RU2795777C2 - Электроды для сварки стального корда и соответствующие сварочные аппараты - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к сварочному аппарату и электродам для сварки стальных кордов. Стальной корд сформирован из множества скрученных вместе тонких стальных нитей. Поскольку эти нити тонкие и твердые, они имеют тенденцию реорганизовываться при зажатии между электродами сварочного зажима, что приводит к изменяющемуся контактному сопротивлению и качеству сварки. Сварочный аппарат содержит пару электродов, по меньшей мере один из них имеет на своей поверхности две или более плоские области продолговатой формы, ориентированные перпендикулярно направлению корда и отделенные друг от друга углублением. Поверхности электродов выполнены с возможностью контакта друг с другом только в упомянутых двух или более продолговатых плоских областях по меньшей мере одного электрода пары, когда поверхности электродов прижаты друг к другу при отсутствии между ними концов стального корда. Изобретение обеспечивает создание хорошего электрического контакта электрода со стальным кордом. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сварочным электродам сварочного аппарата, и к сварочному аппарату, содержащему такие сварочные процессы. Более конкретно, изобретение относится к сварочному аппарату для сварки концов стального корда и соответствующим электродам.

Уровень техники

Стальной корд используется в качестве армирования резиновых изделий, таких как шины, шланги, ремни и т.д. Стальной корд содержит множество стальных нитей, скрученных вместе в виде пряди. Стальные корды сильно отличаются от стальных проволочных тросов - как известно их использование для подъемных лифтов, кранов и т. д. - во многих различных аспектах:

- Стальные нити обладают высокой прочностью на разрыв, например, более 2500 Н/мм² или более 3000 Н/мм² или даже более 3500 Н/мм². Высокая прочность на растяжение достигается холодной деформацией проволоки из высокоуглеродистой стали в процессе волочения проволоки;

- нити очень тонкие, например, менее чем 0,30 мм, менее чем 0,25 мм или даже менее чем 0,20 мм, но обычно более чем 0,10 мм;

- количество нитей в стальном корде может варьироваться от 2 до 150, но большинство стальных кордов содержат 2 - 27 или даже 2 - 12 нитей;

- Способ группирования стальных нитей сильно отличается от способа для стальных проволочных тросов. Во многих случаях стальной корд не будет иметь красивое круглое поперечное сечение, как прядь в проволочном тросе, а будет иметь неравномерный и/или неплотный внешний вид. Это связано с требованием, что резина быть способна проникать в стальной корд, чтобы изолировать сталь от возможного проникновения влаги во время использования резинового изделия, например, шины. Попадание влаги может привести к коррозии стали.

Во время обработки стального корда необходимы способы соединения концов стального корда друг с другом, чтобы гарантировать непрерывную обработку корда. Наиболее распространенный способ заключается в том, что концы стального корда соединяют контактной сваркой сопротивлением, иногда также называемой «стыковой сваркой с осадкой» или «контактной стыковой сваркой сопротивлением». В этой процедуре два конца стального корда обрезаются заподлицо и выравниваются встык в зажимах электросварочного аппарата. Зажимы могут перемещаться друг к другу в направлении, перпендикулярном плоскости зажимов. Сначала концы стального корда приводят в контакт, и через контакт с помощью зажимов пропускают электрический ток (переменный или постоянный). Сталь начнет размягчаться и плавиться. Пока сталь мягкая, зажимы прижимаются друг к другу, и на месте сварного соединения образуется сгусток металла. После того, как сварное соединение сформировано, ток отключают, и сварному соединению дают остыть. Возможно, после сварки следует этап отжига. Чтобы избежать увеличения диаметра сварного соединения, может потребоваться удалить заусенцы сварного соединения с помощью шлифовки, опиловки напильником, или обработки молотком.

