Электрод для контактной точечной сварки

 

Использование: для контактной точечной сварки металлов и сплавов. Электрод содержит токопроводящий стержень с ра- -бочей частью и каналом для подачи охлаждающей жидкости и установленную обжимную фигурную втулку, образующую с наружной поверхностью токопроводящего стержня кольцевую замкнутую полость. Полость соединена с каналом токопроводящего стержня через перепускные окна, смещенные относительно друг друга вдоль оси канала. Токопроводящий стержень оснащен кольцевым кожухом, размещенным в кольцевой полости с зазором между поверхностями токопроводящего стержня и обжимной втулки. 1 ил., 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 23 К 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4741983/08 (22) 13,07.89 (46) 07.05,92. 6юл, ¹ 17 (71) Красноярский институт космической техники — Завод — втуз (72) С.Н,Козловский (53) 621.791,763.1.037(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 829370,,кл. В 23 К 11/30, 1981. (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ (57) Использование: для контактной точечной сварки металлов и сплавов. Электрод

Изобретение относится к машиностроению и может быть испол ьзовано и ри контактной точечной сварке металлов и сплавов.

Известны электроды для контактной точечной сварки, в которых с целью увеличения проплавления деталей уменьшают площади рабочих поверхностей токопроводящего стержня или его сечение в приконтактной области.

Однако данные электроды имеют относительно малый срок службы вследствие ограниченной длины рабочей части .токопроводящего стержня.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является электрод для контактной точечной сварки, который содержит токопроводящий стержень с охлаждающим каналом и обжимную втулку, выполненную из металла с высокой износостойкостью. закрепленную на токопроводящем стержне с возможностью перемещения вдоль него, причем выполнена она

„., Я3„„1731531 А1 содержит токопроводящий стержень с ра.бочей частью и каналом для подачи охлаждающей жидкости и установленную обжимную фигурную втулку, образующую с наружной поверхностью токопроводящего стержня кольцевую замкнутую полость. Полость соединена с каналом токопроводящего стержня через перепускные окна, смещенные относительно друг друга вдоль оси канала, Токопроводящий стержень оснащен кольцевым кожухом, размещенным в кольцевой полости с зазором между поверхностями токопроводящего стержня и обжимной втулки. 1 ил„1 табл. фигурной с ооразованием замкнутой кольцевой полости вокруг боковой поверхности токопроводящего стержня, соединенной с охлаждающим каналом посредством перепускных окон в стенке токопроводящего стержня.

B этом электроде циркуляция охлаждающей жидкости в кольцевой полости осуществляется за счет тепловой конвекции. При использовании электрода в качестве верхнего, т.е, рабочей поверхностью вниз, охлаждение рабочей части токопроводящего стержня удовлетворительное. Однако вследствие конструктивных особенностей изделий в ряде случаев этот электрод необходимо использовать в качестве нижнего. т.е. рабочей поверхностью вверх. В таком положении электрода циркуляция жидкости только за счет тепловой конвекции недостаточна для нормального охлаждения рабочей части, Возможно образование паровой пробки, которая располагается в верхней, 1731531

20

30

40

50

55 т.е. рабочей. части электрода. При такой системе охлаждения средняя температура рабочей части относительно велика и достигает 300 — 450 С, причем температура нижнего электрода может быть больше sepхнего íà 10-20";ь. Следствием этого является увеличение скорости загрязнения и износа рабочей поверхности электрода, смещение ядра в нижнюю деталь, а также уменьшение стабильности размеров получаемых соединений.

Целью изобретения является повышение долговечности электрода за счет интенсификации его охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в электроде для контактной точечной сварки, содержащем токопроводящий стержень с рабочей частью и каналом для подачи охлаждающей жидкости и установленную на нем с воэможностью продольного перемещения обжимную фигурную втулку, образующую с наружной поверхностью токопро-. водящего стержня кольцевую замкнутую полость, соединенную с каналом токопроводящего стержня через перепускные окна, выполненные в его стенке, часть канала токопроводящего стержня, в зоне, примыкающей к данной поверхности, выполнена с меньшим диаметром, перепускные окна выполнены смещенными относительно друг друга вдоль оси канала токопроводящего стержня и расположены на участках канала с разными диаметрами, токоподводящий стержень снабжен кольцевым кожухом, установленным с воэможностью осевого перемещения и размещенным в кольцевой полости с зазором между поверхностями токопроводящего стержня и обжимной втулки на.участке от рабочей части стержня до перепускных окон, выполненных на участке канала стержня с меньшим диаметром.

На чертеже показана схема предлагаемой конструкции электрода для контактной точечной сварки, Электрод для контактной точечной сварки содержит подвижную обжимную втулку 1 с резьбой, посредством которой она сопряжена с опорной гайкой 2, зафиксированной на токопроводящем стержне 3 поджимной гайкой 4 и стопорным стержнем

5, Между токопроводящим стержнем 3 и опорной гайкой 2, а также опорной гайкой 2 и поджимной гайкой 4 установлена диэлектрическая прокладка 6. Замкнутая кольцевая полость 7 между токопроводящим стержнем 3 и подвижной втулкой 1 соединена перепускными окнами 8 и 9, выполненными вэаимосмещенными вдоль оси канала, с охлаждающим каналом 10 и изолирована от опорной гайки 2 уплотняющим элементом 11, установленным в канавке на поджимнои гайке 4. Рабочая часть 12 токопроводящего стержня, величина которой определяется тепловым режимом и устойчивостью токопроводящего стержня при конкретных условиях работы электрода, больше рабочей части 13 подвижной обжимной втулки 1, а между их опорными поверхностями имеется зазор 14. В кольцевой полости между токопроводящим стержнем

3 и обжимной втулкой.1 расположен тонкостенный кольцевой кожух 15. охватывающий токопроводящий стержень от рабочей части обжимной втулки 1 до перепускных окон 8 в стенке токопроводящего стержня

3. На участке между перепускными окнами

8 и 9, величину 16 смещения которых задают большей зазора 14 между опорными поверхностями обжимной втулки 1 и токопроводящего стержня 3, поверхности токопроводящего стержня 3 и кожуха 15 сопряжены беэ зазора с возможностью взаимного осевого смещения. На участке от рабочей части обжимной втулки 1 до перепускных окон в токопроводящем стержне 3 кольцевой кожух 15 установлен с зазором между его цилиндрическими поверхностями и поверхностью токопроводящего стержня 3, а также поверхностью обжимной втулки 1, При этом в кольцевом кожухе со стороны рабочей части обжимной втулки 1 выполнены радиально смещенные прорези 17. В охлаждающем канале 10 токопроводящего стержня 3 на участке между смещенными ерепускными окнами 8 и 9 выполнено цилиндрическое его сужение до,наружного диаметра водоподводящей трубки 18, закрепленной в электрододер>кателе машины для контактной точечной сварки.

Электрод работает следующим образом.

Перед сваркой вращением обжимной втулки 1, т,е. ввинчиванием ее в опорную гайку 2 и. следовательно, перемещением ее вдоль токопроводящего стержня 3, устанавливается заданное технологией сварки конкретного соединения положение рабочей поверхности обжимной втулки 1 относительно рабочей поверхности токопроводящего стержня 3. При сварке рабочая поверхность токопроводящего стержня 3 загрязняется продуктами взаимодействия металла электрода и свариваемых деталей и изнашивается значительно быстрее рабочей поверхности обжимной втулки 1. Поэтому через определенное число сваренных точек обжимную втулку 1 перемещают вдоль токопроводящего стержня 3 на величину укорочения при зачистке, после чего ее зачищают. Затем перемещением обжимной

1731531 втулки 1, как описано, устанавливается исходное положение рабочих поверхностей токопроводящего стержня 3 и обжимной втулки 1. Такой цикл повторяется до полного износа рабочей части токопроводящего стержня, т.е. до соприкосновения опорных поверхностей обжимной втулки и токопроводящего стержня, после чего следует произвести замену последнего, Охлаждение электрода осуществляется следующим образом. Охлаждающая жидкость под давлением поступает из подводящей трубки 18 электрододержателя через перепускные окна 8 в полость под кожухом

15. Жидкость движется по этой полости и охлаждает рабочую часть токопроводящего стержня 3 и обжимной втулки 1. Затем жидкость через прорези 17 в кожухе поступает в кольцевую полость между кожухом 15 и обжимной втулкой 1 и движется к перепускным окнам 9; через которые попадает в полость между подводящей трубкой 18 и стенками охлаждающего канала. а из нее в электрододержатель на слив.

Таким образом, в предлагаемой конструкции электрода осуществляется принудительная циркуляция охлаждаемой жидкости в кольцевой полости электрода. не зависящая от пространственного положения электрода в процессе эксплуатации. При этом в любом положении электрода охлаждение рабочей части токопроводящего стержня 3 осуществляется эффектнее, чем при циркуляции жидкости за счет тепловой кон векции в электроде прототипа. Например, произво.дили сварку деталей из стали 12Х18Ц10Т толщиной (2+0,5) мм на машине МТПУ-300 электродами прототипа и предлагаемым.

Электрод прототипа и предлагаемый применяли со стороны тонкой детали, а с другой стороны — обычный электрод с плоской рабочей поверхностью, Сварку прбизводили с скоростью 45 точек в минуту, в двух положениях: I — когда тонкую деталь располагали сверху, а II — снизу толстой детали. Соответственно изменяли и положение электродов.

Режим сварки в обоих случаях оставляли неизменным: Ice = 7,2 кА, tce = 0,12 с, Fce =

2,8 кН.

После сварки 10-15 точек температура рабочей части электродов. измеренная в 2 мм от рабочей поверхности, устанавливалась и носила переменно-периодический характер.

Результаты сварки приведены в таблице, Диаметр ядра при сварке предлагаемым электродом уменьшается на 3 — 8%, но

5 это легко устраняется увеличением сварочного тока. Главное достоинство предлагаемого электрода в том, что стабильность размеров соединений повышается на 1025%, В особенности очевидны преимущест;

10 ва предлагаемой конструкции электрода при сварке в положении П. Средняя температура рабочей части уменьшается на 10—

20%, причем разница температуры электрода при сварке в положениях I u II

15 уменьшается на 10 — 15%. Процесс сварки протекает более устойчиво.

Использование предлагаемого электрода обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества; повышается

20 стабильность размеров соединений на 1025%. снижается температура рабочей части электрода на 10 — 20%, уменьшается разница температур электрода при сварке в верхнем и нижнем положениях на 10 — 15%.

25 Формула изобретения

Электрод для контактной точечной сварки, содержащий токопроводящий стержень.с рабочей частью и каналом для подачи охлаждающей жидкости и установленную с

30 воэможностью продольного перемещения обжимную фигурную втулку, образующую с наружной йоверхностью токопроводящего стержня кольцевую замкнутую полость, соединенную с каналом токопроводящего

35 стержня через перепускные окна, выполненные в его стенке, отличающийся тем. что. с целью повышения долговечности электрода за счет интенсификации его охлаждения, часть канала токопроводящего

40 стержня в зоне, примыкающей к донной поверхности, выполнена с меньшим диаметром, перепускные окна размещены со смещением относительно друг друга вдоль оси канала токопроводящего стержня и рас45 положены на участках канала с разными диаметрами, токопроводящий стержень снабжен кольцевым кожухом, установленным с возможностью осевого перемещения и размещенным в кольцевой полости с зазо50- ром между поверхностями токопроводящего стержня и обжимной втулки на участке от рабочей части стержня до перепускных окон, выполненных на участке канала стержня с меньшим диаметром.

1731531

Составитель С,Козловский

Редактор О.Юрковецкая Техред М,Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 1543 Тираж Подписное

ВКИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101