Электродный узел для контактной точечной сварки Советский патент 1992 года по МПК B23K11/30 

Изобретение относится к сварке, в частности к электродам с водяным охлаждением для контактной точечной сварки, и может быть использовано в различных отраслях приборостроения и машиностроения.

Известен электрод для контактной точечной сварки, содержащий электродержатель, шаровой палец с осевым каналом для охлаждения, плиту, жестко соединенную с шаровым пальцем и закрывающую выход канала 1.

Недостатком данного электрода является повышенный расход воды на охлаждение электрода, так как мала площадь интенсивного теплообмена, повышенные термические напряжения между охлаждаемым днищем плиты и ее неохлаждаемыми кронштейнами крепления.

Известен электрод для контактной точечной сварки, содержащий рабочую часть, упругую среднюю часть и хвостовик с Каналом. Его средняя часть имеет развитую поверхность охлаждения в виде кольцевых выступов 2,

Недостатком этого электрода является малая эффективность системы водяного охлаждения рабочей части ввиду незначительной поверхности теплосьема, что снижает надежность работы электрода.

Ј

4 Os

Известен также электрод для контактной точечной сварки, содержащий корпус с расширением на конус, рабочую часть с увеличенным плоским наконечником, зажатую между корпусом и наконечником втулку с центральным каналом и радиальными канавками на днище и верхней части боковой поверхности 3.

При данной конструкции электрода расширяется поверхность теплосъема с рабочей части электрода. Однако на торце наконечника образованы интенсивно охлаждаемые во- допроводящие каналы и расположенные между ними плохо охлаждаемые сектора в местах контакта торца наконечника с торцом втулки, что приводит к быстрому износу электрода. Кроме того, известен электродный узел для контактной точечной сварки, включающий электродержатель и выполненный заодно с ним палец с системой водяного охлаждения, контактирующий с расточкой в плите, выполненной с П-образным каналом для водяного охлаждения 4.

Недостатками данного электродного узла являются сложность быстроизнашивающейся рабочей части - плиты, неравномерность охлаждения участков плиты, удаленных от П-образного канала и прилегающих к нему, а также прилегающих к зоне ввода воды и к зоне ее вывода.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электрод для контактной точечной сварки, содержащий корпус с рабочим наконечником и системой охлаждения в виде тепловой трубы, выполненной в виде полости, расположенной в хвостовике и частично заполненной теплоносителем, поперечных глухих каналов в рабочей части, продольных каналов, соединяющих поперечные каналы с полостью. Поперечные и часть продольных каналов заполнены капиллярно-пористым материалом 5.

Недостатками данного электрода являются сложность быстроизнашивающейся рабочей части - корпуса электрода, неравномерность охлаждения участков корпуса, удаленных от поперечных каналов и прилегающих к ним, малая интенсивность тепло- массопереноса в зоне конденсатора и недостаточная надежность электрода.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности электродного узла.

Указанная цель достигается тем, что в электродном узле для контактной точечной сварки, содержащем корпус с рабочим наконечником и системой охлаждения в виде тепловой трубки, имеющей полость в рабочем наконечнике, частично заполненную

теплоносителем, продольный канал, соединяющий полость с корпусом и частично заполненный капиллярным материалом, в продольный канал введен стакан из теплопроводного материала, а капиллярный материал намотан на трубку из теплопроводной упругой сетки, вставленную в стакан, установленный в корпусе с образованием водяной рубашки, и полость рабочего наконечника. Причем трубка

0 с капиллярным покрытием снабжена торцевой крышкой из теплопроводной сетки с таким же покрытием, которым упирается в дно полости, а открытым торцом - в дно стакана.

На фиг, 1 изображен предлагаемый

5 электродный узел, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Электродный узел содержит корпус 1 с рабочим наконечником 2, соединенные по

0 конусным поверхностям. Между выступом 3 корпуса и торцом наконечника 2 установлена упругая герметичная прокладка 4,например из резины, смонтированная своей внутренней поверхностью на стакане 5 с

5 небольшим натягом. В рабочем наконечнике 2 выполнена полость 6. Стакан 5 из теплопроводного материала, например из алюминия введен в продольный канал, выполненный в средней части корпуса 1 в виде

0 отверстия -7, имеющего в верхней части расширение с образованием между стаканом 5 и корпусом 1 водяной рубашки 8 с отверстиями 9 и 10 для подвода и отвода охлаждающей воды. Верхний участок полости 6 имеет

5 диаметр, равный наружному диаметру стакана 5, диаметр нижнего участка этой полости равен внутреннему диаметру стакана. Полость 6, частично заполненная теплоносителем, например мягкой водой (не имею0 щей солей жесткости), и полость стакана 5, герметизированные прокладкой 4, образуют тепловую трубу, В тепловую трубу установлен вкладыш 11 в виде трубки из теплопроводной, например латунной, упру5 гой сетки, на которую намотан слой капиллярного материала. Вкладыш 11 снабжен торцевой крышкой 12 из латунной сетки, с внешней стороны которой закреплен слой капиллярного материала, Высота вкладыша

0 11 (до установки) больше расстояния между крышкой 12 и установленным вверх дном стакана 5 на 5-7 мм. Капиллярный материал прилегает к боковым поверхностям полостей стакана 5 и наконечника 2 и дну полости 6.

5 Рабочий наконечник 2 легко заменим. Изношенный наконечник выпрессовывают из корпуса 1. Стакан 5 и вкладыш 11 остаются в корпусе 1. Полость 6 на 1/3-1/2 ее объема заполняют теплоносителем, наконечник 2 полостью 6 надевают на вкладыш

11, а затем вводят в кольцевой зазор между стенками отверстия в корпусе 1 и стакана 5. Затем наконечник запрессовывают до сжатия прокладки 4, за счет которой герметизируются пространства тепловой трубы и водяной рубашки 8.

Электродный узел работает следующим образом.

Под действием сварочного тока в зависимости от длительности протекания тока и уси- лия сжатия электродов происходит нагревание рабочего наконечника 2 и теплоносителя в полости 6. При нагреве теплоносителя до температуры его кипения происходит его интенсивное испарение, обеспечивается ин- тенсивный отвод тепла от наконечника 2, и дальнейшее повышение его температуры пре- кращается. Образующийся пар по трубчатому пространству внутри вкладыша 11 поднимается в стакан 5, охлаждаемый водой, пропускав- мой через рубашку 8. Пар конденсируется, жидкость по капиллярному материалу возвращается к наконечнику 2. Работоспособность электродного узла при этом сохраняется и при работе наконечником 2 вверх.

Необходимую температуру рабочего наконечника обеспечивают подбором теплоносителя с данной температурой кипения.

Использование изобретения обеспечи- вает поддержание оптимальной температуры рабочего наконечника независимо от режима работы электродного узла. Интенсивный отвод тепла от рабочего наконечника за счет испарения теплоносителя при температуре его кипения и увеличенная площадь теплообмена стакана с охлаждающей водой повышают эксплуатационную надежность электродного узла и обеспечивают высокое качество сварки.

Формула изобретения

1.Электродный узел для контактной точечной сварки, содержащий корпус с рабочей и посадочной частями и охлаждающими каналами, частично заполненными капиллярным материалом и теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, он снабжен стаканом из теплопроводного материала, установленным с образованием водоохлаж- даемой полости в посадочной части и без зазора в рабочей части, и установленной в стакане трубкой из теплопроводной упругой се пси, при этом капиллярный материал намотан на трубку.

2.Электродный узел по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что трубка из упругой сетки со стороны дна канала в рабочей части корпуса снабжена крышкой из теплопроводной сетки с покрытием из капиллярного материала.

К

Фиг.1

А-А

ФигЗ

Использование: для обеспечения оптимальной температуры рабочего наконеч2 ника независимо от режима работы электродного узла для контактной точечной сварки. Интенсивный отвод тепла от рабочего наконечника за счет испарения теплоносителя при температуре его кипения и увеличенная площадь теплообмена стакана с охлаждающей водой повышают эксплуатационную надежность электродного узла и обеспечивает высокое качество сварки. Сущность изобретения: электродный узел содержит корпус с рабочим наконечником и системой охлаждения в виде тепловой трубы, имеющей полость в рабочем наконечнике, частично заполненную теплоносителем, и стакан из теплопроводного материала, соединенные герметично. В тепловую трубу установлена трубка из теплопроводной сетки, на которую намотан капиллярный материал, нижний конец трубки закрыт крышкой из теплопроводной сетки с покрытием из капиллярного материала. Стакан охлаждается проточной водой. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.