技术领域
[0001] 本公开大体涉及
焊接设备，并且更具体地涉及
电弧焊设备，所述电弧焊设备例如为
熔化极惰性气体保护焊(MIG)
焊枪或熔化极气体保护电弧焊(GMAW)焊枪，所述电弧焊设备包括用于产生焊接电弧和扩散保护气体的耗材。
背景技术
[0002] 这个部分中的陈述只是提供与本公开相关的背景信息且可能并不构成
现有技术。
[0003] 在电弧焊设备中(例如在熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊枪或者熔化极气体保护电弧焊(GMAW)焊枪)，通过焊枪来进给
焊丝以提供熔融金属池来将金属
工件连结在一起。惰性气体被引导通过焊枪的前端(远端)以提供保护气体的围绕层或
覆盖层来保护熔融金属池免受大气污染。惰性气体通常是各种气体(例如氩气或氦气等)的组合。
[0004] 现有技术MIG或GMAW焊枪通常包括
接触末端和连接到所述接触末端的气体扩散器。接触末端具有中心孔以将焊丝引导至工件。接触末端将
电流传输到焊丝。接触末端通常旋拧到气体扩散器中并且气体扩散器限定了气体通路，所述气体通路引导保护气体围绕接触末端。接触末端和气体扩散器经常经受高热并且由于高温操作而易于磨损。喷嘴组件围绕接触末端和气体扩散器。喷嘴组件还将保护气体朝向工件引导以覆盖熔融金属池。
发明内容
[0005] 本公开大体提供了一种用于焊枪的喷嘴组件，所述喷嘴组件包括基部和前端部，所述基部限定了远侧
螺纹部并且用于将喷嘴组件固定到焊枪的导体管的远侧端部部分，所述前端部限定了配合螺纹部，所述配合螺纹部适于接合基部的远侧螺纹部由此将前端部可移除地固定到基部。远侧螺纹部可包括渐缩的爱迪生螺纹或壳状螺纹(shell thread design)设计。
[0006] 根据本公开的一方面，远侧螺纹部在基部与前端部之间提供了空气密封和弯曲的路径以便降低空气侵入的可能性。基部将接触末端固定到操作焊枪所需的
位置。前端部能够与具有不同长度、直径、构造或内部几何形状的另一前端部互换，所述另一前端部被选取以用于在具体的焊接操作中适当地引导保护气体。
[0007] 根据本公开的另一方面，本公开提供了一种电弧焊设备。所述电弧焊设备包括：
手柄；导体管，所述导体管附接到手柄；和耗材组件，所述耗材组件附接到导体管。所述耗材组件包括接触末端和如先前上文所描述并且此处进一步限定的喷嘴组件。所述喷嘴组件包括基部和前端部，所述基部限定了远侧螺纹部并且用于将喷嘴组件固定到焊枪的导体管的远侧端部部分，所述前端部限定了配合螺纹部，所述配合螺纹部适于接合基部的远侧螺纹部由此将前端部可移除地固定到基部。
[0008] 通过本文所提供的说明，其它适用领域将变得显而易见。应当理解，
说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的并且不旨在限制本公开的保护范围。
附图说明
[0009] 为了更好地理解本公开，参照附图，现在将描述以示例方式示出的本发明的各种形式，其中：
[0010] 图1是电弧焊设备的侧视图；
[0011] 图2是根据本公开的教导构造的耗材组件和导体管组件的剖视图；
[0012] 图3A是根据本公开的教导构造的导体管的侧视图；
[0013] 图3B是根据本公开的教导构造的导体管的另一形式的侧视图；
[0014] 图3C是图3A的导体管沿着线C-C所获得的剖视图；
[0015] 图4是根据本公开的教导构造的导体管组件的局部侧视图；
[0016] 图5是图4的导体管组件的局部侧剖视图；
[0017] 图6是根据本公开的教导构造的导体管组件的另一形式的分解透视图；
[0018] 图7是图6的导体管组件的放大局部侧剖视图；
[0019] 图8是根据本公开的教导构造的耗材部件的另一形式的侧剖视图，所述耗材部件具有用于接合
导管衬套的一体式接合装置；
[0020] 图9是根据本公开的教导构造的耗材部件的另一形式的侧剖视图，所述耗材部件具有用于接合导管衬套的一体式接合装置；
[0021] 图10是根据本公开的教导构造的喷嘴组件的另一形式的透视图和分解图；
[0022] 图11是图10的喷嘴组件的基部的剖视图；
[0023] 图12是图10的喷嘴组件的前端部的剖视图；以及
[0024] 图13是根据本公开的教导构造的图10的喷嘴组件的分解图，其中，所述接触末端固定于基部内；
[0025] 本文所描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0026] 以下描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。尽管在本说明书中使用了术语“MIG”和“GMAW”，但应当理解，本公开的教导适用于任何类型的焊接或切割设备。
[0027] 参考图1，图1示出了电弧焊设备(例如MIG焊枪或GMAW焊枪)并且所述电弧焊设备整体以附图标记10表示。MIG焊枪10包括手柄12、附接到手柄12的导体管14和附接到导体管14的耗材组件16。手柄12连接到焊接
电缆18，焊接电缆18将焊接电流、保护气体和焊丝20从电源(未示出)、气体源(未示出)和
送丝机构(未示出)输送到焊枪10。
[0028] 耗材组件16包括多个耗材部件，所述耗材部件包括喷嘴组件22和接触末端24。示例性电弧焊设备的结构和操作在美国
专利No.5,491,321和No.5,338,917中公开，其为本
申请的受让人所共有，并且其内容通过引用整体并入本文。此外，并入提供用作接触末端和扩散器的功能的接触末端的电弧焊设备10的结构和操作已经在相关的美国公开申请No.2013/0126506中公开，其为本申请的受让人所共有，并且其内容通过引用整体并入本文。
[0029] 参考图2，耗材组件16连接到导体管14的远侧端部部分26。喷嘴组件22的一种形式为大致圆筒形并且在其中接收导体管14的远侧端部部分26。在一种形式中，接触末端24同轴地布置在喷嘴组件22内部，所述喷嘴组件22具有支座表面28，所述支座表面28构造成与接触末端24的位于导体管14的远侧端部部分26内的端部部分30(其一种形式为如图所示的球形，但是可以是包括线性渐缩或多项式渐缩的任何形状)相配合。
[0030] 在一种形式中，喷嘴组件22固定到导体管组件40的远侧端部部分26上，并且接触末端24与喷嘴插入件44的支座表面28接合。当喷嘴组件22紧固到导体管组件40上时，支座表面28抵接接合接触末端24的肩部46，由此将接触末端24的球形渐缩的端部48推压到导体管14的球形渐缩的支座50中。喷嘴插入件44紧固到导体管组件40上并且接触末端24的球形渐缩的端部48固定成与渐缩的支座50接合。
[0031] 如图所示，导体管14限定了内部通路52，并且导管衬套54布置在内部通路52中。导管衬套54具有引导通道56，所述引导通道56用于将焊丝20(未示出)引导至接触末端24。导管衬套54可以延伸到接触末端24的内部腔体58内。导管衬套54在内部腔体58内的
定位提供了用于将焊丝直接进给到接触末端24中的连续的引导通道56。导管衬套54在接触末端24中的适当定位或者相对于导体管14的远侧端部部分26“伸出”是正确地操作焊枪10的因素。导管衬套54引导焊丝20通过焊接电缆18、焊枪10、导体管14并且进入接触末端24中。
[0032] 导管衬套54在接触末端24的内部腔体58中的位置和特征的其他方面已经在美国公开申请No.2013/0126504A1中公开，该申请为本申请的受让人所共有，并且其内容通过引用整体并入本文。
[0033] 参考图3A至图3C，导体管14可以限定多种几何形状，并且根据应用要求使用各种程度的弯曲几何形状。导体管14替代地可以是直的或柔性的并且可以构造为如在美国公开申请No.2007/0284354中所公开的那样，该申请为本申请的受让人所共有，并且其内容通过引用整体并入本文。导体管组件40在其远侧端部41与其近侧端部51之间延伸一定长度。导体管14的近侧端部51适于固定到焊枪10的手柄12，并且导体管14的远侧端部41适于接收耗材组件16(如图1所示)。
[0034] 导体管14的远侧端部41提供了独特的特征以允许与耗材组件16、喷嘴组件22和接触末端24高效并且牢固地连接。例如，在一种形式中，远侧端部41具有外表面49，所述外表面49包括两个相对的平坦面59，所述两个相对的平坦面59允许与套筒(未示出)防旋转接合。此外，在另一种形式中，远侧端部41具有螺纹开口62，所述螺纹开口62穿过平坦面59中的至少一个以固定套筒。
[0035] 导体管14通常由具有
导电性质的
铜合金或其它金属制成，并且随后涂覆有绝缘材料(一种形式可以为
硅酮)，并且最终由管护套66覆盖以提供耐用性和对于在焊枪10操作期间流过导体管14的电流的额外绝缘。作为示例，在本公开的一种形式中，管护套66可以由
黄铜或不锈
钢金属或合金制成。
[0036] 导体管14的远侧端部41提供了独特的特征以允许与耗材组件16、喷嘴组件22和接触末端24高效并且牢固的连接。例如，在一种形式中，远侧端部41具有外表面49，所述外表面49包括两个相对的平坦面59，所述两个相对的平坦面59允许与套筒60防旋转接合。
[0037] 如在图4和图5中所示，导体管组件40包括套筒60，如前所述，所述套筒60在导体管14的外表面49的轮廓上滑动。在一种形式中，套筒60通过
紧定螺钉64固定到导体管14，所述紧定螺钉64穿过套筒60的
螺纹孔61接合。螺纹孔61与导体管14的螺纹开口对准，并且紧定螺钉64将套筒60可移除地固定在导体管14的远侧端部41上的适当位置处。
[0038] 参考图6和图7，在本公开的另一种形式中，套筒60可选地包括第二螺纹孔61a和第二紧定螺钉64a。在此形式中，紧定螺钉64和第二紧定螺钉64a可以用于将导管衬套夹紧并固定到导体管内的期望位置处以保持所期望的调整好的距离。紧定螺钉64和第二紧定螺钉64a大体定位于导管衬套54的相对两侧上并且可以被旋拧以对导管衬套54施加夹紧
力。在焊枪10操作期间，夹紧力将导管衬套54固定在导体管14内的适当位置处。然而，还可以想到，以围绕导体管的其他定向布置的附加紧定螺钉可以用于将导管衬套进一步固定在导体管内的适当位置处。
[0039] 在本公开的另一种形式(图8)中，导管衬套54也可以通过耗材部件220内的装置来固定。在本公开的这种形式中，耗材部件220是接触末端24。接触末端24可以包括在内部腔体内的一体式接合装置222。一体式接合装置222提供了能够夹紧并且固定导管衬套54的结构。更具体地，在这种形式中，如图所示，一体式接合装置222限定脊部223和凹槽224，所述脊部223和凹槽224接合导管衬套54的相应部分。如本文所用的术语“一体式接合装置”应被理解为表示与耗材部件220的特征成一体的一个或多个几何特征，而没有附加或外部部件或零件。因此，在本公开的这种形式中，无需额外零件或部件将导管衬套54固定于耗材部件220内。
[0040] 在许多应用中，导管衬套54由螺旋卷绕的丝240形成。卷绕的丝240可以具有各种截面，例如方形、椭圆形、圆形或各种其它几何形状的截面。如图所示，导管衬套54由具有大体圆形截面的卷绕的丝240形成。每个卷绕的丝均导致导管衬套54的外表面226可以具有大体上螺纹状的几何结构。脊部223和凹槽224接合导管衬套54的螺旋卷绕的丝240，并且在一种形式中，导管衬套54可以“旋拧”到一体式接合装置222内。一体式接合装置222还可以包括位于接触末端24的内部腔体58内的止动表面228以向使用者提供导管衬套54固定到内部腔体58内的期望的位置和/或部位的触觉指示。应当理解，一体式接合装置222和导管衬套54可以具有各种设计用于接合并且允许一体式接合装置222将导管衬套54固定到耗材部件
220内。还可以想到，耗材部件220包括其它部件，所述其他部件例如为扩散器、套筒234、或固定到导体管14上和/或靠近导管衬套54的其它耗材部件。脊部223和凹槽224只是示例性的并且不应被理解为限制本公开的范围。
[0041] 例如，一体式接合装置222可以包括卡扣配合设计。参考图9，在另一种形式中，导管衬套54可以包括安装/固定在导管衬套54上的帽236。帽236卡合到接触末端24的内部腔体58内的底切凹槽特征238中。
[0042] 在操作中，通过一体式接合装置222将导管衬套54与耗材部件220固定，所述耗材部件220具有主体，所述主体限定了内部腔体58。使用者将导管衬套54与耗材部件220的内部腔体58在导管衬套54的远侧端部部分上对准。在一种形式中，使用者将导管衬套54的远侧端部部分与耗材部件220的一体式接合装置222接合。通过耗材部件220的一体式接合装置222将导管衬套54保持在适当位置。在一种形式中，使用者可以将耗材部件220旋拧到导管衬套54上。当导管衬套54碰到止动表面228时，使用者还可以接收到
触觉反馈。止动表面228可以用于指示导管衬套54被适当地定位在耗材部件的内部腔体58内。然而，应当理解，取决于用于将导管衬套54固定在适当位置的耗材部件(特别地接触末端24的内部腔体的几何形状)，导管衬套可以从导体管延伸不同的距离。
[0043] 参考图10至图13，在本公开的另一种形式中，设置有喷嘴组件300。喷嘴组件300大体上为两件式设计，所述喷嘴组件300包括基部302和前端部304。基部302通过螺纹接合固定到导体管(未示出)或者可以通过滑动接合固定到导体管。在一种形式中，基部302包括绝缘体306和喷嘴插入件308(如下所述，喷嘴组件的具有喷嘴插入件308的基部302将接触末端24固定到导体管的球形渐缩的支座内)。基部302限定了远侧螺纹部310，并且在一种形式中，远侧螺纹部310具有爱迪生螺旋(ES)的螺纹或其它壳状螺纹设计。螺纹几何形状还可以包括各种变型以辅助前端部304与基部302之间的对准并且降低螺纹错扣的可能性。一种可能的变型为远侧螺纹部310限定了渐缩的爱迪生螺旋螺纹，其中螺纹高度沿着远侧螺纹部朝向基部302的前导部312缩短。前端部304限定了配合的近侧螺纹部314并且适于可移除地与基部的远侧螺纹部310相接合。爱迪生螺旋螺纹的有利之处在于它们在基部302与前端部304之间提供了空气密封以及弯曲的路径以减少空气侵入的可能性。此外，由于这种大的螺纹尺寸，可以降低高温操作后前端部304对于基部302的热卡合。
[0044] 两件式设计允许基部302将接触末端24固定在适当位置，而前端部304是可互换的或者可移除地固定到基部302。针对具体的焊接应用或者如果
焊接飞溅或者其它环境条件损坏了前端部304或其部分，可以容易地更换前端部304。在本公开的各种变换中，前端部304的长度、直径、整体构造和内部几何形状可以变化以便根据具体的焊接操作/应用来适当地引导保护气体。因此，本文所示的前端部304的渐缩式设计不应被理解为限制本公开的范围。
[0045] 前端部304也可以被移除以便清洁飞溅和碎屑，而不必将整个喷嘴组件300、基部302和接触末端24从焊枪移除。由于基部302是接触末端保持件，所以可以移除前端部304以露出接触末端中的一些部位，这在图13中更清楚地示出。还可以想到，作为
外螺纹部的远侧螺纹部310和作为
内螺纹部的近侧螺纹部314任一均可以位于基部或前端部上(例如，外螺纹位于前端部304上并且内螺纹位于基部302上)。还可以想到，可以利用各种螺纹几何形状和对准特征，并且因此此处所示出和描述的具体形式不应被理解为限制本公开的范围。
[0046] 耗材部件通常具有额定的工作周期。该工作周期通常由焊接操作的持续时间和在焊枪连续操作期间所用的电流强度来确定。例如，轻负荷应用可以被认为是额定使用约250安培以及更低安培的那些焊接操作。中负荷应用可以被认为是范围在约250安培至约350安培之间的焊接操作，而重负荷应用大体为350安培和更高安培的焊接操作。
[0047] 本公开的各种形式提供了简化的结构、更均匀的热分布和改进的冷却来延长耗材寿命等。本公开的各种形式还提供了对于喷嘴组件的额外调节，从而允许耗材组件适应于更广泛的应用。
