氣杯（２１）以及一第二矩形氣杯（２５）的焊炬座，第一氣杯（２１）沿電極（５）引導第一保護氣體流（Ｐ），而第二氣杯可拆卸地與第一氣杯同軸安裝并圍繞第一保護氣體流（Ｐ）引導一更大的第二保護氣體流（Ｓ）。這樣產生的較寬的保護氣體層流層能有效地保護深的窄坡口焊縫并且其穩定性足以完成焊縫帽。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用帶第二氣杯的通常的焊接設備進行，該第二氣杯從焊縫坡口的外側在焊縫熔池之上提供一個大的自由保護氣體的紊流層。窄坡口焊接是應用于在具有窄的坡口角的欲連接工件之間形成的V形坡口中進行的焊接。這種技術特別是在歐洲也被稱為窄間隙焊接。由于對“窄”沒有精確的定度，對夾角小于約50°的坡口進行的焊接被認為是窄坡口焊接，當然夾角小于約20°就更應被認為是窄坡口焊接了。窄坡口焊接的明顯的優點是焊縫較小，因而焊接速度較快并使用材料較少。然而，這種焊接技術還不能完全滿足工地焊接應用的要求。目前的窄坡口焊接的一個重要的缺點，是需要專用設備。這種裝置中的一種見于1908年6月18日授予Kawasaki重工業株式會社的日本專利55-81，086。這種裝置包括伸入焊縫坡口中的特制的焊條噴送嘴，以及一個與要焊接的表面接觸的金屬裙板。這種裝置限制了操作者對焊縫熔池的視線并必須根據各種部分的幾何形狀進行改制。因而需要一種用于窄坡口焊接的改進的裝置和方法，它能被應用于通常的焊炬及自耗電極。為達到上述目的，本專利技術提供了一種對以具有預定寬度的開口的窄焊接坡口裝配在一起的工件進行焊接的裝置，包括一焊炬和一從焊炬上延出的焊接電極，其特征在于，第一氣杯在焊炬處圍繞電極并位于工件的上表面之上，第二氣杯環繞第一氣杯并具有比窄焊接坡口的預定開口寬度更大的寬度，氣體分配裝置向第一氣杯提供第一保護氣體流，第一氣杯從工件的上表面之上沿電極引導第一保護氣體流，氣體分配裝置還向第二氣杯提供第二保護氣體流，第二氣杯繞第一保護氣體流沿第一氣杯和電極引導第二保護氣流體，第二保護氣體流至少與窄焊接坡口的開口的預定寬度同寬。本專利技術提供一大的保護氣體層以對深的窄坡口焊縫進行有效保護。該大的保護氣體層足夠穩定以用于產生帽焊縫。不需要專用的焊炬座或電極，并不會因在焊接坡口中的裝置而妨礙操作者對焊縫熔池的視線。通過下面結合附圖對本專利技術優選實施例的描述，就可完全理解本專利技術，附圖中。附圖說明圖1為體現本專利技術的一種機械化焊機的前端的前視圖;圖2為沿圖1中2-2線所截取的側視圖;圖3為圖1中所示前端組件的平面圖;圖4為形成圖1-3所示前端組件的一部分的第二氣杯的一半的平面圖;圖5為圖4中所示第二氣杯的一半的內部側視圖;圖6為圖4和5中所示第二氣杯的一半的仰視圖;圖7為準備進行窄縫焊接的工件的截面圖，并示出處于焊接工位的本專利技術的焊接裝置。圖8為用于第二氣杯的支架的平面圖;圖9為圖8的所示支架的側視圖;圖10為用于第二氣體透鏡凹形屏幕支架的平面圖;圖11為穿過圖7的窄縫的縱截面圖;圖12為第二氣杯的第二實施例的一半的側視圖;圖13沿線13-13的圖12所示第二氣杯的垂直截面圖;圖14為根據本專利技術的操縱桿的側視圖;圖15為圖14中操縱桿的端視圖;圖16為根據本專利技術的手線操縱器的分解視圖。正如本領域技術人員公知的那樣，本專利技術同樣可以用于手動焊接設備，但下面仍將以用于和用作機械化焊接設備的形式來描述本專利技術。本專利技術的一個重要特征是能廣泛應用于各種現行的焊接裝置。根據圖1-3，前端組件1具有將其連接和支承于機構化焊接裝置的牽引機構(圖中未示)上的托架13。前端組件1的中心為一焊炬座3，它支承電極5并為其供能。后蓋7與焊炬座3中的夾頭(圖中未示)共同作用以夾住電極，從而使其可從焊炬座向下延伸一選定的長度。焊炬座3為電極5提供電能。電能通過焊炬電纜9而供給焊炬座3。焊炬電纜9還包括使冷卻水穿過焊炬座3循環的導管(圖中未示)，以除去焊炬座中產生的熱量。焊炬座3通過一絕緣塊11安裝到一焊炬安裝托架13上。安裝托架13由一機械化垂直軸組件(MVAA)15支承，如圖2和3所示，該組件15使前端組件1上下移動，從而調節焊接過程中由電極產生的電弧的長度。接下來組件15由一安裝托架17支承，該托架將前端組件1固定到機械化焊接裝置的一個牽引機構(圖中未示)上。如現有技術中所知，前端組件1提供用于調節電極5相對于需焊接部件的位置和方向的若干自由度。焊炬座3還為焊接過程供給保護氣體。保護氣體通過焊炬電纜9中的導管19供至焊炬座3。典型地，用氬氣作為惰性保護氣體。這種保護氣體的第一流由第一氣杯21沿電極5引導。該保護氣體的第一流通過一通常的氣體透鏡23而輸送至第一氣杯21，該氣體透鏡圍繞電極5從焊炬座3向下延伸。第一氣杯21為管狀并以內螺紋與第一氣體透鏡23上的外螺紋接合。上面所描述的前端組件1的各部分是現有技術中所眾所周知的。為了將這種常規的焊接設備用于窄坡口焊接，提供了一個第二氣杯25，該第二氣杯25圍繞第一氣杯21。如圖4-6所示，在一個優選實施例中，第二氣杯25由在中心的縱向延伸的分離線29處連接的兩個半體27形成。每個半體27具有一端壁31，該端壁具有一開有一半圓形孔35的隆起的中心部33。這些端壁上具有橫向通道37，這些通道與一個插入的縱向孔39相交。如圖4-6所示的右半體27具有一對位于側壁上與橫向通道37相通的螺孔41。如圖6的仰視圖所示，端壁31的薄部43上具有許多將橫向通道37和縱向孔39與一個主流腔47相互連接的小孔45。如圖2和3所示，通過將接頭51旋入螺孔41中連接一對軟管49以供給附加的惰性氣體，惰性氣體通過橫向通道37和縱向孔39而循環，并通過孔45而擴散到主流腔47中。將第二氣杯25的兩個半體27用螺釘53沿分離線29連接在一起。組裝起來的第二氣杯在第一氣杯21上滑動，而第一氣杯21穿過相對的半圓形孔35而延伸。第二氣杯由一裝配件55而固定到位。如圖8和9所示，該裝配件具有一在其中心有一圓形開口59的矩形基板57，該基板通過螺釘61固定到半體27的凸起部33上。一夾緊裝置63在65處固定到基板上。穿過夾緊裝置63中的耳部69的螺栓67將第二氣杯25繞護罩71或第一氣杯21同軸地固定。第二氣杯25中提供有第二氣體透鏡73。第二氣體透鏡包括夾持于凹屏支架77(見圖10)和一形狀互補的凸屏支架79(見圖3)之間的濾屏75。第二氣體透鏡73通過螺釘81固定于第二氣杯25內的主流腔47中。穿過第二氣體透鏡73的附加惰性保護氣體流產生圍繞由第一氣杯21及其氣體透鏡23產生的保護氣體層流的層流。圖7示出處于進行窄坡口焊接的本專利技術的焊接裝置的有關部件。需連接的工件83和85如圖中所示設置成形成一個窄的坡口87。坡口87的每側形成一個角度A/2，合起來形成一坡口角度A。在圖中所示的作為舉例的工件中，該坡口角度A約為6°。如上所述，窄坡口通常形成一個小于20°至50°的坡口角度。如圖7所示，前端組件的位置使得電極5伸入窄坡口87中，而第一氣杯21和第二氣杯25剛好位于工件83、85的上表面89之上并與之相距一定距離的位置。如圖11所示，該圖為穿過如圖7所示窄坡口87的縱視圖，電極5產生的電弧使焊條91熔化以形成一個焊接熔池93。用于焊接過程的保護氣體由一氣體分配系統95提供，該系統包括向第一氣杯21供氣的導管19和向第二氣杯25供給附加保護氣體的軟管49。如圖7和11中箭頭P所示的來自第一氣杯21的保護氣體層流由箭頭S所指示的來自第二氣杯25的第二直徑氣流所圍繞。氣流P和S結合形成一個大的氣流層流包層，從而為深的窄坡口焊接提供有效的保護氣體。大的第二氣杯25的氣流開口97的橫截面積本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對以具有預定寬度的開口的窄焊接坡口（８７）裝配在一起的工件（８３，８５）進行焊接的裝置，包括一焊炬（３）和一從焊炬（３）上伸出的焊接電極（５），其特征在于，第一氣杯（２１）在焊炬（３）處圍繞電極（５）并位于工件（８３、８５）的上表面（８９）之上，第二氣杯（２５）環繞第一氣杯（２１）并具有比窄焊接坡口的預定開口寬度更大的寬度，氣體分配裝置（９５）向第一氣杯（２１）提供第一保護氣體流（９６），第一氣杯從工件（８３，８５）的上表面（８９）之上沿電極（５）引導第一保護氣體流（９６），氣體分配裝置還向第二氣杯（２５）提供第二保護氣體流（９８），第二氣杯繞第一保護氣體流沿第一氣杯（２１）和電極（５）引導第二保護氣體流（９８），第二保護氣體流（９８）至少與窄焊接坡口的開口的預定寬度同寬。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：查爾斯E伯古，羅格A卡梅里諾，
申請(專利權)人：西屋電氣公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]