электрод для контактной точечной сварки

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОД ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ, выполненный в виде колпачка с внутренней полостью, имеющего основную часть и фасонную рабочую часть с переменным по длине диаметром, нелинейно изменяющимся от максимального в месте соединения с основной частью до минимального, равного диаметру рабочего торца, отличающийся тем, что диаметр рабочей части изменяется нелинейно по всей высоте рабочей части до рабочего торца с постоянным радиусом кривизны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварке, в частности к производству электродов для контактной сварки, и может найти применение при изготовлении сварных конструкций из листового металла, в том числе и с покрытиями в различных отраслях машиностроения.

Известны конструкции электродов с формой рабочей части, которая не обеспечивает высокой эксплуатационной долговечности, например конической, полый электрод для точечной сварки [1] имеющий конусную установочную часть и внутреннюю полость, в которую подают охлаждающую жидкость.

Известен электрод для контактной точечной сварки, выполненный в виде колпачка с внутренней полостью, имеющего основную часть и фасонную рабочую часть с переменным по длине диаметром, нелинейно изменяющимся от максимального в месте соединения с основной частью до минимального, равного диаметру рабочего торца [2] Этот электрод принят за прототип.

Известные конструкции не обеспечивают достаточной устойчивости рабочей части электрода против ударного смятия при высоких температурах.

Цель изобретения повышение эксплуатационной долговечности электрода.

С этой целью у описываемого электрода диаметр рабочей части изменяется нелинейно по всей высоте рабочей части до рабочего торца с постоянным радиусом кривизны.

На чертеже изображен электрод.

Корпус электрода состоит из рабочей части 1 с рабочим торцом 2. Рабочая часть соединяется с основной частью 3, имеющей открытую с одной стороны полость 4 для охлаждающей жидкости, стенки которой имеют посадочный конус 5 для крепления к электрододержателю.

Электрод работает следующим образом.

В процессе сварки электрод в зоне контактной поверхности нагревается до высокой температуры. Под воздействием температуры и высокого давления в месте контакта происходят физико-химические взаимодействия металла электрода с поверхностными слоями свариваемого металла, что приводит к эрозии контактной поверхности, и следовательно постепенному увеличению ее диаметра. Рабочая часть электрода имеет переменный по всей высоте диаметр, изменяющийся от минимального на рабочем торце до максимального, равного диаметру рабочего торца с постоянным радиусом кривизны.

Закон изменения диаметра по длине подобран таким образом, что он обеспечивает достаточную устойчивость рабочей части при минимально возможном приращении диаметра на единицу длины. При этом подобная форма рабочей части позволила на 10-15% снизить величину сварочного тока, что уменьшает перегрев металла в зоне контактной поверхности электрода. Поэтому в процессе эксплуатации электрода износ его контактной поверхности, а значит и увеличение ее диаметра, происходит значительно медленнее, чем в известных ранее электродах.

Колпачковый электрод с новой формой рабочей части изготавливался из хромо-циркониевой бронзы методом холодной высадки. Диаметр контактной поверхности в исходном состоянии равнялся 6 мм. Отношение длины рабочей части к диаметру контактной поверхности не менее 2. Испытания проводились на сварочном роботе в линии сварки кузова автомобиля ВАЗ 2109. В настоящее время на данной позиции применяются электроды диаметром 16 мм с конусной рабочей частью и сферической контактной поверхностью. При испытаниях за один рабочий цикл сваривалось 8 точек, 5 из них по оцинкованной стали. При использовании серийных электродов сварочный ток составлял порядка 13 кА, а при использовании новых 11,5 кА. Максимальная продолжительность работы серийного электрода 3 смены, и общее количество сваренных точек 10200. При этом электрод 6 раз подвергался дополнительной заточке в процессе эксплуатации. Продолжительность работы новых электродов составила 7 смен, причем за все время работы их дополнительная заточка не производилась. Общее количество точек, сваренных одним электродом, составило 23800.

Конструкция электрода обеспечивает повышение срока службы и уменьшение частоты замены электрода вследствие их повышенной стойкости, уменьшение величины сварочного тока, а также исключает необходимость их периодической заточки в процессе эксплуатации.