电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬制造技术

本发明专利技术涉及一种电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，包括一个焊炬体和一个安装在其内的用于夹持电极的电极夹具。为了减小焊炬的热负荷，避免焊炬头和手柄的强烈温升，在焊炬体的外套和电极夹具之间设有一个散热体，其材料的导热系数ｘ↓［Ｋ］大于电极夹具和外套的材料的导热系数。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电弧焊的焊炬或者电弧切割焊炬，包括一个焊炬体和一个安装在其内部的用于电极的电极夹具。液冷或者气冷式电弧焊焊炬和电弧切割焊炬的主要功能部件，包括电极、电极夹具、焊炬体以及在焊炬体内部构成的用于容纳电极夹具的壳体。公知的焊炬的焊炬体及壳体通常用有色金属制成，特别是使用黄铜或者紫铜。电极夹具或者WIG(钨电极惰性气体焊)或等离子体焊炬的夹套和MIG/MAG焊炬的喷嘴经常是用紫铜制成的，其中也有采用黄铜制成的。这种公知焊炬的缺点是，由于高强度的电流作用以及由此而产生的热负荷需要大流量的流体用于焊炬的冷却，而且焊炬也要具有相应的结构尺寸。特别是在液冷式焊炬中，散热问题部分地受到了以下条件的影响冷却介质在焊炬入口和焊炬体之间的连接区内无法定量地送入焊炬体内。总之所产生的热量会造成焊炬头和手柄的强烈升温，使得焊炬头处的塑料绝缘层熔化。极高的热负荷还会导致功能部件的严重磨损，进而减少了使用寿命。本专利技术的任务是，开发一种上述的电弧焊炬或者电弧切割焊炬，它的结构简单，制造容易，能明显减小焊炬的热负荷，避免焊炬头和手柄的强烈温升。本专利技术对以上任务的解决方案是，在焊炬体的外套和电极夹具之间设有一个散热体，其材料的导热系数大于电极夹具和外套的材料的导热系数。对于在电极夹具和电极之间由于过渡电阻的损耗功率而产生的热量，通过本专利技术可以实现快速有效的导热。这种效果是通过对散热体、电极夹具和外套的材料导热系数的特定选择实现的。本专利技术所利用的机理是，热量总是从热的不良导体流向热的良导体。所以，由于散热体的导热系数较高，电极夹具上产生的热量将直接传递给散热体，然后从散热体上被冷却液带走。此时和散热体相比具有较小导热系数的外套同时起到了防热罩的作用，因此不会使焊炬体产生过热。在试验中发现手柄的温度大大低于所要求的标准，从而改善了焊炬的操作，特别是大大改善了焊炬的长时间焊接操作。由于实现了传热的最佳化，也减小了焊炬的结构尺寸，所以在基本相同的电流负荷下，可以得到更为轻便的焊炬。反之，和公知焊炬相比，由于改进了焊炬的冷却，在同样的电流强度下可以延长焊炬的使用寿命。在液冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬中，根据本专利技术的一种方案，电极夹具的材料的导热系数比外套材料的导热系数更高。这样使得被传递的热量实际上集中在散热体上，不会有过多的热量传递到外界，或者传递到手柄等处。在液冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬中，进行材料的选择时，散热体可由紫铜制成，电极夹具由有色金属，如黄铜制成，外套由不锈钢制成。在气冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬中，特别是在电流负荷较高的场合，建议散热体被流动的保护气体所包围和/或环绕，散热体、外套和电极夹具的材料导热系数之间的关系为χK＞χE，χA，最好为χK＞χA＞χE。此时在电极夹具上产生的热量直接传到散热体上，然后通过环绕在散热体周围的保护气体被传递到外界。由于电极夹具的导热系数很小，所以可以避免热量传向焊炬后部。和散热体相比，外套具有更小的导热系数，从而能保证不会有过多的残余热量传递到外界，并且可以避免焊炬头部塑料绝缘层的熔化以及手柄的强烈温升。根据本专利技术，在高电流负荷的气冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬中，散热体由紫铜制成，外套由有色金属，如黄铜制成，并且电极夹具由不锈钢制成。这种材料选择可以保证电极夹具处的热量直接传递给散热体，并且可以避免热量经电极夹具返回到焊炬头部。由黄铜制成的外套还可以防止过多的残余热量从外套传向焊炬头部。根据本专利技术，电流负荷较低的气冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，例如200安培以下的焊炬，其散热体和外套可以制成一体，散热体/外套与电极夹具的材料导热系数之间的关系为χK/A＞χE。