电弧焊系统的焊头及焊头组件技术方案

本发明专利技术涉及一种电弧焊焊头(100)，其包括接触装置(160)和一个或多个焊丝供给单元(130、150)，该接触装置(160)包括焊丝组件(170)，该焊丝组件(170)包括至少两根布置在接触装置(160)中的可熔性连续传送焊丝(172、174、176)，还提供有使至少一根焊丝(174)电绝缘的电绝缘管道(180)，从而该焊丝(174)与焊丝组件(170)中的其他焊丝(172、176)电绝缘。本发明专利技术还涉及电弧焊接触装置(160)和电弧焊焊头组件(200)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电弧焊系统的焊头及焊头组件
本专利技术涉及适用于电弧焊系统的焊头及焊头组件，其尤其适用于使用具有多根焊丝的焊丝组件的隐弧焊。
技术介绍
隐弧焊是一种全机械化焊接方法，其具有生产率和质量高的特点，并常被使用于较厚材料的较长焊缝。在隐弧焊的过程中，一根或多根顺序排放的焊丝将熔化于电弧中。该焊接过程，尤其是被熔化的材料及电弧，被保护于一层粉末状焊剂下面。该焊剂有部分会在该过程中发生熔化而在熔池表面形成熔渣保护层。该过程所使用的电流很高，通常每根焊丝达到300-1500A。隐弧焊所使用的焊丝的直径通常为2.5-6mm。隐弧焊所使用的焊剂为可熔化的粒状矿物质，其通常含有锰、硅、钛、铝、钙、锌、镁的氧化物及其他化合物，比如氟化钙。该焊剂被特别地配制成可与特定的焊丝类型兼容，以使焊剂和焊丝的结合可产生想要的机械性能。所有的焊剂与熔池发生反应以产生焊接金属化学成分及机械性能。如果焊剂可增加锰和硅至焊接点，通常称该焊剂为“活性”焊剂，而所增加的锰和硅的含量受到电弧电压和焊接电流大小的影响。为获得隐弧焊可能具有的最高生产率及从而所增加的竞争力，人们设法寻求更快的焊接速度和尽可能高的熔敷率，即每小时每根焊丝所熔化的焊接材料或实际形成的连接材料。对此，本领域中已知的方案是使用多根焊丝，它们朝焊缝方向顺序排设。通常使用2-3根焊丝，然而也有使用多大6根的。已知增加无需电弧即可熔化的金属可提高焊接过程的熔敷率。比如，可在电弧焊过程中增加金属粉末或金属丝。专利文献GB1400051A公开了一种装置，其可提高对工件10的隐弧焊过程的熔敷率。其基本原理表示于图1中。有三根连续供应的焊丝30，36和40沿焊缝连续排设，其在朝焊接方向20移动时被熔化于电弧中。焊丝30，36和40也被称作热丝或热焊丝。另外两根无需形成电弧即可熔化的焊丝32、38被连续输入中间焊丝36的电弧附近的熔融的焊池12内。该另外的焊丝32、38也被称作“冷丝”或“冷焊丝”，其与焊池12持续短路接触。无需形成电弧即可被熔化于熔融焊池12内的两根焊丝32、38因为电阻热及中间焊丝36所产生的热而被熔化。该过程使用焊剂产生保护性的气体和熔渣，并增加合金元素至焊池12，无需额外的保护气体。焊接之前，在工件表面设置薄薄的一层焊剂粉末。电弧沿着焊接线朝焊接方向20移动，同时焊剂被通过焊剂供料斗提供至焊接表面。在电弧完全被焊剂层覆盖时，热损失非常低。其热效率高达60％，而手动的金属电弧焊为25％。该焊接过程不会产生可见弧光，几乎没有飞溅，并且无需排烟。虽然上述方法增加了焊接过程的熔敷率，还是希望能更佳地处理这类冷焊丝。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焊丝组件，其可以提高焊接速度。本专利技术的另一个目的是提供一种既有较高的焊接速度又有良好的焊接质量的方法。再一个目的是提供一种实施所述方法的装置。所述目的通过独立权利要求的特征得以实现。其他权利要求及说明书描述了本专利技术的优选实施方式。根据本专利技术的第一方面提出了一种电弧焊焊头，其包括接触装置和供给部分，该接触装置包括焊丝组件，该焊丝组件包括至少两根设置于接触装置中的可熔化的连续传送的焊丝。提供电绝缘通道以使至少一根焊丝电绝缘，从而该焊丝与接触装置中的焊丝组件中的其他焊丝电绝缘。该电绝缘管道包括处于焊丝供给单元和焊丝矫直单元内部及其外部的绝缘部分。