1.本发明属于冷却装置技术领域，具体涉及一种焊接电极的快速冷却装置及冷却方法。
背景技术：
2.真空自耗电弧熔炼是国内外钛合金熔炼的最主要生产方式，由于高温条件下钛与空气中的o、n发生反应，因此钛及钛合金熔炼、冷却过程必须隔绝空气。目前，高端钛及钛合金电极多采用真空焊接，焊接结束后采用真空与冲氩冷却，待电极温度小于300℃后，开炉检查清理焊接留疤。通常真空冷却时间大于2h，冲氩冷却时间大于1h，才能保证开炉后电极不与空气反应变色，该冷却过程延长了生产周期，降低了钛及钛合金铸锭的生产效率。个别厂家为提高生产效率，缩短冲氩冷却时间至5-10min，该方式会造成电极局部氧化变色，使铸锭产品中局部氧含量增加，影响钛及钛合金铸锭质量控制。
技术实现要素：
3.针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种焊接电极的快速冷却装置及其使用方法，该装置可有效解决现有的冷却装置存在的冷却时间长的问题。
4.为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种焊接电极的快速冷却装置，包括引流管、进气管路和排气管路，进气管路的两端分别与引流管和炉体连通，排气管路的两端分别与炉体和引流管的末端连通，引流管包括收缩段和扩张段，扩张段上设置有换热器，引流管前端设置有锥形喷嘴。
6.优化地，锥形喷嘴的直径为0.5-2mm，长径比小于2-3:1。
7.优化地，锥形喷嘴与氩气气源连接，氩气气源的进气压力≥0.2mpa。
8.优化地，进气管路直径≥15mm，排气管路直径为进气管路直径的1.5-2倍。
9.优化地，进气管路上设置有进气阀，排气管路上设置有排气阀。
10.优化地，进气管路与炉体的上部连接，排气管路与炉体的下部连接。
11.优化地，收缩段的长径比小于2-3.5:1，扩张段长径比小于30:1。
12.优化地，换热器末端连接有散热风扇。
13.上述方案中，换热器为翅片换热器，该引流管主要是利用文丘里原理，受热的氩气经扩张段和换热器进行降温后，气体形成温度差，促进气体持续循环，循环过程中持续进行热量交换，实现对电极进行降温的目的。
14.上述焊接电极的快速冷却装置的使用方法，包括以下步骤：
15.(1)焊接完成后，关闭炉体上其他阀门，然后，打开进气阀门和排气阀门；
16.(2)通过锥形喷嘴向引流管内充氩，氩气在引流管、排气管路、炉体、进气管路之间形成循环，循环过程中通过换热器将热量散发。
17.本发明所产生的有益效果为：
18.1、本发明的装置置于氩气气源进行连接，氩气实现全密闭式循环，避免其它机械
引流方式带入污染物影响钛产品质量。
19.2、该装置内各部位的尺寸设计合理，利用气体流动及气体降温体积减小形成压差方式，确保充氩停止后，系统仍能循环流动2-5min，系统可有效强化电极传热，冷却时间由1-2h，降低至5-10min。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.附图标记：1、引流管；2、进气管路；3、排气管路；4、收缩段；5、扩张段；6、换热器；7、锥形喷嘴；8、散热风扇。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
23.本发明的一个实施例中，如图1所示，提供了一种焊接电极的快速冷却装置，包括引流管1、进气管路2和排气管路3，优化地，进气管路2直径20mm，排气管路3直径为进气管路2直径的2倍。
24.进气管路2的两端分别与引流管1和炉体连通，排气管路3的两端分别与炉体和引流管2的末端连通，引流管1包括收缩段4和扩张段5，优化地，收缩段4的长径比2:1，扩张段5长径比小于30:1；扩张段5上设置有换热器6，优化地，换热器6末端连接有散热风扇8。引流管1前端设置有锥形喷嘴7。优化地，锥形喷嘴7的直径为1mm，长径比小于3:1。优化地，锥形喷嘴7与氩气气源连接，氩气气源的进气压力0.3mpa。优化地，进气管路2上设置有进气阀，排气管路上设置有排气阀。优化地，进气管路2与炉体的上部连接，排气管路3与炉体的下部连接。
25.上述的焊接电极的快速冷却装置的使用方法，包括以下步骤：
26.(1)电极杆装辅助电极，吊装自耗电极入，并卡具中心定位固定自耗电极，清理坩埚与上炉室密封，上炉室下降密封，启动真空，打开真空泵阀、排气阀和进气阀，对系统进行抽空，达到钛及钛合金电极真空焊接压力要求(小于5pa)，然后关闭排气阀和进气阀；
27.(2)下降电极杆，启动电源，起弧熔炼形成少量熔池后，停止电源、下降电极杆，使辅助电极与自耗电极焊接，关闭真空泵阀，依次打开进气阀和排气阀，启动换热器风机；
28.(3)确认氩气总管压力＞0.3mpa，打开氩气进气阀，氩气经喷嘴喷射、喉管、扩大段、换热器与出气管进入炉内电极下侧，气体经过焊接受热部位，经进气管道，在文丘里装置引流作用下，形成氩气密闭循环；受热氩气经扩大段、换热器降温后持续循环2-5min；冷却过程炉内真空由0.3-5pa，充氩至10000-50000pa，充氩时间持续3-5min；系统实现密闭式自循环冷却，冷却时间由1-2h，降低至5-10min。
29.(4)停止充氩以后，关闭氩气进气阀，保持进气阀和排气阀打开，系统持续冷却5-10min后，完成电极冷却，电极温度＜300℃；关闭进气阀和排气阀，打开真空阀发空，提升上炉室，清除电极留疤、取出固定夹具，具备封炉熔炼条件。
技术特征：
1.一种焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，包括引流管(1)、进气管路(2)和排气管路(3)，所述进气管路(2)的两端分别与引流管(1)和炉体连通，所述排气管路(3)的两端分别与炉体和引流管(2)的末端连通，所述引流管(1)包括收缩段(4)和扩张段(5)，所述扩张段(5)上设置有换热器(6)，所述引流管(1)前端设置有锥形喷嘴(7)。2.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述锥形喷嘴(7)的直径为0.5-2mm，长径比小于2-3:1。3.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述锥形喷嘴(7)与氩气气源连接，氩气气源的进气压力≥0.2mpa。4.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述进气管路(2)直径≥15mm，所述排气管路(3)直径为进气管路(2)直径的1.5-2倍。5.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述进气管路(2)上设置有进气阀，所述排气管路上设置有排气阀。6.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述进气管路(2)与炉体的上部连接，所述排气管路(3)与炉体的下部连接。7.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述收缩段(4)的长径比小于2-3.5:1，所述扩张段(5)长径比小于30:1。8.根据权利要求1所述的焊接电极的快速冷却装置，其特征在于，所述换热器(6)末端连接有散热风扇(8)。9.权利要求1-8中任一项所述的焊接电极的快速冷却装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)焊接完成后，关闭炉体上其他阀门，然后，打开进气阀和排气阀；(2)通过锥形喷嘴(7)向引流管(1)内充氩，氩气在引流管(1)、排气管路(3)、炉体、进气管路(2)之间形成循环，循环过程中通过换热器(6)将热量散发。
技术总结
本发明公开了一种焊接电极的快速冷却装置及其使用方法，该装置包括引流管、进气管路和排气管路，进气管路的两端分别与引流管和炉体连通，排气管路的两端分别与炉体和引流管的末端连通，引流管包括收缩段和扩张段，扩张段上设置有换热器，引流管前端设置有锥形喷嘴。该装置可有效解决现有的冷却装置存在的冷却时间长的问题。时间长的问题。时间长的问题。
技术研发人员：陈映志 周登科 谭聪 张静 董英杰 段志宏 李国军 梁霜寒
受保护的技术使用者：攀枝花航友新材料科技有限公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/1/28