Изготовление электродов для точечной сварки

Обновлено: 17.05.2024

Изобретение относится к сварке, в частности к способу изготовления электрода для контактной точечной сварки, и может найти применение при изготовлении электродов сложного профиля. Сущность изобретения заключается в следующем: в процессе калибровки мерной заготовки на верхней ее части формируют цилиндрическую головку, а на ее нижней части - рабочую часть электрода. При этом осуществляют раздачу цилиндрической головки путем обратного выдавливания в ней полости в виде прямого усеченного конуса. Формируют предварительный профиль канала охлаждения путем холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической головки. Затем одновременно формируют посадочный конус и окончательный профиль канала охлаждения путем обжима с редуцированием. Процесс ведут в два этапа путем деформирования утоненной стенки и части цилиндрической головки в зоне расположения конической поверхности полости. 6 ил.

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении электродов для контактной точечной сварки.

Большое значение на повышение производительности процесса сварки, улучшение качества и надежности сварных соединений оказывают электроды, являющиеся рабочим инструментом и осуществляющие связь между сварочной машиной и свариваемыми деталями. В процессе точечной сварки электроды выполняют различные функции, основными из которых являются сжатие свариваемых деталей между собой, подвод тока к свариваемым деталям и отвод тепла, выделяющегося в процессе сварки, поэтому форма и размеры рабочей поверхности электрода, его конструкция в целом, а также способ его изготовления оказывают значительное влияние на качество сварных соединений и производительность процесса.

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки [1] cогласно которому электроды вытачивают из прутков, обычно поступающих с металлургического завода в термически необработанном (для дисперсионно-упрочняемых сплавов) или отоженном состоянии.

Такой способ изготовления электродов нерационален вследствие больших отходов металла, так как в стружку при этом идет до 30 o C40% дефицитных медных сплавов, а также малопроизводителен, а потому не может быть рекомендован для массового производства.

Известен также способ изготовления электродов для контактной точечной сварки литьем по выплавляемым моделям [2] который оправдывает себя только при изготовлении в массовом производстве электродов сложной формы, поскольку уменьшает расход металла и сокращает последующую механическую обработку.

Кроме того, был предложен способ изготовления составного электрода, состоящего из рабочей сменной части и основания электрода. При этом рабочая сменная часть может быть закреплена на основании с помощью крепежного средства [3] либо может быть установлена на основании по прессовой посадке [4 и 5] В первом случае [3] использование электродов такой конструкции удобно, так как позволяет при изменении толщины марки металла свариваемых деталей устанавливать нужную рабочую часть.

Недостатками электрода со сменной частью является возможность применения его только при сварке деталей с хорошими подходами и недостаточно интенсивное его охлаждение.

Во втором случае [4] рабочая сменная часть заменяется только после ее полного износа, поэтому для увеличения износостойкости рабочей сменной части ее целесообразно выполнить методом объемного выдавливания [6] поскольку в процессе выдавливания производится наклеп материала. Кроме того, данный метод характеризуется высокой производительностью, экономным использованием материала и возможностью получения в процессе выдавливания канала охлаждения. Кроме того, ориентированное расположение волокон исходной заготовки, например цилиндрической, обусловленное характером ее получения прокаткой или волочением, обеспечивает высокую стойкость рабочей сменной части за счет создания направленной волокнистой структуры по ее сечению.

Однако в процессе изготовления электрода таким способом не удается добиться полного геометрического совпадения посадочных поверхностей сменной части и основания в силу геометрических погрешностей (овальность, круглость, цилиндричность, конусность) их поверхностей, возникающих в процессе их изготовления, поэтому в местах контакта посадочных поверхностей имеет место неравномерное электрическое сопротивление, что приводит к неравномерному нагреву электрода со всеми вытекающими из этого последствиями. Кроме того, трудно обеспечить длительное надежное соединение между собой посадочных поверхностей в силу того6 что они подвергаются циклической термонагрузке. При этом следует также отметить, что способ [6] может быть рекомендован для получения канала охлаждения постоянного сечения.

С помощью этого способа нельзя получить канал охлаждения с расширенной полостью, расположенной в рабочей части электрода и предназначенной для интенсивного отвода тепла от рабочей части электрода.

Известен способ изготовления изделий типа стакан с кольцевым поднутрением [7] согласно которому заготовку подвергают обратному выдавливанию пуансоном в матрице с круговой поперечной полостью изнутри. На конечной стадии выдавливания полости изделия металл интенсивно течет в поперечном направлении из-под пуансона, заполняя указанную круговую полость матрицы и образуя тем самым технологический выступ снаружи изделия. Одновременно благодаря интенсивному поперечному течению металла изнутри стакана образуется кольцевое поднутрение (расширенная полость).

Если данный способ применить для изготовления электрода для контактной точечной сварки, то на его рабочей части возникает значительное утолщение, которое приводит к увеличению диаметральных габаритов электрода и такой электрод можно применить при сварке деталей с хорошими подходами. Если же эту часть срезать, то образовавшаяся в процессе выдавливания направленная волокнистая структура электрода прерывается, что приводит к снижению стойкости его рабочей части.

Наиболее близким к изобретению по своей технологической сущности является способ изготовления электродов для контактной точечной сварки холодным выдавливанием [8] включающий операции калибровки серной заготовки, обратного выдавливания, формирования охлаждающего канала и посадочного конуса. Способ разработан для изготовления прямых электродов. Согласно способу мерная заготовка отрезается от цилиндрического прутка с помощью втулочных ножей, затем предварительно очищенную и смазанную смазкой заготовку помещают в матрицу. С помощью пуансона осуществляют калибровку заготовки. После этого в процессе обратного выдавливания осуществляют формирование рабочей части электрода и охлаждающего канала, а затем формируют посадочный конус. Образованный таким способом электрод имеет охлаждающий канал постоянного сечения, что затрудняет отвод тепла от рабочей части электрода. Кроме того, как показали проведенные исследования, величина пластической деформации рабочей части такого электрода в районе его торца достигает 225% [8] что сказывается на его стойкости.

Технический результат изобретения снижение трудоемкости изготовления электрода, повышени его стойкости и снижение расхода металла.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления электрода для контактной точечной сварки, охлаждающий канал которого в районе его рабочей части имел бы расширяющуюся полость.

Задача решается тем, что в способе изготовления электрода для контактной точечной сварки, включающем операции калибровки мерной заготовки, обратного выдавливания, формирования охлаждающего канала и посадочного конуса, согласно изобретению в процессе калибровки на верхней части заготовки формируют цилиндрическую головку, а на ее нижней части рабочую часть электрода, осуществляют раздачу цилиндрической головки путем обратного выдавливания в ней полости в виде прямого усеченного конуса и формируют предварительный профиль канала охлаждения путем холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической головки, а затем одновременно формируют посадочный конус и окончательный профиль канала охлаждения путем обжима с редуцированием в два этапа утоненной стенки и части цилиндрической головки в зоне расположения конической поверхности полости в матрице.