Поскольку стальной корд содержит очень тонкие и гибкие нити, которые неплотно и/или неравномерно скручены вместе, сварка стального корда является более сложной задачей, чем сварка стального проволочного троса, который равномерно и плотно скручен. Кроме того, пруток или толстую одиночную нить (например, с диаметром более полумиллиметра) намного проще сваривать, поскольку хороший электрический контакт может быть обеспечен с заданной повторяемостью. И действительно, при установке концов стального корда между зажимами, нити имеют тенденцию скользить друг по другу и переставляться в зажимах. Это приводит к электрическому контакту, который хуже желаемого контакта, а также приводит к изменяющемуся контактному сопротивлению от одного сварочного процесса к другому сварочному процессу.

Документ WO 2015/144427 описывает предпочтительный способ и устройство для выполнения сварки стального корда. Проблема изменения контактного сопротивления в зажимах решается контролируемым постоянным током. Хотя электроды, которые обеспечивают электрический и тепловой контакт с концами стального корда, являются важной частью сварочного аппарата, в этой заявке ничего не говорится о типе используемых сварочных электродов.

Другой аппарат для стыковой сварки, способный сваривать концы стального корда и производить термообработку сварного соединения, раскрыт в документе KR101434335. Однако никаких конкретных подробностей о форме электродов не приводится.

В документе US 2014/0263198 описан аппарат для стыковой сварки проволоки, в котором можно изменять выравнивание концов тонкого присадочного прутка, которые должны свариваться между собой. Хотя обсуждаются различные возможные электроды, эти электроды особенно подходят для использования при сварке твердых металлических прутков, а не стальных кордов.

Поскольку ни одно из вышеперечисленных решений не фокусируется на оптимальном контакте между стальным кордом и электродом, изобретатель поэтому предложил решение, которое улучшает электрический контакт и приводит к более повторяемым сварочным процессам.

Раскрытие сущности изобретения

Основная задача изобретения состоит в том, чтобы улучшить повторяемость электрического контакта между концами стального корда в сварочном аппарате. Дополнительной задачей изобретения является обеспечение электрода, поверхность которого создает хороший электрический контакт со стальным кордом. Другой задачей изобретения является обеспечение сварочного аппарата, в котором установлен электрод.

В этой заявке всякий раз, когда используется термин «или», его следует интерпретировать как «исключающее или», т.е. «A или B» означает «A» или «B», но не «A и B». Всякий раз, когда подразумеваются все комбинации, они будут явно обозначаться как «A» или «B», или «A и B», или, что эквивалентно, «A и/или B».

Согласно первому аспекту изобретения обеспечивается сварочный аппарат для стыковой сварки концов стального корда посредством контактной сварки сопротивлением. Помимо необходимых и очевидных частей сварочного аппарата для контактной сварки сопротивлением, таких как источник тока, который может быть источником постоянного или переменного тока, обеспечивающим ток, достаточный для выполнения сварки, сварочный аппарат содержит, по меньшей мере, два зажима. Один зажим состоит из двух губок, которые могут закрываться и удерживать один конец стального корда. Плоскость, в которой губки зажима закрываются или открываются – обычно проходит вокруг точки поворота - определяет «плоскость зажима».

Два зажима - это абсолютный минимум для выполнения сварного соединения. Большее количество зажимов - например, три или четыре зажима – предпочтительнее в том случае, если также предполагается отжигать сварное соединение «на месте». При этом следует иметь в виду, что при сварке один (в случае общего количества зажимов, равного трем) или два (в случае общего количества зажимов, равного четырем) зажима, используемые для сварки, открываются, а остальные зажимы используются для отжига.

Как и в известном сварочном аппарате для стального корда, два или более зажимов могут перемещаться относительно друг друга по общей оси, перпендикулярной плоскости зажима. Это перемещение необходимо для того, чтобы прижимать концы стального корда друг к другу, чтобы создавать электрический контакт и закрепить стальной материал, как только он начнет размягчаться и плавиться.

Также, как в известном сварочном аппарате для стального корда, каждый из зажимов имеет пару электродов, которые установлены на губках зажима: по одному электроду на каждой зажимной губке. Один элемент пары электродов имеет первую поверхность, другой элемент пары имеет вторую поверхность. Первая поверхность обращена ко второй поверхности, т.е. они ориентированы по направлению друг к другу. «Первый» и «второй» не означают какой-либо конкретной ориентации или порядка электродов: это просто различие между элементами пары электродов.

