RU2723851C1

RU2723851C1 - Electrode with shank for contact spot welding

Info

Publication number: RU2723851C1
Application number: RU2019141716A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Иванович Кожокин
Original assignee: Тимофей Иванович Кожокин
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-06-17

Abstract

FIELD: welding.SUBSTANCE: invention can be used in production of contact spot welding of a reinforcement mesh. In working part of electrode there are open at one end transverse blind channels for circulating coolant, separated by walls, and one through transverse channel. First from the periphery the transverse blind channel is intended for supply of coolant, and the specified through transverse channel is the last one and is intended for removal of heated coolant. Open ends of the second and next blind channels, as well as one end of the through channel are closed by plugs, each of which is made with a cavity on its front end. In each separation wall at the bottom of the first and each next blind channel there is a transverse window connecting said channel with a neighboring channel with possibility of changing direction of coolant flow, and the last blind channel is connected to the above through channel by a transverse window made in the last separating wall.EFFECT: use of several transverse channels increases cooled surface of electrode with simultaneous mixing of circulating coolant, which increases resistance of electrode.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в электродах контактной точечной сварки для образования арматурной сетки. Известно внутреннее продольное охлаждение передней части электрода путем непрерывной циркуляции вдоль полости его хвостовика (см. ГОСТ 14111-90, с. 16).The invention relates to welding production and is suitable in contact spot welding electrodes to form a reinforcing mesh. Internal longitudinal cooling of the front of the electrode is known by continuous circulation along the cavity of its shank (see GOST 14111-90, p. 16).

Его недостатки: из-за удаленности зон охлаждения-дна его полости и нагрева- переднего торца электрода- его температура при сварке сталей достигает до 1073К, чем ускоряется его износ; из-за малых поперечных размеров его (диаметром не более 40 мм) при сварке образуется только одна точка и поэтому недостаточная производительность одноточечных сварочных машин.Its disadvantages: due to the remoteness of the cooling zones, the bottom of its cavity and heating, the front end of the electrode, its temperature during welding of steels reaches 1073K, which accelerates its wear; due to its small transverse dimensions (with a diameter of not more than 40 mm), only one point is formed during welding and, therefore, insufficient productivity of single-point welding machines.

Известно и внутреннее поперечное охлаждение электрода диаметром более 40 мм, когда в его глухом цилиндрическом поперечном канале размещена с боковым и осевым зазорами трубка, закрепленная противоположным концом в штуцере, соединенным с началом этого канала; хладагент подводится в полость трубки и отводится нагретым через боковой зазор за пределы штуцера (см. патент РФ №2652929 С1 от 27.04.2017).Internal transverse cooling of an electrode with a diameter of more than 40 mm is also known when a tube is mounted in its blind cylindrical transverse channel with lateral and axial clearances, fixed at the opposite end to a fitting connected to the beginning of this channel; the refrigerant is introduced into the cavity of the tube and is discharged heated through the lateral gap outside the nozzle (see RF patent No. 2652929 C1 of 04/27/2017).

Его недостатки: неэффективное охлаждение рабочего торца электрода из-за ограниченной боковой охлаждаемой поверхности такого поперечного канала; усложнение конструкции электрода наличием в этом канале трубки и штуцера, обеспечивающего подвод хладагента в этот канал и отвод из него; подогрев подводимого хладагента отводимым нагретым хладагентом через стенки трубки.Its disadvantages: inefficient cooling of the working end of the electrode due to the limited lateral cooled surface of such a transverse channel; the complexity of the design of the electrode by the presence in this channel of a tube and a fitting that provides the supply of refrigerant to this channel and removal from it; heating the supplied refrigerant with the removed heated refrigerant through the walls of the tube.

Задачей предлагаемого решения является повышение эффективности охлаждения электрода диаметром более 40 мм путем увеличения охлаждаемой поверхности его и сведение к минимуму нагрева циркулирующего в поперечных каналах хладагента.The objective of the proposed solution is to increase the cooling efficiency of the electrode with a diameter of more than 40 mm by increasing its cooled surface and minimizing the heating of the refrigerant circulating in the transverse channels.

Технический результат от предлагаемого: повышение стойкости предлагаемого электрода и упрощение его конструкции.The technical result of the proposed: increasing the resistance of the proposed electrode and simplifying its design.

Это достигается тем, что у электрода с хвостовиком для контактной точечной сварки арматурной сетки, содержащего хвостовик для крепления в гнезде хобота сварочной машины и рабочую часть с поперечным глухим каналом под хладагент, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО в нем к имеющемуся каналу выполнено еще Н-1 глухих и одного сквозного периферийного поперечных каналов, разделенных между собой Н стенками, закрытых с краев, как и выше указанный канал, полыми с переднего торца пробками, кроме двух периферийных каналов для подвода хладагента одним из них и отвода его нагретым другим; при этом у дна одного из них выполнено в разделительной стенке поперечное окно, открытое перед началом пробки соседнего поперечного канала, у дна которого в следующей стенке образовано другое поперечное окно, открытое перед началом пробки следующего поперечного канала, и т.д. и последнее поперечное окно в последней разделительной стенке открыто у пробки другого сквозного периферийного канала.This is achieved by the fact that the electrode with a shank for spot welding of reinforcing mesh, containing a shank for fastening in the socket of the trunk of the welding machine and the working part with a transverse blind channel for the refrigerant, IS NEW THAT in it to the existing channel is still H-1 deaf and one through peripheral transverse channels, separated by H walls, closed from the edges, as indicated above, hollow from the front end of the plugs, except for two peripheral channels for supplying refrigerant to one of them and removing it to the heated other; at the same time, at the bottom of one of them a transverse window is made in the dividing wall, open before the start of the cork of the adjacent transverse channel, at the bottom of which another transverse window is formed in the next wall, open before the start of the cork of the next transverse channel, etc. and the last transverse window in the last dividing wall is open at the plug of another through peripheral channel.

Выполнение сверлением к имеющемуся поперечному глухому каналу еще Н-1 других глухих и одного сквозного периферийного поперечных каналов, разделенных между собой Н стенками, закрытых, как и выше указанный канал, с краев своими пробками, возрастает как минимум в 3 раза охлаждаемая поверхность такого электрода.Drilling to the existing transverse blind channel yet another N-1 of other blind and one through peripheral transverse channels separated by H walls, closed, as indicated above, with the edges of their plugs, increases the cooled surface of such an electrode by at least 3 times.

Наличием в их началах пробок, кроме периферийного канала для подвода хладагента (в периферийном канале для отвода его нагретым за пределы электрода имеется пробка), герметизируются эти каналы. Созданием Н радиусных стенок между этими поперечными каналами обеспечивается их разделение между собой, прочность электрода в зоне расположения этих каналов от воздействия сварочного усилия и уменьшается теплообмен между потоками хладагента, циркулирующими в соседних каналах.The presence of plugs in their beginnings, in addition to the peripheral channel for supplying refrigerant (there is a plug in the peripheral channel for removing it heated outside the electrode), these channels are sealed. The creation of H radius walls between these transverse channels ensures their separation among themselves, the strength of the electrode in the zone of the location of these channels from the influence of the welding force, and heat transfer between the refrigerant flows circulating in adjacent channels is reduced.

Образованием у дна периферийного канала в разделительной стенке поперечного окна, открытого перед началом пробки соседнего поперечного канала, у дна которого в следующей стенке образовано другое поперечное окно, открытое перед началом пробки следующего поперечного канала, и т.д. и последнее поперечное окно последней разделительной стенки открыто у пробки другого периферийного канала без дна, обеспечивается циркуляция по этим каналам потоков хладагента с эффективным охлаждением электрода и удалением его нагретым из последнего.The formation at the bottom of the peripheral channel in the dividing wall of the transverse window open before the start of the stopper of the adjacent transverse channel, at the bottom of which in the next wall another transverse window is formed, open before the start of the stopper of the next transverse channel, etc. and the last transverse window of the last dividing wall is open at the plug of another peripheral channel without a bottom, the flow of refrigerant flows through these channels with effective cooling of the electrode and its removal from the latter heated.

Применением полых с переднего торца пробок повышается эффективность охлаждения электрода в зоне их нахождения благодаря их полостям, куда поступает хладагент, омывая их боковые и донные поверхности, а через них и начала поперечных каналов электрода.The use of hollow plugs from the front end increases the cooling efficiency of the electrode in the zone of their location due to their cavities, where the refrigerant enters, washing their side and bottom surfaces, and through them the beginning of the transverse channels of the electrode.

Сравнительный анализ предлагаемого решения с известными показывает, что оно ново, с существенными отличиями, промышленно пригодно и соответствует критерию ИЗОБРЕТЕНИЕ.A comparative analysis of the proposed solution with the known shows that it is new, with significant differences, industrially suitable and meets the criterion of the INVENTION.

Оно представлено на чертеже фиг. 1 с поперечным сечением А-А цельным электродом, содержащим рабочую часть 1 большего диаметра, заканчивающуюся сверху хвостовиком 2 меньшего диаметра для крепления его в гнезде хобота сварочной машины; в верхней рабочей части 1 электрода просверлены, кроме глухого центрального 3, закрытого в его начале полой с переднего торца пробкой 4, еще, например, Н поперечных каналов: два из них попарно одинаковых по размерам: 5-й и 6-й с такими же, как и 4-ая, пробками 7 в их начале, и два периферийных: 8-й глухой с открытым началом для подвода хладагента в электрод и сквозной 9-й, закрытый пробкой 7 с одного края и открытый с другого края, для отвода его нагретым за пределы последнего; все каналы разделены между собой радиусными стенками 10 в количестве Н=4 и разной длины, в которых выполнены поперечные окна 11, расположенные краями в районе доньев каналов и начала их полых пробок 4 и 7.It is shown in the drawing of FIG. 1 with a cross-section AA of a solid electrode containing a working part 1 of a larger diameter, ending on top with a shank 2 of a smaller diameter for mounting it in the trunk socket of the welding machine; in the upper working part 1 of the electrode, besides a blind central 3, closed at the beginning by a hollow plug 4 from the front end, there are also, for example, H transverse channels: two of them are pairwise identical in size: the 5th and 6th with the same like the 4th, plugs 7 at their beginning, and two peripheral ones: the 8th blind with an open beginning for supplying refrigerant to the electrode and the 9th through, closed by a plug 7 from one edge and open from the other edge, to divert it heated beyond the latter; all channels are separated by radius walls 10 in the amount of H = 4 and of different lengths, in which transverse windows 11 are made, located at the edges in the region of the channel bottoms and the beginning of their hollow plugs 4 and 7.

При выше указанном значении 4-х выполненных дополнительными каналов Н общее число их равно Н+1=4=1=5, а число разделяющих их стенок равно 5-1=4=Н. В общем случае этих каналов может быть и больше, а таких стенок будет всегда на 1 меньше, причем канал 3 может быть и не центрально расположенным, как показано на чертеже.With the above value of 4 additional channels made by H, their total number is H + 1 = 4 = 1 = 5, and the number of walls separating them is 5-1 = 4 = N. In the General case, these channels can be more, and such walls will always be 1 less, and channel 3 may not be centrally located, as shown in the drawing.

Электрод охлаждается так: хладагент через начало канала 8 подводится к его дну и через окно 11 стенки 10 поступает в начало канала 5 с полой с переднего торца пробкой 7, устремляясь к дну ее полости и затем к дну этого канала, где через другое окно 11 стенки следующей стенки 10 оказывается в канале 3 и т.д., попадая в итоге в последний (4-й) периферийный сквозной канал 9, закрытый с одного края пробкой 7, из которого через другой свободный край удаляется нагретым теплом сварки за пределы электрода. Эти пробки - резьбовые или установлены с натягом в своих каналах с последующей герметизацией их концов известными методами. Переменой направления потока хладагента из одного канала в другой обеспечивается его перемешивание и интенсификация теплоотвода от электрода по его осевым стенкам от рабочего торца к стенкам этих каналов, а радиусными стенками переменной толщины (максимальной на дне и минимальной по середине канала), разделяющими эти каналы, сводится к минимуму подогрев друг друга потоков хладагента через их разделительные стенки, чем также интенсифицируется отвод тепла от электрода и повышается его стойкость.The electrode is cooled as follows: the refrigerant through the beginning of the channel 8 is supplied to its bottom and through the window 11 of the wall 10 enters the beginning of the channel 5 with a hollow plug 7 from the front end, rushing to the bottom of its cavity and then to the bottom of this channel, where through the other window 11 of the wall the next wall 10 is in the channel 3, etc., eventually getting into the last (4th) peripheral through channel 9, closed from one edge by a plug 7, from which the heated welding heat is removed from the electrode through the other free edge. These plugs are threaded or fitted with an interference fit in their channels with subsequent sealing of their ends by known methods. A change in the direction of the flow of refrigerant from one channel to another ensures its mixing and intensification of the heat sink from the electrode along its axial walls from the working end to the walls of these channels, and the radius walls of variable thickness (maximum at the bottom and minimum in the middle of the channel) that separate these channels are reduced to minimize each other’s heating of the refrigerant flows through their dividing walls, which also intensifies the removal of heat from the electrode and increases its resistance.

Использованием полых с переднего торца пробок с поступающим в их полости хладагентом повышается эффективность охлаждения электрода в месте их периферийного расположения.The use of hollow plugs from the front end with the refrigerant entering their cavities increases the cooling efficiency of the electrode in the place of their peripheral location.

Таким образом, наличием нескольких поперечных каналов многократно повышается охлаждаемая поверхность предлагаемого электрода с одновременным перемешиванием циркулирующего по ним хладагента и минимальным подогревом его потоков друг от друга через разделяющие их стенки, чем увеличивается стойкость такого электрода как минимум в 1,5 раза.Thus, the presence of several transverse channels greatly increases the cooled surface of the proposed electrode with simultaneous mixing of the refrigerant circulating through them and minimal heating of its flows from each other through the walls separating them, which increases the resistance of such an electrode by at least 1.5 times.

Claims

An electrode for contact spot welding of a reinforcing mesh, comprising a shank for fastening in the socket of the trunk of the welding machine and a cooled working part, characterized in that in the working part of the electrode there are transverse blind channels open at one end for circulating refrigerant, separated by walls, and one through a transverse channel, while the first transverse blind channel from the periphery is intended for supplying refrigerant, and the said through transverse channel is the last and is designed to discharge heated refrigerant, the open ends of the second and subsequent blind channels, as well as one end of the through channel, are closed by plugs, each of which is made with a cavity at its front end, in each dividing wall at the bottom of the first and each subsequent blind channel, a transverse window is made connecting the channel to the adjacent channel in the zone of the plug installed in it with the possibility of changing the direction of the refrigerant flow, and the last blind channel with connected to the said through channel in the area of its plug with a transverse window made in the last dividing wall.