Отличительная особенность предлагаемого способа состоит в том, что уже на первом этапе обработкой давления исходной заготовки из одной ее части формируют рабочую часть электрода и осуществляют операцию по созданию цилиндрической головки на ее противоположном конце, которую затем подвергают раздаче и формируют канал охлаждения сложного профиля (с расширяющейся полостью) и посадочный конус. В результате этого достигается вышеуказанный технический результат.

Эти и другие особенности и преимущества предлагаемого изобретения приводятся далее при рассмотрении конкретного примера его исполнения со ссылками на прилагаемый чертежи поэтапного изготовления электрода.

Изобретение поясняется фиг. 1-6.

Исходную заготовку 1 диаметром _заг полученную резкой прутка, смазывают смазкой и подвергают калибровке в матрице 2 воздействием пуансона 3, при этом на верхней части заготовки формируют цилиндрическую головку 4 диаметром ₁ а на ее нижней части рабочую часть 5 будущего электрода. Обе части заготовки соединены между собой коническим участком 6 с размерами переходного конуса матрицы 2.

На второй операции формообразования полученный полуфабрикат 7 смазывают смазкой и размещают в матрице 8, при этом конический участок 6 контактирует с переходным конусом матрицы 8, рабочая часть 5 будущего электрода центрируется цилиндрическим отверстием 9 матрицы 8, а цилиндрическая головка 4 полуфабриката 7 выставлена с зазором относительно отверстия 10 матрицы 8. Благодаря центровки полуфабриката 7 в матрице 8 цилиндрическая головка 4 образует равный зазор по всему периметру отверстия 10. При опускании пуансон 11 входит в контакт с цилиндрической головкой 4 и начинает ее раздачу, путем обратного выдавливания в ней полости 12 в виде прямого усеченного конуса. В силу того, что пуансон 11 выполнен с тупым конусом, это требует несколько большего усилия выдавливания (по сравнению с острым конусом), но при этом в процессе выдавливания внутреннее отверстие имеет меньший эксцентриситет, увеличивается стойкость пуансона. Полость 12 является расширяющейся полостью будущего канала охлаждения электрода. Поскольку процесс выдавливания полости 12 совмещен с процессом раздачи цилиндрической головки 4, усилие деформации в этом случае ниже (по сравнению с обратным выдавливанием полых изделий), что обусловлено уменьшением сопротивления трения о стенки матрицы. В процессе раздачи цилиндрической головки 4 ее наружный диаметр ₁ увеличивается до величины ₂ диаметра отверстия 10 матрицы 8. Диаметр при вершине конуса полости 12 равен диаметру ₃ вершины тупого конуса пуансона 11.

На третьей операции формообразования полученный полуфабрикат 13 смаэывают смазкой и устанавливают на стержень 14, нижний конец которого эквивалентен профилю полости 12. Полуфабрикат 13 с расположенным внутри него стержнем 14 проталкивают через многоступенчатую матрицу 15, формируя предварительный профиль канала охлаждения, путем холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической головки 4 до наружного диаметра ₄. Размер внутреннего диаметра ₅ канала охлаждения соответствует диаметру стержня 14 и диаметру основания усеченного конуса полости 12.

На четвертой операции формообразования полученный полуфабрикат 16 также смазывают смазкой и устанавливают торцем рабочей части 5 электрода на неподвижную опору 17. Опускают матрицу 18, она входит в контакт с утоненной стенкой диаметра ₄ полуфабриката 16 и, перемещаясь вниз, осуществляет деформирование утоненной стенки и части цилиндрической головки 4 в зоне расположения конической поверхности 19 полости 12 путем обжима с редуцированием с одновременным предварительным формированием посадочного конуса электрода и профиля канала охлаждения. При этом диаметр ₄ уменьшится до диаметра ₆ а диаметр ₅ до диаметра ₇.

На заключительной операции формообразования полуфабрикат 20 смазывают смазкой и вновь устанавливают торцом рабочей части 5 электрода на неподвижную опору 17. Затем опускают матрицу 21, которая входит в контакт с утоненной стенкой диаметра ₆ полуфабриката 20 и, перемещаясь вниз, осуществляет окончательное формирование посадочного конуса 22 электрода и профиль канала 23 охлаждения. Формирование заканчивают в момент достижения требуемых размеров изделия, при этом диаметр ₆ уменьшается до диаметра ₈, а диаметр ₇ до диаметра ₉ Пример. Заготовку диаметром 25 мм и длиной 24,5 мм отрезают от бронзового прутка марки Бр.Х1 и производят ее закалку в электропечи при нагреве до температуры 98020 o с охлаждением в воде. Затем заготовку очищают, промывают в водном растворе кальцинированной соды с тринатрийфосфатом, сушат и смазывают смазкой.

На первом этапе осуществляют калибровку заготовки, при этом на верхней части заготовки формируют цилиндрическую головку, а на ее нижней части - рабочую часть электрода. Между обеими частями формируется конический участок с углом конусности 13 o . Высота рабочей части электрода h.

На второй позиции полученный полуфабрикат смазывают смазкой, укладывают в ступенчатую матрицу так, что конический участок полуфабриката располагается на конусообразной расточке матрицы, а цилиндрическая головка выставлена с зазором относительно цилиндрической расточки матрицы. Затем осуществляют раздачу цилиндрической головки путем обратного выдавливания в ней полости в виде прямого усеченного конуса. В результате получают полуфабрикат в виде ступенчатого стакана, внутренняя полость которого представляет собой прямой усеченный конус, основание которого примыкает к цилиндрическому участку. Толщина дна стакана h, а угол при вершине 53 o .

На третьей позиции ранее полученный полуфабрикат также смазывают смазкой, а затем на прессе выполняют холодную вытяжку с утонением через многоступенчатую матрицу, получая прямой стакан с наружным диаметром рабочей части электрода и внутренним каналом в виде конусообразной полости переходящей в цилиндрическую с толщиной стенки на цилиндрическом участке несколько более 1 мм.

