Электрод для изготовления магнитопроводов

Полезная модель относится к технологии получения неразъемных соединений металлических деталей, а именно для изготовления магнитопроводов для предохранения электродвигателей. Магнитопровод состоит из соединенных между собой листов или лент магнитомягкого прецизионного сплава толщиной до 700 мкм с коэффициентом упаковки не менее 0,99 и сваривается специальным электродом.
Известен электрод для контактной сварки деталей, описанный в (А.С. №1234112 от 30.05.86. Способ контактной сварки). Этот электрод имеет плоскую торцевую поверхность. При сварке, из-за отсутствия концентрации тока по всей площади касания, в некоторых местах может образоваться непровар.
Известен также электрод для контактной точечной сварки (патент на изобретение №2257283, опубликовано 27.07.2005 г.). Этот электрод имеет термостойкую вставку, вступающую за поверхность электрода. Высоту выступа выбирают в зависимости от толщины и свойств материала деталей. Выступ в сечении имеет прямоугольник. Недостатком электрода является то, что он при сварке значительно деформирует свариваемые детали.
Решением, наиболее близким предложенному по технической сущности, является электрод, описанный в способе электроконтактной сварки металлических листов с покрытием (патент на изобретение №2553314 опубликовано 10.06.2015). Этот электрод имеет на рабочей части выступ, выполненный в виде конуса с углом при вершине от 100° до 140°. Недостатком этого электрода является то, что он значительно деформирует свариваемые детали в зоне контакта, что является неприемлемым при изготовлении магнитопроводов.
В связи с этим, важнейшей задачей является разработка нового электрода, позволяющего повысить качество изготавливаемых магнитопроводов без их деформации и коробления с улучшенными характеристиками магнитной индукции и коэрцитивной силой.
Указанный технический результат достигается тем, что в электроде для сварки магнитопроводов, состоящим из двух одинаковых соосно расположенных деталей, каждая из которых имеет хвостовик, среднюю часть и рабочую часть с выступом, каждая рабочая часть имеет изолятор по бокам выступа, а сам выступ выполнен в виде полуокружности в сечении, причем высота выступа определяется формулой:
в
л
,
h=0,5÷1,5 t
в
где h - высота выступа,
л
t - толщина свариваемого листа, а радиус полуокружности выступа определяется формулой:
в
л
,
r=7÷15 t
в
где r - радиус полуокружности выступа.
Такая конструкция электрода позволяет плотно сжать свариваемые детали, создать необходимую зону контакта для концентрации теплоты для сварки и в то же время избежать коробления и выгиба свариваемых деталей колец.
На фиг. 1 показан пример реализации электрода для сварки магнитопровода, состоящего из тонких колец.
На фиг. 2 показана зона сварки в увеличенном виде.
Электрод, представленный на фиг. 1, состоит из двух одинаковых соосно расположенных деталей: нижней 1 и верхней 2. Каждая деталь имеет хвостовик 3, среднею часть 4 и рабочую часть с выступом 5, который окружен изоляторами 6 по бокам.
в
л
в
л
в
л
в
л
Сварка этим электродом происходит следующим образом. На нижнюю часть электрода 1 устанавливают центрирующую втулку 7 из неэлектропроводного материала, в данном случае текстолита. Затем на нее нанизывают тонкие кольца магнитопровода 8, которые поджимают верхней частью электрода 2. После этого через всю эту конструкцию пропускают импульс тока. В результате чего получают сваренный магнитопровод. Такая конструкция электрода позволяет четко обеспечить электрический контакт в зоне выступа и получить качественное соединение. При этом при высоте выступа h меньше, чем 0,5 t (фиг. 2) и радиуса полуокружности выступа r более 15 t зона сварки будет нечетко выражена и может быть не провар изделия. При высоте выступа h более чем 1,5 t и радиуса полуокружности выступа r менее 7 t происходит деформация листов, что ухудшает свойства магнитопровода. Изолятор по бокам выступа обеспечивает протекание тока только в этой зоне и позволяет также предотвратить деформацию листов.
мм
мм
мм
л
С помощью предложенного электрода, выполненного в данном случае из бронзы, была произведена сварка магнитопроводов, состоящих из тонких колец толщиной 0,7 с наружным диаметром 24 и внутренним диаметром 20, полученных холодной листовой штамповкой из сплава на основе железа и кобальта. Высота сборки была от 10 до 15 мм. Полученный магнитопровод имел требуемые характеристики. Так магнитная индукция была более 2,25 Т в полях до 100000 А/м, коэрцитивная сила не превышала 50 А/м.
Таким образом, предлагаемый электрод позволяет получить при помощи сварки магнитопровод надлежащего качества и с требуемыми характеристиками.