【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于tig焊接，具体涉及一种tig焊接系统，尤其涉及一种用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统。
技术介绍
1、tig即钨极氩弧焊，是一种高品质焊接工艺，在工业生产中应用广泛，可用于多种金属的焊接制造，tig焊接系统的传统结构包括电源、气源、送丝机和焊炬，焊炬也称为焊枪，焊炬包括焊炬本体、气管、钨极和保护罩，安装于焊炬本体上且导电的气管的进气口与气源连接，气管的气体出口位于绝缘的保护罩内，保护罩与气管连接以实现保护罩的固定，钨极置于保护罩内且钨极的焊接端部通过保护罩的出气口伸出于保护罩外，钨极通过气管与电源的一极（交流电源为任意一极，直流电源为负极或正极）连接以实现钨极与电源的连接。上述钨极为以钨为原料制作的电极杆，其主体一般为圆柱体，其一端的焊接端部一般为锥形。工作时，将工件与电源的另一极连接，将钨极的焊接端部靠近工件，通过送丝机将焊丝送到工件的焊接位置，焊丝分别与工件和钨极的焊接端部连通，在大电流产生的高温作用下，工件的局部和焊丝熔化，从而实现焊接功能；钨极不会熔化，可长期使用，焊接过程中，气源将保护气体（氦气或氩气）送入保护罩内，保护气体通过保护罩的出气口送出到焊接部位，起保护电极和熔池的作用。
2、tig焊接时，焊炬的钨极接直流电源正极、工件接直流电源负极被称之为直流正极性焊接或直流反接焊接（dcep），钨极接直流电源负极、工件接直流电源正极被称之为直流负极性焊接或直流正接焊接（dcen）。
3、目前，tig焊接铝合金一般采用交流电源，因为铝合金表面有一层氧化膜，需要在直流正极
4、但是，常规交流tig焊由于电流极性在极短时间内不停变化，因此容易出现电弧不稳定的问题，这会导致焊缝的气孔数量过多，使焊缝的强度无法满足一些使用场景；同时，传统交流tig焊受钨极材料限制，其电流大小往往受到限制，单位时间熔化焊丝量有限，因此无法实现高效焊接。而假设在不考虑高温损坏钨极的前提下采用直流正极性tig焊接铝合金，则具有以下优势：1、整个焊接过程电弧对母材具有“阴极雾化”作用，能最大程度清理母材表面氧化膜以及焊接过程中产生的氧化膜；2、焊接过程中不存在极性变化，电弧稳定性好，焊缝气孔数量大大减少，焊缝强度远高于传统交流tig焊接；3、焊接过程热效率高于传统交流tig焊，能够大幅提高焊接效率。
5、综上，如果能够找到一种能够在直流正极性焊接铝合金的同时对钨极进行快速降温以避免其被烧毁的技术方案，则能解决上述问题，显著提高tig焊接铝合金的质量和效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统，包括焊炬，所述焊炬包括焊炬本体、气管、钨极和保护罩，安装于所述焊炬本体上且导电的所述气管的进气口与气源连接，所述气管的气体出口位于绝缘的所述保护罩内，所述保护罩与所述气管连接以实现保护罩的固定，所述钨极的主体置于所述保护罩内且所述钨极的焊接端部通过所述保护罩的出气口伸出于所述保护罩外，所述钨极通过所述气管与直流电源的正极连接，所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统还包括冷却箱体，所述冷却箱体内设有冷却介质，所述冷却箱体置于所述保护罩内且与所述保护罩的出气口之间留有间隙，所述钨极的主体置于所述冷却箱体内或与所述冷却箱体紧密接触且所述钨极的焊接端部置于所述冷却箱体外。上述冷却箱体内的冷却介质可以为液体介质、气体介质或固体介质，只要能够将冷却箱体内的温度降低至所需低温即可。根据实际应用情况，冷却箱体可以独立存在而不需与其它设备连接，比如以冰或干冰为冷却介质，放入后不需要与其它设备连接；冷却箱体也可以通过气管与冷气制冷设备连接，比如以冷空气为冷却介质，利用外接的空调为冷却箱体持续送入冷气；冷却箱体也可以通过液管与冷液制冷设备连接，比如以冷水为冷却介质，利用外接的冷水制备装置为冷却箱体持续送入冷水。
4、作为优选，为了满足冷却箱体内大概2-15℃的持续低温需求且便于实施，所述冷却箱体内的冷却介质为冷水，所述钨极与所述冷却箱体紧密接触，所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统还包括冷却箱进水管、冷却箱出水管、冷水制备装置、冷水管和热水管，所述冷却箱进水管的出口与所述冷却箱体的冷水进口连接，所述冷却箱出水管的入口与所述冷却箱体的热水出口连接，所述冷却箱体的冷水进口和热水出口分别位于所述冷却箱体的相对两侧外壁上且在所述钨极的轴向错开分布，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管分别穿过所述保护罩上的对应通孔，所述冷却箱进水管的入口通过所述冷水管与所述冷水制备装置的冷水出口连接，所述冷却箱出水管的出口通过所述热水管与所述冷水制备装置的热水入口连接。
5、作为优选，为了使钨极能够与冷却箱体之间实现可靠的导电连接和机械连接，筒状的所述冷却箱体的一端开口、另一端封闭，所述冷却箱体的开口端通过螺纹与箱体盖板连接，所述冷却箱体和所述箱体盖板均导电，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管均不导电，所述冷却箱体的封闭端中部设有向开口端凸起的箱体中心管，所述箱体中心管上与所述冷却箱体的封闭端对应的一端开口且靠近所述保护罩的出气口，所述冷却箱体内位于所述箱体中心管外周的位置形成圆环柱形内腔，所述冷却箱体的冷水进口和热水出口分别与所述圆环柱形内腔相通，所述箱体中心管的圆周内壁设有内螺纹，所述钨极的圆周外壁设有外螺纹，所述钨极置于所述箱体中心管内且螺纹连接；所述保护罩上与其出气口相对的另一端开口且与保护罩盖板通过螺钉连接，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管分别穿过所述保护罩盖板上的对应通孔，所述气管穿过所述保护罩盖板中部的螺孔且两者之间通过螺纹连接，所述气管位于所述保护罩内的一端与所述箱体盖板之间通过螺纹连接，所述气管的气体出口设于所述气管上位于所述保护罩盖板和所述箱体盖板之间的管壁上。
6、作为优选，为了便于加工和组装，所述冷却箱体的冷水进口与所述冷却箱进水管的出口之间、所述冷却箱体的热水出口与所述冷却箱出水管的入口之间分别通过螺纹连接。
7、作为优选，为了提高冷却箱体与其它部件之间的密封性能且便于加工和组装，所述冷却箱体的冷水进口内侧和热水出口内侧分别设有密封内腔，所述箱体中心管上靠近所述箱体盖板的一端开口，所述冷却箱进水管的出口与对应的所述密封内腔之间、所述冷却箱出水管的入口与对应的所述密封内腔之间、所述冷却箱体的开口端与所述箱体盖板之间、所述箱体中心管上靠近所述箱体盖板的开口端与所述箱体盖板之间分别设有密封垫，所述密封垫设有中心通孔且多个所述密封本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，包括焊炬，所述焊炬包括焊炬本体、气管、钨极和保护罩，安装于所述焊炬本体上且导电的所述气管的进气口与气源连接，所述气管的气体出口位于绝缘的所述保护罩内，所述保护罩与所述气管连接以实现保护罩的固定，所述钨极的主体置于所述保护罩内且所述钨极的焊接端部通过所述保护罩的出气口伸出于所述保护罩外，所述钨极通过所述气管与直流电源的正极连接，其特征在于：所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统还包括冷却箱体，所述冷却箱体内设有冷却介质，所述冷却箱体置于所述保护罩内且与所述保护罩的出气口之间留有间隙，所述钨极的主体置于所述冷却箱体内或与所述冷却箱体紧密接触且所述钨极的焊接端部置于所述冷却箱体外。
2.根据权利要求1所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，其特征在于：所述冷却箱体内的冷却介质为冷水，所述钨极与所述冷却箱体紧密接触，所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统还包括冷却箱进水管、冷却箱出水管、冷水制备装置、冷水管和热水管，所述冷却箱进水管的出口与所述冷却箱体的冷水进口连接，所述冷却
3.根据权利要求2所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，其特征在于：筒状的所述冷却箱体的一端开口、另一端封闭，所述冷却箱体的开口端通过螺纹与箱体盖板连接，所述冷却箱体和所述箱体盖板均导电，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管均不导电，所述冷却箱体的封闭端中部设有向开口端凸起的箱体中心管，所述箱体中心管上与所述冷却箱体的封闭端对应的一端开口且靠近所述保护罩的出气口，所述冷却箱体内位于所述箱体中心管外周的位置形成圆环柱形内腔，所述冷却箱体的冷水进口和热水出口分别与所述圆环柱形内腔相通，所述箱体中心管的圆周内壁设有内螺纹，所述钨极的圆周外壁设有外螺纹，所述钨极置于所述箱体中心管内且螺纹连接；所述保护罩上与其出气口相对的另一端开口且与保护罩盖板通过螺钉连接，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管分别穿过所述保护罩盖板上的对应通孔，所述气管穿过所述保护罩盖板中部的螺孔且两者之间通过螺纹连接，所述气管位于所述保护罩内的一端与所述箱体盖板之间通过螺纹连接，所述气管的气体出口设于所述气管上位于所述保护罩盖板和所述箱体盖板之间的管壁上。
4.根据权利要求3所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，其特征在于：所述冷却箱体的冷水进口与所述冷却箱进水管的出口之间、所述冷却箱体的热水出口与所述冷却箱出水管的入口之间分别通过螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，其特征在于：所述冷却箱体的冷水进口内侧和热水出口内侧分别设有密封内腔，所述箱体中心管上靠近所述箱体盖板的一端开口，所述冷却箱进水管的出口与对应的所述密封内腔之间、所述冷却箱出水管的入口与对应的所述密封内腔之间、所述冷却箱体的开口端与所述箱体盖板之间、所述箱体中心管上上靠近所述箱体盖板的开口端与所述箱体盖板之间分别设有密封垫，所述密封垫设有中心通孔且多个所述密封垫的尺寸与对应的连接部位尺寸配套。
6.根据权利要求2-5中任何一项所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，其特征在于：所述冷水管的入口与所述热水管的出口之间通过连接管道连接，所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统还包括水箱、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器和控制器，所述水箱和所述水泵分别串联连接于所述热水管上，所述第一温度传感器安装于所述冷却箱进水管上靠近其进水口的位置且用于检测所述冷却箱进水管内的水温，所述第二温度传感器安装于所述冷却箱出水管上靠近其出水口的位置且用于检测所述冷却箱出水管内的水温，所述冷水制备装置包括液氮罐、低温氮气箱、第一低温电磁阀和第二低温电磁阀，所述液氮罐的出口通过液氮管与具有保温功能的所述低温氮气箱相通连接，所述第一低温电磁阀安装于所述液氮管上，所述连接管道穿过所述低温氮气箱，所述低温氮气箱上与所述液氮管连接处相对的一侧箱壁上相通连接有排氮管，所述第二低温电磁阀安装于所述排氮管上，所述第一温度传感器的信号输出端和第二温度传感器的信号输出端分别与所述控制器的信号输入端对应连接，所述水泵的控制输入端、所述第一低温电磁阀的控制输入端和所述第二低...
【技术特征摘要】
1.一种用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统，包括焊炬，所述焊炬包括焊炬本体、气管、钨极和保护罩，安装于所述焊炬本体上且导电的所述气管的进气口与气源连接，所述气管的气体出口位于绝缘的所述保护罩内，所述保护罩与所述气管连接以实现保护罩的固定，所述钨极的主体置于所述保护罩内且所述钨极的焊接端部通过所述保护罩的出气口伸出于所述保护罩外，所述钨极通过所述气管与直流电源的正极连接，其特征在于：所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统还包括冷却箱体，所述冷却箱体内设有冷却介质，所述冷却箱体置于所述保护罩内且与所述保护罩的出气口之间留有间隙，所述钨极的主体置于所述冷却箱体内或与所述冷却箱体紧密接触且所述钨极的焊接端部置于所述冷却箱体外。
2.根据权利要求1所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统，其特征在于：所述冷却箱体内的冷却介质为冷水，所述钨极与所述冷却箱体紧密接触，所述用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统还包括冷却箱进水管、冷却箱出水管、冷水制备装置、冷水管和热水管，所述冷却箱进水管的出口与所述冷却箱体的冷水进口连接，所述冷却箱出水管的入口与所述冷却箱体的热水出口连接，所述冷却箱体的冷水进口和热水出口分别位于所述冷却箱体的相对两侧外壁上且在所述钨极的轴向错开分布，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管分别穿过所述保护罩上的对应通孔，所述冷却箱进水管的入口通过所述冷水管与所述冷水制备装置的冷水出口连接，所述冷却箱出水管的出口通过所述热水管与所述冷水制备装置的热水入口连接。
3.根据权利要求2所述的用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却tig焊接系统，其特征在于：筒状的所述冷却箱体的一端开口、另一端封闭，所述冷却箱体的开口端通过螺纹与箱体盖板连接，所述冷却箱体和所述箱体盖板均导电，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管均不导电，所述冷却箱体的封闭端中部设有向开口端凸起的箱体中心管，所述箱体中心管上与所述冷却箱体的封闭端对应的一端开口且靠近所述保护罩的出气口，所述冷却箱体内位于所述箱体中心管外周的位置形成圆环柱形内腔，所述冷却箱体的冷水进口和热水出口分别与所述圆环柱形内腔相通，所述箱体中心管的圆周内壁设有内螺纹，所述钨极的圆周外壁设有外螺纹，所述钨极置于所述箱体中心管内且螺纹连接；所述保护罩上与其出气口相对的另一端开口且与保护罩盖板通过螺钉连接，所述冷却箱进水管和所述冷却箱出水管分别穿过所述保护罩盖板上的对应通孔，所述气管穿过所述保护罩盖板中部的螺孔且两者之间通过螺纹连接，所述气管位于所述保护罩内的一端与所述箱体盖板之间通过螺纹连接，所述气管的气体出口设于所述气管上位于所述保护罩盖板和所述箱体盖板之间的管壁上。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，张程，任自友，朱明，顾玉芬，石玗，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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