專利名稱:用于焊槍的噴嘴、焊槍尖端、氣冷等離子弧焊槍及防護(hù)罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型總地涉及氣冷等離子弧切割焊槍，尤其涉及通過增加肩厚以減小熱磨損率來延長氣冷焊槍的噴嘴的工作壽命。
背景技術(shù)：
焊接和等離子弧焊槍廣泛用在材料的焊接、切割以及標(biāo)記中。等離子弧焊槍大體包括電極以及噴嘴、電連接件、冷卻通道、弧控制流體(例如，等離子氣體)的通道以及電源，噴嘴具有安裝在焊槍本體內(nèi)的中心排出孔。可選的是，使用渦流環(huán)以控制在等離子腔室中的液流型式，等離子腔室形成在電極和噴嘴之間。焊槍產(chǎn)生等離子弧，等離子弧是高溫且高動(dòng)量的等離子氣體的收縮的離子射流。焊槍內(nèi)使用的氣體可以是惰性的(例如氬氣或氮?dú)?、或活性的(例如氧氣或空氣)。在操作中，在電極(陰極)和噴嘴(陽極)之間首先產(chǎn)生引導(dǎo)電弧?？梢越柚?lián)接于DC電源和焊槍的高頻、高壓信號或者各種接觸啟動(dòng)方法中的任何一種方法來產(chǎn)生弓丨導(dǎo)電弧。
在焊槍工作過程中，某些可消耗部件會(huì)磨損并需要替換。本技術(shù)領(lǐng)域：
的現(xiàn)有問題是延長可消耗部件的使用壽命。具體地說，這些可消耗部件包括焊槍電極、噴嘴以及防護(hù)罩。轉(zhuǎn)讓給海別得公司的Hanover，NH的先前的專利指出用于延長這些可消耗部件中的一些部件的使用壽命的技術(shù)。例如，美國專利號53171 指出，噴嘴和電極的壽命可以通過提供等離子旁通道以增加通過等離子腔室的等離子氣體的質(zhì)量流量來延長，在此該專利的全部內(nèi)容以參見的方式納入全文。美國專利號5166494描述改變等離子氣體的流動(dòng)以及電流從噴嘴到工件的傳遞，美國專利號5170033示出在渦流環(huán)中的腔室可以創(chuàng)造成并且尺寸設(shè)計(jì)成當(dāng)焊槍工作條件改變時(shí)、較佳地影響流動(dòng)氣體的流體動(dòng)力性能，這兩個(gè)專利的全部內(nèi)容以參見的方式納入全文。
在氣冷等離子弧切割焊槍的領(lǐng)域的另一個(gè)已知問題是延長從操作者到工件的站點(diǎn)線，較佳的是該站點(diǎn)線沿著焊槍頭部。使焊槍頭部變尖的局限性在于需要在其中包括各種設(shè)計(jì)參數(shù)以及電路。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的一方面減小噴嘴的熱磨損率。增加熱磨損率的一個(gè)原因與噴嘴頭上的最小橫截面厚度的肩部區(qū)域相關(guān)?，F(xiàn)有的設(shè)計(jì)無法為由等離子弧產(chǎn)生的熱量提供足夠的熱傳導(dǎo)通路。還發(fā)現(xiàn)的是，隨著噴嘴頭的長寬比(即，尖度)的增加，則噴嘴的熱磨損率會(huì)增加，此外，通過同時(shí)提供更銳的、更尖的噴嘴頭，可提高操作者對于工件的可見度。
本實(shí)用新型通過使用擴(kuò)開肩部部分解決這些和其它問題，該擴(kuò)開肩部部分增加肩部的橫截面厚度，因此為由等離子弧所產(chǎn)生的熱量提高更寬的熱傳導(dǎo)通路。此外，擴(kuò)開肩部部分使噴嘴頭能具有非圓柱形肩部，因此為操作者提供對工件的更佳站點(diǎn)線。
本實(shí)用新型的第一方面包括一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的噴嘴。該噴嘴包括噴嘴本體和噴嘴頭，該噴嘴本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，該圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑。噴嘴頭限定等離子排出孔以及肩部，該等離子排出孔圍繞縱向軸線設(shè)置，該肩部包括非圓柱形部分和第二部分，非圓柱形部分和第二部分組合地限定外輪廓表面，第二部分設(shè)置在非圓柱形部分和本體之間。
在一實(shí)施例中，噴嘴包括輪廓線，該輪廓線設(shè)置在外輪廓表面上并標(biāo)示出最小肩厚區(qū)域。該輪廓線可設(shè)置在非圓柱形部分和第二部分之間。在一些實(shí)施例中，第二部分設(shè)置在輪廓線和本體上的第二區(qū)域之間，第二區(qū)域標(biāo)示出本體和肩部的相交部分。肩部的外輪廓表面可限定非線性或不規(guī)則表面中的至少一種表面。
非圓柱形部分可設(shè)置成更靠近縱向軸線，而不是本體的內(nèi)直徑。在一些實(shí)施例中， 所有的非圓柱形部分位于噴嘴頭的端面和噴嘴本體上的一點(diǎn)之間，該點(diǎn)對應(yīng)于電極的插入深度(例如，反吹位置)。在一實(shí)施例中，所有的非圓柱形部分位于噴嘴頭的端面和噴嘴頭的底部內(nèi)表面之間。
噴嘴可以通過在縱向軸線和第二切線之間測得的第二角來限定，該第二切線是對于第二部分的第二外表面的切線。第二角可以大于在縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，該第一切線是對于非圓柱形部分的第一外表面的切線。在一些實(shí)施例中，第二部分設(shè)置在非圓柱形部分和參考點(diǎn)之間，該參考點(diǎn)通過將第一切線延伸到噴嘴本體的外表面來定位。在一個(gè)實(shí)施例中，第二切線在噴嘴頭的離縱向軸線最遠(yuǎn)的點(diǎn)處通過第二部分。在一較佳實(shí)施例中，第二角是約90度。第二切線可基本平行于第二外表面。第一切線可基本平行于第一外表面。
在一些實(shí)施例中，最小肩厚區(qū)域?qū)?yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，該熱傳導(dǎo)密度與每平方毫米的在最小肩厚區(qū)域處的噴嘴橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流成比例。在一較佳實(shí)施例中，非圓柱形部分或第二部分中的至少一個(gè)部分是錐形。
在一些實(shí)施例中，輪廓線設(shè)置在非圓柱形部分和噴嘴本體上的一點(diǎn)之間，該點(diǎn)對應(yīng)于電極的插入深度(例如，反吹位置)。輪廓線可以在非圓柱形部分和噴嘴頭的底部內(nèi)表面之間。在一實(shí)施例中，非圓柱形部分和第二部分鄰接。
本實(shí)用新型的另一方面包括一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的噴嘴。噴嘴包括本體和噴嘴頭。本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，該圓柱形部分限定中心縱向軸線、內(nèi)直徑，該本體還具有外部本體表面。噴嘴頭限定等離子排出孔以及肩部，該等離子排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置，肩部限定外輪廓表面。肩部的第一部段和第二部段設(shè)置在肩部的通過中心縱向軸線的橫截面內(nèi)。第一部段具有第一外輪廓，第一外輪廓設(shè)置在噴嘴頭的端面和噴嘴本體的外表面之間。第二部段具有第二外肩部輪廓，第二外肩部輪廓設(shè)置在噴嘴本體的外表面和第一外輪廓之間，從而在中心縱向軸線和第一切線之間測得的第一角φ 小于在中心縱向軸線和第二切線之間測得的第二角φ2，第一切線是對于第一外輪廓上的第一點(diǎn)的切線，第二切線是對于第二肩部輪廓上的第二點(diǎn)的切線。
在一實(shí)施例中，輪廓點(diǎn)與最小橫截面肩厚的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。最小橫截面肩厚的區(qū)域標(biāo)示在第一外輪廓和第二外輪廓之間的位置處。在一些實(shí)施例中，輪廓點(diǎn)設(shè)置在第一外輪廓和本體上的第二區(qū)域之間，第二區(qū)域標(biāo)示出本體和肩部的相交部分。
肩部的外輪廓表面可限定非線性或不規(guī)則表面。在一個(gè)實(shí)施例中，第二切線在噴嘴頭的離縱向軸線最遠(yuǎn)的點(diǎn)處通過第二部段。在一較佳實(shí)施例中，φ2是約90度。在一些實(shí)施例中，肩部的第一部段和第二部段是錐形。[0016]第一部段和第二部段可鄰接。在一實(shí)施例中，第一切線基本平行于第一外輪廓。第二切線可基本平行于第二外輪廓。
