RU2420378C2 - Method of cooling contact point welding (cpw) electrode - Google Patents
Method of cooling contact point welding (cpw) electrode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420378C2 RU2420378C2 RU2009107411/02A RU2009107411A RU2420378C2 RU 2420378 C2 RU2420378 C2 RU 2420378C2 RU 2009107411/02 A RU2009107411/02 A RU 2009107411/02A RU 2009107411 A RU2009107411 A RU 2009107411A RU 2420378 C2 RU2420378 C2 RU 2420378C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- holder
- shank
- refrigerant
- cavity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в электродах КТС.The invention relates to welding production and is suitable in KTS electrodes.
Известно внутреннее охлаждение передней части электрода благодаря непрерывной циркуляции хладагента по полости его хвостовика (см. ГОСТ 14111-90, стр.16).Internal cooling of the front of the electrode is known due to the continuous circulation of the refrigerant through the cavity of its shank (see GOST 14111-90, p. 16).
Его недостаток: из-за удаленности зон охлаждения - дна полости и нагрева - его переднего торца у последнего температура при сварке сталей достигает до 800°С, что отрицательно сказывается на его стойкости.Its disadvantage: due to the remoteness of the cooling zones - the bottom of the cavity and the heating - of its front end, the latter temperature in steel welding reaches up to 800 ° C, which negatively affects its resistance.
Известен другой комбинированный способ охлаждения электрода, когда, кроме указанного выше способа, нагретый хладагент непрерывно отводят из полости хвостовика электрода от заднего торца по его наружным канавкам к переднему (см. Слиозберг С.К. Медные сплавы и электроды контактных сварочных машин - М.: Машиностроение, 1970, с.30).Another combined method of cooling the electrode is known, when, in addition to the above method, the heated refrigerant is continuously removed from the cavity of the electrode shank from the rear end along its outer grooves to the front (see Sliozberg S.K. Copper alloys and electrodes of contact welding machines - M .: Engineering, 1970, p.30).
Его недостатки: из-за локальности такого охлаждения имеет место сложное напряженно-деформированное состояния материала электрода, чем понижается его стойкость; из-за большого расхода хладагента в зоне сварки ухудшаются качество ее и санитарно-гигиенические условия работы, металл свариваемых заготовок коррозирует от его воздействия и т.д.Its disadvantages: due to the locality of such cooling, a complex stress-strain state of the electrode material takes place, which decreases its resistance; due to the large consumption of refrigerant in the welding zone, its quality and sanitary and hygienic working conditions deteriorate, the metal of the workpieces being welded corrodes from its effects, etc.
Известно и устройство реализации такого способа в виде держателя - трубы (далее именуемый трубой), в которой с переднего торца размещен с полым хвостовиком электрод, а с противоположного торца соединенный с ней резьбой колпак с двумя поперечными окнами под хладагент, открытыми соответственно в большую полость его и малую, в которой находится своим концом трубка, расположенная остальной частью в трубе и электроде (см. там же и стр.32, рис.10). Нагретый теплом последнего хладагент отводится по зазорам между трубой и трубкой и по наружным канавкам электрода от заднего торца к переднему торцу его, дополнительно охлаждая его.There is also known a device for implementing such a method in the form of a holder - a pipe (hereinafter referred to as a pipe), in which an electrode is placed with a hollow shank from the front end, and a cap connected to it with a threaded end with two transverse windows under the refrigerant, respectively open in its large cavity and the small one, in which the tube is located at its end, located the rest of the tube and electrode (see ibid., p. 32, Fig. 10). Heated by the heat of the latter, the refrigerant is discharged through the gaps between the pipe and the tube and along the outer grooves of the electrode from the rear end to its front end, further cooling it.
Его недостатки: из-за наличия наружных канавок электрода с коническим хвостовиком и соответствующим гнездом под него трубы усложняется их изготовление без гарантии герметичности такого соединения; применение колпака с соответствующими полостями, поперечными окнами и резьбовой поверхностью под трубу удорожается стоимость этого устройства; из-за значительной относительной длины L/d>40 (L и d длина и наружный диаметр) трубки и искривления ее передний конец размещается с неравномерным зазором в полости хвостовика электрода и может быть прижатым к боковой поверхности этой полости, что ухудшит условия охлаждения передней части его и отрицательно скажется на стойкости; соединение - поверхность малой полости колпака и наружная поверхность заднего конца трубки - ненадежно и последняя избыточным давлением подводимого в эту полость хладагента может сместиться в осевом направлении и упереться передним концом трубки в дно полости хвостовика электрода, сведя к минимуму охлаждение его; кроме того, этим соединением невозможно обеспечить постоянство зазора между передним концом трубки и дном полости хвостовика электрода из-за допусков на эти элементы, что отрицательно сказывается на стабильности скорости циркуляции хладагента по этому зазору и, в итоге, стойкости электрода.Its disadvantages: due to the presence of external grooves of the electrode with a tapered shank and a corresponding socket under it, the pipe is complicated to manufacture without guaranteeing the tightness of such a connection; the use of a cap with appropriate cavities, transverse windows and a threaded surface under the pipe increases the cost of this device; due to the significant relative length L / d> 40 (L and d length and outer diameter) of the tube and its curvature, the front end is placed with an uneven gap in the cavity of the electrode shank and can be pressed against the side surface of this cavity, which will worsen the cooling conditions of the front part it will adversely affect stamina; the connection is the surface of the small cavity of the cap and the outer surface of the rear end of the tube is unreliable and the latter can be axially displaced by the excess pressure of the refrigerant introduced into this cavity and abut the front end of the tube against the bottom of the cavity of the electrode shank, minimizing its cooling; in addition, with this connection it is impossible to maintain a constant gap between the front end of the tube and the bottom of the cavity of the electrode shank due to tolerances on these elements, which negatively affects the stability of the refrigerant circulation rate along this gap and, as a result, the resistance of the electrode.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков способа охлаждения электрода КТС и устройства его реализации.The aim of the invention is to remedy these disadvantages of the method of cooling the CTS electrode and device for its implementation.
