Электрод для контактной сварки

Изобретение может быть использовано для изготовления точечной контактной сваркой конструкций, выполненных из материалов с высокой теплопроводностью, например из меди и сплавов на основе меди. Медный электрод на своем рабочем торце содержит вставку, выполненную из материала с более высокой по сравнению с электродом температурой плавления, соединенную с электродом диффузионной сваркой. Вставка погружена в рабочий торец электрода на глубину, соответствующую 1/2 своей толщины, которая равна диаметру вставки. Отношение диаметра вставки к диаметру электрода равно 1:2. Вставка электрода выполнена, в частности, из вольфрама или графита. Электрод имеет высокую стойкость и обеспечивает получение равнопрочных соединений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сварке давлением, в частности, к контактной сварке и может быть использовано для изготовления конструкций, состоящих из сочетания материалов с высокой теплопроводностью, например, меди и сплавов на основе меди. Изобретение может быть применено практически во многих отраслях промышленности.

Известны электроды для контактной точечной и роликовой сварки различных сталей и сплавов, алюминиевых сплавов (1. Сварка в машиностроении. Справочник в 4-х. /М.: «Машиностроение», 1978, т. 1./ Под ред. Н.А. Ольшанского, 1978, 504 с. 2. Аксельрод Ф.А., Миркин A.M. Оборудование для сварки давлением. М.: «Высшая школа», 1975, 240 с). Основными требованиями к электродам контактной сварки являются высокая электро- и теплопроводность материала, а также максимальная механическая прочность при сжатии. В процессе точечной сварки электроды подвергаются значительному нагреву с одновременным сжатием. Кроме того, из-за неравномерного нагрева возникают тепловые напряжения внутри электродов, а стабильность получения качественного сварного соединения во многом зависит от сохранения формы рабочей поверхности электродов, контактирующей со свариваемыми деталями. При роликовой сварке протекает ток в 1,5-2 раза больший, чем при точечной сварке. Кроме того, ПВ у машин для шовной сварки значительно больше, чем у машин для точечной сварки. Все это приводит к значительно большему тепловыделению в зоне сварки, к бОльщим плотностям тока на контактной поверхности ролика и бОльшим удельным давлениям.

Исходя из этих требований, основным материалом для электродов является медь. Также могут служить сплавы на основе меди, например, хромистая медь, хромистая циркониевая медь, бериллиевая медь и др., у которых стойкость в 3-5 раз превышает стойкость электродов из чистой меди.

Данные электроды, к сожалению, практически не применимы для реализации технологии контактной сварки изделий из самой меди, так как они не могут расплавить металл в зоне сварки по причине опять же высокой электро- и теплопроводности меди.

Известны патенты, например, №№4683890, 5083930 и 5127299 (Япония), в соответствии с которыми применяют электроды для точечной и шовной сварки изделий из меди и медных сплавов. Они представляют собой стержень из тугоплавкого материала (W, Mo, CuW, AgW и др.), который с помощью пайки закреплен внутри медной оболочки. Такие электроды отличает прочность, твердость, теплостойкость, стабильность работы при обеспечении хорошего качества соединения деталей из меди и медных сплавов.

Однако электроды, изготовленные с применением пайки, имеют следующие недостатки: 1. Припой является определенной преградой для отвода тепла от тугоплавкого стержня к медной оболочке; 2. Наличие непропаев или пор в паяном шве также приводит к перегреву электрода и его быстрому выходу из работоспособного состояния. 3. В условиях массового производства изделий с применением таких электродов возможен перегрев самого электрода и, как следствие, расплавление припоя и выход из строя электрода. Кроме того, применение такой технологии для изготовления ролика для шовной сварки, с учетом термомеханических нагрузок в процессе сварки, не делает такой ролик серийно способным электродом.

Данных недостатков лишены электроды, изготавливаемые по предлагаемому техническому решению (рис. 1 и 2). Электрод для точечной сварки изделий из меди и медных сплавов представляет собой стержень из меди или медного сплава, на рабочем торце которого крепится вставка, выполненная из материала с более высокой по сравнению с электродом температурой плавления (W, Мо, графит и др.). К медному электроду эта вставка крепится с помощью технологии диффузионной сварки. При этом вставка погружена в рабочий торец электрода на глубину, соответствующую своей толщины, которая равна диаметру вставки, а отношение диаметра вставки к диаметру медного электрода равно 1:2. Такие соотношения выбраны на основе экспериментальных исследований по стойкости электродов. При меньших соотношениях увеличивается теплоотвод от места сварки и режим точечной сварки (ток, величина и длительность импульса) необходимо завышать. При больших соотношениях вставка из тугоплавкого материала перегревается из-за медленного теплоотвода (расстояние от рабочего конца вставки до медного электрода увеличено) и она разрушается.

В качестве материала вставки выбраны вольфрам или графит.

Производили контактную точечную и роликовую сварки медной фольги толщиной 0,5+0,5 мм. Для точечной сварки применяли электроды диаметром 6 мм из меди со вставкой из вольфрама (диаметр 4 мм и высота 4 мм). Предварительно вставку приваривали к медному электроду диффузионной сваркой, при этом глубина погружения вставки составляла 1/3, и 3/4 ее толщины, т.е. 1,3 мм, 2 мм и 3 мм. В результате экспериментов получены соединения фольги медной. Разница состояла в стойкости вставок вольфрамовых: наиболее стойкой оказалась вставка с погружением 2 мм (около 80 точек); наименее стойкой вставка с погружением 1,3 мм - вольфрам перегрелся и начал разрушаться после 54-й точки; вставка с погружением 3 мм обеспечила получение качественного соединения при повышенной величине тока импульса.

