在此类焊炬中，同时使用不同的工作流体，例如冷却水或空气、惰性保护气体和/或活性保护气体。因此，有必要将焊炬的不同部件以密封方式连接，使得不同的流体不会彼此混合或污染，而是留在其相应的通道中。通常，通过使用可变形构件(诸如O型环或垫圈)来实现此类密封功能。
出于维护目的，需要定期拆卸和重新组装焊炬，从而需要更换密封件。由于需要专门的工具来确保适当的密封功能，因此很难使用典型的金属密封部件，诸如铜垫片或垫圈。
本发明通过使用至少一个弹性可变形且导电密封构件来实现密封和导电连接。这样做的优势在于，这两种功能都由同一部件提供，从而提供更大的设计自由度，并有可能使焊炬的总体尺寸最小化，这对于机器人应用和手动应用(焊接、切割、喷涂等)是期望的。另一个优势在于，配件的公差可更大，因为导电连接不依赖于金属对金属接触，而是受导电且弹性可变形密封构件的影响，从而确保在更宽的距离范围内的电导率。因此，电接触也可能发生在径向表面上，因此传导电流不需要撞击表面，即传统设计的焊炬中的零件的端面表面。这大大减少了端部机加工的工作量。
适用于对应的导电密封构件的材料为导电聚合物、导电橡胶或非导电弹性体、热塑性弹性体、氯丁橡胶、硅橡胶、硅树脂填缝剂、聚(氯乙烯)或EPDM，它们具有导电填料和/或涂层，包括但不限于铝、银、铜、镍或其它金属材料或石墨或其它碳基导电材料如炭黑、富勒烯或碳纳米管。填料和/或涂层材料可以颗粒、纤维或纺织物形式使用。
本技术：
术语中的“导电”材料应理解为电阻率在0.002Ωcm至20Ωcm范围内的材料。
在本申请中，“密封”功能意味着防止流体渗透通过相应的连接件，达到目标流体中的污染不超过20ppm(按体积计)的程度。
本申请术语中的“弹性可变形”材料应理解为杨氏模量或类似非线性弹性特性在0.2MPa至2MPa范围内的材料。
根据本发明的至少一个导电且弹性可变形密封构件传导的电流范围为1A至1500A，更优选地1A至400A，甚至更优选地1A至150A，而不同流体通道的密封以范围为0.1MPa至2MPa，并且更优选地0.2MPa至1MPa的流体压力实现。
根据本发明，导电且弹性可变形密封构件可在焊炬的阳极侧和阴极侧两者上使用。
在另一方面，导电且弹性可变形密封构件可为焊炬的主要传导路径的一部分，诸如在焊炬主体与等离子体喷嘴之间的连接中，这是特别优选的，因为很多情况下需要拆卸这些部件来进行维护和更换。
在另一方面，导电且弹性可变形密封构件可为次级传导路径的一部分，诸如导频电路。
在另一方面，导电且弹性可变形密封构件可在易耗部件(诸如电极，特别是药芯焊丝送丝机)上使用。
优选地，至少一个导电且弹性可变形密封构件呈O型环的形式。其优势在于组装过程简单且生产成本低。
在一个方面，使用多个导电且弹性可变形密封构件。该多个导电且弹性可变形密封构件可用于在多个位置连接两个部件，或将多于两个部件接合到一个共同传导路径中。
在一个特别优选的实施方案中，呈O型环形式的多个导电且弹性可变形密封构件在径向方向上连接两个部件的同心圆柱形表面。这提供了在轴向方向上改进密封性能，同时在径向方向上增强电导率的特殊优势。此类实施方案的另一个优势在于保留了部件在轴向方向上相对于彼此移动的可能性。
在另一个有利的实施方案中，导电且弹性可变形密封构件在轴向方向上连接两个部件，使得其连接至少在实现连接的区域中具有基本上相同的横向尺寸的两个部件。
一般来讲，为了实现密封连接，密封构件的尺寸应当与待连接部件的几何形状基本上匹配。这意味着，当多于两个焊炬部件与根据本发明的导电且弹性可变形密封构件连接时，使用不同尺寸和/或形状的密封构件来匹配连接的部件的相应几何形状是特别有利的。
根据本发明的焊炬优选地被配置为用于焊接工艺，如金属惰性气体焊接、金属活性气体焊接、钨惰性气体焊接或等离子体电弧焊接，或者用于等离子体切割、标记或喷涂工艺。
在优选的实施方案中，在根据本发明的焊炬中，电导率差意味着导电密封构件的座置不完美，这一事实用于增强操作安全性。在开始操作使用焊炬之前，可测量不同焊炬部件之间的电导率并将其与校准值进行比较。如果测量值与校准值之间的差值超过设定阈值，则很可能是密封材料失效或焊炬组装方式不正确，在彻底修改之前不应操作。因此，电导率差是可能发生流体泄漏的指示。
以类似的方式，流体泄漏也可能表明电接触不良，并且流体泄漏的检测可用作组装不正确和/或材料故障的指示。
在下文中，参考一个优选实施方案进一步详细描述本发明，该优选实施方案在图1中示意性地可视化。
图1示出了根据本发明的有利实施方案的焊炬的前部的示意性横截面。
图1所示的焊炬包括电极E、等离子体喷嘴A和焊炬主体B。喷嘴通过使电流从电极E流到喷嘴A或工件(未示出)来收缩从工作气体(活性气体或惰性气体)产生的等离子体F。主体B和喷嘴通过呈O型环形式的导电且弹性可变形密封构件D连接。在这种情况下，O型环具有不同的直径，但表现出相同的横截面。这些O型环将流体冷却剂限制到冷却通道C并且防止流体冷却剂泄漏到工作气体或等离子体F的流动路径中，同时确保喷嘴和焊炬主体中的电势相同。
技术特征：
1.一种用于等离子体处理的焊炬，所述焊炬包括焊炬主体(B)、喷嘴(A)和电极(E)，其中所述焊炬的至少两个部件以导电方式彼此连接，其特征在于，所述部件中的至少两个部件经由至少一个导电且弹性可变形密封构件(D)彼此连接。
2.根据权利要求1所述的焊炬，其特征在于，所述至少两个连接的部件为所述焊炬的主要传导路径的一部分。
3.根据权利要求1所述的焊炬，其特征在于，所述至少两个连接的部件为所述焊炬的次级传导路径的一部分。
4.根据前述权利要求中任一项所述的焊炬，其特征在于，所述密封构件(D)为导电O型环。
5.根据前述权利要求中任一项所述的焊炬，其特征在于，所述焊炬包括多个导电且弹性可变形密封构件(D)，其中至少两个导电且弹性可变形密封构件在几何形状上彼此不同。
6.根据前述权利要求中任一项所述的焊炬，其特征在于，所述至少两个连接的部件中的两个部件为所述焊炬主体(B)和所述喷嘴(A)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的焊炬，其特征在于，所述焊炬被配置为可用于选自由以下项组成的组的工艺：金属惰性气体(MIG)焊接、金属活性气体焊接(MAG)、钨惰性气体(TIG)焊接、等离子体弧焊接和等离子体切割、标记和喷涂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的焊炬，其特征在于，所述至少一个导电且弹性可变形密封构件(D)包括选自由以下项组成的组的至少一种材料：导电聚合物、导电橡胶或非导电弹性体、热塑性弹性体、氯丁橡胶、硅橡胶、硅树脂填缝剂、聚(氯乙烯)和EPDM，并且任选地涂覆有含有铝、导电织物、银、镍、石墨或其它导电碳材料的层或散布有铝、银、铜、镍、石墨、碳或其它导电颗粒。
9.一种等离子体处理方法，所述方法包括电弧焊接和/或切割和/或喷涂，其特征在于，使用了根据权利要求1至8中任一项所述的焊炬。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过测量所述至少两个连接的部件之间的电导率来验证所述至少两个连接的部件的密封连接的步骤。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过检测流体泄漏来验证所述至少两个连接的部件的所述导电连接的步骤。
技术总结
本发明涉及一种用于等离子体处理的焊炬。该焊炬的不同部件(A，B)之间的密封和导电连接通过使用至少一个弹性可变形且导电密封构件(D)来实现。
技术研发人员：尤恩·西韦特;N·A·侯赛尔;R·A·瓦格纳;
受保护的技术使用者：林德有限责任公司;
技术研发日：2020.08.20
技术公布日：2022.01.07
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
