一種適用于窄間隙坡口的tig焊接裝置及其焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及焊接領域，特別提供了一種適用于窄間隙坡口的TIG焊接裝置及其焊接方法。
【背景技術】
[0002]近些年來，隨著材料科學的發展，一些高性能的材料，例如鈦合金、不銹鋼等，越來越多的用于鍋爐栗罐、船舶艦艇等設備的制造過程中，其中往往涉及到厚板材料的焊接問題。TIG電弧焊應用范圍廣、操作簡單、環境適應性強，尤其適合于鈦合金、不銹鋼等難焊材料的焊接，焊接質量高。同時在厚板材料焊接時采用窄間隙坡口，可以減小熱量輸入進而提高焊縫的質量，克服厚板焊接過程中應力變形大的問題。因此，為了獲得高質量的厚板對接焊縫，窄間隙TIG焊接是較為理想的焊接方法。
[0003]所謂窄間隙坡口是指坡口深寬比大于等于3的坡口形式，這樣的坡口結構使得現有的TIG焊槍無法伸入坡口之中，即使焊槍頭部勉強能夠伸入坡口中，也可能由于坡口空間限制而使焊槍位置、姿態難于調整，對側壁的熔化不利，易造成未熔合缺陷，同時由于保護性氬氣是從焊槍底部噴出的，焊槍無法在坡口中伸展會影響保護氬氣在坡口中的流動，對焊接區域的保護不良，使得焊接效果變差。
[0004]因此，研發一種有效的TIG焊接裝置，實現窄間隙條件下厚板材料的焊接，同時對焊接區域形成有效的保護，得到高質量的焊接接頭，成為人們亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]
鑒于此，本發明的目的在于提供一種適用于窄間隙坡口的TIG焊接裝置及其焊接方法，以解決以往在焊接窄間隙坡口時，焊槍頭部受坡口空間限制，位置、姿態難于調整，導致焊接質量差等問題。
[0006]本發明一方面提供了一種適用于窄間隙坡口的TIG焊接裝置，其特征在于，包括:焊槍1，以及位于所述焊槍1后側的保護單元2，所述保護單元2用于噴射保護氣體對所述焊槍1的焊接區域進行氣體保護；
其中，所述焊槍1包括:
槍體11 ;
夾持件12，設置于所述槍體11的內部；
鎢極13，其一端由所述夾持件12夾持于所述槍體11的內部與電纜線連接，另一端向下延伸至所述槍體11的外部，且焊接時，所述鎢極13位于所述槍體11外部的一端可直接插入到所述窄間隙坡口 3的底部。
[0007]優選，所述槍體11包括:
槍身111，其側壁上設置有焊槍保護氣進口 1111 ;
保護氣噴嘴112，其位于所述槍身111的下方，且與所述槍身111 一體連接，所述保護氣噴嘴112的上部為倒置的圓臺形，下部為圓柱形。
[0008]進一步優選，所述槍體11與所述鎢極13同軸設置。
[0009]進一步優選，所述保護單元2包括:
伸入所述窄間隙坡口 3中的噴氣銅管21 ;
以及浮在所述窄間隙坡口 3上方的焊接托罩22，所述焊接托罩22上設置有托罩保護氣進口 221，所述焊接托罩22的底面為網狀絲結構。
[0010]進一步優選，所述噴氣銅管21整體呈類L型，其上端為銅管保護氣進口，下端兩側間隔設置有銅管保護氣出口 211。
[0011]進一步優選，所述焊接托罩22上設置有貫穿上下的安裝孔，所述噴氣銅管21穿過所述安裝孔后伸入所述窄間隙坡口 3中。
[0012]本發明另一方面還提供了一種焊接窄間隙坡口的方法，其特征在于，具體為:
1)向所述焊接窄間隙坡口的底部持續噴入保護氣；
2)待所述焊接窄間隙坡口的底部充滿保護氣后，在所述窄間隙坡口的上方，位于焊槍的后側和底部向下持續噴入保護氣；
3)將焊槍中鎢極直接插入所述焊接窄間隙坡口底部，通過鎢極和焊接工件間引燃電弧，由電弧熔化焊絲和工件，沿所述窄間隙坡口的長度方向進行焊接工作。
[0013]優選，所述步驟3)為沿所述窄間隙坡口高度方向，由下至上逐層焊接，首層焊接結束后，縮短焊槍中鎢極插入所述焊接窄間隙坡口的長度，然后沿所述窄間隙坡口的長度方向繼續進行下一層的焊接，以此往復，直至焊接結束。
[0014]進一步優選，所述保護氣體為氬氣。
[0015]本發明提供的適用于窄間隙坡口的TIG焊接裝置，通過焊槍中與電纜線連接的鎢極與焊接工件間引起電弧，形成焊接電流回路，由電弧熔化焊絲和工件進行焊接工作，同時，由位于焊槍后側的保護單元噴射保護氣體，對焊接區域進行氣體保護。其中，焊接時，鎢極可直接插入到窄間隙坡口的底部，鎢極直徑比坡口寬度小很多，這樣為鎢極位置的調整提供很大的空間，為電弧的左右擺動提供可能，解決了以往由于焊槍頭部受坡口空間限制，位置、姿態難于調整，導致焊接質量差的問題。
[0016]本發明提供的焊接方法，通過將鎢極直接插入到窄間隙坡口的底部，可以方便鎢極位置的調整，實現電弧的左右擺動，方便窄間隙坡口的焊接工作，同時還在焊槍的底部、后側以及坡口的底部噴射保護氣體，形成一道天然的屏蔽氣槽，在焊接區域形成立體保護，保障焊接的質量。
[0017]本發明提供的適用于窄間隙坡口的TIG焊接裝置及其焊接方法，克服了傳統焊槍在窄間隙焊接中焊接位置不可達的缺陷，同時對焊接區域進行氣體保護，具有結構簡單，設計合理，制造成本低，焊接效果好等優點。
【附圖說明】
[0018]圖1為焊接裝置與窄間隙坡口的布置示意圖；
圖2為焊接裝置的內部結構剖切示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面以具體的實施方案對本發明進行進一步解釋，但是并不用于限制本發明的保護范圍。
[0020]為了解決厚板材料焊接困難的問題，尤其是針對坡口深寬比大、焊接性較差的材料，以往的焊接裝置經常受到坡口空間限制，位置、姿態難于調整，導致焊接質量差等問題。本實施方案提供了一種適用于窄間隙坡口的TIG焊接裝置，其在焊接窄間隙坡口時，能夠獲得較好的焊接質量，具體結構可參見圖1、圖2，包括兩個主要單元，前側的焊槍1和后側的保護單元2 (這里所述的前側和后側是相對于焊槍的焊接方向而言，本發明中未做特殊說明，前、后均是相對焊接方向而言)，其中，焊槍1主要用于焊接的工作，而保護單元2主要用于噴射保護氣體對焊槍1的焊接區域進行氣體保護，保障焊接質量。
[0021]由于以往焊接裝置中的焊槍，在焊接窄間隙坡口時，由于坡口的寬度較窄，傳統TIG焊槍的陶瓷噴嘴，無法插入到窄間隙坡口，即使可以勉強插入，但受坡口空間限制，位置、姿態難于調整，導致焊接質量變差，因此，為了解決該問題，本實施方案中的焊槍1具體結構可參見圖2，包括:槍體11，在槍體11內部設置有夾持件12，且夾持件12將鎢極13 —端夾持于槍體11的內部與電纜線5連接，鎢極13另一端向下延伸至槍體11的外部，且焊接時，鎢極13位于槍體11外部的一端可直接插入到窄間隙坡口 3的底部進行焊接工作，且鎢極13伸出槍體11外部的長度可調，適用于不同深度的坡口，適應性廣，在一條焊縫的焊接過程中，可以通過逐次縮短鎢極方法實現多層焊；而鎢極在坡口中的左右擺動，更利于電弧熔化側壁，提高焊縫質量。
[0022]參見圖2，槍體11具體包括槍身111以及一體連接于槍身111下方的保護氣噴嘴112，在槍身111的側壁上設置有焊槍保護氣進口 1111，用于與保護氣氣源連接，而保護氣噴嘴112的上部為倒置的圓臺形，下部為圓柱形，其中，上部的倒置圓臺形設計，是為了從焊槍保護氣進口 1111進入的保護氣進行聚攏，然后由圓柱形下部噴射出來，提高保護效果，使鎢極整體處于保護環境中，優選，所述槍體11與所述鎢極13同軸設置。而倒置圓臺是指沿著圓臺的軸線方向由上至下，其口徑逐漸遞減。
[0023]參見圖1、圖2，保護單元2包括:伸入窄間隙坡口 3