Она достигается тем, что в способе охлаждения электрода КТС путем непрерывной циркуляции хладагента по полости его хвостовика, хладагентом другого источника омывают наружную поверхность электрода, а в устройстве его реализации в передней части держателя - трубы размещается своим коническим снаружи и полым изнутри хвостовик электрода, а в задней части трубы - колпак с двумя поперечными окнами под хладагент; они открыты в его большую и малую полости, переходящие одна в другую, причем в малой полости установлена трубка, находящаяся с зазорами в нем, трубе и электроде; при этом передняя наружная поверхность трубы - усеченный конус, вершина которого располагается на переднем торце ее, а основание на боковой поверхности, которую охватывает пористый элемент, соединенный трубопроводом с емкостью с хладагентом, расположенной над электродом; выступающий из трубы электрод, кроме торца, охватывается пористым элементом; выполненный цилиндрически снаружи хвостовик уперт торцем в дно полости под него трубы и соединен с ней натягом или своей резьбой, хвостовик электрода загерметизирован по наружной поверхности уплотнительным элементом, размещенным в кольцевой канавке трубы; на боковой поверхности хвостовика образована кольцевая канавка под уплотнительный элемент, соединенная поперечными окнами с его полостью; на трубке размещена шайба с наружными и открытыми с концов продольными канавками, базирующаяся своими выступами в трубе; полость трубы в задней части выполняется глухой, которая переходит там в малую глухую полость, в каждую из которых открыто свое под хладагент поперечное окно трубы; на конце трубки размещена втулка с резьбой, которой она соединена с поверхностью малой полости трубы или колпака; на выступающем из трубы электроде образованы параллельные его торцу кольцевые канавки, боковые стенки которых наклонены в сторону его хвостовика.It is achieved by the fact that in the method of cooling the CCC electrode by continuous circulation of the refrigerant through the cavity of its shank, the outer surface of the electrode is washed with the refrigerant of another source, and in the device for its implementation in the front of the holder - the pipe is placed with its conical outside and the inside of the electrode shank, and in the back of the pipe - a cap with two transverse windows for refrigerant; they are open in its large and small cavities, passing one into another, and a tube is installed in the small cavity, with gaps in it, the pipe and the electrode; wherein the front outer surface of the pipe is a truncated cone, the apex of which is located on its front end, and the base on the side surface, which is covered by a porous element connected by a pipe to a container with a refrigerant located above the electrode; the electrode protruding from the pipe, except for the end, is covered by a porous element; the shank made cylindrically from the outside is abutted by the end face into the bottom of the cavity underneath the pipe and connected to it by an interference fit or by its own thread, the electrode shank is sealed on the outer surface with a sealing element located in the annular groove of the pipe; on the side surface of the shank, an annular groove is formed for the sealing element connected by transverse windows to its cavity; on the tube there is a washer with outer and longitudinal grooves open at the ends, based on its protrusions in the tube; the cavity of the pipe in the rear part is blind, which passes there into a small blind cavity, in each of which the transverse window of the pipe is open under the refrigerant; at the end of the tube there is a sleeve with a thread, by which it is connected to the surface of a small cavity of the pipe or cap; annular grooves parallel to its end face are formed on the electrode protruding from the tube, the side walls of which are inclined toward its shank.
Сопоставительный анализ предлагаемого от известных способа охлаждения электрода КТС и устройства его реализации отличается следующим.A comparative analysis of the proposed method from the cooling of the KTS electrode and the device for its implementation differs in the following.
В способе охлаждения электрода наружную поверхность его омывают хладагентом другого источника, а в устройстве его реализации наружная передняя поверхность держателя - трубы выполняется в виде усеченного конуса с вершиной на ее переднем торце и основанием - на боковой поверхности ее; сама боковая поверхность охватывается пористым элементом, соединенным трубопроводом с емкостью с хладагентом, расположенной над электродом; пористый элемент охватывает выступающую из трубы часть электрода, кроме торца; хвостовик электрода выполняется снаружи цилиндрическим с резьбой или без нее и соединяется с полостью трубы резьбой или натягом; торец хвостовика упирается в дно соответствующей полости трубы и хвостовик герметизируется в ней по наружной поверхности уплотнительным элементом, размещенным в кольцевой канавке трубы; на боковой цилиндрической поверхности хвостовика образуют кольцевую канавку под уплотнительный элемент и соединяют ее поперечными окнами хвостовика с его полостью; на трубке размещают шайбу с наружными продольными и открытыми с концов канавками, которая базируется своими выступами в трубе; полость в задней части трубы глухая; она переходит там в малую глухую полость, а в каждую из них открыто свое под хладагент поперечное окно трубы; на конце трубки размещают втулку с наружной резьбой, которой она соединяется с поверхностью малой полости трубы или колпака; на выступающем из трубы электроде образованы параллельные его торцу канавки, боковые стенки которых наклонены в сторону его хвостовика.In the method of cooling the electrode, its outer surface is washed with a refrigerant of another source, and in the device for its implementation, the outer front surface of the holder - pipe is made in the form of a truncated cone with a vertex at its front end and a base on its side surface; the side surface itself is covered by a porous element connected by a pipeline to a container with a refrigerant located above the electrode; the porous element covers the part of the electrode protruding from the pipe, except for the end face; the electrode shank is cylindrical outside with or without a thread and is connected to the pipe cavity by thread or interference; the end face of the shank abuts against the bottom of the corresponding cavity of the pipe and the shank is sealed in it along the outer surface by a sealing element located in the annular groove of the pipe; on the lateral cylindrical surface of the shank, an annular groove for the sealing element is formed and connected with the transverse windows of the shank with its cavity; a washer with outer longitudinal and open at the ends grooves, which is based on its protrusions in the pipe, is placed on the tube; the cavity in the back of the pipe is deaf; it passes there into a small blind cavity, and into each of them its transverse window of the pipe is open under the refrigerant; at the end of the tube, a sleeve with an external thread is placed, with which it connects to the surface of the small cavity of the pipe or cap; grooves parallel to its end face are formed on the electrode protruding from the tube, the side walls of which are inclined towards its shank.
На основании изложенного следует, что предлагаемый способ охлаждения электрода КТС и устройство его реализации обладают новизной, существенными отличиями от известных решений и соответствуют критерию «изобретение».Based on the foregoing, it follows that the proposed method of cooling the KTS electrode and the device for its implementation have novelty, significant differences from known solutions and meet the criterion of "invention".
Они поясняются чертежом, в левой части которого приведено устройство по п.1 формулы изобретения, а в правой части от вертикальной оси симметрии - устройство, в котором реализованы п.2-п.9 этой формулы.They are illustrated by the drawing, on the left side of which is a device according to claim 1 of the claims, and on the right side of the vertical axis of symmetry is a device in which p. 2-p. 9 of this formula are implemented.
Устройство содержит верхний подвижный электрод 1, который своим коническим снаружи и полым изнутри хвостовиком 2 размещается в полости трубы 3, а та - в токопроводящем хоботе сварочной машины, например, марки МТР-2041УХЛЧ (не показанном на чертеже). В полости электрода 1 и трубы 3 находится трубка 4 с зазорами 5, закрепленная своим концом в соединенном с трубой 3 колпаке 6 с поперечными окнами 7 и 8 под хладагент, выходящими в его большую и малую глухие полости, причем в последней размещается своим концом трубка 4. Может быть и вариант, когда у трубы 3 полость с переднего торца - глухая, переходящая в задней части в малую глухую полость 9, куда выходит поперечное окно трубы 8, а окно 7 ее открыто в зазор 5 между ней и трубкой 4 (см. правую часть чертежа).The device contains an upper movable electrode 1, which, with its conical outside and hollow inside, shank 2, is located in the cavity of the pipe 3, and that in the conductive trunk of the welding machine, for example, MTR-2041UHLCH (not shown in the drawing). In the cavity of the electrode 1 and pipe 3 there is a tube 4 with gaps 5, fixed with its end in a cap 6 connected to the pipe 3 with transverse windows 7 and 8 under the refrigerant, which exit into its large and small deaf cavities, and the tube 4 is located at its end There may be an option when the pipe 3 has a cavity from the front end that is blind, passing in the back to a small blind cavity 9, where the transverse window of the pipe 8 opens, and its window 7 is open into the gap 5 between it and the pipe 4 (see right side of the drawing).
