RU2652918C1 - Device for contact point welding - Google Patents
Device for contact point welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652918C1 RU2652918C1 RU2017109955A RU2017109955A RU2652918C1 RU 2652918 C1 RU2652918 C1 RU 2652918C1 RU 2017109955 A RU2017109955 A RU 2017109955A RU 2017109955 A RU2017109955 A RU 2017109955A RU 2652918 C1 RU2652918 C1 RU 2652918C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- electrode
- holder
- tube
- refrigerant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/30—Features relating to electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в охлаждаемых электродах для КТС при соединении между собой листовых, прутковых и др. заготовок и деталей.The invention relates to welding production and is suitable in cooled electrodes for KTS when connecting sheet, bar and other blanks and parts.
Известно внутреннее охлаждение передней части электрода-колпачка благодаря непрерывной циркуляции хладагента по его полости, свободной от передней части держателя, на которой он размещен (см. ГОСТ 14111-90, стр. 2). Его минусы: недостаточно эффективное охлаждение электрода из-за омывания хладагентом не всего дна полости, а только части его, равной поперечной площади полости держателя; поэтому в оставшейся части полости хладагент застаивается и кипит в пленочном режиме, что приводит к кризису теплообмена 1-го рода и связанному с ним локальному перегреву электрода; неэффективная схема циркуляции хладагента и охлаждения электрода: сначала по трубке к дну полости электрода, а затем из нее в кольцевой зазор между трубкой и поверхностью полости держателя; поэтому вследствие уменьшения перепада температур между охлаждаемой поверхностью и хладагентом снижается эффект охлаждения электрода.Internal cooling of the front of the electrode cap is known due to the continuous circulation of the refrigerant through its cavity, free from the front of the holder on which it is placed (see GOST 14111-90, page 2). Its disadvantages: insufficiently effective cooling of the electrode due to washing with the refrigerant of not the whole bottom of the cavity, but only a part of it equal to the transverse area of the holder cavity; therefore, in the remaining part of the cavity, the refrigerant stagnates and boils in film mode, which leads to a heat exchange crisis of the first kind and the local overheating of the electrode associated with it; ineffective circuit of refrigerant circulation and electrode cooling: first along the tube to the bottom of the electrode cavity, and then from it into the annular gap between the tube and the surface of the holder cavity; therefore, due to a decrease in the temperature difference between the cooled surface and the refrigerant, the effect of cooling the electrode is reduced.
Недостаток устройства его реализации: сложность выполнения конической поверхности у дна полости электрода лезвийным или, абразивным инструментом из-за утыкания его в это дно.The disadvantage of the device for its implementation: the difficulty of making a conical surface at the bottom of the electrode cavity with a blade or abrasive tool due to sticking it into this bottom.
Известно и другое устройство с устраненными его недостатками и 1-м недостатком способа охлаждения электрода (см. патент РФ 2570253 С1 от 26.05.2014), но у него необходимо выполнять поперечные окна в держателе и должно быть уплотнительное устройство в его полости у переднего торца.Another device is known with its shortcomings eliminated and the 1st disadvantage of the electrode cooling method (see RF patent 2570253 C1 dated 05.26.2014), but it needs to have transverse windows in the holder and there must be a sealing device in its cavity at the front end.
Задачей предлагаемого способа является повышение эффективности внутреннего охлаждения путем увеличения охлаждаемой поверхности электрода и наиболее рациональной схемы циркуляции хладагента вдоль охлаждаемых поверхностей электрода.The objective of the proposed method is to increase the efficiency of internal cooling by increasing the cooled surface of the electrode and the most rational scheme of circulation of the refrigerant along the cooled surfaces of the electrode.
Технический результат от предлагаемых: способа - повышение стойкости электрода-колпачка и устройства - упрощение его конструкции.The technical result of the proposed: method - increasing the resistance of the electrode-cap and device - simplifying its design.
Он достигается тем, что в способе его охлаждения, включающем циркуляцию хладагента по кольцевому и осевому зазорам между поверхностями полости электрода и размещенной в ней передней части трубки и по последней и отвод его нагретым теплом электрода за его пределы, НОВЫМ является то, что хладагент подают сначала в кольцевой зазор, по нему в периферийную часть осевого зазора, из которой поступает в его центральную часть, а оттуда отводится по трубке за ее пределы.It is achieved by the fact that in the method of its cooling, which includes the circulation of the refrigerant along the annular and axial gaps between the surfaces of the electrode cavity and the front of the tube located in it and along the latter and the removal of the heated electrode heat outside it, it is NEW that the refrigerant is supplied first into the annular gap, along it into the peripheral part of the axial clearance, from which it enters into its central part, and from there it is discharged through the tube beyond its limits.
Подачей хладагента сначала в кольцевой зазор между поверхностями полости держателя и трубки, размещенной в ней, обеспечивается подвод его в периферийную часть охлаждаемого дна полости электрода и затем из нее в его центральную часть, из которой нагретый теплом электрода хладагент отводится в трубку и удаляется за ее пределы.By supplying the refrigerant, first, into the annular gap between the surfaces of the cavity of the holder and the tube placed therein, it is supplied to the peripheral part of the cooled bottom of the electrode cavity and then to the central part from it, from which the coolant heated by the electrode heat is discharged into the tube and removed outside of it .
Циркуляцией хладагента вдоль охлаждаемых поверхностей полости электрода с возрастающей температурой их нагрева (на периферии ее дна она меньше, а в его центре больше) обеспечивается положительный перепад температур между текущим хладагентом и охлаждаемой поверхностью и, следовательно, максимальный эффект охлаждения электрода с повышением его стойкости.By circulating the refrigerant along the cooled surfaces of the electrode cavity with an increasing temperature of their heating (at the periphery of its bottom it is lower and at its center more) a positive temperature difference is ensured between the current refrigerant and the surface to be cooled and, therefore, the maximum effect of electrode cooling with increasing its resistance.
Технический результат в предлагаемом устройстве для КТС достигается тем, что у охлаждаемого электрода-колпачка, имеющего коническую полость с основанием на его заднем торце, размещенного ею на передней части держателя-трубы, в полостях которых с кольцевым и осевым зазорами размещена трубка, закрепленная в задней части последнего с продольным и поперечным окнами под хладагент, открытыми соответственно в трубку и в кольцевой зазор, НОВЫМ является то, что у дна полости электрода образована боковая кольцевая канавка, в зоне которой расположен расширенный до минимального диаметра этой полости передний торец трубки, наклоненный относительно продольной оси ее под углом ≤90°, а с переднего торца держателя образована фаска, открытая в его полость.The technical result in the proposed device for CCC is achieved by the fact that the cooled electrode-cap having a conical cavity with a base on its rear end, placed by it on the front of the pipe holder, in the cavities of which there is a tube fixed in the rear with axial and axial clearances parts of the latter with longitudinal and transverse windows for refrigerant, opened respectively in the tube and in the annular gap, NEW is that a lateral annular groove is formed at the bottom of the electrode cavity, in the zone of which there is The front end of the tube expanded to the minimum diameter of this cavity is inclined, inclined relative to its longitudinal axis at an angle of ≤90 °, and a chamfer is opened from the front end of the holder, open in its cavity.
Образованием у дна полости боковой кольцевой канавки увеличивается охлаждаемая поверхность электрода и, следовательно, повышается эффективность охлаждения и стойкость его.The formation of a lateral annular groove at the bottom of the cavity increases the cooled surface of the electrode and, consequently, increases the cooling efficiency and its stability.
Расположением в зоне этой канавки с задним и передним осевыми зазорами переднего торца трубки, расширенного до минимального диаметра конической полости электрода, изменяется направление потока хладагента с продольного на поперечное, затем на продольное и снова на поперечное вследствие наличия вышеуказанных зазоров и кольцевого зазора между боковыми поверхностями этой канавки и расширенного торца трубки, а также этого торца и дна полости. Перемешиванием хладагента при изменении его направления течения в этой канавке исключается образование там пограничного ламинарного слоя, заменяемого турбулентным по всей ширине ее с интенсификацией теплоотвода не только с ее торцевых и боковой поверхностей, но и с дна полости как в периферийной, так и в центральной части его.The location in the zone of this groove with the rear and front axial clearances of the front end of the tube, expanded to the minimum diameter of the conical cavity of the electrode, changes the direction of flow of the refrigerant from longitudinal to transverse, then to longitudinal and again to transverse due to the presence of the above clearances and an annular gap between the side surfaces of this grooves and the extended end of the tube, as well as this end and the bottom of the cavity. Stirring the refrigerant while changing its flow direction in this groove eliminates the formation of a boundary laminar layer there, which is replaced by a turbulent one over its entire width with intensification of heat removal not only from its end and side surfaces, but also from the bottom of the cavity both in the peripheral and central parts of it .
Расширением переднего торца трубки до минимального диаметра конической полости электрода изменяется направление потока хладагента при покидании им кольцевого зазора между поверхностями трубки и полости держателя и воздействующего при этом с задней поверхностью данного торца.By expanding the front end of the tube to the minimum diameter of the conical cavity of the electrode, the direction of flow of the refrigerant changes when it leaves the annular gap between the surfaces of the tube and the cavity of the holder and acts with the rear surface of this end.
Выполнением его до этого диаметра обеспечивается беспрепятственный проход расширенного торца трубки в зону кольцевой канавки конической полости электрода, устанавливаемого на переднюю часть держателя.Running it up to this diameter provides unhindered passage of the expanded end of the tube into the zone of the annular groove of the conical cavity of the electrode mounted on the front of the holder.
Наклоном такого торца относительно продольной оси трубки обеспечивается максимальное приближение потока хладагента к боковой поверхности кольцевой канавки.The inclination of such an end relative to the longitudinal axis of the tube ensures the maximum approximation of the flow of refrigerant to the side surface of the annular groove.
Выполнением фаски на переднем торце держателя, выходящей в его полость, создается беспрепятственный проход потока хладагента в кольцевую канавку, когда торец трубки наклонен под углом <90° относительно ее продольной оси. Образованием боковой кольцевой канавки у дна полости электрода упрощается формирование ее конической поверхности лезвийным инструментом, имеющим возможность выхода в эту канавку в конце образования данной поверхности.By chamfering at the front end of the holder extending into its cavity, an unobstructed passage of the flow of refrigerant into the annular groove is created when the end of the tube is inclined at an angle <90 ° relative to its longitudinal axis. The formation of a lateral annular groove at the bottom of the electrode cavity simplifies the formation of its conical surface with a blade tool having the ability to exit into this groove at the end of the formation of this surface.
Отсутствием у держателя уплотнительного элемента и поперечных окон в его передней части упрощается конструкция устройства.The absence of a sealing element and transverse windows in the front part of the holder simplifies the design of the device.
Сравнительный анализ предлагаемых способа и устройства с известными сейчас решениями показывает, что они новы, имеют существенные отличия, промышленно пригодны и поэтому соответствуют критерию ИЗОБРЕТЕНИЯ.A comparative analysis of the proposed method and device with the currently known solutions shows that they are new, have significant differences, are industrially suitable and therefore meet the criteria of the INVENTION.
Данный способ реализован в устройстве, представленном верхней частью нижнего держателя с электродом-колпачком на фиг. 1 чертежа.This method is implemented in the device represented by the upper part of the lower holder with the electrode cap in FIG. 1 drawing.
Устройство содержит электрод-колпачок 1 с конической полостью 2, основание которой расположено на его заднем торце, размещенной на передней конической части 3 держателя - трубы, в котором расположена трубка 4 с кольцевым зазором 5; ее расширенный до минимального диаметра полости 2 передний торец 6 наклонен относительно продольной оси под углом ≤90°, что показано сплошными и штриховыми линиями; у дна полости 2 образована боковая кольцевая канавка, в зоне которой торец 6 трубки 4 размещен с задним 7 и передним 8 осевыми зазорами, а также боковым кольцевым зазором 9.The device contains an
Способ охлаждения электрода 1 реализуется в этом устройстве так: хладагент по кольцевому зазору 5 подводится в задний осевой зазор 7 полости 2, где его поток меняет продольное направление на поперечное и устремляется к боковой поверхности кольцевой канавки: по ее кольцевому зазору 9 хладагент устремляется в периферийную часть переднего 8 осевого зазора, откуда он поступает в его центральную часть и оказывается в полости трубки 4, по которой нагретый теплом электрода отводится за ее пределы.The method of cooling the
При этом конечная температура хладагента будет максимальной, а средний температурный напор между ним и охлаждаемыми поверхностями полости электрода будет больше, чем при противоположной схеме циркуляции его (см. книгу М.А. Михеев, И.М. Михеевой. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973, с. 231).In this case, the final temperature of the refrigerant will be maximum, and the average temperature head between it and the cooled surfaces of the electrode cavity will be greater than with the opposite circuit of its circulation (see book M.A. Mikheev, I.M. Mikheeva. Fundamentals of heat transfer. M: Energy, 1973, p. 231).
Перемешиванием потока хладагента в кольцевой канавке интенсифицируется теплоотвод от охлаждаемых боковой и донной поверхностей полости 2 электрода 1 и повышается этим самым его стойкость.By mixing the flow of refrigerant in the annular groove, the heat sink from the cooled side and bottom surfaces of the
Эффективность его охлаждения определяется уравнением теплопередачи Ньютона-Рихмана, определяющим количество отведенного хладагентом тепла от охлаждаемой поверхности электрода ,The efficiency of its cooling is determined by the Newton-Richmann heat transfer equation, which determines the amount of heat removed by the refrigerant from the cooled electrode surface ,
где - коэффициент теплоотдачи от нагретых поверхностей электрода к хладагенту; ΔТ-перепад температур между ними; F -площадь охлаждаемой поверхности электрода; t -продолжительность охлаждения электрода, равная циклу сварки.Where - heat transfer coefficient from heated surfaces of the electrode to the refrigerant; ΔТ-temperature difference between them; F is the area of the cooled surface of the electrode; t is the duration of the cooling of the electrode, equal to the welding cycle.
Принимаем постоянными величинами и t; тогда Q зависит только от ΔТ и F. Температура охлаждаемой поверхности электрода возрастает от периферии дна к его центру и, следовательно, ΔТ будет положительной величиной: максимальной на периферии и меньшей в центре дна. F-охлаждаемая поверхность электрода увеличивается предлагаемым решением.Accepted by constant values and t; then Q depends only on ΔТ and F. The temperature of the cooled surface of the electrode increases from the periphery of the bottom to its center and, therefore, ΔТ will be a positive value: maximum at the periphery and less at the center of the bottom. The F-cooled electrode surface is increased by the proposed solution.
Для примера зададимся диаметрами полости дна предлагаемого электрода соответственно d=18 мм, а у ГОСТовского электрода он равен D=15мм. Тогда их соотношение F1/F2=324/225=1,44 без учета задней стенки кольцевой канавки шириной в 4 мм. Также определим соотношение боковых поверхностей этой канавки и полости штатного электрода, отстоящего дном своей полости от переднего торца держателя на 4 мм. Тогда их соотношение равно F'1/F''2=3,14*18*4/3,14*15*4=1,13 и, следовательно, охлаждаемая боковая поверхность полости у предлагаемого электрода также больше, чем у штатного.For example, let us set the diameters of the bottom cavity of the proposed electrode, respectively, d = 18 mm, and for the GOST electrode it is D = 15 mm. Then their ratio is F1 / F2 = 324/225 = 1.44 without taking into account the rear wall of the annular groove 4 mm wide. We also determine the ratio of the lateral surfaces of this groove and the cavity of the standard electrode, which is 4 mm apart from the front end of the holder by the bottom of its cavity. Then their ratio is F'1 / F''2 = 3.14 * 18 * 4 / 3.14 * 15 * 4 = 1.13 and, therefore, the cooled side surface of the cavity of the proposed electrode is also greater than that of the standard one.
Эти величины показывают увеличение охлаждаемой поверхности электрода в предлагаемом устройстве и, следовательно, эффективности охлаждения его с возрастанием его стойкости.These values show an increase in the cooled surface of the electrode in the proposed device and, therefore, its cooling efficiency with increasing its resistance.
Таким образом, эффективность охлаждения электрода-колпачка предлагаемым способом и устройством его реализации возрастает как минимум в 1,5 раза по сравнению с прототипом и увеличивается стойкость его не менее чем в 1,2 раза при одновременном упрощении конструкции этого устройства.Thus, the cooling efficiency of the electrode cap by the proposed method and device for its implementation increases at least 1.5 times in comparison with the prototype and its resistance increases by at least 1.2 times while simplifying the design of this device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017109955A RU2652918C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Device for contact point welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017109955A RU2652918C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Device for contact point welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2652918C1 true RU2652918C1 (en) | 2018-05-03 |
Family
ID=62105355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017109955A RU2652918C1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Device for contact point welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2652918C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4472620A (en) * | 1983-04-01 | 1984-09-18 | General Electric Company | Instrumented spot welding electrode |
SU1118503A1 (en) * | 1983-07-13 | 1984-10-15 | Ленинградский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Electrode for resistance spot welding |
SU1328111A1 (en) * | 1985-03-04 | 1987-08-07 | Могилевский Машиностроительный Институт | Method of resistance spot welding |
SU1719176A1 (en) * | 1990-02-19 | 1992-03-15 | Тольяттинский политехнический институт | Electrode unit for resistance spot and projection welding |
RU2570253C1 (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-10 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding |
-
2017
- 2017-03-24 RU RU2017109955A patent/RU2652918C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4472620A (en) * | 1983-04-01 | 1984-09-18 | General Electric Company | Instrumented spot welding electrode |
SU1118503A1 (en) * | 1983-07-13 | 1984-10-15 | Ленинградский Филиал Всесоюзного Института По Проектированию Организации Энергетического Строительства "Оргэнергострой" | Electrode for resistance spot welding |
SU1328111A1 (en) * | 1985-03-04 | 1987-08-07 | Могилевский Машиностроительный Институт | Method of resistance spot welding |
SU1719176A1 (en) * | 1990-02-19 | 1992-03-15 | Тольяттинский политехнический институт | Electrode unit for resistance spot and projection welding |
RU2570253C1 (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-10 | Кожокин Тимофей Иванович | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2570253C1 (en) | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding | |
JP3811123B2 (en) | Double tube heat exchanger | |
CN105698563B (en) | A kind of its manufacture method of the micro-channel heat exchanger with distributing and converging structure | |
CN101182977A (en) | Inner chiasma spiral exterior three-dimensional diamond-type rib double-side intensify heat transfer pipe | |
US20090229807A1 (en) | Evaporator tube with optimized undercuts on the groove base | |
KR890001770B1 (en) | Heat transfer wall for vaporizing liquids and method of producing same | |
JP2008261566A (en) | Double-pipe heat exchanger | |
RU2652918C1 (en) | Device for contact point welding | |
JP2005164126A (en) | Boiling heat transfer tube and its manufacturing method | |
US10471535B2 (en) | Welding electrode cap | |
RU2633810C1 (en) | Device for contact point welding with cooling electrode-cap | |
JP2010256000A (en) | Internally-grooved pipe for heat pipe, and heat pipe | |
CN208349895U (en) | A kind of liquid-cooling heat radiator | |
US10996005B2 (en) | Heat exchanger tube | |
RU2652915C1 (en) | Device for contact point welding | |
RU2639168C2 (en) | Device for cooling electrode-cap of contact point welding (cpw) | |
JP2009243863A (en) | Internally grooved pipe for heat pipe, and heat pipe | |
RU2628718C1 (en) | Device for resistance spot welding of rods | |
RU2652930C1 (en) | Device for cooling of cap electrode of resistance spot welding | |
CN209416139U (en) | A kind of porous inner fin condenser pipe | |
RU2633809C1 (en) | Device for contact point welding with cooling electrode-cap | |
RU2652916C1 (en) | Electrode for contact point welding | |
RU2627133C1 (en) | Device for cooling electrode of contact point welding (cpw) | |
RU1776970C (en) | Heat-exchange surface | |
CN115127366A (en) | Heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger |