一种自动化氩弧焊接触引弧装置及操作方法与流程

本发明属于氩弧焊接，具体设计一种自动化氩弧焊接触引弧装置及操作方法。

背景技术：

1、氩弧焊在核电设备维护、航空航天构件制造等领域应用广泛。但在电气元器件焊接、狭窄空间氩弧焊接、薄壁材料氩弧焊接、电磁干扰场所氩弧焊接等应用场景下，传统引弧方法在狭窄空间中面临电极不可达、引弧困难、焊接质量稳定性差等问题，并存在电弧击穿风险。手工接触引弧控制策略依靠操作者手动控制，稳定性极差，根据操作者熟练度会出现不同程度的二次接触、回抽现象，引起钨极损坏。因此，亟需一种小型化、电气联动、自适应定位的接触引弧装置及方案，以解决空间限制及盲操场景下的毫米级精准接触引弧控制。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种自动化氩弧焊接触引弧装置及操作方法，以解决上述缺陷。

2、一种自动化氩弧焊接触引弧装置，包括氩弧焊枪1、焊机连接头、导线、保护气管、水管和开关；其特征在于，氩弧焊枪1枪体中心设有保护气通道6，保护气通道6一直延伸到氩弧焊枪1枪体最下端的钨极12周围，钨极12靠近端口处安装钨极夹7，保护气通道6的保护气入口8与保护气管连接，氩弧焊枪1枪体内还设有焊枪冷却水通道3，焊枪冷却水通道3中的焊枪冷却水入口9与水管入口连接，焊枪冷却水通道3中的焊枪冷却水出口2与出水管连接，导线与氩弧焊枪1中的焊枪电源连接点10连接；

3、还有连接板17、伺服电机13、焊枪固定块20和主螺杆21，在连接板17上部一侧固定有伺服电机13，在连接板17下部与伺服电机13同侧设有滑轨19；焊枪固定块20能够在滑轨19上下垂直运动；焊枪固定块20的另一边固定连接有氩弧焊枪1；伺服电机13下端连接有螺杆21，螺杆21穿过焊枪固定块20，且螺杆21与焊枪固定块20螺旋连接；工作时，伺服电机13通过螺杆21带动焊枪固定块20在滑轨19上上下运动，从而带动氩弧焊枪1上下垂直运动。

4、在焊枪固定块20上安装有“l”形的焊枪移动导向柱5，焊枪移动导向柱5一边与焊枪固定块20连接，焊枪移动导向柱5另一边与氩弧焊枪1连接，在焊枪固定块20与焊枪移动导向柱5之间安装有压力传感器15和弹簧16；焊枪移动导向柱5与焊枪固定块20连接的一边上设有限位销14，限位销14插入焊枪移动导向柱5上的限位销孔4中，以限制氩弧焊枪1的移动。

5、在连接板17上的另一边还设有机械臂连接孔18，连接板17能够通过机械臂连接孔18与助力机械臂或机器人进行连接，用于控制整个装置的运动。

6、通过外部plc控制单元将压力传感器15、氩弧焊机起弧开关与伺服电机13建立通讯联系。

7、所述的氩弧焊枪1的枪头由钨极12和可伸缩绝缘陶瓷管11制成的同轴嵌套式焊枪头。

8、钨极12端头设计为梯台形状，焊枪行程≤10mm，电极直径2～3mm，端面直径0.5～2mm，倾斜角度10～30°。

9、一种自动化氩弧焊接触引弧操作方法，包括以下步骤：

10、步骤一、将氩弧焊枪1连接并装夹在焊枪固定块20上；

11、步骤二、将氩弧焊枪1定位在待焊位置正上方，电极与待焊表面保持垂直；

12、步骤三、启动焊接开关，由电机驱动装置带动焊枪下移；

13、步骤四、焊枪钨极12与待焊表面接触后压力传感器15触发焊接电源开关，随后电机同步回抽至指定焊接高度并快速完成接触引弧。

14、所述步骤四中，焊接过程中plc系统控制驱动装置缓慢下移直至与待焊工件表面预接触，压力≥0.5n时压力传感器触发，反馈信号至驱动系统，控制电机停止运动。

15、所述的步骤四中，钨极12接触、电机停止运动、启动引弧、钨极回抽的过程瞬时同步完成；通过压力传感器15控制引弧开关，并触发高速回抽，实现无电极粘连接触引弧；回抽装置驱动形式是电磁驱动、气动驱动或弹簧驱动；回抽响应时间为100～999ms，回抽速度为1～5m/s。

16、本发明至少包括以下有益效果：

17、（1）本发明提出的氩弧焊接触引弧装置及操作方法，实现接触引弧过程中的自动化接触、回抽。弱化常规接触引弧方法中对操作者的依赖，可降低电极粘连损伤风险。

18、（2） 本发明提出的氩弧焊接触引弧装置兼具小型化及自动化，适用于电气元器件焊接、狭窄空间氩弧焊接、电磁干扰场所氩弧焊接等。特别地，该方法对狭窄空间下精密电气元件焊接有明显优势。

1.一种自动化氩弧焊接触引弧装置，包括氩弧焊枪（1）、焊机连接头、导线、保护气管、水管和开关；其特征在于，氩弧焊枪（1）一种自动化氩弧焊接触引弧装置，包括氩弧焊枪（1）、焊机连接头、导线、保护气管、水管和开关；其特征在于，氩弧焊枪（1）枪体中心设有保护气通道（6），保护气通道（6）一直延伸到氩弧焊枪（1）枪体最下端的钨极（12）周围，钨极（12）靠近端口处安装钨极夹（7），保护气通道（6）的保护气入口（8）与保护气管连接，氩弧焊枪（1）枪体内还设有焊枪冷却水通道（3），焊枪冷却水通道（3）中的焊枪冷却水入口（9）与水管入口连接，焊枪冷却水通道（3）中的焊枪冷却水出口（2）与出水管连接，导线与氩弧焊枪（1）中的焊枪电源连接点（10）连接；

2.根据权利要求1所述的一种自动化氩弧焊接触引弧装置，其特征在于，在焊枪固定块（20）上安装有“l”形的焊枪移动导向柱（5），焊枪移动导向柱（5）一边与焊枪固定块（20）连接，焊枪移动导向柱（5）另一边与氩弧焊枪（1）连接，在焊枪固定块（20）与焊枪移动导向柱（5）之间安装有压力传感器（15）和弹簧（16）；焊枪移动导向柱（5）与焊枪固定块（20）连接的一边上设有限位销（14），限位销（14）插入焊枪移动导向柱（5）上的限位销孔（4）中，以限制氩弧焊枪（1）的移动。

3.根据权利要求1所述的一种自动化氩弧焊接触引弧装置，其特征在于，在连接板（17）上的另一边还设有机械臂连接孔（18），连接板（17）能够通过机械臂连接孔（18）与助力机械臂或机器人进行连接，用于控制整个装置的运动。

4.根据权利要求1所述的一种自动化氩弧焊接触引弧装置，其特征在于，通过外部plc控制单元将压力传感器（15）、氩弧焊机起弧开关与伺服电机（13）建立通讯联系。

5.根据权利要求1或4所述的一种自动化氩弧焊接触引弧装置，其特征在于，所述的氩弧焊枪（1）的枪头由钨极（12）和可伸缩绝缘陶瓷管（11）制成的同轴嵌套式焊枪头。

6.根据权利要求5所述的一种自动化氩弧焊接触引弧装置，其特征在于，钨极（12）端头设计为梯台形状，焊枪行程≤10mm，电极直径2～3mm，端面直径0.5～2mm，倾斜角度10～30°。

7.利用权利要求1至6所述的一种自动化氩弧焊接触引弧装置，进行引弧的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.权利要求8所述的一种自动化氩弧焊接触引弧操作方法，，其特征在于，所述步骤四中，焊接过程中plc系统控制驱动装置缓慢下移直至与待焊工件表面预接触，压力≥0.5n时压力传感器触发，反馈信号至驱动系统，控制电机停止运动。

9.根据权利要求7所述的一种自动化氩弧焊接触引弧操作方法，其特征在于，所述的步骤四中，钨极（12）接触、电机停止运动、启动引弧、钨极回抽的过程瞬时同步完成；通过压力传感器（15）控制引弧开关，并触发高速回抽，实现无电极粘连接触引弧；回抽装置驱动形式是电磁驱动、气动驱动或弹簧驱动；回抽响应时间为100～999ms，回抽速度为1～5m/s。