На четвертой и пятой позициях ранее полученный полуфабрикат смазывают смазкой, устанавливают торцом рабочей части электрода на неподвижную опору и осуществляют одновременное формирование посадочного конуса и окончательного профиля его канала охлаждения, путем обжима с редуцированием в два этапа утоненной стенки и части цилиндрической головки в зоне расположения конической поверхности полости канала охлаждения. При этом наружная поверхность тонкостенного цилиндра превращается в конус Морзе, наружный диаметр которого со стороны входа охлаждающего канала на первом этапе обжима уменьшается с 25 до 18 мм, а на втором этапе обжима уменьшается с 18 до 13,5 мм. Кольцевой объем полуфабриката, образованный его наружной цилиндрической поверхностью и конической поверхностью полости канала охлаждения, представляет жесткую зону, деформация которой в процессе редуцирования исключает выпучивание внутренней поверхности канала охлаждения и образует внутренний профиль канала охлаждения в виде конической поверхности, плавно переходящей в расширяющуюся полость, расположенную в рабочей части электрода, за счет утолщения стенки канала охлаждения в зоне перехода.

Использование предлагаемого способа позволяет создать в рабочей части электрода канал охлаждения с расширяющейся полостью, исключить возникновение пластических деформаций в области торцевой поверхности рабочей части электрода (повышается стойкость электрода) и снизить расход металла и трудоемкость изготовления электрода.

Источники информации принятые во внимание: 1. Слиозберг С. К, Чулошников П. Л. Электроды для контактной сварки. Л. Машиностроение, 1972, с. 72.

2. Галкин А. и др. Технология получения литых электродов для контактной сварки. Совершенствование технологии получения и обработки сплавов и композиционных материалов. Тезисы доклада студенческой краевой конференции, 19 21 апреля 1990 г. Красноярск, 1990, с. 15 16.

3. Слиозберг С. К, Чулошников П. Л. Электроды для контактной сварки. Л. Машиностроение, 1972, с. 58.

4. Авторское свидетельство СССР N 1637981, кл. B 23 K 11/30.

5. Ак. заявка JP N 2-40428, кл. B 23 K 11/30.

6. Патент US N 4760235, кл. B 23 K 11/30.

7. Авторское свидетельство СССР N 1660829, кл. B 21 K 21/08.

8. Ершов Л. К. Демченков И. В. Изготовление электродов для контактной точечной сварки холодным выдавливанием. Сборник "Сварка, резка, пайка, наплавка и металлизация", вып. 16, тема 4, N М-60-236/16, М. ВИНИТИ, 1960, с. 22 31.

Способ изготовления электрода для контактной точечной сварки, включающий операции калибровки мерной заготовки, обратного выдавливания, формирования охлаждающего канала и посадочного конуса, отличающийся тем, что в процессе калибровки на верхней части заготовки формируют цилиндрическую головку, а на ее нижней части рабочую часть электрода, затем осуществляют раздачу цилиндрической головки путем обратного выдавливания в ней полости в виде прямого усеченного конуса и формируют предварительный профиль канала охлаждения путем холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической головки, а затем одновременно формируют посадочный конус и окончательный профиль канала охлаждения путем обжима с редуцированием в два этапа утоненной стенки и части цилиндрической головки в зоне расположения конической поверхности полости.

Электроды для контактной сварки. Характеристики рекомендуемых сплавов

Точечная сварка, благодаря появлению компактных ручных аппаратов типа BlueWeldPlus, становится популярной не только при промышленных масштабах применения, но и в быту. Слабым местом такой технологии являются электроды для контактной сварки: их низкая стойкость во многих случаях отпугивает потребителя.

Причины недолговечности электродов контактной электросварки

Процесс контактной сварки состоит из следующих стадий:

Предварительной подготовки поверхности соединяемых деталей – она должна быть непросто очищена от загрязнений и окислов, но и очень ровной, чтобы исключить неравномерность возникающего напряжения электрического поля.
Ручного или механического прижима свариваемых изделий – с увеличением усилия прижима растут интенсивность диффузии и механическая прочность сварного шва.
Локального расплавления металлов в зоне прижима теплом электрического тока, в результате чего формируется сварочное соединение. Прижим электродов на этой стадии препятствует образованию сварочных брызг.
Отключения тока и постепенного остывания сварного шва.

Таким образом, материал электродов для контактной сварки претерпевает не только значительные термические напряжения, но и механические нагрузки. Поэтому к нему предъявляется ряд требований – высокая электропроводность, высокая термическая стойкость (в том числе – и от постоянных колебаний температуры), повышенные значения предела прочности на сжатие, малый коэффициент теплоёмкости. Таким комплексом свойств обладает ограниченное число металлов. В первую очередь – это медь, и сплавы на её основе, однако и они не всегда удовлетворяют производственным требованиям.

В связи с постоянным повышением энергетических характеристик производимых сварочными клещями для точечной сварки многие торговые марки ориентируют потребителя на применение только «своих», фирменных электродов, что не всегда соблюдается. В результате снижается качество сварных швов, получаемых по такой технологии, подрывается доверие к самому процессу контактной электросварки.

Преодоление указанных проблем производится двумя путями: совершенствованием видов и конструкций сварочных электродов для точечной сварки, и разработкой новых материалов, используемых для изготовления таких электродов. Для частных пользователей имеет значение также и цена вопроса.

Материалы электродов

Согласно ГОСТ 2601, критерием качества готового шва является его прочность на разрыв или сдвиг. Она зависит от интенсивности тепловой мощности в зоне электрического разряда, а потому связывается в первую очередь с теплофизическими характеристиками материала электродов.

Использование медных электродов малоэффективно по двум причинам. Во-первых, медь, являясь высокопластичным металлом, не обладает достаточной упругостью, чтобы в период между рабочими циклами полностью восстановить геометрическую форму электродов. Во-вторых, медь весьма дефицитна, а частая замена электродов обуславливает и высокие финансовые затраты.

Попытки использовать более твёрдую, упрочнённую медь успеха не имеют: для нагартованного материала параллельно с повышением твёрдости снижается температура рекристаллизации, поэтому с каждым рабочим циклом износ рабочего торца электрода для контактной сварки будет возрастать. Поэтому практическое применение получили медные сплавы с добавлением ряда других металлов. В частности, введение в медный сплав кадмия, бериллия, магния, цинка и алюминия мало изменяет показатель теплопроводности, зато улучшает твёрдость при нагреве. Стойкость электрода от динамических тепловых нагрузок увеличивают железо, никель, хром и кремний.

При подборе оптимального материала сварочных электродов для контактной сварки ориентируются на показатель удельной электропроводности сплава. Чем меньше он будет отличаться (в меньшую сторону) от электропроводности чистой меди – 0,0172 Ом·мм 2 /м, тем лучше.

Наиболее эффективную стойкость против износа и деформации показывают сплавы, в состав которых входят кадмий (0,9…1,2%), магний (0,1…0,9%) и бор (0,02…0,03%).

Выбор материала для электродов точечной сварки зависит также и от конкретных задач процесса. Можно выделить три группы:

Электроды, предназначенные для проведения контактной сварки в жёстких условиях (непрерывное чередование циклов, поверхностные температуры до 450…500ºС). Их изготавливают из бронз, содержащих хром и цирконий (Бр.Х, Бр.ХЦр 0,6-0,05. В эту же группу включают никель- кремнистые бронзы (Бр.КН1-4), а также бронзы, дополнительно легированные титаном и бериллием (Бр.НТБ), используемые для точечной сварки нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
Электроды, применяемые при контактных температурах на поверхности до 250…300ºС (сварка обычных углеродистых и низколегированных сталей, медных и алюминиевых изделий). Их производят из медных сплавов марок МС и МК.
Электроды для относительно лёгких режимов эксплуатации (поверхностные температуры до 120…200ºС). В качестве материалов применяется кадмиевая бронза Бр.Кд1, хромистая бронза Бр.Х08, кремненикелевая бронза Бр.НК и др. Такие электроды могут использоваться также и для роликовой контактной электросварки.

Следует отметить, что по убыванию удельной электропроводности (по отношению к чистой меди) эти материалы располагаются в следующей последовательности: Бр.ХЦр 0,6-0,05→МС→МК→Бр.Х→Бр.Х08→Бр.НТБ→Бр.НК →Бр.Кд1→Бр.КН1-4. В частности, разогрев до требуемой температуры электрода, изготовленного из бронзы Бр.ХЦр 0,6-0,05 произойдёт примерно вдвое быстрее, чем полученного из бронзы Бр.КН1-4.

Конструкции электродов

Наименее стойким местом электрода является его сферическая рабочая часть. Электрод бракуется, если увеличение размеров торца превышает 20% от первичных размеров. Конструкция электродов определяется конфигурацией свариваемой поверхности. Различают следующие исполнения инструмента

С цилиндрической рабочей частью и конической посадочной частью.
С коническими посадочной и рабочей частью, и переходным цилиндрическим участком.
Со сферическим рабочим торцом.
Со скошенным рабочим торцом.

Кроме того, электроды могут быть сплошными и составными.

При самостоятельном изготовлении (либо перезаточке) рекомендуется выдерживать следующие соотношения размеров, при которых инструмент будет обладать максимальной стойкостью:

Для расчёта диаметра электрода d пользуются зависимостью Р = (3…4)d 2 , где Р – фактически необходимое сжатие электродов при проведении процесса контактной электросварки. В свою очередь, рекомендуемые значения давления осадки, при котором получаются наиболее качественные соединения, составляет 2,5…4,0 кг/мм 2 площади получаемого сварного шва;
Для электродов с конической рабочей частью оптимальный угол конусности варьируется от 1:10 (для инструмента с диаметром рабочей части до 30…32 мм) до 1:5 – в противоположном случае;
Выбор угла конуса определяется также и наибольшим усилием сжатия: при максимальных усилиях рекомендуется принимать конусность 1:10, как обеспечивающую повышенную продольную стойкость электрода.

Основные формы электродов для контактной сварки устанавливает ГОСТ 14111, поэтому, применяя те или иные соотношения размеров, следует учитывать размеры посадочного пространства под инструмент для конкретной модели машины контактной сварки.

Значительную экономию материала даёт применение составных конструкций. При этом для изготовления корпуса применяют материалы с высокими значениями электропроводности, а съёмную рабочую часть изготавливают из сплавов с высокой твёрдостью и износостойкостью (в том числе и термической). В частности, подобным сочетанием свойств обладают металлокерамические сплавы от швейцарской фирмы АМРСО марок A1W или A1WC, содержащие 56% вольфрама и 44% меди. Их электропроводность достигает 60% от электропроводности чистой меди, что определяет малые потери на нагрев при выполнении сварки. Рекомендуемым материалом могут быть и бронзовые сплавы с добавками хрома и циркония, а также вольфрам.

Электроды для контактной сварки лёгких сплавов, где не требуется значительного усилия прижима, выполняют со сферической рабочей частью, а для контактных губок аппаратов точечной электросварки целесообразно применять кремнистые бронзы.

Механические характеристики электродов должны находиться в следующих пределах:

Твёрдость по Бринеллю, НВ – 1400…2600;
Модуль Юнга, ГПа – 80…140;
Предельный изгибающий момент, кгсм – не ниже 750…800.

Конструкции электродов всегда должны быть полыми, для обеспечения эффективного охлаждения.

Способ изготовления электродов для контактной сварки

Изобретение относится к области сварки, в частности к электродам для контактной сварки, которые могут быть использованы в машиностроительной, металлургической, станкоинструментальной и других отраслях промышленности для изготовления сварных конструкций.

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки, заключающийся в прессовании электродного материала с помощью гидравлического пресса (А.С. SU 184345, кл. Н05В 31/16, опубл. 1966 г.).

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки, при котором электродный материал, состоящий из отработанных электродов и 0,2-0,5 мас.% хрома, расплавляют до температуры плавления, матрицу заполняют электродным материалом и штампуют пуансоном, затем производят закалку (Патент RU 2265506, МПК В23К 11/30, 35/00, опубл. 2005 г.).

Изготовленные электроды вышеизложенными способами обладают недостаточной прочностью и твердостью.

Техническим результатом изобретения является изготовление более прочных и твердых электродов за счет добавления наночастиц хрома.

Пример конкретного выполнения способа изготовления электродов для контактной сварки.

Испытания прочности и твердости полученных электродов проводились при контактной сварке двух стержней из стали 35 ГС толщиной 10+40 мм в следующем режиме сварки: сила тока I_св=14000 А, время сварки t_cв=0,5-1,5 с, усилие сжатия электродами Р_э=250 кг, длительность выдержки под током Δt_св=1 с. Испытания показывают, что при содержании 0,8 мас.% наночастиц хрома твердость электродов составляет 125 НВ, а прочность, при рабочих нагрузках и температурах, ниже допустимых значений. При содержании 0,9 мас.% наночастиц хрома твердость электродов составляет 150 HВ, а прочность, при рабочих нагрузках и температурах, в пределах допустимых значений. При содержании 1,0 мас.% наночастиц хрома твердость электродов составляет 170 НВ, прочность ослабевает из-за высокой твердости, при рабочих нагрузках и температурах образуются трещины и происходит разрушение.

Заявляемый способ является промышленно применимым.

Изобретение относится к ручной дуговой сварке и наплавке покрытыми электродами, в частности к контролю и управлению качеством электродов на всех операциях их изготовления, приемо-сдаточного контроля и использования при сварке конструкций и деталей в производственных условиях.

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам получения композиционного припоя, и может быть использовано в буровой технике для напайки на рабочую поверхность режущего инструмента абразивного покрытия.

Изобретение относится к получению прутка для напайки на режущие инструменты, выполненного из твердосплавного композиционного материала. .