本實(shí)用新型的另一方面包括一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的噴嘴。噴嘴包括本體和噴嘴頭。該本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，該圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑。噴嘴頭限定等離子排出孔以及肩部，該等離子排出孔圍繞中心縱向軸線設(shè)置，該肩部在噴嘴頭的端面和本體之間。該肩部包括至少基本截頭錐形部分和擴(kuò)開部分，至少基本截頭錐形部分和擴(kuò)開部分組合地限定肩部的外輪廓表面。截頭錐形部分中的至少一部分設(shè)置在噴嘴頭的端面和擴(kuò)開部分之間，擴(kuò)開部分設(shè)置在噴嘴本體和截頭錐形部分之間。
在一實(shí)施例中，輪廓線設(shè)置在外輪廓表面上并標(biāo)示出最小肩厚區(qū)域。輪廓線可設(shè)置在截頭錐形部分和擴(kuò)開部分的相交部分處。在一些實(shí)施例中，輪廓線設(shè)置在噴嘴頭的端面和噴嘴本體上的一點(diǎn)之間，該點(diǎn)對應(yīng)于電極的插入深度(例如，反吹位置)。擴(kuò)開部分的外表面可形成外輪廓表面的基本部分。在一些實(shí)施例中，肩部的外輪廓表面包括不規(guī)則的橫截面形狀或非線性橫截面形狀中的至少一種。輪廓線可設(shè)置成更靠近縱向軸線，而不是本體的內(nèi)直徑。
在縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，第二切線是對于噴嘴頭的最外表面的切線，第一切線是對于肩部上對應(yīng)于輪廓線的點(diǎn)的切線。在一實(shí)施例中，第二角是約90度。第一切線可基本平行于肩部的第一外表面。第二切線可基本平行于噴嘴頭的最外表面。
在一些實(shí)施例中，最小肩厚區(qū)域?qū)?yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，該熱傳導(dǎo)密度與每平方毫米的在最小肩厚區(qū)域處的噴嘴橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流成比例。在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)開部分是錐形。
本實(shí)用新型的一個(gè)方面包括焊槍尖端，該焊槍尖端包括噴嘴和防護(hù)罩。噴嘴包括噴嘴本體和噴嘴頭。該噴嘴本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，該圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑。噴嘴頭限定等離子排出孔以及噴嘴肩部，該等離子排出孔圍繞中心縱向軸線設(shè)置。噴嘴肩部包括第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分，第一非圓柱形部分和噴嘴第二部分組合地限定外輪廓表面，第二噴嘴部分設(shè)置在第一非圓柱形部分和噴嘴本體之間。
防護(hù)罩包括防護(hù)罩本體和防護(hù)罩頭部。防護(hù)罩本體包括緊固件，該緊固件用于將防護(hù)罩以相對于噴嘴隔開的關(guān)系固定于焊槍本體，從而為防護(hù)氣體通過防護(hù)罩本體和噴嘴之間的空間規(guī)定線路。防護(hù)罩頭部限定防護(hù)罩頭部，該防護(hù)罩頭部限定防護(hù)罩排出孔以及防護(hù)罩肩部，防護(hù)罩排出孔圍繞中心縱向軸線設(shè)置。防護(hù)罩肩部包括第二非圓柱形部分和第二防護(hù)罩部分，第二非圓柱形部分和第二防護(hù)罩部分組合地限定內(nèi)輪廓表面。第二防護(hù)罩部分設(shè)置在第二非圓柱形部分和本體之間，第二非圓柱形部分以及第二防護(hù)罩部分對應(yīng)于第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分。
在一些實(shí)施例中，在縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，第二切線是對于第二噴嘴部分的第二外表面的切線，第一切線是對于第一非圓柱形部分的第一外表面的切線。在一實(shí)施例中，第二角是約90度。在一些實(shí)施例中，第一切線基本平行于第一外表面。第二切線可至少基本平行于第二外表面。
第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分可以是基本錐形。在一實(shí)施例中，非圓柱形部分和第二噴嘴部分鄰接。
本實(shí)用新型的另一方面包括氣冷等離子弧焊槍，該等離子弧焊槍包括焊槍本體、 電極、噴嘴以及防護(hù)罩，電極設(shè)置在焊槍本體中的渦流環(huán)內(nèi)。噴嘴包括噴嘴本體和噴嘴頭。 該噴嘴本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，該圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑。噴嘴頭限定等離子排出孔以及噴嘴肩部，該等離子排出孔圍繞中心縱向軸線設(shè)置。噴嘴肩部包括第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分，第一非圓柱形部分和噴嘴第二部分組合地限定外輪廓表面，第二噴嘴部分設(shè)置在第一非圓柱形部分和噴嘴本體之間。
防護(hù)罩包括防護(hù)罩本體和防護(hù)罩頭部。防護(hù)罩本體包括緊固件，該緊固件用于將防護(hù)罩以相對于噴嘴隔開的關(guān)系固定于焊槍本體，從而為防護(hù)氣體通過防護(hù)罩本體和噴嘴之間的空間規(guī)定線路。防護(hù)罩頭部限定防護(hù)罩排出孔以及防護(hù)罩肩部，該防護(hù)罩排出孔圍繞中心縱向軸線設(shè)置。防護(hù)罩肩部包括第二非圓柱形部分和第二防護(hù)罩部分，第二非圓柱形部分和第二防護(hù)罩部分組合地限定內(nèi)輪廓表面。第二防護(hù)罩部分設(shè)置在第二非圓柱形部分和本體之間，第二非圓柱形部分以及第二防護(hù)罩部分對應(yīng)于第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分。
在縱向軸線和第二切線之間測得的第二角可以大于在縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，第二切線是對于第二噴嘴部分的第二外表面的切線，第一切線是對于第一非圓柱形部分的第一外表面的切線。在一些實(shí)施例中，第二角是約90度。第一切線可至少基本平行于第一外表面。在一些實(shí)施例中，第二切線可至少基本平行于第二外表面。
在一些實(shí)施例中，第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分是錐形。在一實(shí)施例中，第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分鄰接。
本實(shí)用新型的一方面包括一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的防護(hù)罩。防護(hù)罩包括本體和頭部。本體包括緊固件，該緊固件用于將防護(hù)罩以相對于噴嘴隔開的關(guān)系固定于焊槍的本體，防護(hù)罩本體具有限定中心縱向軸線的圓柱形部分。頭部限定排出孔以及肩部，該排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置，肩部限定內(nèi)輪廓表面。肩部具有第一部段和第二部段， 第一部段和第二部段位于肩部的通過中心縱向軸線的橫截面內(nèi)。第一部段具有第一內(nèi)輪廓，第一內(nèi)輪廓設(shè)置在防護(hù)罩頭部的端面和防護(hù)罩本體的內(nèi)表面之間，第二部段具有第二內(nèi)輪廓，第二內(nèi)輪廓設(shè)置在防護(hù)罩本體的內(nèi)表面和第一內(nèi)輪廓之間。在中心縱向軸線和第一切線之間測得的第一角α 小于在中心縱向軸線和第二切線之間測得的第二角α 2，第一切線是對于所述第一內(nèi)輪廓上的第一點(diǎn)的切線，第二切線是對于第二內(nèi)輪廓上的第二點(diǎn)的切線。
