КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ПОСЛЕДУЮЩИМ УДАЛЕНИЕМ ГРАТА Российский патент 2017 года по МПК B23K11/04 B23K11/30 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для контактной стыковой сварки прутков или стержней, выполняемых на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки или в строительстве при соединении арматурных стержней.

Периодическая сварка бунтов горячекатаной проволоки, задаваемых в агрегаты волочения, не только обеспечивает непрерывность их работы, но и позволяет увеличить развес бунтов готовой проволоки, при этом длительность стыковки бунтов не должна допускать остановок или замедления темпа работы агрегата. Высокая производительность сварочных машин в этих условиях достигается за счет автоматизации сварочного процесса и ускорения вспомогательных операций, в частности операции удаления грата со сварных стыков, которая необходима перед их волочением. Удаление грата необходимо также при сварке арматурных стержней, так как усиление в стыке является концентратором знакопеременной нагрузки в армированных железобетонных изделиях, что нередко вызывает разрушение бетона в местах соединения арматурных прутков. В настоящее время из-за отсутствия на сварочных машинах гратоснимателей грат зачищают вручную шлифовальными кругами. Кроме этого, при установке под сварку изделий круглого сечения из-за быстрого износа электродов из медных сплавов возникают трудности осевого совмещения свариваемых торцов.

Известен способ снятия грата после сварки заготовок гаечного метчика четырьмя полукруглыми ножами с кольцевыми режущими кромками, охватывающими сваренную заготовку справа и слева от грата в отдельном гратоснимателе (см. книгу «Контактная стыковая сварка сопротивлением с формированием соединения» Сб. науч. тр./АН УССР под ред. Лебедева В.К. - Киев, ИЭС им. Е.О. Патона, 1988 г., стр. 80…82).

Недостатком этого способа удаления грата является невозможность сохранения температуры нагретого при сварке грата из-за быстрого его охлаждения при передаче изделия в гратосниматель, поэтому необходим либо повторный нагрев, либо применение больших усилий для подрезки и отделения грата. Кроме того, при удалении таким способом грата на остывших изделиях из закаливаемых сталей возможно появление в стыке холодных трещин.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контактной стыковой сварки оплавлением с последующим удалением грата изделий круглого сечения (см. патент RU 2467848 C1, В23K 1/04, В23K 37/08, 24.11.2011), при котором сварной стык зачищают твердосплавными полувтулками, имеющими на обращенных друг к другу сторонах режущие кромки, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия электродов неподвижного зажима до начала проскальзывания в них сваренных изделий, при этом нагретый при сварке грат срезают сначала кромкой полувтулки верхнего электрода подвижного зажима до отделения полукольца верхней части грата, а оставшуюся часть грата срезают кромкой полувтулки нижнего подвижного зажима.

Недостатком этого способа удаления грата являются участки незачищенного металла грата на поверхности проволоки в виде «усиков» в местах соприкосновения нижней и верхней полувтулок. Эти места приходится зачищать вручную, так как при последующем волочении проволоки «усики» вдавливаются в поверхность проволоки и деформируют ее, что нередко приводит к обрывам проволоки при волочении. Кроме этого применение стальных полувтулок приводит к менее стабильному контакту изделия с токоподводящей нижней базовой губкой.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества зачистки поверхности круглых изделий и улучшение стабильности контакта изделия на нижних токоведущих губках за счет применения полувтулок улучшенной конструкции.

Технический результат достигается тем, что в комбинированных электродах для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с последующим удалением грата, состоящих из двух нижних токоподводящих губок и двух верхних прижимов, оснащенных четырьмя режущими полувтулками, нижние полувтулки имеют удлиненную и более высокую переднюю режущую часть для полного обхвата свариваемой заготовки путем перекрещивания верхней и нижней частей режущих полувтулок, а каждая из двух нижних полувтулок имеет проточенную канавку для обеспечения плотного прижатия заготовки к токоведущей части полувтулок за счет упругой деформации от усилия зажатия электродов при подготовке заготовок к сварке.

Заявляемые комбинированные электроды для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с последующим удалением грата поясняет фиг. 1, на которой схематично показано положение электродов, оснащенных полувтулками, перед зачисткой грата (показан условно линией по контуру изделия) кромками полувтулок неподвижного зажима.

Заявляемые комбинированные электроды для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с последующим удалением грата содержат две нижние токоподводящие губки 1 и два верхних прижима 2, установленных на подвижной 4 и неподвижной 3 станинах и оснащенных четырьмя режущими полувтулками 5 и 6, при этом нижние полувтулки 5 имеют удлиненную и более высокую переднюю режущую часть для полного обхвата свариваемых изделий 7 путем перекрещивания верхней и нижней частей режущих полувтулок 5 и 6, а каждая из двух нижних полувтулок 5 имеет проточенную канавку 8 для обеспечения плотного прижатия заготовки к токоведущим губкам 1 за счет упругой деформации полувтулки от усилия зажатия электродов при подготовке изделий 7 к сварке.

Заявляемые комбинированные электроды для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с последующим удалением грата работают следующим образом:

- после обрезки их перемещают в зону сварки изделия 7 и устанавливают на губках 1, опускают верхние прижимы 2, при этом полувтулки 5 и 6 центрируют и зажимают изделия 7 в электродах, при этом удлиненная и более высокая передняя режущая кромка полувтулок 5 перекрещивается с верхними полувтулками 6;

- после осадки и отключения сварочного трансформатора, не снимая усилия осадки, снижают усилие зажатия между полувтулками 5 и 6 неподвижного зажима до начала проскальзывания в них сваренных изделий 7, при этом удлиненная кромка полувтулки 5 сближается с нагретым при сварке гратом и срезает нижнюю часть грата вместе с участком грата выше горизонтальной оси изделия, а затем зажим, продолжая двигаться дальше, срезает верхнюю часть грата, отделяя его в виде полукольца.

Наличие канавки 8 сразу за удлиненной режущей кромкой нижних полувтулок 5 обеспечивает плотное прижатие изделий 7 к токоведущим губкам 1 за счет упругой деформации от усилия зажатия изделий 7 в электродах при подготовке к сварке.

Оснащение аналогичными режущими полувтулками подвижного зажима позволяет при затуплении режущих полувтулок на неподвижном зажиме мобильно переходить на зачистку грата этими полувтулками.

Таким образом, предлагаемые комбинированные электроды для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с последующим удалением грата за счет использования нижних полувтулок с удлиненными режущими кромками позволяют:

- исключить ручную операцию зачистки остатков металла грата с поверхности круглых изделий вблизи стыка и этим значительно ускорить процесс удаления грата после сварки, что делает возможным их применение не только при сварке арматуры, но и при сварке проволоки в непрерывных волочильных агрегатах в условиях ограничения времени, отводимого на стыковку бунтов перед волочением;

- повысить точность совмещения при установке под сварку торцов изделий в осевом направлении и обеспечить более надежный и стабильный токоподвод при сварке;

- уменьшить обрывность сварных стыков при волочении изделий круглого сечения за счет надежной зачистки грата по всему контуру стыка.

Изобретение может быть использовано для контактной стыковой сварки оплавлением прутков или стержней, выполняемых на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки или в строительстве при соединении арматурных стержней. Комбинированные электроды выполнены в виде двух нижних токоподводящих губок и двух верхних прижимов, оснащенных четырьмя режущими полувтулками c возможностью охвата свариваемых заготовок. Передняя режущая кромка каждой из двух нижних полувтулок выполнена удлиненной по сравнению с кромкой верхней полувтулки с возможностью срезания грата с нижней части сваренного изделия выше его горизонтальной оси. Режущие кромки верхней и нижней полувтулок перекрещиваются с обеспечением полного удаления грата с изделия. Каждая из двух нижних полувтулок выполнена с канавкой, расположенной за режущей кромкой, для обеспечения плотного прижатия свариваемых заготовок к токоведущим губкам за счет упругой деформации нижних полувтулок от усилия зажатия электродов. Техническим результатом является повышение качества зачистки поверхности круглых изделий и улучшение стабильности контакта изделия на нижних токоведущих губках за счет применения полувтулок указанной конструкции. 1 ил.

Устройство для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с последующим удалением грата, содержащее комбинированные электроды в виде двух нижних токоподводящих губок и двух верхних прижимов, оснащенных четырьмя режущими полувтулками c возможностью охвата свариваемых заготовок, отличающееся тем, что передняя режущая кромка каждой из двух нижних полувтулок выполнена удлиненной по сравнению с кромкой верхней полувтулки с возможностью срезания грата с нижней части сваренного изделия выше его горизонтальной оси, при этом режущие кромки верхней и нижней полувтулок перекрещиваются с обеспечением полного удаления грата с изделия, а каждая из двух нижних полувтулок выполнена с канавкой, расположенной за режущей кромкой, для обеспечения плотного прижатия свариваемых заготовок к токоведущим губкам за счет упругой деформации нижних полувтулок от усилия зажатия электродов.