Изобретение относится к пайке и используется при изготовлении припоев, предназначенных для пайки черных и цветных металлов и их сплавов, в частности при производстве посуды с многослойным дном.

Изобретение относится к пайке металлов, в частности к пайке деталей различной конфигурации из углеродистых и легированных сталей с использованием пастообразных составов и может быть использовано при изготовлении паяных конструкций в машиностроении при пайке деталей в печах с восстановительной газовой средой.

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к электроду для ручной дуговой сварки и устройству для его изготовления. .

Способ изготовления электрода для контактной точечной сварки

Способ изготовления электрода для контактной точечной сварки может найти применение в машиностроении при изготовлении машин для контактной сварки. В процессе калибровки мерной заготовки на ее верхней части формируют цилиндрическую головку с наметкой под пуансон обратного выдавливания. На ее нижней части путем прямого выдавливания формируют рабочую часть электрода. В процессе прямого выдавливания обеспечивают пластическую деформацию материала в зоне рабочей части электрода со степенью деформации не менее 25%. Осуществляют формирование охлаждающего канала путем обратного выдавливания глухого отверстия в цилиндрической головке и холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической головки. Путем обжима утоненной стенки цилиндрической головки осуществляют формирование посадочного конуса электрода. При формировании посадочного конуса одновременно формируют конусообразный участок в верхней части охлаждающего канала. Технический результат заключается в увеличении стойкости рабочей части электрода. 5 ил.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при изготовлении электродов для контактной точечной сварки.

Одной из проблем в данной области техники является повышение стойкости электрода, который, являясь рабочим инструментом, осуществляет связь между сварочной машиной и свариваемыми деталями. В процессе сварки электрод осуществляет сжатие свариваемых деталей между собой, подвод тока к свариваемым деталям и отвод тепла, выделяющегося в процессе сварки. Способ изготовления электрода оказывает значительное влияние на его способность выполнять указанные выше функции.

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки [1], согласно которому электроды вытачивают из прутков, обычно поступающих в термически необработанном (для дисперсионно-упрочняемых сплавов) или отожженном состоянии. Такой способ изготовления электродов нерационален, поскольку в стружку идет до 30-40% дефицитных медных сплавов. Кроме того, этот способ малопроизводителен.

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки литьем по выплавляемым моделям [2]. Способ позволяет уменьшить расход металла и сократить последующую механическую обработку, но оправдывает себя только при изготовлении электродов сложной формы.

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки, по которому электрод изготавливают путем холодной сварки хвостовика к рабочей части электрода [3].

Известен способ изготовления электродов для контактной точечной сварки методом порошковой металлургии [4], по которому порошок засыпают в форму, осуществляют уплотнение порошка путем вибрационного вдавливания пуансона, имеющего форму охлаждающего канала для подвода воды, а затем осуществляют спекание порошка.

Оба способа [3, 4] требуют для своего осуществления специального оборудования, процесс изготовления характеризуется сложностью и большой продолжительностью.

Был предложен способ изготовления электрода [5]. На первом этапе способа заготовка из медного материала подвергалась штамповке с целью формирования внутренней охлаждающей полости с вертикальными ребрами. На втором этапе выполнялось обжатие верхней части заготовки для формирования на ней посадочного конуса. Предложенный электрод имеет полость для охлаждения, диаметр которой больше диаметра входного отверстия канала охлаждения. Это обстоятельство, а также наличие в полости вертикальных ребер способствует более интенсивному отводу тепла от рабочей поверхности электрода и повышает его эксплуатационную долговечность.

Данный способ характеризуется сложностью, а изготовленные этим способом электроды имеют большое поперечное сечение, т.е. он имеет ограниченную область применения.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления электрода для контактной точечной сварки холодным выдавливанием [6]. Данный способ включает операции формирования рабочей части электрода и охлаждающего канала путем обратного выдавливания глухого отверстия в цилиндрической заготовке, холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической заготовки и последующей деформации стенки для образования посадочного конуса электрода. Формирование рабочей части электрода осуществляют путем закрытой осадки заготовки в конусообразной глухой матрице.

Конусообразная глухая матрица образована тремя усеченными конусами, сужающимися от открытого торца матрицы к ее глухой части. В процессе закрытой осадки материал заготовки заполняет и воспринимает форму матрицы. Но в силу большого трения, возникающего по коническим поверхностям матрицы, неизбежно заклинивание металла на отдельных участках матрицы, что приводит к некачественной поверхности рабочей части электрода, поэтому степень деформации металла на поверхности рабочей части электрода будет непостоянна, и как следствие этого твердость поверхности рабочей части электрода различна в разных местах. Все это сказывается на эксплуатационной долговечности электрода. Увеличение усилия осадки не приводит к устранению последствий заклинивания, а может привести к разрушению матрицы. Следует также отметить, что причиной снижения эксплуатационной долговечности электрода может оказаться цилиндрическая форма охлаждающего канала, которая формируется рассматриваемым способом.

Технический результат, создаваемый изобретением, выражается в увеличении стойкости рабочей части электрода.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ изготовления электрода для контактной точечной сварки с повышенной эксплуатационной долговечностью.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления электрода для контактной точечной сварки, включающем операции формирования рабочей части электрода и формирования охлаждающего канала путем обратного выдавливания глухого отверстия в цилиндрической заготовке, холодной вытяжки с утонением стенки цилиндрической заготовки и деформации стенки для образования посадочного конуса электрода, согласно изобретению формирование рабочей части электрода осуществляют в процессе калибровки мерной заготовки, при этом в верхней части заготовки формируют наметку под пуансон обратного выдавливания, а на ее нижней части формируют рабочую часть электрода путем прямого выдавливания, причем в процессе прямого выдавливания обеспечивают пластическую деформацию материала в зоне рабочей части электрода со степенью деформации не менее 25%, а формирование посадочного конуса электрода осуществляют с одновременным формированием конусообразного участка в верхней части охлаждающего канала.

Отличительная особенность заявляемого способа состоит в том, что формирование рабочей части электрода осуществляют прямым выдавливанием, что позволяет получить необходимую степень деформации металла заготовки на рабочей части электрода, а следовательно, повысить его твердость. Формирование посадочного конуса электрода, осуществляемое с одновременным формированием конусообразного участка в верхней части охлаждающего канала, позволяет получить расширяющуюся полость, примыкающую к рабочей части электрода, что улучшает отвод тепла от рабочей части электрода. В результате достигается повышение стойкости электрода.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут приведены ниже при рассмотрении конкретного примера его исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи поэтапного изготовления электрода.