这种小安培焊炬和大安培焊炬相比，其电弧反射热量不高，因此在制造和安装工艺方面可以采用简单的方式，将散热体和外套制成一体，热传导经过该整体部件进行。其中的散热体和外套由有色金属，如黄铜制成，电极夹具由不锈钢制成，这样可以在电极夹具和散热体之间实现有效的热传递。必要时，整体式的散热体和外套还可具有沿径向外伸的翅片和/或轴向翅片、凸起或者类似的散热面，从而有利于整体式部件的传热在较大的表面上进行。在任何情况下，均可以保证散热头部的塑料绝缘层不发生过热和分解，也可以使手柄保持在规定的温度标准以内。根据本专利技术的另一种方案，散热体在焊炬的纵向上隔开了若干个顺序排列的容纳冷却介质的循环通道。通过冷却介质在延长了的流道中的强制导向可以极为有效地将热量从散热体传递到冷却介质中。根据本专利技术，一种有利的结构，在散热体和外套之间构成循环通道。循环通道例如可以由沿径向外伸并与外套相接的翅片构成，从而进一步增加了散热体的传热面积。根据本专利技术的一种专门的方案，循环通道经沿圆周交错布置的开口相互连通，从而实现冷却液在循环通道内旋转式强制导向，并且达到向冷却介质的有效热传递。本专利技术的另一种方案特别适用于MIG—MAG—焊炬，其循环通道沿焊炬轴线呈螺旋状延伸，从而简化制造工艺。在本专利技术的液冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬中，进液侧的冷却液经导流管被送入电极夹具之间的循环通道内的接触区，并且朝着焊炬后部的方向将冷却液引入回流管。这种结构可以实现冷却液的有效和有控制的导入和排出，而公知的焊炬则经常出现冷却介质在达到最热的部位之前已经被加热的情况，所以不能再以要求的程度进行传热。根据本专利技术，对液冷式电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬进行冷却的另一种方式是，进液侧的冷却液进入一个压力室，并且从压力室朝着焊炬后部的方向流入一个冷却室，冷却室和回流管相通。此时在压力室内建立了一个流体压力，使冷却液在冷却室内被加速，并且被压向气体喷嘴的方向。这种冷却液的加速可以起到非常有效的导热作用。本专利技术所述的气冷式焊炬还具有以下结构，散热体具有一个与电极夹具同心布置的环形保护气体排气口，该排气口与距离气体喷嘴最近的循环通道相连通。最后，如果焊炬热负荷较小，则可以放弃采用钎焊连接功能部件，而是按照本专利技术的建议，将外套、散热体和/或在必要时电极夹具均制成压配合零件。这种压配合零件的制造费用较低，而且具有最佳的密封效果。本专利技术的其他目的、优点、特征和用途见以下附图所示的实例及其说明。其中所有被描述和/或图示的特征可以以任意合理的方式构成本专利技术的方案，不受这些特征在权利要求中的组合或者权利要求的引用的约束。附图说明图1表示本专利技术所述气冷式WIG焊炬的纵向剖视图。图2表示另一种本专利技术所述气冷式WIG焊炬的纵向剖视图。图3表示本专利技术所述液冷式WIG焊炬的纵向剖视图。图4表示另一种本专利技术所述液冷式WIG焊炬的纵向剖视图。图1表示的气冷式WIG焊炬具有一个焊炬体1，一个外套5，该外套构成了容纳散热体6和电极夹具3的壳体2。在作为夹套构成的电极夹具3内夹有电极4。在外套5的前端装有一个绝缘套13，该绝缘套构成了安装金属气体喷嘴9的固定座。为了改善经过进气管14进入焊炬颈部15的保护气体的分布状况，在图1的实例中安装了一个气体透镜16。在气体喷嘴9对面设置的焊炬体1的端部有一个焊炬罩17，它将输送电流的电极4封闭。焊炬体1和焊炬颈15以及焊炬喷嘴9一样，都具有塑料外壳18。如图1所示，散热体6设置在外套5和电极夹具3之间，同时构成了截锥形支座19，该支座用于与焊炬罩17之间螺纹连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
电弧焊焊炬或者电弧切割焊炬，包括一个焊炬体（１）和一个安装在其内的用于夹持电极（４）的电极夹具（３），其特征是，在焊炬体（１）的外套（５）和电极夹具（３）之间设有一个散热体（６），其材料的导热系数ｘ↓［Ｋ］大于电极夹具（３）和外套（５）的材料的导热系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼施佩尔林，
申请(专利权)人：亚历山大宾兹尔无限有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]