ЭЛЕКТРОД ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ Российский патент 2005 года по МПК B23K11/30 

Изобретение относится к области сварки, в частности к электродам для контактной точечной сварки, которые могут использоваться в машиностроении.

Цель изобретения - повышение ресурса электрода.

Известен (Сварка в машиностроении, ред. д.т.н. А.И.Акулов, М., «Машиностроение», 1978. Стр. 85, 86.) электрод для контактной точечной сварки, состоящий из водоохлаждаемого корпуса, выполненного из высокотеплоэлектропроводящего материала с рабочим наконечником (вставкой) из вольфрама или молибдена. Низкая теплоэлектропроводность последних приводит к быстрому перегреву и разрушению наконечников.

Известен также (Авторское свидетельство №500939, кл. В 23 К 11/30) электрод для контактной точечной сварки, в котором тугоплавкий наконечник заключен в оболочку из высокотеплоэлектропроводного материала.

Основные недостатки этого электрода заключаются в низких показателях твердости и износостойкости материала оболочки, которые и ограничивают рабочий ресурс и область применения электродов с подобными наконечниками.

Электродом для точечной сварки, наиболее близким к предлагаемому нами, является электрод (С.К.Спиозберг, П.Л.Чулошников. Электроды для контактной сварки. Л., «Машиностроение», 1972. Стр.29), водоохлаждаемый корпус которого выполнен из высокотеплоэлектропроводящего материала (медь) и оборудован рабочим наконечником из псевдосплава типа «эльконайт». Несмотря на наличие в составе наконечника, состоящего в основном из вольфрама или молибдена, 20-30% весовых меди, теплоэлектропроводность и КТЛР (коэффициент теплового линейного расширения) его втрое меньше, чем у меди. Столь существенная разница в показаниях и, в первую очередь, в КТЛР приводит в процессе работы к образованию в материале наконечника напряжений, превосходящих по величине его предел прочности для данных условий, к возникновению трещин и к полному его разрушению.

Для преодоления этих недостатков предлагаем между корпусом электрода 1 (см. чертеж) из упрочненной меди и рабочим наконечником 2 из псевдосплава «эльконайт» монолитно располагать термокомпенсационный слой 3.

Содержание меди 20-30 вес.% обеспечивает «эльконайтам» только около 30% тепло- и электропроводности меди при втрое меньшем КТЛР. Неизбежный при работе температурный градиент приводит к возникновению термомеханических напряжений, особенно на стыке «наконечник-корпус».

Большое сходство термокомпенсационного слоя по химическому составу, теплоэлектропроводности и КТЛР с материалом корпуса и рабочего наконечника позволяет ему металлургически монолитно привариваться к ним и в значительной степени выполнять буферные функции (особенно по КТЛР).

Термокомпенсационный слой, превышение содержания меди которого составляет 1,5-2,0 раза, обладающий большим сродством по составу и физическим свойствам и с медью, и с «эльконайтом», имеющий толщину 0,3-0,5 длины наконечника, обеспечивает выравнивание свойств электрода и обеспечивает повышение его рабочего ресурса.

Выбор конкретного значения содержания меди в термокомпенсационном слое и его толщины зависит от вида и материала соединяемых деталей. Так, соединение трудносвариваемых материалов или листов больших толщин требует использования токов большей плотности, больших усилий сжатия, поэтому и более интенсивного теплоотвода. Это вызывает необходимость в уменьшении длины износостойкой части (наконечника) и адекватно толщины термокомпенсационного слоя. Соответственно, реакция на работу при более легких режимах носит обратный характер.

Изобретение относится к электродам для контактной точечной сварки. Между водоохлаждаемым корпусом электрода из упрочненной меди и рабочим наконечником из псевдосплава "эльконайт" монолитно расположен термокомпенсационный слой из сплава «эльконайт». Содержание меди в упомянутом слое в 1,5-2,0 раза больше, чем в наконечнике. Толщина термокомпенсационного слоя составляет 0,3-0,5 длины наконечника. Сходство по химическому составу, тепло- и электропроводности, а также коэффициенту теплового линейного расширения элементов электрода обеспечивает снижение напряжений в материале наконечника в процессе сварки, что способствует повышению прочности электрода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электрод для контактной точечной сварки, состоящий из водоохлаждаемого корпуса, выполненного из механически упрочненной меди, и рабочего наконечника из псевдосплава "эльконайт", отличающийся тем, что между корпусом и наконечником расположен термокомпенсационный слой из материала с химическим составом, соответствующим химическому составу материала рабочего наконечника при превышении содержания меди в нем в 1,5-2,0 раза.2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что термокомпенсационный слой выполнен толщиной, равной 0,3-0,5 длины наконечника.3. Электрод по п.1 или 2, отличающийся тем, что он выполнен монолитным.