Исходную заготовку 1 диаметром _заг (фиг. 1), полученную резкой прутка, смазывают смазкой, устанавливают в матрицу 2 (фиг. 2) и подвергают калибровке воздействием пуансона 3. В процессе калибровки осуществляют радиальную раздачу заготовки до диаметра ₁ , образуют конический участок 4, наметку 5 под пуансон обратного выдавливания и формируют прямым выдавливанием рабочую часть 6 электрода диаметром ₂ и высотой h. Диаметр ₂ выбирают исходя из требуемой степени деформации материала рабочей части электрода. Диаметр ₂ несколько меньше диаметра ₃ отверстия 7 матрицы, в силу этого отсутствуют причины для заклинивания металла в процессе прямого выдавливания.

На второй операции формообразования электрода (фиг. 3) полученный полуфабрикат 8 смазывают смазкой и размещают в матрице 9. При этом конический участок 4 контактирует с переходным конусом 10 матрицы 9, рабочая часть 6 будущего электрода центрируется центральным отверстием 11 матрицы 9, а верхняя часть 12 полуфабриката 8 выставлена с зазором относительно отверстия 13 матрицы 9. Благодаря центровке полуфабриката 8 в матрице 9 верхняя часть 12 полуфабриката образует равный зазор по всему периметру отверстия 13. При опускании пуансон 14 входит в контакт с наметкой 5 и начинает раздачу верхней части 12 полуфабриката 8 путем обратного выдавливания в ней цилиндрического глухого отверстия 15, будущего канала охлаждения. В силу того, что пуансон 14 выполнен с цилиндрическим пояском, контактирующим с наметкой 5, требуется несколько большее усилие выдавливания (по сравнению, например, с острым конусом пуансона), но при этом в процессе выдавливания глухое отверстие имеет меньший эксцентриситет, увеличивается стойкость пуансона. Поскольку процесс выдавливания глухого отверстия 15 совмещен с процессом раздачи верхней части 12 полуфабриката 8, усилие деформации в этом случае ниже (по сравнению с обратным выдавливанием полых изделий), что обусловлено уменьшением сопротивления трения о стенки матрицы. В процессе раздачи верхней части 12 ее наружный диаметр ₁ увеличивается до величины ₄ - диаметра отверстия 13 матрицы 9, диаметр дна глухого отверстия 15 - ₅. . Дно этого отверстия отстоит от торца рабочей части электрода на величину h₁>h.

На третьей операции формообразования электрода (фиг. 4) полученный полуфабрикат 16 смазывают смазкой и устанавливают на стержне 17, нижний конец которого имеет диаметр ₅. Полуфабрикат 16 с расположенным внутри него стержнем 17 проталкивают через многоступенчатую матрицу 18, формируя предварительный профиль канала 19 охлаждения, путем холодной вытяжки с утонением стенки верхней части 12 полуфабриката до наружного диаметра ₂. Внутренний диаметр канала 19 охлаждения со стороны открытого торца - ₆, а его профиль имеет слабовыраженную конусность, которая обеспечивает свободное удаление стержня 17 из канала 19.

На заключительной операции формообразования электрода (фиг. 5) полуфабрикат 20 смазывают смазкой и устанавливают торцем рабочей части 6 электрода на неподвижную опору 21. Опускают матрицу 22, она входит в контакт с утоненной стенкой диаметра ₂ полуфабриката 20 и, перемещаясь вниз, осуществляет обжим верхней части утоненной стенки, формируя посадочный конус 23 электрода. С формированием посадочного конуса 23 электрода одновременно осуществляют формирование конусообразного участка 24 в верхней части охлаждающего канала. При этом диаметр ₂ уменьшают до диаметра ₇ , а диаметр ₆ - до диаметра ₈. В результате этой операции охлаждающий канал в зоне, примыкающей к рабочей части электрода, имеет расширяющуюся полость 25, что способствует улучшению отвода тепла от рабочей части электрода в процессе сварки. Операция формирования конусообразного участка 24 охлаждающего канала сопровождается увеличением толщины стенки в зоне формирования посадочного конуса электрода и конусообразного участка охлаждающего канала, что также способствует увеличению стойкости электрода.

Пример. Заготовку диаметром 20 мм и длиной 31,3 мм отрезают от бронзового прутка марки Бр.Х1 и производят ее закалку в электропечи при нагреве до температуры 98020 o C с охлаждением в воде. Затем заготовку очищают, промывают в водном растворе кальцинированной соды с тринатрийфосфатом, сушат и смазывают смазкой.

На первом этапе в процессе калибровки заготовки осуществляют радиальную раздачу заготовки до диаметра 20,2 мм, на верхнем торце заготовки формируют наметку под пуансон обратного выдавливания и формируют прямым выдавливанием рабочую часть электрода высотой 14 мм. В процессе прямого выдавливания обеспечивают пластическую деформацию материала в зоне рабочей части электрода со степенью деформации не менее 25%. При меньшей степени деформации твердость рабочей части электрода будет меньше твердости, заданной ГОСТом на электроды для контактной точечной сварки. Между рабочей зоной электрода и верхней частью заготовки (ее длина определяется в зависимости от длины электрода, что сказывается на мерной длине исходной заготовки) формируют конический участок с углом конусности 13 o .

На втором этапе полученный полуфабрикат смазывают смазкой, укладывают в ступенчатую матрицу так, что конический участок полуфабриката располагается на ответной конусообразной расточке матрицы, а верхняя часть заготовки выставлена с зазором относительно цилиндрической расточки матрицы диаметром 20,3 мм. Осуществляют раздачу верхней части полуфабриката до указанного выше диаметра путем обратного выдавливания в ней глухого цилиндрического отверстия диаметром 12,7 мм, будущего канала охлаждения. Дно этого глухого отверстия отстоит от торца рабочей части электрода на 16 мм.

На третьем этапе ранее полученный полуфабрикат вновь смазывают смазкой, а затем на прессе выполняют холодную вытяжку с утонением через многоступенчатую матрицу, получая прямой стакан с наружным диаметром рабочей части электрода и внутренним предварительным каналом охлаждения, профиль которого имеет слабовыраженную конусность с толщиной стенки у дна канала около 2 мм.

На заключительном этапе ранее полученный полуфабрикат также смазывают смазкой, устанавливают торцем рабочей части электрода на неподвижную опору и осуществляют деформацию обжатием верхней части утоненной стенки для формирования посадочного конуса электрода протяженностью 30 мм и конусообразного участка в верхней части охлаждающего канала. При этом наружная поверхность тонкостенного цилиндра превращается в конус Морзе, наружный диаметр которого со стороны входа охлаждающего канала уменьшается с 16 до 13,5 мм, а внутренний диаметр охлаждающего канала уменьшается с 12,7 до 10 мм. В результате этой операции происходит некоторое увеличение толщины стенки в зоне посадочного конуса электрода, а в зоне, примыкающей к рабочей части электрода, образуется расширяющаяся полость. Оба эти фактора сказываются на увеличении стойкости электрода.