该管道可以由沿着电绝缘焊丝从诸如焊丝卷筒之类的焊丝储料器至靠近待焊工件的接触装置的多个电绝缘分段组成。优选地，该电弧焊焊头用于隐弧焊。隐弧焊可以全机械化或自动化的方式进行操作，或者，其也可以是半自动化的。通常，焊接参数有电流、弧电压和运行速度，这些均会影响焊道形状、由焊丝形成的熔敷金属的渗透深度和化学成分。优选地，该焊头很紧凑，适于相对于于焊头的焊丝组件中的其他焊丝地对所述至少一根电绝缘焊丝进行独立操作。这些焊丝可以由安装于所谓的“十字”结构的后部的焊丝卷筒给予提供。该十字结构是携带焊头沿轨道移动的操作结构。该十字结构用于将焊头定位于焊接坡口。该十字结构还可被设计成携带电弧焊系统领域所知的焊接设备，比如电源、焊剂处理设备和焊丝卷盘。优选地，该电绝缘焊丝为“冷”焊丝，其可在陶瓷管内部传送通过弹簧承载的接触装置。所述的一根或多根热焊丝和冷焊丝具有独立的焊丝供给装置，从而形成非协同结构，其与协同结构相比具有更宽的焊接参数范围。结合使用冷焊丝和一根或多根热焊丝可以获得与三根热焊丝同样的熔敷量，此外还具有发热量更小的优点，因为冷焊丝仅仅是熔化于焊池内，从而降低了其温度。这又可以对焊接工件产生不同的热影响，其在很多情况下十分有利，并将获得更高的生产率。此熔敷率的增加可以超过20％，并可在焊接参数得到优化的情况下使生产率增加50％。本专利技术使得无需增加焊接速度即可获得更高的熔敷率。本专利技术尤其适用于改装既有的焊接系统，特别是用于焊接诸如钢管轧机之类的大型工件的焊接系统。根据本专利技术的优选实施方式，该电绝缘管道可包括接触装置内的电绝缘焊丝通道。该该绝缘焊丝通道可以是设置于接触装置内的陶瓷管。可将该陶瓷管插入于接触装置内，或者对该接触装置的一部分进行处理，比如氧化，以形成具有足够厚度的、用于电绝缘的氧化层。根据本专利技术的优选实施方式，该电绝缘管道可以包括位于用于矫直一根或多根焊丝的焊丝矫直单元内的电绝缘部分。该冷焊丝和热焊丝可在相同的焊丝矫直装置内进行操作。根据本专利技术的优选实施方式，提供有与焊丝组件的其他焊丝的焊丝矫直单元相独立的、用于电绝缘焊丝的单独的焊丝矫直单元。其优点在于该电绝缘焊丝可以与其他的尤其是热焊丝无关地进行操作。根据本专利技术的优选实施方式，该电绝缘管道可包括位于用于将一根或多根焊丝送往工件的焊丝供给单元内的电绝缘部分。该热焊丝或冷焊丝可在该相同的供给装置中进行操作。根据本专利技术的优选实施方式，提供有用于电绝缘焊丝的、独立于焊丝组件的其他焊丝的焊丝供给单元的单独焊丝供给单元。其优点在于，该电绝缘焊丝可以与其他的尤其是热焊丝无关地进行操作。根据本专利技术的优选实施方式，提供有用于电绝缘焊丝的、独立于焊丝组件的其他焊丝的速度控制单元的单独速度控制单元。其优点在于，该电绝缘焊丝可以与其他的尤其是热焊丝无关地进行操作。优选地，该电绝缘焊丝可在接触装置内与其他的焊丝无关地被传送。这使得可以很好地控制焊接过程。该电绝缘焊丝，即冷焊丝，可以与接触装置内的其他焊丝无关地、以不同的速度、尤其是不同的速度和\或不同的直径进行传送。根据本专利技术的优选实施方式，该电绝缘管道内的焊丝可以在工件上相对焊接方向按前后顺序布置在首、尾焊丝之间。该电绝缘焊丝的顺序可被用于调整熔敷率。这样的对称布置可以产生非常高的熔敷率。可根据焊接条件来选择电绝缘焊丝的前后顺序。根据本专利技术的优选实施方式，电绝缘管道内的焊丝可以相对工件上的焊接方向被布置在焊丝组件中的其他焊丝的上游。可以根据焊接要求对该电绝缘焊丝的前后顺序进行选择。焊丝的不对称布置的好处在于当需要对接近角做任何类型的调整时可更加方便地对该冷焊丝进行控制。最外侧的焊丝可相对其他焊丝倾斜一定的角度。不对称的结构尤其适用于以简单的方式调整所述角度。根据本专利技术的优选实施方式，电绝缘管道中的焊丝可在工件上相对焊接方向被布置在焊丝组件的其他焊丝的下游。该电绝缘焊丝的前后顺序可以根据焊接要求进行选择。根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电弧焊焊头(100)，其包括单个电接触装置(160)和一个或多个焊丝供给单元(130、150)，该接触装置(160)包括焊丝组件(170)，该焊丝组件(170)包括至少两根布置在所述接触装置(160)中的可熔性连续传送焊丝(172、174、176)，所有可熔性连续传送焊丝(172、174、176)均延伸穿过该接触装置(160)的单个装置本体的末梢(163)，其特征在于，还提供有伸入接触装置中且用于容纳至少一个焊丝(174)以使所述至少一根焊丝(174)电绝缘的电绝缘管道件，从而该焊丝(174)与焊丝组件(170)中的其他焊丝(172、176)电绝缘，其中所述至少一根焊丝(174)为冷焊丝，该冷焊丝通过弹簧承载的接触装置进行传送。2.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，该电绝缘管道件包括接触装置(160)内的电绝缘焊丝通道(166)。3.根据权利要求2所述的焊头，其特征在于，该电绝缘焊丝通道(166)是布置在接触装置(160)内的陶瓷管。4.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，该电绝缘管道件包括在用于矫直一根或多根焊丝(172、174、176)的焊丝矫直单元(120、140)中的电绝缘部分(146)。5.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，其还具有用于电绝缘焊丝(174)的、独立于焊丝组件(170)的其他焊丝(172、176)的焊丝矫直单元(140)的单独的焊丝矫直单元(120)。6.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，该电绝缘管道件包括在用于将一根或多根焊丝(172、174、176)传向工件(10)的焊丝供给单元(130、150)中的电绝缘部分(156)。7.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，其还具有与焊丝组件(170)的其他焊丝(172、176)的焊丝供给单元(150)相独立的、用于电绝缘焊丝(174)的单独焊丝供给单元(130)。8.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，其还具有与焊丝组件(170)的其他焊丝(172、176)的速度控制单元(152)相独立的、用于电绝缘焊丝(174)的单独速度控制单元(132)。9.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，该电绝缘管道件内的焊丝(174)在工件(10)上相对焊接方向(20)按前后顺序布置在首、尾焊丝(172、176)之间。10.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，电绝缘管道件内的焊丝(174)在工件(10)上相对焊接方向(20)被布置在焊丝组件(170)中的其他焊丝(172、176)的上游。11.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，电绝缘管道件中的焊丝(174)在工件(10)上相对焊接方向(20)被布置在焊丝组件(170)的其他焊丝(172、176)的下游。12.根据权利要求1所述的焊头，其特征在于，所述电绝缘焊丝(174)之外的焊丝(172、176)的焊丝供给单元(150)和\或矫直单元(140)提供有用于引导该电绝缘焊丝(174)通过该供给单元(150)的贯穿通道。13.一种焊头组件(200)，其包括至少两个电弧焊焊头(100a、100b)，至少其中一个焊头包括单个电接触装置(160)和供给部分(130、150)，该接触装置(160)包括焊丝组件(170a、170b)，该焊丝组件(170a、170b)包括至少两根布置在所述接触装置(160)中的可熔性连续传送焊丝(172a、174a、176a、172b、174b、176b)，所有可熔性连...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·法斯特罗姆，
申请(专利权)人：埃萨布公司，
类型：发明
国别省市：