本發明涉及一種微型深小內孔等離子噴焊槍，特別是一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，屬于等離子噴焊槍技術領域。

背景技術：

隨著技術的進步，目前對于零件表面的耐蝕、耐磨性要求也越來越高。例如汽輪機補汽閥中含有內孔直徑＜40mm的零件，其內表面需要熔覆一層耐磨耐蝕合金，即可通過等離子噴焊合金粉末技術來進行生產。但是，目前最小的小內孔深孔等離子噴焊槍(專利cn200810147856.6)只能噴焊內孔直徑≥36mm的工件，對于深內孔直徑＜36mm的部件，其無法進行施焊，且其陰極、陽極冷卻效果不良，無法長時間在高溫下連續施焊；該等離子噴焊槍由于散熱不良，陰極易發熱，噴嘴因水冷不良而出現損壞，密封圈在高溫下密封不嚴，致使等離子噴焊槍出現漏水的情況。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，本發明結構緊湊合理，實用性強，等離子噴焊槍的陽極與陰極能夠直接水冷，散熱效果好，能夠實現等離子噴焊槍在高溫工作條件下長時間連續施焊，從而能夠降低堆焊層的接頭數量，通常能夠一次性將工件內孔噴焊完成，保證焊接質量，能夠應用于直徑＜36mm的，特別是直徑＜26mm的工件深內孔的施焊。

本發明采用的技術方案如下：

一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，包括陽極槍頭，和鑲嵌于陽極槍頭內的陰極槍頭與噴嘴，所述陽極槍頭與陰極槍頭間設置有絕緣套，所述陽極槍頭與噴嘴間具有水冷腔，且陽極槍頭內開設有與水冷腔連通的陽極冷卻水進出通道，所述陽極槍頭和噴嘴內分別開設有相互連通的陽極槍頭送粉氣通道和噴嘴送粉氣通道，還開設有相互連通的陽極槍頭離子氣通道和噴嘴離子氣通道。絕緣套使陽極槍頭與陰極槍頭相互絕緣隔離；水冷腔及陽極冷卻水進出通道的設計，能夠使冷卻水與噴嘴大面積的直接接觸，有利于陽極槍頭的散熱，特別是噴嘴的散熱，能夠提高等離子噴焊槍的使用壽命，使等離子噴焊槍能夠長時間連續施焊。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，所述陰極槍頭內套裝有陰極水管，且陰極水管和陰極槍頭間具有間隙，該間隙與陰極水管的內腔連通形成陰極冷卻水進出通道。陰極水管的內腔作為陰極進水通道，陰極水管與陰極槍頭間的間隙作為陰極出水通道。使陰極槍頭間能夠直接水冷，有利于陰極槍頭及組裝于陰極槍頭上的零部件的散熱，進一步的保證等離子噴焊槍能夠長時間連續施焊。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，所述陰極槍頭上裝配有陰電極，且陰電極一端插入噴嘴離子氣通道內。

進一步的，所述陰電極上套裝有電極座，陰電極通過電極座裝配于陰極槍頭上。便于將陰電極裝配于陰極槍頭上。

進一步的，所述陽極槍頭上開設有裝配孔，裝配孔位于陰電極上方。便于噴嘴的裝配，以及便于陰電極的安裝與拆卸，便于陰電極的更換。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，所述陽極冷卻水進出通道包括陽極進水通道和陽極出水通道，所述陽極槍頭端部設置有水冷室，所述陽極進水通道、水冷腔、水冷室與陽極出水通道依次串聯連通。水冷室的設計，能夠進一步的提高陽極槍頭的散熱效果。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，所述噴嘴包括等離子噴嘴，和位于等離子噴嘴外側的送粉氣噴嘴，所述水冷腔位于陽極槍頭與等離子噴嘴間，噴嘴離子氣通道位于等離子噴嘴內，噴嘴送粉氣通道位于送粉氣噴嘴內。噴嘴的分體設計，便于噴嘴的制造與裝配，特別是便于等離子噴嘴的裝配。

進一步的，所述等離子噴嘴與陽極槍頭通過焊接方式連接，所述送粉氣噴嘴與陽極槍頭通過螺紋或焊接方式連接。等離子噴嘴與陽極槍頭的焊接連接，確保水冷腔密封，不漏水。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，所述陽極槍頭內還開設有粉末混合腔，所述陽極槍頭送粉氣通道通過粉末混合腔與噴嘴送粉氣通道連通。粉末混合腔的設計有利于施焊用的粉末與輸送粉末的氣體充分均勻混合，有利于粉末均勻的進入熔池。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，所述陽極槍頭采用直徑≤26mm的紫銅棒材制成。使本發明的能夠應用于直徑＜36mm的工件深內孔的施焊。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，結構緊湊合理，實用性強，等離子噴焊槍的陽極與陰極能夠直接水冷，散熱效果好，能夠實現等離子噴焊槍在高溫工作條件下長時間連續施焊，從而能夠降低堆焊層的接頭數量，通常能夠一次性將工件內孔噴焊完成，保證焊接質量。

2、陰極進水通道與陰極出水通道的組合設計，有利于陰極槍頭及組裝于陰極槍頭上的零部件的散熱。

3、陽極進水通道、水冷腔、水冷室與陽極出水通道的組合設計，有利于陽極槍頭和噴嘴的散熱。

4、等離子噴嘴與陽極槍頭的焊接連接方式的設計，能夠確保水冷腔密封，不漏水，使本發明可靠耐用。

5、陽極槍頭采用直徑為12-26mm的紫銅棒材制成的設計，使本發明的能夠應用于直徑＜36mm的工件深內孔的施焊，特別是直徑＜26mm的工件深小內孔內表面的施焊。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍的結構示意圖；

圖2是沿圖1中a-a線的剖視圖；

圖3是沿圖1中b-b線的剖視圖。

圖中標記：1-陽極槍頭、11-蓋板、2-絕緣套、3-陰極槍頭、4-電極座、5-陰電極、6-噴嘴、61-等離子噴嘴、62-送粉氣噴嘴、a1-陰極進水通道、a2-陰極出水通道、b1-陽極進水通道、b2-水冷腔、b3-水冷室、b4-陽極出水通道、c1-陽極槍頭送粉氣通道、c2-粉末混合腔、c3-噴嘴送粉氣通道、d1-陽極槍頭離子氣通道、d2-噴嘴離子氣通道、e-裝配孔。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

如圖1至圖3所示，本實施例的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，包括陽極槍頭1，和鑲嵌于陽極槍頭1內的陰極槍頭3與噴嘴6，所述陽極槍頭1與陰極槍頭3間設置有絕緣套2，所述陽極槍頭1與噴嘴6間具有水冷腔b2，且陽極槍頭1內開設有與水冷腔b2連通的陽極冷卻水進出通道，所述陽極槍頭1和噴嘴6內分別開設有相互連通的陽極槍頭送粉氣通道c1和噴嘴送粉氣通道c3，還開設有相互連通的陽極槍頭離子氣通道d1和噴嘴離子氣通道d2。絕緣套2使陽極槍頭1與陰極槍頭3相互絕緣隔離；水冷腔b2及陽極冷卻水進出通道的設計，能夠使冷卻水與噴嘴6大面積的直接接觸，有利于陽極槍頭1的散熱，特別是噴嘴6的散熱，能夠提高等離子噴焊槍的使用壽命，使等離子噴焊槍能夠長時間連續施焊。

具體的，如圖1所示，陽極槍頭1徑向方向上具有用于裝配陰極槍頭3的偏心大孔，且該偏心大孔未貫穿陽極槍頭1，陰極槍頭3被絕緣套2緊密的包裹，絕緣套2為有機或無機絕緣材料制成；套裝有絕緣套2陰極槍頭3鑲嵌于偏心大孔內。陽極槍頭1垂直方向上具有用于裝配噴嘴6的底孔，底孔與偏心大孔相垂直且連通，噴嘴6鑲嵌于底孔內。

具體的，水冷腔b2為環狀，環繞于噴嘴6外壁；噴嘴送粉氣通道c3為環形陣列分布的送粉孔或送粉槽，便于粉末均勻的進入熔池。

基于本實施例的進一步的優化,在另一實施例中，如圖1至圖3所示，所述陰極槍頭3內套裝有陰極水管31，且陰極水管31和陰極槍頭3間具有間隙，該間隙與陰極水管31的內腔連通形成陰極冷卻水進出通道。陰極水管31的內腔作為陰極進水通道a1，陰極水管31與陰極槍頭間3的間隙作為陰極出水通道a2。使陰極槍頭間3能夠直接水冷，有利于陰極槍頭3及組裝于陰極槍頭3上的零部件的散熱，進一步的保證等離子噴焊槍能夠長時間連續施焊。具體的，如圖1所示，陰極水管31的出水口端為斜口或平口狀，且陰極水管31的出水口端與陰極槍頭3的內端面間存在一定的距離。

基于本實施例的進一步的優化,在另一實施例中，如圖1和圖2所示，所述陰極槍頭3上裝配有陰電極5，且陰電極5一端插入噴嘴離子氣通道d2內。具體的，陰電極5為鎢極；優選的，陰電極5為鈰鎢極。具體的，陰極槍頭3上縱向開設有用于裝配陰電極的貫穿的圓孔，該圓孔位于離子氣通道d2的正上方，且與離子氣通道d2為同一軸線，陰電極5裝配于圓孔內，陰電極5的尖端位于噴嘴離子氣通道d2內。

進一步的，在另一實施例中，如圖1和圖2所示，所述陰電極5上套裝有電極座4，陰電極5通過電極座4裝配于陰極槍頭3上。便于將陰電極5裝配于陰極槍頭3上。具體的，電極座4采用紫銅材料制成，電極座4與陰極槍頭3通過螺紋方式連接，當然也可以采用螺栓連接方式。

進一步的，在另一實施例中，如圖1和圖2所示，所述陽極槍頭1上開設有裝配孔e，裝配孔e位于陰電極5上方。便于噴嘴6的裝配，以及便于陰電極5的安裝與拆卸，便于陰電極5的更換。

基于本實施例的進一步的優化,在另一實施例中，如圖1至圖3所示，所述陽極冷卻水進出通道包括陽極進水通道b1和陽極出水通道b4，所述陽極槍頭1端部設置有水冷室b3，所述陽極進水通道b1、水冷腔b2、水冷室b3與陽極出水通道b4依次串聯連通。水冷室b3的設計，能夠進一步的提高陽極槍頭1的散熱效果。由于噴嘴6與等離子弧距離最近，故等離子噴焊槍中噴嘴6受到的熱輻射最多，也最需要保護，故冷卻水先通過水冷腔b2的設計，有利于噴嘴6的散熱。具體的，陽極槍頭1靠近噴嘴6的端面開設空腔，通過在陽極槍頭1上組焊蓋板11將空腔密封，以形成水冷室b3；該設計結構簡單，易于實現，極大的降低了水冷室b3的制作難度，同時也便于陽極冷卻水進出通道的加工。

基于本實施例的進一步的優化,在另一實施例中，如圖1和圖2所示，所述噴嘴6包括等離子噴嘴61，和位于等離子噴嘴61外側的送粉氣噴嘴62，所述水冷腔b2位于陽極槍頭1與等離子噴嘴61間，噴嘴離子氣通道d2位于等離子噴嘴61內，噴嘴送粉氣通道c3位于送粉氣噴嘴62內。噴嘴6的分體設計，便于噴嘴6的制造與裝配，特別是便于等離子噴嘴61的裝配。

進一步的，在另一實施例中，所述等離子噴嘴61與陽極槍頭1通過焊接方式連接，所述送粉氣噴嘴62與陽極槍頭1通過螺紋或焊接方式連接。等離子噴嘴61與陽極槍頭1的焊接連接，確保水冷腔b2密封，不漏水。

基于上述實施例及裝配孔的組合設計，如圖1所示，具體的，首先等離子噴嘴61組裝于陽極槍頭1內，再通過裝配孔e的設計很方便的將等離子噴嘴61上端與陽極槍頭1相焊，然后將等離子噴嘴61下端與陽極槍頭1相焊，實現將等離子噴嘴61焊接于陽極槍頭1內，能夠確保水冷腔b2密封，不漏水；再將送粉氣噴嘴62通過螺紋或焊接方式裝配于陽極槍頭1底部，以完成將噴嘴6鑲嵌于陽極槍頭1內。

基于本實施例的進一步的優化,在另一實施例中，如圖1所示，所述陽極槍頭1內還開設有粉末混合腔c2，所述陽極槍頭送粉氣通道c1通過粉末混合腔c2與噴嘴送粉氣通道c3連通。粉末混合腔c2的設計有利于施焊用的粉末與輸送粉末的氣體充分均勻混合，有利于粉末均勻的進入熔池。

基于本實施例的進一步的優化,在另一實施例中，所述陽極槍頭1采用直徑≤26mm的紫銅棒材制成。使本發明的能夠應用于直徑＜36mm的工件深內孔的施焊。具體的，陽極槍頭1可采用直徑為12mm紫銅棒材制成，可滿足內孔直徑為22mm工件的內部堆焊需求。當然也可以采用18mm、24mm或其他規格的紫銅棒，以滿足不同規格的工件內孔需求。若工件內孔直徑≥36mm時，則陽極槍頭1同樣可以按需求采用較大規格的紫銅棒材制成，本發明也同樣能夠適用。

綜上所述，采用本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，結構緊湊合理，實用性強，等離子噴焊槍的陽極與陰極能夠直接水冷，散熱效果好，能夠實現等離子噴焊槍在高溫工作條件下長時間連續施焊，從而能夠降低堆焊層的接頭數量，通常能夠一次性將工件內孔噴焊完成，保證焊接質量。

本發明的一種全水冷型微型深小內孔等離子噴焊槍，填補了內孔直徑＜36mm的微小內深孔的等離子噴焊所用全水冷等離子噴焊槍的空白。本發明在高溫環境（比如溫度≤500℃）下的深小內孔噴焊時陽極、陰極散熱效果好，并且能夠實現在小內孔中長時間連續施焊，能夠對于深內孔直徑＜36mm的部件內表面進行粉末等離子噴焊，也可以用于外圓、斜面等復雜表面的粉末等離子噴焊，也可以在高溫環境中用于送絲堆焊。該等離子噴焊槍可以用于零部件表面噴焊或堆焊耐蝕合金層、也可用于汽輪機和燃氣輪機葉片、隔板等復雜零部件的精確修復。

本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。