Передняя часть трубы 3 по наружной боковой поверхности выполняется в виде усеченного конуса 10 с вершиной на ее переднем торце и основанием - на боковой поверхности. Сама труба по этой поверхности охвачена пористым элементом 11 (тканью, марлей, поролоном и др.), соединенным трубопроводом 12 с другой емкостью с хладагентом, размещенной выше электрода 1. Его торец 13 контактирует со свариваемым верхним листом 14 с образовавшейся в нем при сварке половинкой сварной точки 15 (другая половинка ее имеется у нижнего листа, не показанного на чертеже).The front part of the pipe 3 along the outer side surface is made in the form of a truncated cone 10 with a vertex at its front end and a base on the side surface. The pipe itself along this surface is covered by a porous element 11 (fabric, gauze, foam rubber, etc.), connected by a pipe 12 to another tank with a refrigerant placed above the electrode 1. Its end 13 is in contact with the welded top sheet 14 with the half formed in it during welding weld point 15 (the other half of it is on the bottom sheet, not shown in the drawing).
Полый изнутри хвостовик 2 электрода 1 может быть выполнен цилиндрическим 16 снаружи и размещаться в соответствующей полости передней части трубы 3, загерметизированной уплотнительным элементом 17, расположенным в кольцевой канавке трубы 3. Кольцевая канавка может быть выполнена и на наружной боковой поверхности цилиндрического хвостовика 16, а в ней располагается уплотнительный элемент 17, причем поперечные окна 18 хвостовика, выполненные в зоне этой канавки, выходят в его полость.Inside the inner shank 2 of the electrode 1 can be made cylindrical 16 from the outside and placed in the corresponding cavity of the front of the pipe 3, sealed by a sealing element 17 located in the annular groove of the pipe 3. The annular groove can be made on the outer side surface of the cylindrical shank 16, and in it is located the sealing element 17, and the transverse windows 18 of the shank, made in the area of this groove, go into its cavity.
Сам цилиндрический хвостовик с наружной резьбой или без нее своим торцем упирается в дно полости, образованной в трубе 3, и соединяется с последней резьбой или натягом.The cylindrical shank itself, with or without an external thread, abuts against the bottom of the cavity formed in the pipe 3 with its end face and is connected to the last thread or interference fit.
На трубке 4 размещается шайба 19 с наружными и открытыми с концов продольными канавками, которая своими выступами базируется в трубе 3.On the tube 4, a washer 19 with external and open at the ends longitudinal grooves is located, which is based on its protrusions in the pipe 3.
На заднем конце трубки 4 размещается втулка 20 с наружной резьбой, которой она соединяется с поверхностью малой полости 9 трубы или колпака 6.At the rear end of the tube 4 there is a sleeve 20 with an external thread, with which it is connected to the surface of the small cavity 9 of the pipe or cap 6.
Листы 14 свариваются после размещения их на нижнем неподвижном электроде так. Электрод 1, перемещаясь сверху вниз, сжимает их усилием Р в течение времени τр, выбираемого в зависимости от марки материала и их толщины. По образованной электроцепи (электроды - листы) пропускается сварочный ток I за время τсв<τр, в результате чего в листах 14 из-за большого контактного электросопротивления выделяется значительное количество тепла, расплавляющего их металл с образованием сварной точки 15, на которую действует усилие Р и после прекращения подачи тока в эту электроцепь.The sheets 14 are welded after placing them on the lower stationary electrode as follows. The electrode 1, moving from top to bottom, compresses them by force P for a time τ p , selected depending on the grade of material and their thickness. A welding circuit I is passed through the formed electric circuit (electrodes - sheets) for a time τ sv <τ p , as a result of which a large amount of heat is released in the sheets 14 due to the high contact electrical resistance, melting their metal to form a weld point 15, which is affected by the force P and after the cessation of current supply to this circuit.
Металл этой точки начинает остывать и кристаллизироваться с обеспечением надежного соединения листов в зоне сварки, а ее тепло отводится в окружном и поперечном направлениях каждого листа, подводясь и к передним торцам электродов, уровни нагрева которых сварочным током из-за малого электросопротивления значительно меньше уровней нагрева листов.The metal of this point begins to cool and crystallize to ensure a reliable connection of the sheets in the welding zone, and its heat is removed in the circumferential and transverse directions of each sheet, being brought to the front ends of the electrodes, the heating levels of which by the welding current due to the low electrical resistance are much lower than the levels of heating of the sheets .
Предлагаемый способ охлаждения электрода КТС в разработанном устройстве реализуется так.The proposed method for cooling the KTS electrode in the developed device is implemented as follows.
Нагретый теплом металла сварной точки 15 листа 14 электрод 1 охлаждается следующим образом: по поперечному окну 8 колпака 6 или трубы 3 хладагент из цеховой магистрали подводится в малую глухую полость первого или второй и далее по трубке 4 устремляется к дну полости хвостовика 2 электрода 1, охлаждая его и боковую поверхность ее благодаря зазорам 5 между ними и трубкой 4. Через эти поверхности охлаждается передний торец 13 электрода и прилегающая к нему боковая поверхность его.Heated by the heat of the metal of the weld point 15 of the sheet 14, the electrode 1 is cooled as follows: along the transverse window 8 of the cap 6 or pipe 3, the refrigerant from the workshop line is introduced into the small blind cavity of the first or second and then goes through the pipe 4 to the bottom of the cavity of the shank 2 of the electrode 1, cooling its and its lateral surface due to the gaps 5 between them and the tube 4. Through these surfaces, the front end face 13 of the electrode and the adjacent lateral surface thereof are cooled.
Нагретый его теплом хладагент отводится по зазорам 5 к поперечному окну 7 колпака 6 или трубы 3, а из него (нее) сливается в емкость, где охлаждается и снова подается в цеховую магистраль.The refrigerant heated by its heat is discharged through the gaps 5 to the transverse window 7 of the cap 6 or pipe 3, and from it (it) is discharged into a tank, where it is cooled and again fed to the workshop line.
Кроме внутреннего охлаждения, у электрода 1 имеется и наружное охлаждение. Для этого из другой емкости, находящейся выше электрода, например рядом со сварочной машиной, хладагент - вода или бинарные смеси (вода - спирт или его заменитель) подводятся самотеком по трубопроводу 12 к пористому элементу 11 трубы 3, а из него в виде пленки стекают по конической поверхности 10 трубы на выступающую часть электрода 1, охлаждая дополнительно его наружную поверхность.In addition to internal cooling, the electrode 1 also has external cooling. To do this, from another container located above the electrode, for example, next to the welding machine, the refrigerant - water or binary mixtures (water - alcohol or its substitute) are gravity-fed via pipe 12 to the porous element 11 of pipe 3, and from it flow in the form of a film conical surface 10 of the pipe on the protruding part of the electrode 1, cooling additionally its outer surface.
В зависимости от расхода хладагент из другой емкости испаряется на электроде 1 полностью или частично, и тогда неиспарившаяся часть его стекает на лист 14 и охлаждает металл зоны около сварной точки 15.Depending on the flow rate, the refrigerant from another tank evaporates completely or partially on the electrode 1, and then the non-evaporated part of it flows onto sheet 14 and cools the zone metal near the weld point 15.
Когда соединенные между собой листы 14 удалят из зоны сварки, то хладагент смочит и охладит передний торец 13 электрода 1, отведенного в исходное положение, чем также повышается его стойкость.When the interconnected sheets 14 are removed from the welding zone, the refrigerant will moisten and cool the front end 13 of the electrode 1, retracted to its original position, which also increases its resistance.
При очередном перемещении электрода 1 в положение сварки с его переднего торца 13 хладагент попадет на лист 14 и при сжатии свариваемых листов усилием Р частично вытеснится из зоны контакта электрода 1 с листом 14, оставаясь при этом в углублениях их микронеровностей и способствуя повышению электропроводности при пропускании сварочного тока по образовавшейся электроцепи с последующим испарением его там, чем сократится время сварки.When the electrode 1 is again moved to the welding position from its front end 13, the refrigerant will fall onto the sheet 14 and, when the sheets to be welded are compressed by force P, it will partially be displaced from the contact zone of the electrode 1 with sheet 14, while remaining in the recesses of their microroughnesses and contributing to an increase in the electrical conductivity when welding current along the formed electrical circuit with its subsequent evaporation there, thereby reducing the welding time.
Если на электроде 1 выполнены параллельные торцу кольцевые канавки 21 с наклонными в сторону хвостовика боковыми стенками, то стекающий из пористого элемента 11 хладагент задерживается в этих канавках благодаря таким стенкам, где он нагревается, закипает и испаряется, охлаждая электрод 1 и его переднюю часть как самую нагретую. Параллельность этих канавок 21 переднему торцу 13 электрода необходима для его эффективного охлаждения, когда он наклонен относительно вертикальной оси симметрии, чем задерживается и испаряется хладагент в этих канавках.If the ring grooves 21 parallel to the end face are made on the electrode 1 and the side walls are inclined toward the shank, the refrigerant flowing from the porous element 11 is retained in these grooves due to the walls where it heats up, boils and evaporates, cooling the electrode 1 and its front part as the most heated. The parallelism of these grooves 21 to the front end 13 of the electrode is necessary for its effective cooling when it is inclined relative to the vertical axis of symmetry, which delays and evaporates the refrigerant in these grooves.
Не исключен и вариант, когда пористый элемент 11 охватывает всю выступающую из трубы часть электрода 1, кроме переднего торца 13, повышая эффективность охлаждения последнего вследствие замедленного стекания по нему хладагента к этому торцу.It is also possible that the porous element 11 covers the entire portion of the electrode 1 protruding from the pipe, except for the front end 13, increasing the cooling efficiency of the latter due to the delayed flow of refrigerant to this end.
Для уменьшения материалоемкости и трудоемкости электрода 1 его хвостовик 2 по наружной поверхности выполняется цилиндрическим с резьбой или без нее с упором задним торцем в дно полости трубы под него. Труба и электрод в этом случае соединяются между собой резьбовыми поверхностями или посадкой с натягом.To reduce the material consumption and the complexity of the electrode 1, its shank 2 on the outer surface is cylindrical with or without thread, with the back end resting in the bottom of the pipe cavity under it. In this case, the pipe and electrode are interconnected by threaded surfaces or by interference fit.
В этом случае герметичность устройства обеспечивается уплотнительным элементом 17, размещенным в кольцевых канавках трубы 3 или хвостовика 2 электрода 1, причем канавка хвостовика 2 соединяется поперечными окнами 18 с его полостью, чем обеспечивается подвод хладагента к этому элементу 17 для исключения его перегрева, когда нагрев хвостовика электрода при сварке значителен. Если нагревается только передняя часть электрода, то кольцевая канавка и эти окна хвостовику не требуются, и тогда уплотнительный элемент 17 целесообразнее размещать в кольцевой канавке трубы 3, и электрод 1 будет технологичнее.In this case, the tightness of the device is ensured by a sealing element 17 located in the annular grooves of the pipe 3 or shank 2 of the electrode 1, and the groove of the shank 2 is connected by transverse windows 18 with its cavity, which ensures the supply of refrigerant to this element 17 to prevent it from overheating when the shank is heated electrode during welding is significant. If only the front of the electrode is heated, then the annular groove and these windows are not required by the shank, and then it is more advisable to place the sealing element 17 in the annular groove of the pipe 3, and the electrode 1 will be more technologically advanced.
Для устранения перекоса в трубе 3 и полости хвостовика 2 электрода 1 трубки 4 на ней размещается шайба 19 с продольными и открытыми с концов канавками на наружной поверхности, базирующаяся своими выступами в передней части трубы 3.To eliminate the skew in the pipe 3 and the cavity of the shank 2 of the electrode 1 of the tube 4, a washer 19 with longitudinal and open grooves on the outer surface based on its protrusions in the front of the pipe 3 is placed on it.
Зазор 5 между дном полости хвостовика 2 электрода 1 и передним концом трубки 4 регулируется ее резьбовой втулкой 20, которая вворачивается или выворачивается из малой полости 9 трубы 3 или колпака 6.The gap 5 between the bottom of the cavity of the shank 2 of the electrode 1 and the front end of the tube 4 is regulated by its threaded sleeve 20, which is screwed in or out of the small cavity 9 of the pipe 3 or cap 6.
Выполнением трубы 3 с глухими малой 9 и большой полостями в ее задней части устраняется колпак 6, чем упрощается конструкция устройства охлаждения и повышается его надежность (нет резьбового соединения труба-колпак, требующего также герметизации для исключения течи хладагента) и технологичность благодаря использованию только одной детали - трубы 3.The implementation of the pipe 3 with deaf small 9 and large cavities in its rear part eliminates the cap 6, which simplifies the design of the cooling device and increases its reliability (there is no threaded pipe-cap connection, which also requires sealing to prevent refrigerant leakage) and manufacturability by using only one part - pipes 3.
Конической по наружной поверхности передней частью 10 трубы 3 обеспечивается безотрывное стекание хладагента из пористого элемента 11 на электрод 1, когда он не охвачен им.Conical on the outer surface of the front part 10 of the pipe 3 provides continuous drainage of the refrigerant from the porous element 11 to the electrode 1 when it is not covered by it.
Кроме того, этим решением увеличивается срок службы электрода, когда свариваются основания П-образных деталей с листами, когда передний торец цилиндрической по всей длине трубы после нескольких зачисток электрода будет упираться в вершину такой детали (коническая поверхность трубы позволяет и дальше использовать электрод после предельного износа его).In addition, this solution increases the life of the electrode when the bases of U-shaped parts are welded with sheets, when the front end of the cylindrical along the entire length of the pipe, after several stripping of the electrode, abuts against the top of such a part (the conical surface of the pipe allows you to continue to use the electrode after extreme wear him).
Если электрод 1 охвачен пористым элементом 11, то передняя часть трубы может быть и цилиндрической по наружной поверхности, т.к. этот элемент его контактирует с пористым элементом 11 трубы 3, обеспечивая безотрывное течение хладагента сверху вниз к переднему торцу 13 электрода 1.If the electrode 1 is covered by a porous element 11, then the front of the pipe may be cylindrical on the outer surface, because this element is in contact with the porous element 11 of the pipe 3, providing a continuous flow of refrigerant from top to bottom to the front end 13 of the electrode 1.
Оценим эффективность внутреннего охлаждения электрода из бронзы БрХ с коэффициентом теплопроводности λ=198 Вт/м·°С, задавшись начальной 20°С и конечной осредненной температурой в 800°С стального листа толщиной в 1 мм в сварной точке; у электрода, диаметр его торца ⌀6 мм, осевая толщина стенки Δn=30 мм; продолжительность сварки τсв=2 с, ее цикл - 4 с.Let us evaluate the efficiency of internal cooling of the BrH bronze electrode with a thermal conductivity coefficient λ = 198 W / m ° C, setting the initial 20 ° C and the final averaged temperature of 800 ° C of a steel sheet 1 mm thick at the weld point; at the electrode, the diameter of its end is ⌀6 mm, the axial wall thickness Δ n = 30 mm; welding time τ sv = 2 s, its cycle is 4 s.
Количество тепла Q, выделившегося при сварке и аккумулированного двумя листами, равноThe amount of heat Q generated during welding and accumulated by two sheets is
где с - удельная теплоемкость стали; m=0,44·10-3 кг - масса металла сварной точки, образованной верхним и нижним листами.where c is the specific heat of steel; m = 0.44 · 10 -3 kg is the mass of the metal of the weld point formed by the upper and lower sheets.
Допуская охлаждение этой точки до 150°С после сварки, количество тепла, аккумулированного электродом за сварку, равноAllowing the cooling of this point to 150 ° C after welding, the amount of heat accumulated by the electrode during welding is
Плотность q теплового потока, отведенного через торец электрода, равнаThe density q of the heat flux removed through the end of the electrode is
С учетом непрерывности жидкостного охлаждения электрода и после сварки осредненная по циклу τц плотность q' теплового потока равнаIn view of the continuity of liquid cooling after welding electrode and averaged over a cycle τ u density q 'is equal to the heat flow
Для отвода тепла от переднего торца электрода к дну полости его хвостовика, по которой циркулирует непрерывно хладагент, между этими поверхностями должен быть перепад температурTo remove heat from the front end of the electrode to the bottom of the cavity of its shank, along which the refrigerant circulates continuously, there must be a temperature difference between these surfaces
Следовательно, уровень нагрева tm торца электрода к началу следующего цикла равенTherefore, the heating level t m of the electrode end to the beginning of the next cycle is
tm=tл+Δt=263°С.t m = t l + Δt = 263 ° C.
Приведенное свидетельствует, что при сварке уровень нагрева торца электрода колеблется от 263°С до 800°С при образовании сварной точки между соединяемыми листами протекающим током по электроцепи электрод - листы - электрод.The above indicates that during welding the level of heating of the electrode end varies from 263 ° C to 800 ° C during the formation of a weld point between the sheets connected by the flowing current along the electrode - sheets - electrode circuit.
При использовании предлагаемого способа наружного охлаждения электрода стекающий из пористого элемента трубы хладагент - вода сначала нагревается теплом электрода до 100°С, а затем закипает и испаряется, оставаясь нагретым до этой температуры. При этом максимальная температура наружной поверхности электрода не более 120-125°С.When using the proposed method of external cooling of the electrode, the refrigerant - water flowing out of the porous element of the pipe is first heated by the heat of the electrode to 100 ° C, and then it boils and evaporates, remaining heated to this temperature. In this case, the maximum temperature of the outer surface of the electrode is not more than 120-125 ° C.
Таким образом, предлагаемым способом охлаждения электрода КТС уменьшается его уровень нагрева более чем в 2 раза, что способствует увеличению его стойкости в 1,5 раза, а устройством его реализации уменьшаются материалоемкость и трудоемкость электрода и держателя - трубы, гарантируется центрирование трубки благодаря шайбе, закрепленной на ней и базирующейся своими выступами в трубе, исключается течь хладагента из соединения хвостовик электрода - труба благодаря герметизации их сопрягаемых поверхностей уплотнительным элементом, обеспечивается требуемый зазор между дном полости хвостовика электрода и передним концом трубки благодаря резьбовой втулке на ее противоположном конце, а наружными кольцевыми канавками электрода или его пористым элементом повышается эффективность охлаждения его передней части.Thus, the proposed method of cooling the KTS electrode decreases its heating level by more than 2 times, which contributes to an increase in its resistance by 1.5 times, and the device for its implementation reduces the material consumption and laboriousness of the electrode and the holder - pipe, centering of the tube is guaranteed thanks to the washer fixed on it and based on its protrusions in the pipe, refrigerant leakage from the connection of the electrode shank - the pipe is eliminated by sealing their mating surfaces with a sealing element, ensuring The required gap is established between the bottom of the cavity of the electrode shank and the front end of the tube due to the threaded sleeve at its opposite end, and the outer annular grooves of the electrode or its porous element increase the cooling efficiency of its front part.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009107411/02A RU2420378C2 (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Method of cooling contact point welding (cpw) electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009107411/02A RU2420378C2 (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Method of cooling contact point welding (cpw) electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009107411A RU2009107411A (en) | 2010-09-10 |
| RU2420378C2 true RU2420378C2 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=42800066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009107411/02A RU2420378C2 (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Method of cooling contact point welding (cpw) electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2420378C2 (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570253C1 (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-10 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding |
| RU2578865C1 (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-27 | Кожокин Тимофей Иванович | Fixed electrode holder for welding tongs |
| RU2598260C1 (en) * | 2015-08-10 | 2016-09-20 | Александр Александрович Кролевец | Method of producing nanocapsules of gibberellic acid in agar agar |
| RU2618284C1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling electrode-cap of contact point welding (cpw) |
| RU2621083C1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-05-31 | Кожокин Тимофей Иванович | Method of resistance spot welding (rsw) gun welder electrode cooling and device for its implementation |
| RU2622192C1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-06-13 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode-holder for resistance spot welding (rsw) |
| RU2625142C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-07-11 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode holder for resistance spot welding |
| RU2626259C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-07-25 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode holder for resistance spot welding (rsw) |
| RU2628718C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-08-21 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for resistance spot welding of rods |
| RU2635639C2 (en) * | 2016-01-29 | 2017-11-14 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode holder of welding tongs for contact point welding (cpw) |
| RU2635640C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for contact point welding with cooling electrode-cap |
| RU2639168C2 (en) * | 2016-02-29 | 2017-12-20 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling electrode-cap of contact point welding (cpw) |
| RU2645528C1 (en) * | 2017-01-19 | 2018-02-21 | Кожокин Тимофей Иванович | Holder with mushroom-type electrode for resistance spot welding |
| RU2649482C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-04-03 | Тимофей Иванович Кожокин | Device for contact point welding |
-
2009
- 2009-03-02 RU RU2009107411/02A patent/RU2420378C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570253C1 (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-10 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding |
| RU2578865C1 (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-27 | Кожокин Тимофей Иванович | Fixed electrode holder for welding tongs |
| RU2598260C1 (en) * | 2015-08-10 | 2016-09-20 | Александр Александрович Кролевец | Method of producing nanocapsules of gibberellic acid in agar agar |
| RU2618284C1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-05-03 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling electrode-cap of contact point welding (cpw) |
| RU2621083C1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-05-31 | Кожокин Тимофей Иванович | Method of resistance spot welding (rsw) gun welder electrode cooling and device for its implementation |
| RU2635639C2 (en) * | 2016-01-29 | 2017-11-14 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode holder of welding tongs for contact point welding (cpw) |
| RU2639168C2 (en) * | 2016-02-29 | 2017-12-20 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling electrode-cap of contact point welding (cpw) |
| RU2625142C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-07-11 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode holder for resistance spot welding |
| RU2626259C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-07-25 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode holder for resistance spot welding (rsw) |
| RU2628718C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-08-21 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for resistance spot welding of rods |
| RU2635640C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for contact point welding with cooling electrode-cap |
| RU2622192C1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-06-13 | Кожокин Тимофей Иванович | Electrode-holder for resistance spot welding (rsw) |
| RU2645528C1 (en) * | 2017-01-19 | 2018-02-21 | Кожокин Тимофей Иванович | Holder with mushroom-type electrode for resistance spot welding |
| RU2649482C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-04-03 | Тимофей Иванович Кожокин | Device for contact point welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009107411A (en) | 2010-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2420378C2 (en) | Method of cooling contact point welding (cpw) electrode | |
| RU2570253C1 (en) | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding | |
| US7286752B2 (en) | Device for heating a liquid for domestic appliance, domestic appliance fitted with said device | |
| RU2652929C1 (en) | Electrode with a shank for contact point welding | |
| US2437740A (en) | Replaceable nose for spot welding tips | |
| RU2573155C1 (en) | Current-conducting tip for usage in gas metal arc welding | |
| KR101916877B1 (en) | Evaporator for ice making | |
| CA2920161A1 (en) | Device for forming metals | |
| CN103968533A (en) | Boilers | |
| JP2015523219A (en) | Tungsten inert gas welding | |
| WO2016172090A1 (en) | Improved welding electrode cap | |
| RU2633810C1 (en) | Device for contact point welding with cooling electrode-cap | |
| JP6955585B2 (en) | Welding torch | |
| RU2393071C1 (en) | Method of welding with mixing and tool to this end | |
| CN103192155B (en) | Solder bath | |
| RU2627133C1 (en) | Device for cooling electrode of contact point welding (cpw) | |
| RU2578865C1 (en) | Fixed electrode holder for welding tongs | |
| RU2628718C1 (en) | Device for resistance spot welding of rods | |
| RU2686702C1 (en) | Device for butt-contact rod welding | |
| RU2633809C1 (en) | Device for contact point welding with cooling electrode-cap | |
| KR101594035B1 (en) | TIG Welding Apparatus | |
| RU2625143C1 (en) | Electrode holder for resistance spot welding | |
| RU2667933C2 (en) | Device for contact welding | |
| RU2683988C1 (en) | Device for resistance spot welding | |
| RU2652930C1 (en) | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120303 |