在一些實(shí)施例中，角度α 2大約等于90度。第一部段和第二部段可以是錐形。
本實(shí)用新型的另一方面包括延長噴嘴壽命的方法。該方法包括以下步驟提供具有本體和噴嘴頭的噴嘴，該噴嘴頭限定至少基本截頭錐形肩部，從而產(chǎn)生第一噴嘴磨損率。 該方法還包括以下步驟限定擴(kuò)開肩部部分，該肩部部分與至少基本截頭錐形部分組合地限定具有外輪廓表面的噴嘴肩部。截頭錐形部分的至少一部分設(shè)置在噴嘴頭的端面和擴(kuò)開部分之間，且擴(kuò)開部分設(shè)置在本體和截頭錐形部分之間，從而產(chǎn)生第二噴嘴磨損率，第二噴嘴磨損率小于第一噴嘴磨損率。
在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟形成擴(kuò)開肩部部分，從而在縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，第二切線是對于噴嘴頭的最外表面的切線，第一切線是對于肩部上對應(yīng)于輪廓線的點(diǎn)的切線。在一實(shí)施例中，該方法包括將第二角限定成約90度。
該方法可包括以下步驟在外輪廓表面上確定輪廓線，輪廓線標(biāo)示出最小肩厚區(qū)域，最小肩厚區(qū)域在非圓柱形部分和第二部分之間。在一實(shí)施例中，該方法包括將輪廓線定位成在截頭錐形部分和擴(kuò)開部分的相交部分處。在一些實(shí)施例中，該方法包括將輪廓線設(shè)置成更靠近縱向軸線，而不是本體的內(nèi)直徑。
該方法可包括以下步驟將外輪廓表面限定成具有不規(guī)則或非線性橫截面形狀。 在一些實(shí)施例中，該方法可包括將擴(kuò)開部分限定成基本錐形。在一實(shí)施例中，將最小肩厚區(qū)域確定成具有至少最小厚度，以對應(yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，該熱傳導(dǎo)密度與每平方毫米的在最小肩厚區(qū)域處的噴嘴橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流成比例。
本實(shí)用新型的一方面包括制造噴嘴的方法。該方法包括提供一種噴嘴，該噴嘴具有至少基本圓柱形本體和基本圓柱形噴嘴頭，至少基本圓柱形本體和基本圓柱形噴嘴頭圍繞中心縱向軸線設(shè)置。該方法還包括去除噴嘴頭的部段，以在噴嘴頭的端面和本體之間限定肩部。藉此產(chǎn)生的肩部包括非圓柱形部分和第二部分，非圓柱形部分和第二部分組合地限定在非圓柱形部分和本體之間的外輪廓表面。
在一些實(shí)施例中，該方法包括確定在非圓柱形部分和第二部分之間的最小厚度區(qū)域，從而該肩部區(qū)域具有標(biāo)示出最小肩厚區(qū)域的輪廓線。該方法可包括將第二角限定成約90度。在一實(shí)施例中，非圓柱形部分和第二部分是錐形。
在一些實(shí)施例中，該方法包括將輪廓線確定成更靠近縱向軸線，而不是本體的內(nèi)直徑。在一實(shí)施例中，該方法可包括以下步驟在去除步驟中，限定非圓柱形部分以及第二部分，從而在縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，第二切線是對于第二部分的第二外表面的切線，第一切線是對于非圓柱形部分的第一外表面的切線。該方法可包括將第二部分設(shè)置在非圓柱形部分和參考點(diǎn)之間，該參考點(diǎn)通過將第一切線延伸到噴嘴本體的外表面來定位。


當(dāng)參閱附圖對于各種實(shí)施例的隨后詳細(xì)說明中會(huì)更完整地理解本實(shí)用新型的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)以及本實(shí)用新型本身。
圖1是已知的氣冷噴嘴的剖視圖。
圖2A-B是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化剖視圖。
圖3A-B是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化剖視圖。
圖3C-D是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化立體圖。
圖4A-B是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化剖視圖。
圖4C是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化立體圖。
圖4D-E是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化剖視圖。
圖5A-5I是噴嘴的簡化剖面的示例性實(shí)施例。
圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷焊槍尖端的剖視圖。
圖6A是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷焊槍尖端的立體圖。
圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷焊槍的剖視圖。[0050]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的簡化防護(hù)罩的剖視圖。
圖9A-B是延長根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的噴嘴壽命的方法的說明。
圖10示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的噴嘴的制造方法。
圖IlA-E是制造噴嘴的方法的各種實(shí)施例的說明。
具體實(shí)施方式
圖1示出已知的氣冷焊槍尖端50的簡化視圖。噴嘴100包括基本圓柱形本體105， 該圓柱形本體具有中空內(nèi)部110以容納電極115。渦流環(huán)120可設(shè)置在電極115和本體105 的內(nèi)緣107之間。噴嘴頭125整體連接于本體105。噴嘴頭125包括肩部140以及排出孔 130，該肩部和排出孔圍繞中心縱向軸線135設(shè)置。
防護(hù)罩170可與噴嘴100以一定空間關(guān)系設(shè)置。防護(hù)罩170限定通道173，該通道用于使防護(hù)氣體175流動(dòng)以冷卻噴嘴100并且使飛濺到噴嘴尖端180上的材料最少。
已發(fā)現(xiàn)的是，對于給定的焊槍工作電流，當(dāng)噴嘴頭125的直徑160減小時(shí)，則噴嘴 100的壽命減小。還發(fā)現(xiàn)的是，當(dāng)噴嘴頭125的長度163與直徑160的比值(即，尖度)增加時(shí)，則噴嘴100的壽命減小。由于噴嘴頭140的最小橫截面厚度165無法提供足夠的熱傳導(dǎo)通路，以耗散由靠近噴嘴頭125的尖端180的等離子弧所產(chǎn)生的熱量，因而噴嘴100的壽命的減小似乎由于熱磨損而產(chǎn)生。
圖2A是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴100的簡化剖視圖。在一些實(shí)施例中，肩部140包括非圓柱形部分145和第二部分150。第二部分150設(shè)置在非圓柱形部分 145和本體105之間。第二部分150增加肩部140的最小橫截面厚度165，因此增加熱傳導(dǎo)通路的最小橫截面積，從而增強(qiáng)散熱能力并延長噴嘴100的工作壽命。非圓柱形部分145 和第二部分150可以組合地限定外輪廓表面155。在一些實(shí)施例中，例如如下文所述，外表面巧5是非線性或不規(guī)則的。
非圓柱形部分145和第二部分150可鄰接。在一些實(shí)施例中，例如圖2A所示的實(shí)施例，非圓柱形部分145和第二部分150為錐形。圖2A示出非圓柱形部分145可設(shè)置成更靠近縱向軸線135，而不是本體105的內(nèi)直徑117。設(shè)置在外輪廓表面155上的輪廓線200 可標(biāo)示出最小橫截面厚度165的區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，輪廓線200設(shè)置在大體非圓柱形部件145和第二部分150之間。在一些實(shí)施例中，第二部分150設(shè)置在輪廓線200和本體 105上的第二區(qū)域230之間，第二區(qū)域230標(biāo)示出本體105和肩部140的相交部分。在一些實(shí)施例中，最小橫截面厚度165對應(yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，該熱傳導(dǎo)密度與每M平方毫米的噴嘴100橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、不超過約45安培的焊槍工作電流成比例，即熱傳導(dǎo)傳送率對應(yīng)于每平方毫米的在最小肩厚區(qū)域處的最小噴嘴熱傳導(dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流。仍然參照圖2A，基本所有的非圓柱形部分145可設(shè)置在噴嘴頭125的端面215 以及本體105的底部內(nèi)表面225之間。
在一些實(shí)施例中，基本所有的非圓柱形部分145設(shè)置在噴嘴頭125的端面215和噴嘴本體105上的點(diǎn)210之間，該點(diǎn)210對應(yīng)于當(dāng)電極115處于反吹位置時(shí)電極115的插入深度。美國專利號4791268和49(^871指出可通過接觸啟動(dòng)點(diǎn)燃等離子體，它們的全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。電極可在靠近噴嘴頭的第一位置啟動(dòng)等離子體，然后由于在噴嘴頭處產(chǎn)生的氣壓而向后滑回到反吹位置。[0060]圖2B示出已知實(shí)施例的示意圖，其中，第二部分150設(shè)置在噴嘴頭125的非圓柱形部分145和端面215之間。在這些實(shí)施例中，非圓柱形部分145設(shè)置在噴嘴頭125的端面215和第二部分150之間。本體具有內(nèi)表面205，該內(nèi)表面在一些實(shí)施例中可以是基本圓柱形，例如圖2A所示的實(shí)施例，或者可以是錐形，如圖2B所示的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，內(nèi)表面205可具有圓角和/或傾斜拐角。噴嘴頭125可構(gòu)造成具有非圓柱形部分145， 并且具有高的長度163和寬度160比(即，尖度)，從而為焊槍操作者(未示出)提供相對于工件(未示出)的較佳站點(diǎn)線。
圖3A是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的噴嘴100的簡化剖視圖。肩部140包括基本截頭錐形M5以及擴(kuò)開部分250。截頭錐形部分245設(shè)置在噴嘴頭125的端面215和擴(kuò)開部分250之間。擴(kuò)開部分250設(shè)置在噴嘴本體105和截頭錐形部分245之間。基本截頭錐形部分245和擴(kuò)開部分250限定外輪廓表面155。在一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)開部分250至少是
基本錐形。
在一些實(shí)施例中，設(shè)置在外輪廓表面155上的輪廓線200與最小橫截面厚度165 的區(qū)域相關(guān)聯(lián)并且對應(yīng)。在一實(shí)施例中，最小橫截面厚度165的區(qū)域?qū)?yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，該熱傳導(dǎo)密度與每M平方毫米的噴嘴100橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、約45安培的焊槍工作電流成比例，即熱傳導(dǎo)傳送率對應(yīng)于每平方毫米的在最小肩厚區(qū)域處的最小噴嘴熱傳導(dǎo)面積的、不超過2安培的焊槍工作電流。在一些實(shí)施例中，輪廓線200設(shè)置在截頭錐形部分 245和擴(kuò)開部分250的相交部分處。在一些實(shí)施例中，輪廓線200設(shè)置在噴嘴頭125的端面 215以及噴嘴本體105上的點(diǎn)210之間，該點(diǎn)210對應(yīng)于電極115在反吹位置的插入深度。 在一些實(shí)施例中，外輪廓表面155包括不規(guī)則的橫截面形狀或非線性橫截面形狀中的至少一種。
圖;3B示出一些實(shí)施例的簡化視圖，其中，擴(kuò)開部分250的外表面255形成外輪廓表面115的基本部分。擴(kuò)開部分250可以形成曲線。在一些實(shí)施例中，本體105的內(nèi)表面 205具有圓角。圖:3B示出一實(shí)施例，其中，輪廓線200與最小橫截面厚度165的區(qū)域相關(guān)聯(lián)，但不直接對應(yīng)。如圖所示，雖然輪廓線200與最小橫截面厚度的區(qū)域165相關(guān)聯(lián)，然而由于輪廓線200更靠近端面215而不是最小橫截面厚度的區(qū)域165，因而輪廓線不直接對應(yīng)于該區(qū)域。
圖3C是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化立體圖。圖3C示出輪廓線 200可設(shè)置在截頭錐形部分245和擴(kuò)開部分250的相交部分處。
圖3D是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴的簡化立體圖。圖3D示出輪廓線 200可設(shè)置在擴(kuò)開部分250 (即，曲面)上，而不是設(shè)置在截頭錐形部分245和擴(kuò)開部分250 的相交部分處。
圖4A是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷噴嘴100的簡化剖視圖。肩部140可包括第一部段345和第二部段350，這兩個(gè)部段設(shè)置在通過中心縱向軸線135的橫截面內(nèi)。 第一部段具有第一外輪廓355，第二部段350具有第二外輪廓360。在中心縱向軸線135和第一切線365之間測得的第一角φ 小于在中心縱向軸線135和第二切線370之間測得的第二角92，第一切線365是對于第一外輪廓355上的點(diǎn)375的切線，第二切線370是對于第二外輪廓360上的點(diǎn)380的切線。第一切線365可至少基本平行于第一外輪廓355。在一些實(shí)施例中，第二切線370至少基本平行于第二外輪廓360。第二切線370可在噴嘴頭125的離縱向軸線135最遠(yuǎn)的點(diǎn)435處通過第二部段350。
美國專利公開號2007/0007256指出第一角φ 可以在20_60度之間，較佳地可以在30-50度之間，該專利的全部內(nèi)容在此以參見的方式納入本文。在一些實(shí)施例中，第二角 Φ 2可以在44-90度之間。圖4B-C示出本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中，Φ 2大約為90度。
返回參照圖4Α，在一些實(shí)施例中，輪廓點(diǎn)385與最小橫截面肩厚的區(qū)域165相關(guān)聯(lián)。在一實(shí)施例中，在第一外輪廓355和第二外輪廓360之間的位置處標(biāo)示出輪廓點(diǎn)385。 在一些實(shí)施例中，輪廓點(diǎn)385設(shè)置在第一外輪廓355和本體105的第二區(qū)域390之間，第二區(qū)域390標(biāo)示出本體105和肩部140的相交部分。
在一些實(shí)施例中，肩部140的外輪廓表面155限定非線性或不規(guī)則的表面。在一些實(shí)施例中，第一部段345和第二部段350是錐形。在一些實(shí)施例中，第一部段345和第二部段350鄰接。
圖4D示出本實(shí)用新型的一實(shí)施例，其中，通過非圓柱形部分145和第二部分150 來限定肩部140。較佳的是，在縱向軸線135和第二切線370之間測得的第二角φ2大于在縱向軸線135和第一切線365之間測得的第一角φ ，第二切線370是對于第二部分150的第二外表面400的切線，第一切線365是對于非圓柱形部分145的第一外表面395的切線。 在一些實(shí)施例中，第二部分150設(shè)置在非圓柱形部分145和參考點(diǎn)425之間，該參考點(diǎn)425 通過將第一切線365延伸到本體105的外表面107而定位。在一個(gè)實(shí)施例中，第二切線370 在噴嘴頭125的離縱向軸線135最遠(yuǎn)的點(diǎn)435處通過第二部分150。如圖4D所示，第一切線365可基本平行于非圓柱形部分145的第一外表面395。此外，如圖4D所示，第二切線 370可基本平行于第二部分150的第二外表面400。
圖4Ε示出本實(shí)用新型的一實(shí)施例，其中，通過大體截頭錐形部分245和擴(kuò)開部分 250來限定肩部140。擴(kuò)開部分250可限定基本所有的外輪廓表面155。一些實(shí)施例中，在縱向軸線135和第二切線370之間測得的第二角φ2大于在縱向軸線135和第一切線365 之間測得的第一角φ ，第二切線370是對于噴嘴頭125的最外表面435的切線，第一切線 365是對于肩部140上的對應(yīng)于輪廓線200的點(diǎn)450的切線。參照圖4Ε，第一切線365可基本平行于大體截頭錐形部分Μ5的外表面255，而第二切線370可基本平行于擴(kuò)開部分 250的外表面260。
圖5Α-5Ι是噴嘴100的簡化剖面的示例性實(shí)施例。這些示例性實(shí)施例可以以很多組合組合起來，且不局限于在這些附圖中所示的示例。例如，圖5Α示出第一外輪廓355可以是線性35 或非線性35 ，且第二外輪廓360可以是線性360a或非線性360b。在一些實(shí)施例中，第一外輪廓355和第二外輪廓360可鄰接，例如，第一外輪廓35 和第二外輪廓 360b。此外，圖5A示出第一外輪廓355和第二外輪廓360可以是不對稱的。
圖5B示出第一外輪廓355和第二外輪廓360可一起限定曲線。參照圖5B，可以對于第一肩部部段345上的第一點(diǎn)375繪制第一切線365，從而第一切線365基本平行于第一肩部部段；345?？梢詫τ诘诙绮坎慷?50上的第二點(diǎn)380繪制第二切線370，從而第二切線370基本平行于第二肩部部段350。第一角φ 可以在第一切線365和中心縱向軸線 135之間測得，且第二角φ2可以在第二切線370和中心縱向軸線135之間測得。在一些實(shí)施例中，第一角φ 小于第二角φ2。
圖5Β示出第一外輪廓355和第二外輪廓360可以是具有規(guī)則圖案的非線性。參照圖5C，可以對于第一肩部部段345上的第一點(diǎn)375繪制第一切線365，從而第一切線365 基本平行于第一肩部部段345。可以對于第二肩部部段350上的第二點(diǎn)380繪制第二切線 370，從而第二切線370基本平行于第二肩部部段350。第一角φ 可以在第一切線365和中心縱向軸線135之間測得，且第二角φ2可以在第二切線370和中心縱向軸線135之間測得。在一些實(shí)施例中，第一角Φ 小于第二角φ2。
圖5D示出第一外輪廓355和第二外輪廓360可以是具有不規(guī)則圖案的非線性。參照圖5D，可以對于第一肩部部段345上的第一點(diǎn)375繪制第一切線365，從而第一切線365 基本平行于第一肩部部段345。可以對于第二肩部部段350上的第二點(diǎn)380繪制第二切線 370，從而第二切線370基本平行于第二肩部部段350。第一角φ 可以在第一切線365和中心縱向軸線135之間測得，且第二角可以在第二切線370和中心縱向軸線135之間測得。在一些實(shí)施例中，第一角φ 小于第二角φ2。
圖5Ε示出第一外輪廓355可以是線性的，而第二外輪廓360可以是不規(guī)則的。圖 5F示出一實(shí)施例，其中，第一外輪廓355可以是不規(guī)則的，而第二外輪廓360可以是線性的。 圖5G示出本體105可具有錐形部分106。圖5Η示出第一外輪廓355和第二外輪廓360可以包括多個(gè)角度。圖51示出標(biāo)示出最小橫截面厚度165的區(qū)域的輪廓線200可設(shè)置在擴(kuò)開部分250、第二部分150或第二肩部部段350內(nèi)，更靠近噴嘴本體105，而不是非圓柱形部分145、截頭錐形部分245或第一肩部部段345。
圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷焊槍尖端的剖視圖。焊槍尖端50包括噴嘴100和防護(hù)罩170。噴嘴100包括噴嘴本體105，該噴嘴本體包括中空內(nèi)部110。噴嘴本體105包括基本圓柱形部分113，該基本圓柱形部分限定中心縱向軸線135。噴嘴100 還包括噴嘴頭125，該噴嘴頭125限定噴嘴肩部140和排出孔130。噴嘴肩部140包括第一非圓柱形部分145和第二噴嘴部分150，第一非圓柱形部分145和第二噴嘴部分150組合地限定外輪廓表面155。第二噴嘴部分150設(shè)置在第一非圓柱形部分145和噴嘴本體105之間。
防護(hù)罩170包括防護(hù)罩本體605和防護(hù)罩頭部625。防護(hù)罩本體605包括緊固件 (未示出)，該緊固件用于將防護(hù)罩170以相對于噴嘴100隔開的關(guān)系固定于焊槍本體105， 從而為防護(hù)氣體通過防護(hù)罩本體605和噴嘴100之間的空間615規(guī)定線路。防護(hù)罩頭部 625限定防護(hù)罩排出孔630和防護(hù)罩肩部640。防護(hù)罩肩部包括第二非圓柱形部分645和第二防護(hù)罩部分650，第二非圓柱形部分645和第二防護(hù)罩部分650組合地限定內(nèi)輪廓表面 655。第二防護(hù)罩部分650可設(shè)置在第二大體圓柱形部分645和防護(hù)罩本體605之間，從而第二防護(hù)罩部分650以及第二大體圓柱形部分645分別對應(yīng)于第一防護(hù)罩部分150和第一非圓柱形部分145。
圖6Α是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷焊槍尖端的立體圖。焊槍尖端50包括噴嘴100和防護(hù)罩170。為了清楚起見，圖6Α還示出電極115。噴嘴100包括第一非圓柱形部分145和第二噴嘴部分150，第一非圓柱形部分145和第二噴嘴部分150限定外輪廓表面155。外輪廓表面155可限定輪廓線200。
仍參照圖6Α，防護(hù)罩170可包括第二非圓柱形部分645和第二防護(hù)罩部分650。第二防護(hù)罩部分650以及第二大體圓柱形部分645可分別對應(yīng)于第一防護(hù)罩部分150和第一非圓柱形部分145。
圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的氣冷焊槍的剖視圖。焊槍700可包括電極 115、渦流環(huán)120以及焊槍尖端50，電極115和渦流環(huán)120設(shè)置在焊槍本體705內(nèi)。在一較佳實(shí)施例中，噴嘴100包括肩部140，該肩部具有非圓柱形部分145和第二部分150。非圓柱形部分145和第二部分150可以組合地限定外輪廓表面155。在中心縱向軸線135和第一切線365之間測得的第一角Φ 小于在中心縱向軸線135和第二切線370之間測得的第二角φ2,第一切線365是對于非圓柱形部分145的外輪廓表面155上的點(diǎn)375的切線，第二切線370是對于第二部分150的外輪廓表面155上的點(diǎn)380的切線。第一切線365可至少基本平行于第一外輪廓355。在一些實(shí)施例中，第二切線370至少基本平行于第二外輪廓360。第二切線370可以在噴嘴頭125的離縱向軸線135最遠(yuǎn)的點(diǎn)435處通過第二部分 150。在一些實(shí)施例中，第一角φ 可以在30-50度之間，而第二角φ2可以是大約90度。非圓柱形部分145和第二部分150可以是錐形。在一些實(shí)施例中，非圓柱形部分145和第二部分150鄰接。
圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面的簡化防護(hù)罩的剖視圖。防護(hù)罩170包括防護(hù)罩本體605和防護(hù)罩頭部625。防護(hù)罩本體605包括緊固件(未示出)，該緊固件用于將防護(hù)罩170以相對于噴嘴(即，圖3Α中的噴嘴100)隔開的關(guān)系固定于焊槍本體(即，圖3Α 中的焊槍本體105)，從而為防護(hù)氣體通過防護(hù)罩本體605和噴嘴之間的空間615規(guī)定線路。 防護(hù)罩頭部625限定排出孔630以及肩部640，排出孔630圍繞中心縱向軸線135設(shè)置，肩部640限定內(nèi)輪廓表面655。肩部640具有第一部段647和第二部段653，第一部段647和第二部段653設(shè)置在肩部640的通過中心縱向軸線135的橫截面內(nèi)。第一部段647具有第一內(nèi)輪廓695，該第一內(nèi)輪廓設(shè)置在防護(hù)罩頭部625的端面715和防護(hù)罩本體605的內(nèi)表面 607之間。第二部段653具有第二內(nèi)輪廓697，該第二內(nèi)輪廓設(shè)置在內(nèi)表面607和第一內(nèi)輪廓695之間。
第一部段647和第二部段653構(gòu)造成在中心縱向軸線135和第一切線665之間測得的第一角α 小于在中心縱向軸線135和第二切線670之間測得的第二角α2，第一切線665是對于第一內(nèi)輪廓695上的第一點(diǎn)675的切線，第二切線670是對于第二內(nèi)輪廓 697上的第二點(diǎn)680的切線。在一些實(shí)施例中，α 2大約等于90度。在一些實(shí)施例中，第一部段647和第二部段653是錐形。
圖9Α-Β是延長噴嘴壽命的方法的說明。在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，如圖9Α所示， 該方法包括提供噴嘴100，該噴嘴100具有本體105和噴嘴頭部125。噴嘴頭125限定肩部 140，該肩部具有至少基本截頭錐形肩部部分Μ5，從而產(chǎn)生第一磨損率。如圖9Β所示，該方法還包括限定擴(kuò)開部分250，該擴(kuò)開部分與至少基本截頭錐形部分245組合地限定具有外輪廓表面155的肩部140。截頭錐形部分Μ5的至少一部分設(shè)置在噴嘴頭125的端面215 和擴(kuò)開部分250之間，且擴(kuò)開部分250設(shè)置在截頭錐形部分245和本體105之間，從而產(chǎn)生第二噴嘴磨損率，第一噴嘴磨損率小于第二噴嘴磨損率。
該方法包括以下步驟提供噴嘴(例如100)，該噴嘴具有本體(例如105)和噴嘴頭部(例如125)，該噴嘴頭部限定至少基本截頭錐形肩部部分(例如Μ5)，從而產(chǎn)生第一磨損率。該方法還包括以下步驟限定擴(kuò)開肩部部分(例如250)，該肩部部分與至少基本截頭錐形肩部部分組合地限定具有外輪廓表面(例如15 的噴嘴肩部(例如140)，截頭錐形表面的至少一部分設(shè)置在噴嘴頭(例如125)的端面(例如215)和擴(kuò)開部分之間，且擴(kuò)開部分設(shè)置在本體和截頭錐形部分之間，從而產(chǎn)生第二噴嘴磨損率，第二噴嘴磨損率小于第一噴嘴磨損率。
該方法可包括至少一些可選步驟。在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟形成擴(kuò)開肩部部分，從而在中心縱向軸線(例如135)和第二切線(例如370)之間測得的第二角 (例如φ2)大于在中心縱向軸線和第一切線(例如365)之間測得的第一角(例如φ )， 第二切線是對于噴嘴頭的最外表面(例如445)的切線，第一切線是對于肩部上對應(yīng)于輪廓線(例如200)的點(diǎn)的切線。此外，該方法還包括以下步驟將第二角限定為約90度。
在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟在外輪廓表面上確定輪廓線，該輪廓線標(biāo)示出在非圓柱形部分和第二部分之間的最小肩厚區(qū)域(例如16幻。該方法可包括以下步驟將輪廓線定位成在截頭錐形部分和擴(kuò)開部分的相交部分處。在一些實(shí)施例中，該方法還可包括以下步驟將輪廓線設(shè)置成更靠近縱向軸線，而不是本體的內(nèi)直徑(例如117)。
該方法可包括以下步驟將外輪廓表面限定成具有不規(guī)則或非線性橫截面形狀。 在一些實(shí)施例中，該方法可包括以下步驟將擴(kuò)開部分限定成基本錐形。該方法可包括以下步驟確定具有至少最小厚度的最小肩厚區(qū)域，從而與一定熱傳導(dǎo)密度對應(yīng)，該熱傳導(dǎo)密度與每M平方毫米的噴嘴橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、約45安培的焊槍工作電流成比例，即，熱傳導(dǎo)傳送率對應(yīng)于每平方毫米的在最小肩厚區(qū)域處的最小噴嘴熱傳導(dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流。
圖10示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的噴嘴的制造方法。在第一實(shí)施例中，如圖 IOA所示，該方法包括提供至少基本圓柱形噴嘴100，該噴嘴具有繞中心縱向軸線135設(shè)置的至少基本圓柱形噴嘴頭1025。該方法還包括去除噴嘴頭1025的部段1050，以在噴嘴頭 1025的端面215和本體105之間限定肩部140，藉此產(chǎn)生的肩部140包括非圓柱形部分 145和第二部分150，非圓柱形部分145和第二部分150組合地限定在非圓柱形部分145和本體105之間的外輪廓表面155。
圖IlA-D是部段1050的各種示例性實(shí)施例的說明。如圖IlA所示，對應(yīng)于圖10的部段1150的部段1050a可包括基本線性的第一側(cè)壁114 和基本線性的第二側(cè)壁1045b。 如圖IlB所示，部段1050b可包括基本線性的第一側(cè)壁114 和基本非線性的第二側(cè)壁 1045b。參照圖11C，部段1050C可具有大于1050A的橫截面面積，并且可具有基本非線性的第一側(cè)壁104 和第二側(cè)壁1050b。如圖IlD所示，部段1050d可包括不規(guī)則的第一側(cè)壁104 和線性的第二側(cè)壁1045b。參照圖11E，部段1050e可包括線性的第一側(cè)壁104 和不規(guī)則的第二側(cè)壁1045b。一些實(shí)施例包括線性的、規(guī)則的、和/或不規(guī)則的側(cè)壁(例如 1045a和1050b)的各種組合。
參照圖10，該方法包括以下步驟提供噴嘴(例如100)，該噴嘴具有繞中心縱向軸線(例如135)設(shè)置的至少基本圓形本體(例如105)以及至少基本圓柱形噴嘴頭(例如 1025)。該方法還包括以下步驟1320 去除噴嘴頭的部段(例如1050)，以在噴嘴頭的端面 (例如，215)和本體之間限定肩部(例如140)，藉此產(chǎn)生的肩部包括非圓柱形部分(例如 145)和第二部分(例如150)，非圓柱形部分和第二部分組合地限定在非圓柱形部分和本體之間的外輪廓表面(例如155)。
仍參照圖10，該方法可包括至少一些可選步驟。在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟在非圓柱形部分和第二部分之間確定最小厚度區(qū)域(例如165)，從而該肩部區(qū)域具有標(biāo)示出最小肩厚區(qū)域的輪廓線(例如200)。該方法還可包括以下步驟將輪廓線確定為更靠近縱向軸線，而不是本體的內(nèi)直徑(例如117)。
仍參照圖10，該方法可包括以下步驟在去除步驟中，限定非圓柱形部分以及第二部分，從而在縱向軸線和第二切線(例如370)之間測得的第二角(例如φ2)大于在縱向軸線和第一切線(例如365)之間測得的第一角(例如φ )，第二切線是對于第二部分的第二外表面(例如400)的切線，第一切線是對于非圓柱形部分的第一外表面(例如395) 的切線。在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟將第二部分設(shè)置成在非圓柱形部分和參考點(diǎn)(例如425)之間，該參考點(diǎn)通過將第一切線延伸到噴嘴本體的外表面(例如107)來定位。此外，該方法還包括以下步驟將第二角限定為約90度。在一些實(shí)施例中，該方法包括以下步驟大體非圓柱部分和第二部分是基本錐形。
盡管本實(shí)用新型具體示出和描述了特定的較佳實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變而不背離所附權(quán)利要求
書限定的本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的噴嘴，所述噴嘴包括本體，所述本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，所述圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑；以及噴嘴頭，所述噴嘴頭限定等離子排出孔，所述排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置；其特征在于，所述噴嘴頭還限定肩部，所述肩部包括非圓柱形部分和第二部分，所述非圓柱形部分和所述第二部分組合地限定外輪廓表面，所述第二部分設(shè)置在所述非圓柱形部分和所述本體之間；以及最小橫截面厚度的區(qū)域，所述最小橫截面厚度的區(qū)域在所述非圓柱形部分和所述第二部分之間。
2.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，由所述外輪廓表面限定的輪廓線與最小橫截面厚度的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求
2所述的噴嘴，其特征在于，所述第二部分設(shè)置在所述輪廓線和所述本體上的第二區(qū)域之間，所述第二區(qū)域與所述本體和所述肩部的相交部分相關(guān)聯(lián)。
4.如權(quán)利要求
2所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓線設(shè)置在所述非圓柱形部分和所述第二部分之間。
5.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所述非圓柱形部分設(shè)置成更靠近所述縱向軸線，而不是所述本體的所述內(nèi)直徑。
6.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所有的所述非圓柱形部分位于所述噴嘴頭的端面和所述噴嘴本體上的一點(diǎn)之間，所述點(diǎn)對應(yīng)于所述電極的插入深度。
7.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所有的所述非圓柱形部分位于所述噴嘴頭的端面和所述噴嘴頭的底部內(nèi)表面之間。
8.如權(quán)利要求
2所述的噴嘴，其特征在于，在所述縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在所述縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，所述第二切線是對于所述第二部分的第二外表面的切線，第一切線是對于所述非圓柱形部分的第一外表面的切線。
9.如權(quán)利要求
8所述的噴嘴，其特征在于，所述第二部分設(shè)置在所述非圓柱形部分和參考點(diǎn)之間，所述參考點(diǎn)通過將所述第一切線延伸到所述噴嘴本體的外表面來定位。
10.如權(quán)利要求
8所述的噴嘴，其特征在于，所述第二切線在所述噴嘴頭的離所述縱向軸線最遠(yuǎn)的點(diǎn)處通過所述第二部分。
11.如權(quán)利要求
8所述的噴嘴，其特征在于，所述第二角是大約90度。
12.如權(quán)利要求
2所述的噴嘴，其特征在于，所述最小橫截面厚度的區(qū)域?qū)?yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，所述熱傳導(dǎo)密度與每平方毫米的所述最小橫截面厚度的區(qū)域處的噴嘴橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流成比例。
13.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所述非圓柱形部分是錐形。
14.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所述第二部分是錐形。
15.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所述肩部的所述外輪廓表面限定非線性或不規(guī)則表面中的至少一種表面。
16.如權(quán)利要求
2所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓線設(shè)置在所述非圓柱形部分和所述噴嘴本體上的一點(diǎn)之間，所述點(diǎn)對應(yīng)于所述電極的插入深度。
17.如權(quán)利要求
2所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓線設(shè)置在所述非圓柱形部分和所述噴嘴頭的底部內(nèi)表面之間。
18.如權(quán)利要求
1所述的噴嘴，其特征在于，所述非圓柱形部分和所述第二部分鄰接。
19.如權(quán)利要求
8所述的噴嘴，其特征在于，所述第二切線平行于所述第二外表面。
20.如權(quán)利要求
8所述的噴嘴，其特征在于，所述第一切線平行于所述第一外表面。
21.一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的噴嘴，所述噴嘴包括本體，所述本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，所述圓柱形部分限定中心縱向軸線、 內(nèi)直徑，所述本體還包括外部本體表面；以及噴嘴頭，所述噴嘴頭限定等離子排出孔，所述排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置；其特征在于，所述噴嘴頭還限定肩部，所述肩部限定外輪廓表面，其中，所述肩部具有第一部段和第二部段，所述第一部段和所述第二部段設(shè)置在所述肩部的通過所述中心縱向軸線的橫截面內(nèi)，所述第一部段具有第一外輪廓，所述第一外輪廓設(shè)置在所述噴嘴頭的端面和所述噴嘴本體的外表面之間，所述第二部段具有第二外肩部輪廓，所述第二外肩部輪廓設(shè)置在所述噴嘴本體的所述外表面和所述第一外輪廓之間，從而在所述中心縱向軸線和第一切線之間測得的第一角φ 小于在所述中心縱向軸線和第二切線之間測得的第二角Φ2，所述第一切線是所述第一外輪廓上的第一點(diǎn)的切線，所述第二切線是所述第二肩部輪廓上的第二點(diǎn)的切線；以及最小橫截面肩厚的區(qū)域，所述最小橫截面肩厚的區(qū)域在所述第一外輪廓和所述第二外輪廓之間。
22.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，輪廓點(diǎn)與所述最小橫截面肩厚的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
23.如權(quán)利要求
22所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓點(diǎn)設(shè)置在所述第一外輪廓和所述本體上的第二區(qū)域之間，所述第二區(qū)域與所述本體和所述肩部的相交部分相關(guān)聯(lián)。
24.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述肩部的所述外輪廓表面限定非線性或不規(guī)則表面。
25.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述第二切線在所述噴嘴頭的離所述縱向軸線最遠(yuǎn)的點(diǎn)處通過所述第二部段。
26.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述第二角φ2是大約90度。
27.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述肩部的所述第一部段和所述第二部段是錐形。
28.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述肩部的所述第一部段和所述第二部段至鄰接。
29.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述第一切線平行于所述第一外輪廓。
30.如權(quán)利要求
21所述的噴嘴，其特征在于，所述第二切線平行于所述第二外輪廓。
31.一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的噴嘴，所述噴嘴包括本體，所述本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，所述圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑；以及噴嘴頭，所述噴嘴頭限定等離子排出孔，所述排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置；其特征在于，所述噴嘴頭還限定肩部，所述肩部在所述噴嘴頭的端面和所述本體之間，所述肩部包括截頭錐形部分和擴(kuò)開部分，所述截頭錐形部分和所述擴(kuò)開部分組合地限定所述肩部的外輪廓表面，所述截頭錐形部分中的至少一部分設(shè)置在所述噴嘴頭的端面和所述擴(kuò)開部分之間，所述擴(kuò)開部分設(shè)置在所述噴嘴本體和所述截頭錐形部分之間；以及最小橫截面厚度的區(qū)域，所述最小橫截面厚度的區(qū)域設(shè)置在所述擴(kuò)開部分內(nèi)。
32.如權(quán)利要求
31所述的噴嘴，其特征在于，所述噴嘴還包括輪廓線，所述輪廓線由所述外輪廓表面限定，所述輪廓線與所述最小橫截面厚度的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
33.如權(quán)利要求
32所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓線設(shè)置在所述截頭錐形部分和所述擴(kuò)開部分的相交部分處。
34.如權(quán)利要求
32所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓線設(shè)置在所述噴嘴頭的端面和所述噴嘴本體上的一點(diǎn)之間，所述點(diǎn)對應(yīng)于所述電極的插入深度。
35.如權(quán)利要求
31所述的噴嘴，其特征在于，所述擴(kuò)開部分的外表面形成所述外輪廓表面的基本部分。
36.如權(quán)利要求
31所述的噴嘴，其特征在于，所述肩部的所述外輪廓表面包括不規(guī)則或非線性橫截面形狀中的至少一種。
37.如權(quán)利要求
32所述的噴嘴，其特征在于，在所述縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在所述縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，所述第二切線是所述噴嘴頭的最外表面的切線，所述第一切線是所述肩部上對應(yīng)于所述輪廓線的點(diǎn)的切線。
38.如權(quán)利要求
32所述的噴嘴，其特征在于，所述最小橫截面厚度的區(qū)域?qū)?yīng)于一定的熱傳導(dǎo)密度，所述熱傳導(dǎo)密度與每平方毫米的在所述最小橫截面厚度的區(qū)域處的噴嘴橫截面?zhèn)鲗?dǎo)面積的、不超過約2安培的焊槍工作電流成比例。
39.如權(quán)利要求
37所述的噴嘴，其特征在于，所述輪廓線設(shè)置成更靠近所述縱向軸線， 而不是所述本體的所述內(nèi)直徑。
40.如權(quán)利要求
37所述的噴嘴，其特征在于，所述第二角是大約90度。
41.如權(quán)利要求
31所述的噴嘴，其特征在于，所述擴(kuò)開部分是錐形。
42.如權(quán)利要求
37所述的噴嘴，其特征在于，所述第二切線平行于所述噴嘴頭的所述最外表面。
43.如權(quán)利要求
37所述的噴嘴，其特征在于，所述第一切線平行于所述肩部的第一外表面。
44.一種焊槍尖端，所述焊槍尖端包括噴嘴，所述噴嘴包括噴嘴本體，所述噴嘴本體包括具有圓柱形部分的中空內(nèi)部，所述圓柱形部分限定中心縱向軸線以及內(nèi)直徑；以及噴嘴頭，所述噴嘴頭限定等離子排出孔，所述排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置；其特征在于，所述噴嘴頭還限定噴嘴肩部，所述噴嘴肩部包括第一非圓柱形部分和第二噴嘴部分， 所述第一非圓柱形部分和所述第二噴嘴部分組合地限定外輪廓表面，所述第二噴嘴部分設(shè)置在所述第一非圓柱形部分和所述噴嘴本體之間；最小橫截面厚度的區(qū)域，所述最小橫截面厚度的區(qū)域在所述第一非圓柱形部分和所述第二噴嘴部分之間；以及防護(hù)罩，所述防護(hù)罩包括防護(hù)罩本體，所述防護(hù)罩本體包括緊固件，所述緊固件用于將所述防護(hù)罩以相對于所述噴嘴隔開的關(guān)系固定于所述焊槍本體，從而為防護(hù)氣體通過所述防護(hù)罩本體和所述噴嘴之間的空間規(guī)定線路；以及防護(hù)罩頭部，所述防護(hù)罩頭部限定防護(hù)罩排出孔，所述防護(hù)罩圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置；以及防護(hù)罩肩部，所述防護(hù)罩肩部包括第二非圓柱形部分和第二防護(hù)罩部分，所述第二非圓柱形部分和所述第二防護(hù)罩部分組合地限定內(nèi)輪廓表面，所述第二防護(hù)罩部分設(shè)置在所述第二非圓柱形部分和所述本體之間，所述第二非圓柱形部分以及所述第二防護(hù)罩部分對應(yīng)于所述第一非圓柱形部分和所述第二噴嘴部分。
45.如權(quán)利要求
44所述的焊槍尖端，其特征在于，在所述縱向軸線和第二切線之間測得的第二角大于在所述縱向軸線和第一切線之間測得的第一角，所述第二切線是所述第二噴嘴部分的第二外表面的切線，第一切線是所述第一非圓柱形部分的第一外表面的切線。
46.如權(quán)利要求
44所述的焊槍尖端，其特征在于，所述第二角是大約90度。
47.如權(quán)利要求
45所述的焊槍尖端，其特征在于，所述第一非圓柱形部分和所述第二噴嘴部分是錐形。
48.如權(quán)利要求
44所述的焊槍尖端，其特征在于，所述非圓柱形部分和所述第二部分鄰接。
49.如權(quán)利要求
45所述的焊槍尖端，其特征在于，所述第二切線平行于所述第二外表
50.如權(quán)利要求
45所述的焊槍尖端，其特征在于，所述第一切線平行于所述第一外表
51.一種氣冷等離子弧焊槍，包括如權(quán)利要求
44所述的焊槍尖端。
52.一種用于氣冷等離子弧切割焊槍的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩包括防護(hù)罩本體，所述防護(hù)罩本體包括緊固件，所述緊固件用于將所述防護(hù)罩以相對于噴嘴隔開的關(guān)系固定于所述焊槍的本體，所述防護(hù)罩本體具有限定中心縱向軸線的圓柱形部分；防護(hù)罩頭部，所述防護(hù)罩頭部限定排出孔，所述排出孔圍繞所述中心縱向軸線設(shè)置；以及肩部，所述肩部限定內(nèi)輪廓表面，其特征在于，所述防護(hù)罩頭部限定的所述肩部具有第一部段和第二部段，所述第一部段和所述第二部段位于所述肩部的通過所述中心縱向軸線的橫截面內(nèi)，所述第一部段具有第一內(nèi)輪廓，所述第一內(nèi)輪廓設(shè)置在所述頭部的端面和所述防護(hù)罩本體的內(nèi)表面之間，所述第二部段具有第二內(nèi)輪廓，所述第二內(nèi)輪廓設(shè)置在所述防護(hù)罩本體的所述內(nèi)表面和所述第一內(nèi)輪廓之間，從而在所述中心縱向軸線和第一切線之間測得的第一角α 1小于在所述中心縱向軸線和第二切線之間測得的第二角α 2，所述第一切線是所述第一內(nèi)輪廓上的第一點(diǎn)的切線，所述第二切線是所述第二內(nèi)輪廓上的第二點(diǎn)的切線。
53.如權(quán)利要求
52所述的防護(hù)罩，其特征在于，所述第二角α2大約等于90度。
54.如權(quán)利要求
52所述的防護(hù)罩，其特征在于，所述第一部段和所述第二部段是錐形。
專利摘要
本專利申請為用于焊槍的噴嘴、焊槍尖端、氣冷等離子弧焊槍及防護(hù)罩，等離子弧焊槍的諸如噴嘴的可消耗組件具有本體和頭部，該頭部限定具有截頭錐形部分和擴(kuò)開部分的肩部。擴(kuò)開部分增加橫截面厚度，以提供更大的熱傳導(dǎo)通路，該熱傳導(dǎo)通路用于耗散由等離子弧產(chǎn)生的熱量，因此延長可消耗組件的壽命。截頭錐形部分提供更銳、更尖的噴嘴頭，以同時(shí)改善操作者對于工件的可視性。還包括制造以及使用可消耗組件的方法。
文檔編號H05H1/34GKCN202068657 U發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200990100186
公開日2011年12月7日 申請日期2009年1月15日
發(fā)明者端正 申請人:海別得公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan