Устройство для контактной сварки брикетов гибких соединений Российский патент 2021 года по МПК B23K11/30 B21F15/08 H01R43/02 

Изобретение относится к области контактной сварки.

Известно устройство, которое может быть использовано для получения монолитных соединений гибких проводов из заготовки в виде составленного из тонких проволок жгута. Брикетирование осуществляют в установке для контактной сварки. Приспособление выполнено в виде соосно расположенных верхнего и нижнего электродов, которые выполнены составными и имеют трехступенчатую форму. Наиболее выступающая ступень верхнего электрода выполнена из диэлектрического материала и расположена над наиболее низкой ступенью нижнего электрода. Наиболее низкая ступень верхнего электрода расположена над наиболее выступающей ступенью нижнего электрода, выполненной из диэлектрического материала. Средние ступени обоих электродов выполнены из электропроводного материала, обладающего высокой механической прочностью и жаростойкостью, и расположены параллельно друг относительно друга с возможностью образования между ними при сжатии электродов зазора для размещения в нем заготовки [1].

Недостатком этого устройства является быстрое изнашивание составных электродов со ступенями, выполненными из диэлектрического материала, при сварке брикетов гибких соединений автоматических выключателей средней и большой мощности (до 250 А и более). Причиной этому служит хрупкое разрушение ступеней, выполненных из диэлектрического материала, из-за больших, требуемых по технологии контактной сварки, нагрузок, прикладываемых к электродам от привода сжатия, действующих в направлении вертикальной оси, уменьшая толщину брикета в процессе пластического деформирования, и соответствующих им больших напряжений, возникающих в процессе пластического деформирования брикета под действием сил стремящихся увеличить его ширину.

Отмеченный недостаток может быть устранен путем применения комбинированных электродов [2] с конструкцией рабочей части, объединяющей выступающие и средние ступени электродов в один элемент, изготовленный из электропроводного материала, обладающего высокой механической прочностью и жаропрочностью, учитывающей, что из-за существенной разницы величин удельного электрического сопротивления материала брикета и электрода, основная часть тока распределяется в рабочей (на средних его ступенях) зоне электродов.

Недостатками данного устройства являются отсутствие стабильности фиксирования заготовки гибкого провода, состоящей из проволок, выполненных в виде жгута, на средней ступени электрода и наличие после сварки на боковых сторонах брикета грата в виде щелевой выдавки металла, которую необходимо удалять после сварки.

Изобретение направлено на упрощение и обеспечение стабильности операции фиксирования заготовки гибкого провода, состоящей из проволок, выполненных в виде жгута, на рабочей поверхности электрода контактной машины, и предотвращение образования в процессе нагрева электрическим током и пластической деформации брикета на боковых сторонах грата в виде щелевой выдавки металла.

На фиг.1 показано взаимное расположение верхнего и нижнего электродов.

Устройство для контактной сварки брикетов гибких соединений содержит электрод верхний 1, вставку 2 рабочей части электрода из токопроводящего и жаропрочного материала, обоймы 3, прикрепленные к торцам электрода 1 с двух сторон винтами 7, изоляторы 4 из жаропрочного диэлектрического материала, закрепленные прижимами 5 с помощью винтов 8 в обоймах 3, фиксаторы 6, жестко связанные с обоймами 3, электрод нижний 9, вставку 10 рабочей части электрода из токопроводящего и жаропрочного материала, кронштейны 12, качающиеся на осях 11, изоляторы 13, из жаропрочного диэлектрического материала, закрепленные прижимами 14 винтами 8 в кронштейнах 12, пружины 15, ограничители 16, выполненные в виде пружинных скоб.

Устройство для контактной сварки брикетов гибких соединений работает следующим образом.

В исходном положении, когда качающиеся на осях 11 кронштейны 12 с жаропрочными изоляторами 13, разведены пружинами 15 до положения, определяемого ограничителями 16, на вставку 10 рабочей части нижнего электрода 9 для брикетирования легко укладывается заготовка гибкого провода, состоящая из проволок, выполненных в виде жгута, и зажимается вставкой 2 рабочей части верхнего электрода 1, при этом кронштейны 12 входят внешними сторонами в контакт с изоляторами 4, закрепленными в обоймах 3, и поджимаются жаропрочными изоляторами 13 к боковым сторонам вставок 2 и 10, рабочей части верхнего 1 и нижнего 9 электродов, соответственно. Затем автоматически включается ток и происходит сварка проволок жгута, который брикетируется. При этом обеспечивается высокая стабильность операции фиксирования в зоне сварки между электродами контактной машины заготовки гибкого провода, состоящей из проволок, выполненных в виде жгута, и предотвращается возможность образования в процессе нагрева электрическим током и пластической деформации брикета на боковых сторонах грата в виде щелевой выдавки металла.

Устройство апробировано при брикетировании жгутов проводных сечением 50 мм² из медного провода особой гибкости марки ПЩ 2,5 (ТУ 16-705.467-87) для гибкого соединения контактной группы автоматического выключателя ВА 57-35. Сварка осуществлялась на контактной машине МТ-4021 при следующих параметрах режима: сварочный ток I_св =24 кА, время сварки t_св = 0,8 с, усилие Р_св = 700 даН. Проведенные механические и электрические испытания показали, что качество брикета полностью удовлетворяет техническим требованиям на изготовление брикетов гибкого соединения.

Заявленный способ является промышленно применимым.

Источники информации:

1. Патент на изобретение № 2440224 кл. В 23 К 11/30, 20.01.12.

2. Иванов Н.И., Волков Б.В. Контактная сварка брикетов гибких соединений из медных многожильных проводов. МТО-13. 18 октября 2013 года. Том 2. ISBN 978-5-905556-66-1 – с. 54-57.

Изобретение может быть использовано для получения контактной сваркой гибких брикетов из жгутов проволоки. Рабочая часть верхнего и нижнего электродов снабжена вставкой из токопроводящего и жаропрочного материала. К торцам верхнего электрода прикреплены обоймы, снабженные изоляторами из жаропрочного диэлектрического материала, закрепленными прижимами. С обоймами жестко связаны фиксаторы. На нижнем электроде закреплены на осях качающиеся кронштейны, с внутренней стороны каждого из которых закреплены прижимами изоляторы. Кронштейны снабжены пружинами и ограничителями в виде пружинных скоб с возможностью разведения кронштейнов при размещении свариваемых жгутов из проволоки на рабочей части нижнего электрода и сведения кронштейнов при сварке с обеспечением контакта их внешних сторон с изоляторами верхнего электрода и поджима жаропрочных изоляторов кронштейна к боковым сторонам вставок рабочей части верхнего и нижнего электродов. Устройство обеспечивает точную установку рабочих поверхностей электродов относительно друг друга на точечной машине за счет самоцентрирования рабочих частей электродов относительно друг друга. 1 ил.

Устройство для получения контактной сваркой гибких брикетов из жгутов проволоки, содержащее верхний и нижний электроды, рабочая часть каждого из которых снабжена вставкой из токопроводящего и жаропрочного материала, отличающееся тем, что верхний электрод содержит обоймы, прикрепленные к его торцам с двух сторон, снабженные изоляторами из жаропрочного диэлектрического материала, закрепленными прижимами в обоймах, и фиксаторы, жестко связанные с обоймами, при этом на нижнем электроде закреплены на осях качающиеся кронштейны, с внутренней стороны каждого из которых закреплены прижимами изоляторы, выполненные из жаропрочного диэлектрического материала, причем кронштейны снабжены пружинами и ограничителями, выполненными в виде пружинных скоб, с возможностью разведения кронштейнов при размещении свариваемых жгутов из проволоки на рабочей части нижнего электрода и сведения кронштейнов при сварке с обеспечением контакта их внешних сторон с изоляторами верхнего электрода и поджима жаропрочных изоляторов кронштейна к боковым сторонам вставок рабочей части верхнего и нижнего электродов.