Использование патентуемого изобретения позволяет увеличить твердость рабочей части электрода на 20-40 НВ, позволяет создать в рабочей части электрода канал охлаждения с расширяющейся полостью, что позволяет повысить стойкость электрода.

Способ изготовления электрода для контактной точечной сварки, включающий операции формирования рабочей части электрода, формирования охлаждающего канала путем обратного выдавливания глухого отверстия в верхней части заготовки и холодной вытяжки с утонением стенки верхней части заготовки и формирование посадочного конуса электрода путем обжима утоненной стенки, отличающийся тем, что формирование рабочей части электрода осуществляют в процессе калибровки мерной заготовки, при этом в процессе калибровки на верхней части заготовки формируют цилиндрическую головку с наметкой под пуансон обратного выдавливания, а рабочую часть электрода формируют на ее нижней части путем прямого выдавливания, причем в процессе прямого выдавливания обеспечивают пластическую деформацию материала в зоне рабочей части электрода со степенью деформации не менее 25%, а формирование посадочного конуса электрода осуществляют с одновременным формированием конусообразного участка в верхней части охлаждающего канала.

Трансформатор для контактной сварки

Среди множества видов сварочных процессов можно выделить точечную. Ее применяют при создании систем вентиляции и кондиционирования, для соединения тонкостенных корпусных деталей и множества других конструкций.

Точечная контактная сварка

Виды точечной сварки

К точечной относят один из видов контактной сварки, в ходе выполнения которой детали соединяют по отдельным точкам. Электроды, выполненные из разных материалов, сжимают заготовки и передают через себя электрический ток соответствующих характеристик. Расположение точек контакта, напрямую зависит от того как установлены электроды в машине, используемой для сварки. Опять же в зависимости от конструкции машины и электродов допустимо получение одной или нескольких точек сварки.

Контактную сварку используют для работы с черными и цветными металлами. Это могут быть детали, обработанные на механическом оборудовании, они могут иметь одинаковую или разную толщину. В качестве заготовок могут быть использованы листы, полученные на прокатных станах или кузнечно — прессовом оборудовании.
Такой вид сварки наиболее эффективен для изготовления деталей в транспортном машиностроении, при производстве различного по классам станочного оборудования и пр.

Особенности и принцип точечной сварки для выбора трансформатора

Метод точечной сварки применяют и на производственных площадках, и в кустарных мастерских. На производстве эту технологию применяют для работы с листовыми заготовками из разных марок металла – черного, цветного, нержавеющего и пр. С помощью точечной сварки обрабатывают детали разной формы и размеров, кроме того, на оборудовании такой сварки изготавливают пересекающиеся стрежни.

В домашней мастерской такую технологию применяют для выполнения ремонта бытовой техники, в т.ч. автомобильной, электрической, например, для наращивания силового кабеля.
Надо отметить то, что способ точечной сварки включает в себя несколько последовательных операций, причем, эти операции одинаковы и для промышленного, и для бытового оборудования.
На первом этапе заготовки, выполненные из металла, соединяют между собой в заданном пространственном положении. Для их фиксации могут быть использованы обыкновенные строительные струбцины или друга технологическая оснастка.

Затем, соединенные детали помещают в рабочую зону оборудования, в пространстве между электродами. После этого их приводят в движение, начинается сжимание заготовок и подача электрического тока с определенными характеристиками. Подаваемый ток, выполняет нагревание металла до определенной температуры, в результате, этого будет произведена необходимая деформация заготовок.
В промышленных условиях применяют автоматические установки точечной сварки, в условиях мастерской чаще применяют полуавтоматические сварочные аппараты. Некоторые виды оборудования позволяют получать до 600 сварных контактов в минуту.
Еще один способ точечной сварки — это лазерная. Ее применение обеспечивает высокое качество, получаемых швов.

Смысл сварки этого типа заключается в следующем:
После сильного нагрева заготовок происходит их оплавление и происходит образование однородной структуры (шва).

Главный параметр такого сварочного процесса – это импульсная характеристика тока.

Именно она обеспечивает требуемый нагрев. Кроме того, важную роль играет и сила, с которой заготовки прижимают друг с другом. Именно в результате этого происходит кристаллизация металлической структуры.
Импульсная сварка гарантирует максимальную прочность стыков, при практически полной автоматизации сварочного процесса. Но главный недостаток такой технологии это невозможность обеспечения 100% герметичности заготовок между собой.

Виды трансформаторов для сварки

Технические характеристики трансформаторов должны обеспечивать такие технические свойства, которые позволяют с минимальными потерями произвести нагрев, расплав и соединение обрабатываемых деталей.

Трансформатор, предназначенный для производства сварных работ, имеет простую конструкцию и именно поэтому, многие домашние мастера предпочитают его изготавливать самостоятельно.

В конструкцию входит несколько составных частей:

Сердечник для трансформатора

Сердечник, состоящий из нескольких пластин, выполненных из стали. Для сборки магнитопровода применяют пластины, изготовленные из электротехнической стали. На нем устанавливают одну или несколько обмоток. Настройку напряжения выполняют с помощью винтовой пары, которая проходит через сердечник и обмотку.
Металлический корпус предназначен для защиты устройства от каких-либо повреждений. Кроме того, в состав трансформатора входят устройства вентиляции, рукояти и колеса для транспортировки.

Номинальное рабочее напряжение составляет 220 или 380 вольт и это позволяет их использовать и на промышленных объектах, и домашнем хозяйстве. Технические характеристики трансформатора допускают производить работы с металлическими заготовками разной формы и размеров.

Трансформатор для контактной сварки, состоит из тех же узлов, что и для традиционной. Это оборудование работает в режиме коротких, но часто повторяющихся нагрузок. Это приводит к тому, что обмотки испытывают серьезные динамические нагрузки. Для их компенсации в трансформаторах для точечной сварки применяют сердечник броневого типа и дисковые обмотки.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75 предназначается для работы в составе электросварного оборудования для точечной сварки, которые эксплуатируются в закрытых помещениях при соблюдении ряда условий. Магнитопровод в этом трансформаторе имеет ленточную конструкцию, и стянут в раму с помощью шпилек. Обмотки этого трансформатора дисковые. Для изготовления первой обмотки применяют теплостойкий кабель ПСД.

Трансформатор для контактной сварки ТВК-75

Вторая обмотка собрана из отдельных дисков и с помощью металлических деталей, выполненных из меди, они собраны в параллельную схему.
Для охлаждения вторичной обмотки используют проточную воду, которая перемещается по специально проложенным трубам. Обмотки залиты эпоксидной смолой.
Напряжение регулируется с помощью переключателей, которые установлены на сварочной машине. К основным параметрам трансформатора этой марки можно отнести следующее:

Охлаждение водой, аппарат изготовлен по классу изоляции F. За счет использования технологии Unicore трансформатор несет минимальные потери в магнитопроводе. Производитель выпускает трансформатор в климатическом исполнении УХЛ4.

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад

Трансформатор для контактной сварки ТКС — 4500 Каскад используют для сварки деталей из малоуглеродистых сталей совокупной толщиной до 4 мм.

Расчет трансформатора для сварки

Магнитопровод и обмотки отвечают за создание рабочих параметров устройства. То есть, зная, какие характеристики должны быть у трансформатора можно просчитать параметры обмоток, сердечника и сечения всех проводов.

Для выполнения расчетов необходимо взять следующие данные:

Сварочный трансформатор своими руками

1. Напряжение на первой обмотке.
2. Напряжение на второй обмотке.
3. Сила тока на второй обмотке. Размер этого параметра определяется типом электродов и размерами заготовки.
4. Площадь сердечника. Этот параметр определяет надежность трансформатора в целом. Оптимальным размером можно считать от 45 до 55 кв. см.
5. Размер площади окна сердечника. Оптимальным считают размер от 80 до 110 кв. см.
6. Плотность тока внутри обмотки. Этот параметр отвечает за потери в обмотке. Для аппаратов, выполненных своими руками, эта характеристика составляет 2,5 – 3 А.
Самодельный аппарат из микроволновой печи

Для установки в домашней мастерской высокопроизводительного сварочного оборудования нет необходимости в приобретении дорогостоящего оборудования. Для этого достаточно использовать старую микроволновую печь. Точнее, ее трансформатор. Он в состоянии обеспечить напряжение необходимо для выполнения точечной сварки.

При извлечении трансформатора из корпуса микроволновой печи необходимо соблюдать аккуратность. Сначала надо снять все крепежные детали, и удалить вторичную обмотку. Кроме этого необходимо удалить шунты, встроенные в ограничители тока. Точечная сварка, изготовленная из микроволновой печи, обеспечивает мощность в 700 – 800 Вт и это позволяет выполнять сварку стальных листов толщиной до 1 мм.

Как и для любого другого сварочного устройства для его работы потребуется электрод.

Создание электродов

Сварочное оборудование позволяет выполнять большое количество работ по неразъемному соединению деталей, выполненных из металла. Для выполнения этой операции применяют электроды. Те, которые применяют для точечной сварки, называют сварочные клещи. Их можно купить и в специализированном магазине, а можно изготовить своими силами.

Электрод для контактной сварки

Сварочные клещи состоят из:
- захвата, который несет токонесущие части;
- собственно электроды;
- сварочные кабели;
- механизм управления.
Для качественного сварного соединения необходимо, чтобы на выходе из аппарата было устойчивое пониженное напряжение и повышенная сила тока. Часто, для достижения необходимых параметров применяют аппараты с усиленной второй обмоткой.

Напряжение с обмотки поступает на сварочные клещи, в которые вставляют заготовки, подлежащие сварке.

Когда заготовки собраны между собой и помещены в рабочее пространство электроды сжимают. Это можно выполнить в ручном, а можно и в автоматическом режимах. Одновременно с этим на электроды подается ток надлежащей мощности. Он вызывает нагрев металла, его расплав и перемешивание. Так, выполняется контактная сварка. Диаметр пятна контакта определяет размер силы тока и время выдержки деталей между электродами.

Сварка цветных металлов точечной сваркой

В промышленности широко применяют точечную сварку цветных металлов. В качестве примера можно рассмотреть сварку алюминия. Важным моментом в точечной сварке является удаление с поверхности заготовок оксидной пленки. Как правило, ее удаляют с применением стальной щетки или абразивной шкурки нулевого размера. Другой, не менее распространенный способ удаления оксидной пленки – это химический.

Для того применяют серную или хромовую кислоту. Но, такой способ применяют в условиях серийного производства.

Для сварки цветных металлов, в частности, алюминия необходимо использовать машины большой мощности. Так, для сварки двух листов дюраля толщиной в 0,5 мм потребует ток в 12 000 А.

Технология конденсаторной сварки

Одна из разновидностей контактной сварки – конденсаторная. Такой метод сварки известен с первой половины прошлого века. Сварка происходит за счет расплавления заготовок в тех местах, где происходит короткое замыкание тока, которое получают из энергии разряда конденсаторов. Время процесса сварки составляет от 1 до 3 миллисекунд.

Технология конденсаторной сварки

В основе такого сварочного аппарата находится конденсаторная емкость, заряжаемая от источника постоянного напряжения.

По достижении потребного количества энергии в емкости, электроды смыкают в месте сварки. Ток, протекающий между заготовками, вызывает необходимый нагрев поверхности и в результате металл плавится и образуется шов высокого качества.

К достоинствам конденсаторной сварки можно отнести:
Скорость, применение автоматизированного оборудования позволяет получать до 600 точек сварки в минуту. Точность позиционирования и соединения заготовок. Малое выделение тепла, отсутствие расходных материалов – проволоки или электродов.

На практике применяют два вида аппаратов такого типа сварки. Первые обеспечивают разряд из накопителей энергии на поверхности деталей, вторые получают разряд от второй обмотки трансформатора. Первый метод применяют при проведении ударно-конденсаторной сварки, второй применяют тогда, когда речь идет о необходимости получения качественного шва.

Такая сварка отличается экономичностью и поэтому ее часто применяют в условиях домашней мастерской. На рынке можно встретить устройства с мощностью в 100 – 400 Вт, которые часто применяют для работы в небольших мастерских по ремонту автомобильных кузовов.
Продолжительность нагрева и сила давления
Режимы сварки определяют следующими характеристиками – силой тока, длительностью нагрева, силой сжатия, размерами рабочего конца электрода.

Особенности выбора и использования электродов

Электроды для такой сварки должны иметь форму и размер, которые обеспечат его доступ к рабочему месту. Кроме того, электроды должны быть приспособлены для простой и надежной установки в сварочной машине и иметь высокую стойкость к износу. Самая простая конструкция электрода для точечной сварки – прямая. Их производят в соответствии с требованиями ГОСТ 14111-69. Для их производства применяют различные сплавы на основе меди.

Электрод для конденсаторной сварки

Например, при сварке разных металлов электроды должны обладать низкой электропроводностью. Но если, из металла такого типа изготовить весь электрод, то он будет достаточно быстро нагреваться. В таком случае его необходимо выполнять из двух частей. Одну из меди, а другую из материала, который приспособлен для выполнения необходимой операции.

Читайте также: