Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка.

Авторы патента:


Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка.
Устройство для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка.

 


Владельцы патента RU 2633809:

Кожокин Тимофей Иванович (RU)

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки. На конической поверхности передней части держателя размещен электрод-колпачок с образованием осевого зазора между дном полости электрода-колпачка и передним торцом держателя. Трубка для подвода хладагента установлена с боковым зазором в продольном канале держателя, загерметизированном у ее переднего конца, и открыта в осевой зазор. На конической поверхности держателя выполнены продольные канавки, открытые с одной стороны в упомянутый осевой зазор, и кольцевая канавка с установленным в ней уплотнительным элементом для герметизации сопрягаемых поверхностей держателя и электрода-колпачка, в которую открыты продольные канавки держателя с другой их стороны. Осевой продольный канал держателя соединен поперечными окнами, выполненными в стенке держателя, с продольными и кольцевой канавками. Хладагент циркулирует по продольному каналу, поперечным окнам, наружным канавкам держателя, осевому зазору между его передним торцом и дном полости электрода и отводится по трубке за пределы держателя. Эффективное охлаждение обеспечивает повышение стойкости электрода-колпачка. 1 ил.

 

Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в электродах-колпачках, применяемых при контактной точечной сварке между собой листовых заготовок, прутков и др.

Известен способ охлаждения электрода-колпачка непрерывным омыванием подводимым хладагентом дна его конической полости с последующим отводом оттуда нагретого хладагента (см. ГОСТ 25444-90, стр. 2).

Его недостаток: неэффективность охлаждения из-за малой площади охлаждения этого электрода, равной площади дна его полости, что отрицательно влияет на его стойкости.

Известен и другой способ охлаждения такого электрода, когда дополнительно охлаждается частичной боковая поверхность его полости, примыкающая к ее дну (см. патент RU 2570253 C1 от 26.05.2014).

Его недостаток: охлаждается только малая часть боковой поверхности полости электрода, чем незначительно повышается его стойкость.

Известно и устройство его реализации (см. данный патент), содержащее держатель с продольным каналом под трубку, установленную в нем с зазором, герметизированным у ее переднего торца; электрод-колпачок с конической полостью, размещенный ее боковой поверхностью на конической поверхности передней части держателя с осевым зазором между его передним торцом и дном этой полости, с окнами держателя, соединяющими этот зазор и его продольный канал.

Его недостатки: небольшая охлаждаемая боковая поверхность полости электрода, примыкающая к ее дну; необходимы точная обработка сопрягаемых конических поверхностей электрода и держателя для герметизации зоны охлаждения электрода и значительное усилие снятия его с держателя.

Задачей предлагаемых решений является повышение эффективности охлаждения электрода-колпачка при повышении технологичности устройства.

Технический результат от них: повышение стойкости электрода, упрощение образования сопрягаемых поверхностей его и держателя с гарантией герметичности зон охлаждения первого и уменьшение усилия снятия его с держателя.

Он достигается тем, что в способе контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка путем непрерывного омывания хладагентом дна его полости, новым является то, что хладагентом омывают также и боковую поверхность этой полости, кроме ее задней части.

Омыванием хладагентом и боковой поверхности полости электрода возрастает его охлаждаемая поверхность и поэтому увеличивается отвод поступившего в него при сварке тепла циркулирующим хладагентом; этим самым обеспечивается минимальная или даже начальная температура нагрева его рабочей поверхности к следующему моменту сварки и, таким образом, повышается стойкость электрода.

Это достигается также и тем, что в устройстве для контактной точечной сварки с охлаждением электрода-колпачка, содержащем держатель с продольным каналом под трубку, установленную в нем с зазором, герметизированным у ее переднего торца, электрод-колпачок боковой поверхностью конической полости размещен на конической поверхности передней части держателя с осевым зазором между его передним торцом и дном этой полости; этот зазор соединен окнами держателя с его продольным каналом, новым является то, что на его конической поверхности выполнены канавки с углом наклона ≥0° относительно продольной оси, открытые своими концами в этот зазор и его кольцевую канавку с уплотнительным элементом и поперечными окнами, образованными также и в этих канавках и выходящими в продольный канал держателя.

Выполнением на конической поверхности держателя этих канавок обеспечивается циркуляция хладагента по ним с охлаждением боковой поверхности полости электрода, кроме ее задней части, а затем и дна этой полости или наоборот, чем повышается эффективность его охлаждения.

Образованием кольцевой канавки на конической поверхности держателя под уплотнительный элемент обеспечивается последним герметизация сопрягаемых поверхностей держателя и электрода в его задней части.

Использованием уплотнительного элемента для герметизации сопрягаемых поверхностей держателя и электрода отпадает надобность выполнять их конические поверхности с минимальной шероховатостью и, следовательно, упрощается изготовление этих деталей.

Наличием в кольцевой канавке и боковых канавках держателя поперечных окон, открытых в его продольный канал, осуществляется подвод хладагента из последнего по этим окнам в кольцевую и боковые канавки держателя, далее к дну полости электрода, охлаждая при этом ее боковую поверхность и затем ее дно и через него рабочий торец электрода; после этого нагретый теплом сварки хладагент отводится по полости трубки за пределы держателя.

Уменьшением конической поверхности передней части держателя за счет образованных там боковых под хладагент и кольцевой под уплотнительный элемент канавок снижается усилие съема изношенного электрода с него.

Сравнительный анализ предлагаемых решений с известными сейчас решениями показывает, что они новы, с существенными отличиями, промышленно пригодны и поэтому соответствуют критериям изобретения.

Эти решения представлены на фиг. 1 и в пп. 1 и 2 формулы изобретения, реализованных для нижнего неподвижного электрода-колпачка 1, с заднего торца которого образована коническая полость 2; ее боковой поверхностью электрод 1 размещается на конической передней части держателя 3 с продольным каналом 4; в последнем с зазором размещена трубка 5, не выступающая за его передний торец; между этим торцом и дном полости 2 электрода 1 имеется осевой зазор Δ.

При этом коническое соединение держателя 3 и электрода 1 в задней части полости последнего герметизировано уплотнительным элементом 6, размещенным в кольцевой канавке первого.

На конической части держателя 3 образованы канавки 7, которые могут быть разной формы, с углом наклона ≥0°, открытые концами в зазор Δ и в его кольцевую канавку с уплотнительным элементом 6 и поперечными окнами 8; часть их может выполняться и в канавках 7 для обеспечения прочности поперечного сечения держателя по этой канавке (в зависимости от его поперечного размера).

При этом у его переднего торца зазор между продольным каналом 4 и трубкой 5 закрыт, например, уплотнительным элементом 9, расположенным во внутренней канавке держателя, или иным способом.

У дна полости 2 электрода 1 ее боковая поверхность может быть конической или цилиндрической согласно выше указанного патента.

Количество канавок 7, их параметры и угол наклона относительно продольной оси держателя 3 зависят от размеров его передней конической части, определяемых параметрами конической полости 2 электрода 1, выбираемыми из условий его эксплуатации.

Электрод 1 охлаждается так: хладагент из продольного канала 4 держателя 3 через его поперечные окна 8 и кольцевую канавку поступает в канавки 7, охлаждая при этом уплотнительный элемент 6 с обеспечением его стойкости и боковую коническую поверхность полости 2 электрода 1, нагреваемого теплом сварки. Далее хладагент из этих канавок поступает в осевой зазор Δ и охлаждает дно полости 2 электрода 1 и через него его передний торец. Эффективность его охлаждения определяется толщиной стенок между этими поверхностями, количеством тепла, поступающего в электрод, продолжительностью цикла сварки, расходом хладагента и скоростью его циркуляции вдоль охлаждаемых поверхностей электрода.

При максимальной охлаждаемой площади электрода обеспечивается наибольший эффект его охлаждения - минимальную температуру нагрева электрода к моменту следующей сварки очередных заготовок между собой. Эта температура может быть равна и начальной, обеспечивающей максимальную стойкость электрода с минимальным электрическим сопротивлением в электрической цепи, образованной держателями, электродами и свариваемыми между собой заготовками.

Эту площадь определим для электрода-колпачка длиной 30 мм, диаметром 16 мм у заднего торца, длиной его полости 15 мм при диаметре ее основания 13 мм и с конусностью 1:20; осевой зазор между дном его полости и передним торцом держателя равен 2 мм; длина боковой поверхности этой полости, расположенной сзади уплотнительного элемента 6 держателя 3 на последнем, равна 3 мм; диаметр держателя на переднем торце равен 12,4 мм, его продольного канала 9,5 мм, трубки 7,5 мм и ее полости 6 мм.

На передней конической части держателя выполняется 8 продольных с радиусами к периферии канавок шириной 4 мм, глубиной 0,9 мм и длиной 9 мм при диаметре уплотнительного элемента 1 мм. Тогда площадь боковой охлаждаемой поверхности полости электрода равна 8⋅9⋅4=288 мм2; к ней добавляется площадь этой поверхности у дна полости 3,14⋅12,5⋅2=78,5 мм2; при этом площадь ее дна 0,785⋅12,5⋅12,5=122,6 мм2.

Следовательно, охлаждаемая боковая поверхность полости электрода в 3 раза больше ее донной поверхности, что свидетельствует об эффективности предлагаемого способа охлаждения электрода-колпачка, обеспечивающего отвод тепла и от боковой поверхности электрода.

Меньшей боковой конической поверхностью держателя из-за канавок на ней уменьшается усилие съема изношенного колпачка с него, а герметичность соединения его с электродом обеспечивается уплотнительным элементом кольцевой канавки держателя.

Благодаря этому элементу, герметизирующему данное соединение, отпадает надобность в минимальной шероховатости сопрягаемых поверхностей держателя и электрода; поэтому она может быть как минимум на квалитет выше используемой в настоящее время, что упрощает их изготовление.

Для данных размеров электрода и держателя под циркулирующий хладагент необходимо выполнить в последнем смещенные в осевом и угловом направлениях поперечные окна диаметром 2,5 мм: 2 в кольцевой канавке и 4 в канавках конической части.

Таким образом, предлагаемыми решениями повышается эффективность охлаждения электрода и его стойкость, гарантируется герметичность соединения его с держателем, упрощается изготовление поверхностей этих элементов и облегчается съем электрода с держателя с боковыми канавками.

Устройство для контактной точечной сварки, содержащее держатель с осевым продольным каналом, электрод-колпачок, боковая поверхность полости которого имеет коническую форму, размещенный на конической поверхности передней части держателя с образованием осевого зазора между дном полости электрода-колпачка и передним торцом держателя, и трубку для подвода хладагента, открытую в осевой зазор и установленную с боковым зазором в продольном канале держателя, загерметизированном у ее переднего конца, отличающееся тем, что на конической поверхности держателя выполнены продольные канавки, открытые с одной стороны в упомянутый осевой зазор, и кольцевая канавка с установленным в ней уплотнительным элементом для герметизации сопрягаемых поверхностей держателя и электрода-колпачка, в которую открыты продольные канавки держателя с другой их стороны, причем осевой продольный канал держателя соединен поперечными окнами, выполненными в стенке держателя, с его продольными и кольцевой канавками.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при соединении заготовок, деталей контактной точечной сваркой. В полости держателя установлена трубка для подвода хладагента.

Изобретение относится к способу контактной сварки магнитопроводов. Сварку осуществляют в два этапа.

Сварочные клещи для контактной точечной сварки могут быть использованы при изготовлении арматуры для панелей жилых, производственных и других сооружений. Держатель выполнен в виде двух расположенных под углом стержней.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки при изготовлении арматуры панелей различных сооружений. Стержень держателя неподвижного электрода сварочных клещей, сформированный путем гибки с получением прямых участков на его концах и изогнутого участка между ними, имеет продольный канал для циркуляции хладагента.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки деталей. Держатель выполнен с конической боковой поверхностью в передней его части и имеет в задней его части поперечные окна.
Изобретение может быть использовано при контактной точечной или рельефной сварке деталей, имеющих свободные подходы для электродов. Электрод выполнен в виде стержня, длина которого больше величины его поперечника.

Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке для соединения листовых заготовок и деталей с применением охлаждаемого электрода-колпачка. Держатель выполнен с осевой полостью.

Изобретение относится к способу электроконтактной сварки металлических листов с неэлектропроводным покрытием. Изобретение может быть использовано в строительстве для изготовления кровельных материалов, в автомобилестроении при производстве кузовных деталей, в авиастроении и ракетной техники при изготовлении деталей внутренней и внешней обшивки летательных аппаратов и т.п.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при зачистке электродов для точечной сварки. Устройство для зачистки по меньшей мере одного электрода для точечной сварки содержит фрезерную головку и направляющее устройство, выполненное с возможностью направления фрезерной головки относительно по меньшей мере одного электрода для точечной сварки.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к приспособлениям в установке для контактной сварки. .

Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке прутковых заготовок с помощью охлаждаемых электродов. Устройство содержит держатель и электрод призматической формы.

Изобретение относится к области электрической точечной сварки для многоосевых промышленных роботов, конкретно, к головкам точечной сварки. Головка содержит поддерживающий элемент с концевой частью для прикрепления к запястью робота, пару сварочных электродов, удерживаемых плечами, установленными на поддерживающем элементе с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, исполнительный механизм и электрический трансформатор, снабженный кожухом, при этом выходные контакты трансформатора расположены на разных стенках кожуха.

Изобретение может быть использовано при соединении заготовок, деталей контактной точечной сваркой. В полости держателя установлена трубка для подвода хладагента.

Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке арматуры из прутковых заготовок. Стержень электрододержателя имеет продольную полость с коническим дном, в которой размещена с боковым зазором трубка для хладагента.

Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке, например, прутковых заготовок. Первая трубка для подачи хладагента установлена в продольной полости стержня электрододержателя.

Сварочные клещи для контактной точечной сварки могут быть использованы при изготовлении арматуры для панелей жилых, производственных и других сооружений. Держатель выполнен в виде двух расположенных под углом стержней.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки при изготовлении арматуры панелей различных сооружений. Стержень держателя неподвижного электрода сварочных клещей, сформированный путем гибки с получением прямых участков на его концах и изогнутого участка между ними, имеет продольный канал для циркуляции хладагента.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки деталей. Держатель выполнен с конической боковой поверхностью в передней его части и имеет в задней его части поперечные окна.

Изобретение может быть использовано для изготовления деталей, в частности автомобильных, содержащих множество стальных листов, соединенных внахлестку точечной контактной сваркой.

Изобретение может быть использовано для получения контактной сваркой деталей кузова автомобиля с отбортованными кромками при помощи сварочного аппарата клещевого типа.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки с использованием охлаждаемых электродов-колпачков. Держатель имеет полость под трубку для подачи хладагента и соединенное с ней полостью поперечное окно для отвода хладагента. Электрод-колпачок установлен на передней части держателя с зазором относительно его торца. На задней части держателя установлен колпак, в полости которого закреплен задний конец упомянутой трубки. Полый колпак имеет продольное окно для подвода хладагента и установлен в полости задней части держателя через уплотнительные элементы, герметизирующие зазор между поверхностями трубки и колпака. На переднем торце держателя выполнена внутренняя фаска, а торец трубки имеет форму, соответствующую форме упомянутой фаски и полости электрода-колпачка. Трубка установлена в контакте с дном полости электрода-колпачка, а на торце ее передней части выполнены поперечные проточки. Устройство обеспечивает увеличение стойкости рабочей поверхности электрода-колпачка за счет устранения застойной зоны с хладагентом в его полости. 1 ил.
Наверх