本发明专利技术公开了一种适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置及其焊接方法，所述焊接装置包括：焊枪（1）以及位于所述焊枪（1）后侧的保护单元（2），所述保护单元（2）用于喷射保护气体对所述焊枪（1）的焊接区域进行气体保护，其中，所述焊枪（1）中的钨极（13）且焊接时，可直接插入到所述窄间隙坡口（3）的底部；该TIG焊接装置及其焊接方法克服了传统焊枪在窄间隙焊接中焊接位置不可达的缺陷，同时对焊接区域进行气体保护，具有结构简单，设计合理，制造成本低，焊接效果好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接领域，特别提供了一种适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置及其焊接方法。
技术介绍
近些年来，随着材料科学的发展，一些高性能的材料，例如钛合金、不锈钢等，越来越多的用于锅炉栗罐、船舶舰艇等设备的制造过程中，其中往往涉及到厚板材料的焊接问题。TIG电弧焊应用范围广、操作简单、环境适应性强，尤其适合于钛合金、不锈钢等难焊材料的焊接，焊接质量高。同时在厚板材料焊接时采用窄间隙坡口，可以减小热量输入进而提高焊缝的质量，克服厚板焊接过程中应力变形大的问题。因此，为了获得高质量的厚板对接焊缝，窄间隙TIG焊接是较为理想的焊接方法。所谓窄间隙坡口是指坡口深宽比大于等于3的坡口形式，这样的坡口结构使得现有的TIG焊枪无法伸入坡口之中，即使焊枪头部勉强能够伸入坡口中，也可能由于坡口空间限制而使焊枪位置、姿态难于调整，对侧壁的熔化不利，易造成未熔合缺陷，同时由于保护性氩气是从焊枪底部喷出的，焊枪无法在坡口中伸展会影响保护氩气在坡口中的流动，对焊接区域的保护不良，使得焊接效果变差。因此，研发一种有效的TIG焊接装置，实现窄间隙条件下厚板材料的焊接，同时对焊接区域形成有效的保护，得到高质量的焊接接头，成为人们亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置及其焊接方法，以解决以往在焊接窄间隙坡口时，焊枪头部受坡口空间限制，位置、姿态难于调整，导致焊接质量差等问题。本专利技术一方面提供了一种适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置，其特征在于，包括:焊枪1，以及位于所述焊枪1后侧的保护单元2，所述保护单元2用于喷射保护气体对所述焊枪1的焊接区域进行气体保护； 其中，所述焊枪1包括: 枪体11 ; 夹持件12，设置于所述枪体11的内部； 钨极13，其一端由所述夹持件12夹持于所述枪体11的内部与电缆线连接，另一端向下延伸至所述枪体11的外部，且焊接时，所述钨极13位于所述枪体11外部的一端可直接插入到所述窄间隙坡口 3的底部。优选，所述枪体11包括: 枪身111，其侧壁上设置有焊枪保护气进口 1111 ;保护气喷嘴112，其位于所述枪身111的下方，且与所述枪身111 一体连接，所述保护气喷嘴112的上部为倒置的圆台形，下部为圆柱形。进一步优选，所述枪体11与所述钨极13同轴设置。进一步优选，所述保护单元2包括: 伸入所述窄间隙坡口 3中的喷气铜管21 ; 以及浮在所述窄间隙坡口 3上方的焊接托罩22，所述焊接托罩22上设置有托罩保护气进口 221，所述焊接托罩22的底面为网状丝结构。进一步优选，所述喷气铜管21整体呈类L型，其上端为铜管保护气进口，下端两侧间隔设置有铜管保护气出口 211。进一步优选，所述焊接托罩22上设置有贯穿上下的安装孔，所述喷气铜管21穿过所述安装孔后伸入所述窄间隙坡口 3中。本专利技术另一方面还提供了一种焊接窄间隙坡口的方法，其特征在于，具体为: 1)向所述焊接窄间隙坡口的底部持续喷入保护气； 2)待所述焊接窄间隙坡口的底部充满保护气后，在所述窄间隙坡口的上方，位于焊枪的后侧和底部向下持续喷入保护气； 3)将焊枪中钨极直接插入所述焊接窄间隙坡口底部，通过钨极和焊接工件间引燃电弧，由电弧熔化焊丝和工件，沿所述窄间隙坡口的长度方向进行焊接工作。优选，所述步骤3)为沿所述窄间隙坡口高度方向，由下至上逐层焊接，首层焊接结束后，缩短焊枪中钨极插入所述焊接窄间隙坡口的长度，然后沿所述窄间隙坡口的长度方向继续进行下一层的焊接，以此往复，直至焊接结束。进一步优选，所述保护气体为氩气。本专利技术提供的适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置，通过焊枪中与电缆线连接的钨极与焊接工件间引起电弧，形成焊接电流回路，由电弧熔化焊丝和工件进行焊接工作，同时，由位于焊枪后侧的保护单元喷射保护气体，对焊接区域进行气体保护。其中，焊接时，钨极可直接插入到窄间隙坡口的底部，钨极直径比坡口宽度小很多，这样为钨极位置的调整提供很大的空间，为电弧的左右摆动提供可能，解决了以往由于焊枪头部受坡口空间限制，位置、姿态难于调整，导致焊接质量差的问题。本专利技术提供的焊接方法，通过将钨极直接插入到窄间隙坡口的底部，可以方便钨极位置的调整，实现电弧的左右摆动，方便窄间隙坡口的焊接工作，同时还在焊枪的底部、后侧以及坡口的底部喷射保护气体，形成一道天然的屏蔽气槽，在焊接区域形成立体保护，保障焊接的质量。本专利技术提供的适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置及其焊接方法，克服了传统焊枪在窄间隙焊接中焊接位置不可达的缺陷，同时对焊接区域进行气体保护，具有结构简单，设计合理，制造成本低，焊接效果好等优点。【附图说明】图1为焊接装置与窄间隙坡口的布置示意图； 图2为焊接装置的内部结构剖切示意图。【具体实施方式】下面以具体的实施方案对本专利技术进行进一步解释，但是并不用于限制本专利技术的保护范围。为了解决厚板材料焊接困难的问题，尤其是针对坡口深宽比大、焊接性较差的材料，以往的焊接装置经常受到坡口空间限制，位置、姿态难于调整，导致焊接质量差等问题。本实施方案提供了一种适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置，其在焊接窄间隙坡口时，能够获得较好的焊接质量，具体结构可参见图1、图2，包括两个主要单元，前侧的焊枪1和后侧的保护单元2 (这里所述的前侧和后侧是相对于焊枪的焊接方向而言，本专利技术中未做特殊说明，前、后均是相对焊接方向而言)，其中，焊枪1主要用于焊接的工作，而保护单元2主要用于喷射保护气体对焊枪1的焊接区域进行气体保护，保障焊接质量。由于以往焊接装置中的焊枪，在焊接窄间隙坡口时，由于坡口的宽度较窄，传统TIG焊枪的陶瓷喷嘴，无法插入到窄间隙坡口，即使可以勉强插入，但受坡口空间限制，位置、姿态难于调整，导致焊接质量变差，因此，为了解决该问题，本实施方案中的焊枪1具体结构可参见图2，包括:枪体11，在枪体11内部设置有夹持件12，且夹持件12将钨极13 —端夹持于枪体11的内部与电缆线5连接，钨极13另一端向下延伸至枪体11的外部，且焊接时，钨极13位于枪体11外部的一端可直接插入到窄间隙坡口 3的底部进行焊接工作，且钨极13伸出枪体11外部的长度可调，适用于不同深度的坡口，适应性广，在一条焊缝的焊接过程中，可以通过逐次缩短钨极方法实现多层焊；而钨极在坡口中的左右摆动，更利于电弧熔化侧壁，提高焊缝质量。参见图2，枪体11具体包括枪身111以及一体连接于枪身111下方的保护气喷嘴112，在枪身111的侧壁上设置有焊枪保护气进口 1111，用于与保护气气源连接，而保护气喷嘴112的上部为倒置的圆台形，下部为圆柱形，其中，上部的倒置圆台形设计，是为了从焊枪保护气进口 1111进入的保护气进行聚拢，然后由圆柱形下部喷射出来，提高保护效果，使钨极整体处于保护环境中，优选，所述枪体11与所述钨极13同轴设置。而倒置圆台是指沿着圆台的轴线方向由上至下，其口径逐渐递减。参见图1、图2，保护单元2包括:伸入窄间隙坡口 3当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于窄间隙坡口的TIG焊接装置，其特征在于，包括：焊枪（1），以及位于所述焊枪（1）后侧的保护单元（2），所述保护单元（2）用于喷射保护气体对所述焊枪（1）的焊接区域进行气体保护；其中，所述焊枪（1）包括：枪体（11）；夹持件（12），设置于所述枪体（11）的内部；钨极（13），其一端由所述夹持件（12）夹持于所述枪体（11）的内部与电缆线连接，另一端向下延伸至所述枪体（11）的外部，且焊接时，所述钨极（13）位于所述枪体（11）外部的一端可直接插入到所述窄间隙坡口（3）的底部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔庆龙，张辉，杨怀江，隋永新，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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