Когда пара электродов установлена в зажиме, направление корда может быть определено на первой поверхности и второй поверхности, которая параллельна направлению перемещения зажимов и перпендикулярна плоскости зажимов. Концы стального корда зажимаются между первой и второй поверхностями пары электродов зажима в направлении корда. Чтобы получить достаточный зажим концов стального корда, лучше всего, чтобы первая и вторая поверхности пары электродов не примыкали друг к другу, когда конец стального корда находится между двумя поверхностями. Конец стального корда должен быть зажат между первой и второй поверхностями. Если первая и вторая поверхности будут касаться друг друга во время зажима, конец стального корда можно легко вытащить, поскольку он не удерживается между поверхностями электродов. Зажимы с соответствующей парой электродов выровнены таким образом, что концы стального корда находятся вдоль одной линии, в соответствии с направлением корда.

Особенностью электродов зажимов является то, что, когда первая поверхность прижимается ко второй поверхности без концов стального корда между ними, первая и вторая поверхности контактируют друг с другом в двух или более продолговатых плоских областях, ориентированных перпендикулярно направлению корда.

«Две или более продолговатых плоских областей» могут быть легко определены посредством зажимания пары копировальная бумага - обычная бумага между первой и второй поверхностями без концов стального корда между ними. В качестве альтернативы чувствительную к давлению бумагу можно удерживать между первой и второй поверхностями, прижимая их друг к другу. Полученный отпечаток покажет, где первая и вторая поверхности соприкасаются друг с другом. Отмеченные области внутри этого отпечатка определяют, где расположены плоские области. Предпочтительно, плоские области являются выпуклыми, то есть любая линия, соединяющая две граничные точки одной плоской области, должна полностью находиться внутри этой единственной плоской области.

Альтернативная формулировка изобретения заключается в том, что первая поверхность пары электродов содержит одну, две или более продолговатых плоских областей, и вторая поверхность пары электродов содержит одну, две или более продолговатых плоских областей, причем плоские области первой и второй поверхности ориентированы перпендикулярно друг другу и - при закрытии без наличия конца стального корда - контактируют друг с другом в двух или более продолговатых плоских областях, ориентированных перпендикулярно направлению корда. Для ясности: «плоский» или «плоские» относятся к частям, секциям, областям поверхности одного электрода, «плоские области» относятся к контактной области электродов при их замыкании.

Плоские области должны быть продолговатыми. Это означает, что при ограничении одной области между парой параллельных линий, соприкасающихся с этой областью, будет существовать ориентация, при которой расстояние между параллельными линиями будет минимальным. Перпендикулярное расстояние между параллельными линиями в этой ориентации называется «шириной W», а направление, перпендикулярное параллельным линиям, - «направлением ширины». «Длина L» продолговатой области в этом случае соответствует перпендикулярному расстоянию между параллельными линиями, ориентированными параллельно направлению ширины и касающимися одной области. «Направление длины» перпендикулярно направлению ширины. Область удлиняется, когда длина строго больше ширины: L> W. Ориентация продолговатой плоской области рассматривается по отношению к направлению её длины.

Каждая из двух или более продолговатых плоских областей ориентирована перпендикулярно к направлению корда. Это означает, что направление длины продолговатых плоских областей перпендикулярно или по существу перпендикулярно направлению корда. В этом контексте «перпендикулярный» означает, что существует угол между направлением длины и направлением корда со значением между 80° и 100°, или даже между 85° и 95°.

В первом предпочтительном варианте осуществления изобретения количество продолговатых плоских областей составляет два, три, четыре, пять или шесть. Когда присутствует только одна продолговатая плоская область, вся сила зажима прикладывается к этой продолговатой плоской области на стальном корде, и существует риск локального повреждения проволоки. Также площадь контакта для передачи электрического тока к концу стального корда становится слишком ограниченной, и достигается слишком высокая локальная плотность тока с риском искрообразования. Кроме того, ограниченная площадь контакта не позволяет эффективно отводить тепло от сварочного процесса.