Аналогичные испытания проведены и при использовании ролика из меди и вольфрамового прутка, вокруг ее, прикрепленного диффузионной сваркой.

Сварные образцы подвергали испытаниям на разрыв по стандартной методике. Испытания показали, что соединения равнопрочные, вырыв ядра сварочной точки происходит по основному металлу.

1. Медный электрод для соединения точечной контактной сваркой деталей, выполненных из металлов с высокой теплопроводностью, отличающийся тем, что на своем рабочем торце он содержит вставку, выполненную из материала с более высокой по сравнению с электродом температурой плавления, соединенную с электродом диффузионной сваркой, при этом вставка погружена в рабочий торец электрода на глубину, соответствующую 1/2 своей толщины, которая равна диаметру вставки, а отношение диаметра вставки к диаметру электрода равно 1:2.

2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что вставка выполнена из вольфрама или графита.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контактной точечной сварке и может быть использовано, например, при изготовлении кузовов, дверей автомобилей. Электрод-колпачок с конической и цилиндрической полостями размещен конической полостью на передней конической части полого держателя.

Изобретение может быть использовано для стыковой контактной сварки прутков. Электрод призматической формы, закреплен опорной поверхностью на верхней поверхности охлаждаемого держателя призматической формы, имеющего продольные глухие каналы для подвода и отвода хладагента.

Изобретение может быть использовано в автомобильной промышленности при производстве кузовов, дверей. Электрод-колпачок размещен конической полостью на передней конической части держателя с зазором относительно его торца.

Изобретение может быть использовано при производстве кузовов, дверей легковых и грузовых автомобилей. В продольной полости держателя, имеющего поперечные окна под хладагент, с боковым зазором установлена трубка для подачи хладагента.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки, в частности, при изготовлении кузовов, дверей автомобилей. В продольной полости держателя установлена с боковым зазором трубка для хладагента.

Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке, в частности, листовых заготовок кабин, кузовов, дверей автомобилей. Полое основание электрода-колпачка выполнено с возможностью охвата боковой поверхности держателя.

Изобретение относится к контактной точечной сварке, в частности к сборному сварочному электроду. Сборный сварочный электрод (10) содержит установочный переходник (14), хвостовик (16) и наконечник (18) электрода.

Изобретение относится к контактной точечной сварке, в частности к сборному сварочному электроду. Сборный сварочный электрод (10) содержит установочный переходник (14), хвостовик (16) и наконечник (18) электрода.

Изобретение может быть использовано для получения точечной сваркой конструкции из стальных листов. Сварная конструкция содержит два или три стальных листа толщиной от 0,5 до 2,6 мм, размещенных с образованием перекрывающейся части.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки прутковых, листовых заготовок. Полый держатель выполнен с конической поверхностью в его передней части.

Изобретение может быть использовано при точечной сварке покрытых металлом стальных листов. Проводят тестовую точечную сварку для выявления растрескивания свариваемой части.

Изобретение может быть использовано в автомобильной промышленности при производстве кузовов, дверей. Электрод-колпачок размещен конической полостью на передней конической части держателя с зазором относительно его торца.

Изобретение может быть использовано при производстве кузовов, дверей легковых и грузовых автомобилей. В продольной полости держателя, имеющего поперечные окна под хладагент, с боковым зазором установлена трубка для подачи хладагента.

Изобретение может быть использовано при контактной точечной сварке, в частности, листовых заготовок кабин, кузовов, дверей автомобилей. Полое основание электрода-колпачка выполнено с возможностью охвата боковой поверхности держателя.

Изобретение может быть использовано при изготовлении пространственных арматурных каркасов для железобетонных конструкций. Планшайба 4 с приводом вращения 3 установлена в закрепленных на станине 1 катковых опорах 2.
Способ может быть использован при изготовлении, восстановлении и/или упрочнении деталей машин, в частности лемеха плуга. Стальные отходы в виде ножовочных полотен, или напильников, или надфилей, или сверл используют в качестве присадочного материала для электроконтактной приварки с получением покрытия на поверхности детали.

Изобретение может быть использовано для получения точечной сваркой конструкции из стальных листов. Сварная конструкция содержит два или три стальных листа толщиной от 0,5 до 2,6 мм, размещенных с образованием перекрывающейся части.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки листов из высокопрочной стали, в частности в автомобильной промышленности. Сварное соединение, полученное точечной сваркой, содержит не менее 375 кристаллических зерен кристаллизовавшихся структур в области 0,5 мм × 0,5 мм на краю ядра сварной точки.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки прутковых, листовых заготовок. Полый держатель выполнен с конической поверхностью в его передней части.

Изобретение может быть использовано для контактной точечной сварки при изготовлении арматурной сетки. Охлаждаемый электрод содержит хвостовик для закрепления в гнезде хобота сварочной машины и трубку для подачи хладагента.

Способ может быть использован для контактной роликовой сварки, преимущественно для получения тонколистовых конструкций. Предварительно на рабочей поверхности одного роликового электрода выполняют центральную выемку, а на рабочей поверхности другого роликового электрода выполняют центральный выступ.

Изобретение может быть использовано для изготовления точечной контактной сваркой конструкций, выполненных из материалов с высокой теплопроводностью, например из меди и сплавов на основе меди. Медный электрод на своем рабочем торце содержит вставку, выполненную из материала с более высокой по сравнению с электродом температурой плавления, соединенную с электродом диффузионной сваркой. Вставка погружена в рабочий торец электрода на глубину, соответствующую 12 своей толщины, которая равна диаметру вставки. Отношение диаметра вставки к диаметру электрода равно 1:2. Вставка электрода выполнена, в частности, из вольфрама или графита. Электрод имеет высокую стойкость и обеспечивает получение равнопрочных соединений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх