КЛЕЩИ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Полезная модель относится к сварочной технике, в частности, к клещам для контактной точечной сварки каркасов тепловыделяющих сборок для энергетических атомных реакторов.
Известно, что к качеству сварных соединений деталей каркаса тепловыделяющей сборки, работающей в условиях высоких температур, давления и радиационной нагрузки, предъявляются высокие требования, поскольку каркас является несущим элементом, в котором размещены тепловыделяющие элементы
Известны клещи для контактной точечной сварки, содержащие рычаги с электродами, шарнирно связанные между собой посредством соединительных элементов, и установленный между рычагами привод сжатия (см.а.с. СССР №844183, МКИ В23К 11/28, 1978).
В известном авторском свидетельстве конструкция клещей имеет большие габариты, что является недостатком, так как сужает технологические возможности применения данных клещей и не позволяет использовать их в условиях ограниченного пространства зоны сварки.
Наиболее близкими по технической сути и достигаемому результату являются клещи для контактной точечной сварки, содержащие пневмопривод в виде пневмоцилиндра со штоком и поршнем, смонтированный на штоке подвижный электрододержатель, установленный на корпусе пневмоцилиндра поворотный электрододержатель, электроды, установленные на электрододержателях, и токоподводы к электрододержателям, причем поворотный электрододержатель жестко связан с корпусом пневмоцилиндра, который снабжен установленной в его полости диэлектрической втулкой, а шток пневмоцилиндра размещен в отверстии втулки (см. патент Российской Федерации №2011495, МПК В23К 11/28, опубл. 1994.04.30.) - прототип.
В решении по патенту-прототипу использование в качестве пневмопривода пневмоцилиндра, а также установка поворотного держателя на выносной соединительной скобе увеличивает габариты конструкции, что не позволяет производить сварку плоских деталей сборочных единиц, имеющих ограниченный доступ к зоне сварки, в частности, пластин дистанционирующих решеток с уголками жесткости в каркасе тепловыделяющей сборки.
Использование в качестве изолятора между подвижным и поворотным электрододержателями диэлектрической втулки, являющейся одновременно крышкой штоковой полости пневмоцилиндра, не позволяет обеспечить надежную изоляцию подвижного и поворотного электрододержателей по электрическому току друг от друга, поскольку при работе пневмоцилиндра, корпус и шток которого выполнены из металла, на поверхности трущихся пар со временем образуются мелкодисперсные частицы металла, попадающие на внутренний торец диэлектрической втулки и образующие токопроводящий слой. Образованию на внутреннем торце диэлектрической втулки токопроводящего слоя также способствует образование во внутренних полостях пневмоцилиндра водно-масляной эмульсии с примесью металлических частиц, что объясняется наличием в сжатом воздухе влаги и масла, присутствие которых хотя бы в минимальных количествах обусловлено процессом получения сжатого воздуха и которые проникают в штоковую полость через зазоры между поршнем и корпусом, особенно при их износе. Образование токопроводящего слоя между электродами напрямую влияет на качество сварки вследствие его влияния на стабильность величины сварочного тока.
Применение для изготовления поршня и направляющей для штока, в качестве которой используется диэлектрическая втулка, неметаллического материала, работающего в паре с металлическими деталями, вызывает повышенный износ в паре металл-неметалл. Появляющиеся в результате этого увеличенные зазоры приводят к нестабильности работы
пневмопривода, отклонению подвижного электрода от геометрической оси и, как результат, к снижению качества сварки.
Большое расстояние от места крепления поворотного электрододержателя в соединительной скобе до места крепления электрода приводит к изгибу электрододержателя при сжатии электродов и, как результат, к уменьшению пятна контакта электрода со свариваемой деталью и снижению качества сварки.
Крепление электродов в элетрододержателях посредством конусной посадки не позволяет использовать второй торец электродов при износе первого, что снижает коэффициент использования электродов.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является достижение возможности использования клещей для контактной точечной сварки в ограниченном пространстве зоны сварки, повышение качества сварки, повышение коэффициента использования электродов.
Поставленная техническая задача решается тем, что клещи для контактной точечной сварки, содержащие пневмопривод, на штоке которого закреплен подвижный электрододержатель, установленный на пневмоприводе корпус клещей, на наружной поверхности которого закреплен неподвижный электрододержатель, изолированный от корпуса, электроды, размещенные на электрододержателях, и токоподводы к электрододержателям, согласно полезной модели, пневмопривод выполнен в виде пневмокамеры, в штоковой полости которой размещен пружинный элемент, один конец которого жестко закреплен к шайбе, установленной на штоке пневмопривода, а другой конец - к корпусу пневмокамеры, корпус клещей изолирован от неподвижного электрододержателя с помощью прокладок и втулок и установлен соосно штоку пневмопривода, электроды выполнены в форме цилиндров и размещены в пазах электрододержателей с возможностью осевого перемещения с целью регулирования их положения.
Выполнение пневмопривода в виде пневмокамеры позволяет уменьшить осевые габариты пневмопривода, а размещение в полости пневмокамеры пружинного элемента - уменьшить радиальные габариты пневмопривода за счет создания дополнительного осевого усилия, развиваемого пружинным элементом в штоковой полости пневмокамеры при обеспечении достаточного для сварки усилия сжатия электродов, которое напрямую влияет на качество сварного шва.
Жесткое закрепление концов пружинного элемента к шайбе, установленной на штоке, и к корпусу пневмокамеры позволяет использовать его также в качестве стопорного элемента для предотвращения проворота штока с закрепленным на нем подвижным электрододержателем с электродом относительно корпуса с закрепленным на нем неподвижным электрододержателем с электродом и, таким образом, одновременно с обеспечением соосности электродов относительно общей оси, которое влияет на качество сварного шва, уменьшить общие габариты сварочных клещей.
Изоляция корпуса клещей, который имеет металлический контакт со штоком с установленным на нем подвижным электрододержателем, от неподвижного электрододержателя с помощью неподвижных изолирующих прокладок и втулок позволяет практически на все время службы клещей обеспечить отсутствие утечек сварочного тока между электродами и, как следствие, обеспечить стабильное качество сварного шва.
Выполнение электродов в форме цилиндров и размещение их в пазах электрододержателей с возможностью осевого регулирования позволяет использовать пневмокамеру, имеющую небольшой ход штока и, соответственно, небольшие габариты, поскольку при износе электродов их перемещают на величину износа навстречу друг другу.
Цилиндрическая форма электродов позволяет при недопустимой величине эрозионного износа одного торца электрода не изготавливать новый, а перевернуть его и использовать второй торец и таким образом повысить коэффициент использования электродов, которые изготавливаются из дорогостоящей бронзы.
Сущность полезной модели поясняется чертеж, на котором изображен продольный разрез клещей.
Клещи для контактной точечной сварки состоят из корпуса 1, пневмокамеры 2, диафрагмы 3 штока 4, шайб 5 и 6, пружинного элемента 7, штуцеров 8 и 9, подвижного электрододержателя 10, неподвижного электрододержателя 11, нижнего электрода 12, верхнего электрода 13, изолирующих прокладок 14 и 15, изолирующих втулок 16 и 17, токоподводов 18 и 19, кронштейна 20, ручки 21, электрической кнопки 22.
Клещи для контактной точечной сварки работают следующим образом.
В исходном состоянии сжатый воздух подается через штуцер 8 в верхнюю полость пневмокамеры, нижняя полость пневмокамеры через штуцер 9 соединена с атмосферой. Диафрагма 3 прогибается и через шайбы 5 и 6 перемещает шток 4 с подвижным электрододержателем 10 вниз, сжимая пружинный элемент 7 в исходное для цикла сварки положение. Движение штока 4 прекращается, когда шайба 6 упрется во внутреннюю поверхность пневмокамеры 2, обеспечивая необходимое расстояние между верхним электродом 13 и нижним электродом 12 для сварки деталей. Пружинный элемент 7 исключает смещение верхнего электрода 13 и нижнего электрода 12 относительно общей оси.
После установки сварочных клещей на позицию сварки и включения цикла сварки посредством нажатия на кнопку 22 верхняя полость пневмокамеры соединяется с атмосферой через штуцер 8, а в нижнюю полость пневмокамеры через штуцер 9 подается сжатый воздух. Диафрагма 3 прогибается и через шток 4 и электрододержатель 10 прижимает нижний электрод 12 к верхнему электроду 13, пружинный элемент 7 создает дополнительное усилие. После смыкания электродов система автоматического управления (не показана) выдает разрешение на подачу импульса сварочного тока. После окончания цикла сварки нижняя полость пневмокамеры через штуцер 9 соединяется с атмосферой, а сжатый воздух через штуцер 8 подается в верхнюю полость пневмокамеры, шток 4 с подвижным
электрододержателем 10 и нижним электродом 12 перемещаются вниз в исходное положение, и клещи возвращаются в исходное состояние.