Когда присутствует более шести контактных областей, локальное давление, оказываемое каждой из плоских областей на конец стального корда, становится ограниченным. Кроме того, плоские области становятся слишком близко расположенными друг к другу, и между плоскими областями больше нет дополнительного контакта между поверхностью и стальным кордом.

Когда электроды замкнуты без стальных кордов, общая площадь двух или более продолговатых плоских областей больше или равна 1%, и меньше или равна 30% от общей площади первой и второй поверхности. Термин «площадь первой (альтернативно второй) поверхности» означает площадь поверхности электрода, обращенную ко второй (альтернативно первой) поверхности, включая любые углубления, или канавки, или другие области, не образующие часть продолговатых плоских областей.

Когда общая площадь двух или более продолговатых плоских областей меньше 1%, существует риск слишком сильного локального распределения тока в этой области. Когда общая площадь двух или более продолговатых плоских областей превышает 30% от общей площади первой и второй поверхности, проблемы предшествующего уровня техники вновь возникают в том, что вследствие перекомпоновки нитей происходит изменение контактного сопротивления при зажимании от одного сварочного процесса к другому сварочному процессу.

Другие предпочтительные диапазоны соотношения общей площади поверхности двух или более продолговатых плоских областей к общей площади первой и второй поверхностей составляют: между 1% и 20%, или между 2% и 30%, или между 2% и 20% или между 2% и 10%. Во избежание сомнений: значения концов диапазонов включены в диапазон.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения наибольшая глубина углубления (или выемки, или вогнутости, или понижения) за пределами двух или более продолговатых плоских областей на первой или второй поверхности электродов ограничивается менее чем 0,5 мм или 500 мкм. Также предпочтительно, если эта наибольшая глубина углубления составляет менее чем 450 мкм или менее чем 350 мкм. В любом случае для изобретения невыгодно, если наибольшая глубина углубления составляет менее 50 мкм, поскольку это делает всю первую и вторую поверхность почти плоской, что снова приводит к проблемам предшествующего уровня техники. Преимущество такой глубины углубления состоит в том, что контакт между стальным кордом и электродом гарантированно будет иметь место в максимально возможной степени в областях, близких к двум или более продолговатым плоским областям.

Одним из способов гарантировать такое углубление является придание поверхности из числа первой поверхности или второй поверхности, или обеих поверхностей вогнутой кривизны между продолговатыми плоскими областями. Термин «вогнутый» означает, что для любых двух точек на поверхности за пределами продолговатых плоских областей линия, соединяющая их, не проходит через электрод. Предпочтительно, чтобы заданная кривизна была цилиндрической. Альтернативно, она может быть сферической. Радиус кривизны для вогнутой кривизны предпочтительно составляет меньше 30 мм, например, меньше 25 мм, но в любом случае больше 5 мм или больше 10 мм. Больший радиус кривизны приводит к большей площади контакта, которая все еще сосредоточена вокруг двух или более продолговатых плоских областей, когда сварочный зажим замкнут, а первая и вторая поверхности проходят поблизости одна от другой.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения первая поверхность или вторая поверхность, или обе поверхности из числа первой и второй поверхностей, могут обеспечиваться одной или несколькими канавками, ориентированными в направлении корда. Канавки могут иметь любую из следующих форм, если рассматривать их в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной направлению стального корда: V-образную форму, U-образную форму, полукруг, полуовал или полуэллипс. Поскольку канавка проходит вдоль направления стального корда, она разрезает продолговатые плоские области пополам, поскольку они ориентированы перпендикулярно направлению корда. Канавки помогают совмещать концы стального корда в зажимах сварочного аппарата.

В другом предпочтительном варианте осуществления электроды в зажимах могут быть заменяемыми. Действительно, электроды изнашиваются в процессе эксплуатации, и их необходимо регулярно заменять. Электроды крепятся к зажимам с помощью винтов, соединения типа «ласточкин хвост» или любых других подходящих крепежных средств. Важно то, что соединение гарантирует хороший тепловой и электрический контакт.

Согласно второму аспекту изобретения, описывается сам электрод. Электрод имеет поверхность для контакта с концом стального корда, который предназначается для сварки. Электрод может устанавливаться в сварочном зажиме сварочного аппарата, как, например, описанный ранее. Сварочный зажим определяет направление корда на поверхности электрода.

Электрод характеризуется тем, что поверхность упомянутого электрода содержит одну или несколько продолговатых плоских областей, которые расположены в одной плоскости, и при этом одна или несколько продолговатых плоских областей ориентированы перпендикулярно направлению корда.

Плоские области расположены в одной плоскости. Их форму и ориентацию можно определить, прижав электрод поверхностью вниз к комбинации копировальной бумаги и обычной бумаги, или используя чувствительную к давлению бумагу, положенную на плоскую поверхность. Альтернативный способ - полностью пропитать краской поверхность электрода и прижать ее к листу бумаги подобно штампу.

Таким образом, как описано выше, могут быть определены ширина, длина и связанные с ними направления одной или нескольких плоских областей, а также их площадь поверхности. Направление длины должно быть ориентировано перпендикулярно направлению корда.

Предпочтительно, общая площадь одной или нескольких продолговатых плоских областей составляет от 2 до 60% площади поверхности электрода. Площадь электрода также включает в себя площадь поверхности за пределами продолговатых плоских областей, то есть всю поверхность, которая обращена к другому электроду сварочного зажима. Другие предпочтительные диапазоны отношения общей площади одной или нескольких плоских областей к площади поверхности электрода составляют: от 2 до 40%, 4 - 60%, 4 - 40%, или 4 - 20%. Во избежание сомнений: конечные точки диапазонов являются частью диапазона.

За пределами продолговатых плоских областей поверхность электрода является ограниченно углублённой (или пониженной, или вогнутой, или выдавленной). Это означает, что нигде расстояние между одной плоскостью, в которой присутствуют продолговатые плоские области, и поверхностью электрода не превышает 500 мкм. Также предпочтительно, если это расстояние составляет не более 450 мкм или менее 350 мкм. В любом случае нежелательно, чтобы углубление было меньше чем 50 мкм, поскольку это сделало бы поверхность электрода слишком плоской.

Предпочтительно, углубление имеет вогнутую кривизну. Кривизна предпочтительно является цилиндрической или сферической. Наименьший радиус кривизны в области углубления предпочтительно составляет меньше чем 30 мм, например, меньше чем 25 мм, но в любом случае больше чем 5 мм или больше чем 10 мм. Если края на плоских областях будут слишком острыми, то есть имеют очень маленький радиус кривизны, существует риск повреждения концов стального корда. Кроме того, большой радиус кривизны может увеличить площадь контакта со стальным кордом, но при этом сохранить электрический контакт вблизи плоских областей.

Поверхность электрода может обеспечиваться одной или несколькими канавками, ориентированными в направлении корда. Канавки могут иметь поперечное сечение в плоскости, перпендикулярной направлению корда, в виде одной формы из группы, содержащей V-образную форму, U-образную форму, полукруг, полуовал или полуэллипс.

Материал, из которого изготовлены электроды, требует, чтобы этот материал очень хорошо проводил электричество и тепло. Обычно это приводит к изготовлению электродов из чистой меди или медного сплава. Однако электроды также должны быть износостойкими и термостойкими, поскольку они используются в тяжелых условиях. Для выполнения этих требований предпочтительными сплавами являются медные сплавы, состоящие из более чем 50 массового % меди и одного или нескольких других металлов, таких как цинк, никель, бериллий, олово, кобальт, цирконий, хром или кремний.

Особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения сварочного аппарата является устройство, в котором первый электрод является электродом согласно изобретению, в соответствии с приведенным выше описанием, а второй электрод является известным плоским электродом с одной или несколькими канавками в направлении корда. Этот вариант осуществления имеет особое преимущество, заключающееся в том, что не нужно заменять первый электрод при сварке стального корда разных типов: действительно, поскольку только второй электрод адаптирован к размеру стального корда, необходимо заменять только этот второй электрод.

