這是一把新型等離子弧發(fā)生器。針對目前等離子弧發(fā)生器價格昂貴,結構復雜的現(xiàn)狀,通過對國內(nèi)外等離子弧發(fā)生器結構的分析,提出采用雙錐形夾緊器和零部件幾乎全部采用回轉體結構等一系列優(yōu)化改進措施,提高了電極對中度和槍體冷卻效果。設計理念上,在保證等離子弧發(fā)生器質量的前提下,盡可能使結構簡單、體積更加精小、降低制造難度、減小加工成本。本發(fā)明對等離子弧發(fā)生器質量的提高和成本的降低起到一定的積極作用。
等離子弧焊接方法具有電弧能量集中、焊接變形小和厚板一次單面焊接雙面成形等優(yōu)點。等離子電弧由于受等離子槍體機械壓縮、熱壓縮和電弧自身電磁壓縮,使等離子電弧能量高度集中,在厚板焊接中具有絕對優(yōu)勢。由于等離子弧是靠槍體壓縮產(chǎn)生的,所以槍體的結構對等離子弧的壓縮效果、穩(wěn)定性及其電弧力和熱特性方面起到了決定性的作用。目前國外等離子弧焊槍價格昂貴,結構復雜,而國內(nèi)等離子弧焊槍幾乎都是仿造進口等離子弧焊槍結構。因此,對推廣等離子弧焊接方法極為不利。設計好的槍體應當具有十分良好的電弧引燃性能和電弧穩(wěn)定性、鎢極對中性、優(yōu)異的自身冷卻和密封性、適當?shù)膲嚎s比和緊湊的槍體結構。 現(xiàn)有等離子弧焊槍結構復雜,實現(xiàn)其加工精度難度非常之大。鑒于這些問題本設計提出一系列優(yōu)化改進發(fā)生器結構的措施:由原來的圓柱夾緊機構改為“雙錐”面結構并縮短其與噴嘴距離,來保持更好的對中性;設計理念上,在保證等離子弧發(fā)生器質量的前提下,盡可能使結構簡單、體積更加精小、降低制造難度、減小加工成本。幾乎所有零部件都采用了回轉體結構,為實現(xiàn)降低制造難度和提高加工精度提供了保障。優(yōu)化了冷卻腔體結構使鎢極和噴嘴得到有效冷卻。由于電極對中度和槍體冷卻效果的提高,等離子弧發(fā)生器可承受的電流值更大,等離子弧更加穩(wěn)定,有效避免了等離子弧焊接過程中常出現(xiàn)的“雙弧”現(xiàn)象,可滿足大厚板高質量焊接要求。由于加工制造難度降低,結構更加緊湊,節(jié)省了大量原材料和制造成本。
Hobart公司生產(chǎn)的等離子弧焊槍價格在4萬人民幣以上;Thermal Dynamics公司生產(chǎn)的等離子弧焊槍價格在2萬人民幣以上;國產(chǎn)三力易勝大功率等離子弧焊槍價格也在1萬人民幣以上。本設計等離子弧焊槍如能實現(xiàn)批量生產(chǎn)價格在0.5萬人民幣以下,不但提高了等離子弧發(fā)生器質量,而且由于采用了新的設計制造理念,大幅度降低了等離子弧發(fā)生器的制造成本,為等離子弧焊接在多種焊接結構中的廣泛應用起到一定的的推動作用。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
2011年校學生課外學術科技作品競賽一等獎