Краткое чертежей

Фиг. 1 показывает сварочный аппарат с двумя зажимами, каждый из которых несет пару электродов;

Фиг. 2а показывает пару электродов, известных в технике существующего уровня, для сварки стального корда;

Фиг. 2b показывает области контакта между первым и вторым электродами пары электродов, показанных на фиг. 2а;

Фиг. 3а показывает пару электродов согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 3b показывает области контакта между первым и вторым электродами пары электродов, показанных на фиг. 3а;

Фиг. 4а показывает пару электродов согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг. 4b показывает области контакта между первым и вторым электродами пары электродов, показанных на фиг. 4а;

Фиг. 5 иллюстрирует проблему, связанную с электродами предшествующего уровня техники;

Фиг. 6 иллюстрирует решение, обеспечиваемое электродами и сварочным аппаратом, в соответствии с изобретением.

В ссылочных позициях на фигурах число сотенного разряда последовательно относится к номеру фигуры. Два младших разряда цифрой позиции на фигурах (десятки и единицы) относятся к идентичным характеристикам.

Фигуры показаны не в масштабе.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан сварочный аппарат 100, имеющий два зажима 102, 102’. Зажимы закрываются в плоскости, обозначенной позицией 106. Плоскость определяет направление, в котором концы 104, 104’ стального корда ориентированы по отношению к зажимам до и во время сварки. Каждый из зажимов 102, 102’ несет на себе пару электродов 110, 110’, поверхности которых обращены друг к другу. Зажимы 102, 102’ могут перемещаться друг к другу по оси, параллельной ориентации стальных кордов 104, 104’, как обозначено стрелкой 108.

Пара электродов 110, 110 ’предшествующего уровня техники подробно показана на фиг. 2а как 210, 210’. В основном они состоят из двух блоков из медного сплава, например, изготовлены из сплава AMPCOLOY®89, доступного от компании AMPCO Metal. Медный сплав состоит из меди с небольшими добавками кобальта, бериллия и никеля. Электроды 210, 210’ обеспечиваются монтажными отверстиями 213 для размещения винтов, которые удерживают электрод на зажимах. Первый электрод 210 имеет первую поверхность 214, второй электрод 210' имеет вторую поверхность 214', которая обращена к первой поверхности 214. На обеих поверхностях 214, 214' имеется полукруглая канавка 212, 212' вдоль направления корда для приема концов стального корда. Диаметр полукруглых канавок соответствует диаметру стальных кордов или немного больше. Канавки служат для выравнивания стальных кордов перед сваркой.

Если теперь прижать первую и вторую поверхности электродов друг к другу с помощью чувствительной к давлению бумаги между ними, то получается отпечаток, как показано на фиг. 2b. Две продолговатые плоские области 216(1) и 216(2) становятся видимыми по обе стороны от центральной канавки, которая определяет направление 218 корда. Обе продолговатые области показывают ширину «W» и длину «L», как обозначено на чертеже. Однако в этом случае направление длины параллельно направлению корда.

Проблема, которая возникает с такими типами электродов предшествующего уровня техники, схематически проиллюстрирована на фиг. 5. Когда сварочные зажимы замкнуты, первая и вторая поверхности 510(1), 510(1)' и 510(2), 510 (2)' пар электродов зажимают концы 504 и 504' стального корда на значительной длине электрода. Поскольку стальной корд содержит от 2 до 30 тонких нитей, которые могут скользить друг по другу, контакты с первой и второй поверхностью электродов могут возникать в разных местах. В результате ток, обозначенный линиями 530 со стрелками, может проходить в разных местах сварного соединения. Это приводит к значительному различию контактного сопротивления от одного сварочного процесса к другому сварочному процессу. Некоторые сварные соединения сформированы должным образом и соответствуют требованиям по разрывной нагрузке, диаметру и пластичности сварного соединения, в то время как другие сварные соединения не выдерживают испытания.

Чтобы преодолеть проблему изменяющегося контактного сопротивления, изобретатель предложил использовать электроды, как показано на фиг. 3а. На этой фиг. показана пара электродов 310, 310’. Поверхность 314 первого электрода 310 является традиционной и плоской, с V-образной канавкой 312 в середине, в результате чего образуются две прямоугольные плоские области. Поверхность 314’ второго электрода 310’ отличается от поверхности первого электрода тем, что на концах электрода обеспечиваются две прямоугольные - таким образом являющиеся продолговатыми - плоские области 316(1) и 316(2). Две плоские области 316(1) и 316(2) отделены друг от друга вогнутым, сформированным в цилиндрической форме углублением 317. Наибольшая глубина углубления относительно плоскости двух плоских областей обозначена знаком «Δ».

Две плоские области поверхности первого электрода ориентированы перпендикулярно двум плоским областям второго электрода.

В реалистичном случае ширина плоских областей 316(1), 316(2) составляет 0,3 мм, длина плоских областей составляет 11 мм. Общая площадь второго электрода имеет прямоугольную форму с первой длиной A1, составляющей 11 мм, и второй длиной A2, составляющей 8 мм. Радиус углубления 317 цилиндрической формы составляет 25 мм, что дает наибольшую глубину выемки ‘Δ’, составляющую 0,3 мм или 300 мкм. Первая поверхность соответствует прямоугольной форме второй поверхности, т.е. представляет собой прямоугольник со сторонами 11 × 8 мм. V-образная канавка 312 имеет ширину 0,75 мм.

Когда теперь первая поверхность прижимается ко второму электроду без какого-либо представленного в нём стального корда, первая и вторая поверхности контактируют друг с другом, как показано на фиг. 3b. Площадь контакта ограничена четырьмя продолговатыми плоскими областями, две из которых образованы первой плоскостью 316(1), 316(1)’, а две другие - второй плоскостью 316(2), 316(2)’. Продолговатые плоские области имеют ширину «W» и длину «L». Направление длины ориентировано перпендикулярно направлению корда.

Работа усовершенствованного электрода проиллюстрирована на фиг. 6. Благодаря наличию плоских областей 616(1), 616(1)' на второй поверхности первого зажима и плоских областей 616(2) и 616(2)' на второй поверхности второго зажима концы 604, 604' стального корда локально зажаты между поверхностями электродов. Следовательно, во время сварки первая и вторая поверхности первого и второго зажима не должны касаться друг друга, поскольку в противном случае конец стального корда не будет удерживаться в достаточной степени. В результате электрический ток 630 будет протекать преимущественно по плоским областям 616 (1) и 616 (2). Если дополнительный электрический контакт будет создаваться за пределами плоских областей, он все равно будет локализован вблизи плоских областей вследствие того, что область 617 является изогнутой.

Если теперь рассматривать фигуры, то две плоские области на втором электроде имеют площадь 2 × 0,3 × 11 мм². Площадь поверхности второго электрода составляет 11 × 8 мм². Таким образом, общая площадь двух продолговатых плоских областей составляет 7,5% площади поверхности второго электрода. Теперь при вычислении площади четырех продолговатых плоских областей на фиг. 3b получается соотношение 4 × 0,3 × (11-0,75)/2 мм² по сравнению с 2 × 11 × 8 мм², или 3,49%.

На фиг. 4а показан второй вариант осуществления изобретения. И снова первый электрод 410 имеет первую поверхность 414, которая является традиционной в том смысле, что она является плоской с одной продольной канавкой 412, которая имеет полуэллиптическое поперечное сечение. Большая ось эллипса параллельна плоской области первой поверхности 414. Второй электрод 410' имеет последовательные плоские области 416(1), 416(2), 416(3), расположенные в одной плоскости с соседними углубленными областями 417(1), 417(2), 417(3) и 417(4). Наклон вниз от плоских областей к углублениям достаточно велик, чтобы переключение не было резким.

На фиг. 4b показаны области контакта, когда первая поверхность контактирует со второй поверхностью. Формируются шесть отдельных плоских контактных областей, по две для каждой плоской области на второй поверхности, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’. Каждая из плоских областей имеет ширину «W» и длину «L». Направление длины ориентировано перпендикулярно направлению 418 корда.

При использовании по меньшей мере одного сварочного электрода в соответствии с изобретением или при использовании пары электродов, как представлено в описании, вероятность успеха при сварке стального корда увеличивается. Электроды согласно изобретению, особенно полезны для сварки стальных кордов таких типов, которые не скручены плотно друг с другом. Примеры таких типов стального корда известны специалисту в данной области техники как открытые корды, овальные корды, плоские корды, корды типа N + M, где N представляет собой первую группу нитей, а М представляет собой вторую группу нитей, в которых одна из групп из числа первой и второй группы нитей является скрученной, а вторая группа является нескрученной.

Claims (17)

1. Сварочный аппарат для стыковой сварки концов стального корда, содержащий два или более зажима, определяющих направление корда, при этом плоскости упомянутых зажимов перпендикулярны направлению корда, а каждый из зажимов содержит пару электродов, первый из которых имеет первую поверхность, а второй – вторую поверхность, причем упомянутая первая поверхность обращена к упомянутой второй поверхности,

отличающийся тем, что

по меньшей мере один электрод пары электродов имеет на своей поверхности две или более плоские области продолговатой формы, ориентированные перпендикулярно упомянутому направлению корда и отделенные друг от друга углублением, при этом упомянутая первая поверхность и упомянутая вторая поверхность электродов выполнены с возможностью контакта друг с другом только в упомянутых двух или более продолговатых плоских областях по меньшей мере одного электрода пары, когда поверхности электродов прижаты друг к другу при отсутствии между ними концов стального корда.

2. Сварочный аппарат по п. 1, в котором количество упомянутых продолговатых плоских областей равно двум, или трем, или четырем, или пяти, или шести.

3. Сварочный аппарат по п. 1 или 2, в котором общая площадь упомянутых двух или более продолговатых плоских областей электрода больше или равна 1% и меньше или равна 30% от общей площади упомянутой первой поверхности и упомянутой второй поверхности электрода.

4. Сварочный аппарат по любому из пп.1-3, в котором глубина углублений между продолговатыми плоскими областями на упомянутых поверхностях электродов пары электродов составляет менее 500 мкм.

5. Сварочный аппарат по любому из пп. 1-4, в котором углубления между упомянутыми плоскими областями на упомянутых поверхностях электрода пары электродов имеют вогнутую криволинейную форму.

6. Сварочный аппарат по любому из пп. 1-5, в котором упомянутая первая поверхность, или упомянутая вторая поверхность, или обе из упомянутых первой и второй поверхностей электродов имеют одну или несколько канавок в упомянутом направлении корда.

7. Сварочный аппарат по любому из пп. 1-6, в котором электроды упомянутой пары электродов выполнены заменяемыми.

8. Электрод для сварки концов стального корда, выполненный с возможностью его установки в зажиме сварочного аппарата по любому из пп. 1-7, при этом электрод имеет поверхность для контакта со свариваемым концом стального корда, определяющую направления корда, которое является перпендикулярным плоскости сварочного зажима, отличающийся тем, что

упомянутая поверхность электрода содержит две или более плоские области продолговатой формы, расположенные в одной плоскости и разделенные углублениями, причем упомянутые две или более продолговатые плоские области ориентированы перпендикулярно упомянутому направлению корда.

9. Электрод по п. 8, в котором общая площадь двух или более продолговатых плоских областей больше или равна 1% и меньше или равна 30% от площади поверхности электрода.

10. Электрод по п. 8 или 9, в котором глубина углублений на поверхности между продолговатыми плоскими областями составляет менее 500 мкм.

11. Электрод по любому из пп. 8-10, в котором углубление на поверхности между упомянутыми плоскими областями имеет вогнутую криволинейную форму.

12. Электрод по любому из пп. 8-11, в котором на поверхности выполнены одна или несколько канавок, которые ориентированы в упомянутом направлении корда.

13. Электрод по п. 12, в котором поперечное сечение одной или нескольких канавок имеет форму, выбранную из группы, содержащей: V-образную форму, U-образную форму, полукруг, полуовал и полуэллипс.

14. Электрод по любому из пп. 8-13, который изготовлен из меди или сплава меди с одним или несколькими металлами, выбранными из группы, содержащей никель, кобальт, цинк, олово, бериллий, хром, цирконий и кремний.

Images