УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ (КТС)
DEVICE FOR CONTACT SPOT WELDING (CSW)

Изобретение относится к сварочному производству и пригодно для электродов, используемых при изготовлении кузовов, дверей и прочего автомобилей. Известны электроды-колпачки (далее упоминаемые как электроды) с передней рабочей поверхностью конической или сферической формы и задней коническую полостью под переднюю часть держателя с полостью под трубку, размещенную там с зазором (см. ГОСТ 25444-90, с. 2). Их недостаток: наличие застойных зон с хладагентом на периферии донной части полости электрода.
Известен и другой охлаждаемый электрод с конической полостью, переходящей в цилиндрическую часть ее у дна, в которой с зазорами размещена передняя часть держателя с трубкой в его полости; при этом боковой зазор между последними загерметизирован у их передних торцов; в задней части держателя с окнами под хладагент закреплена трубка (см. патент РФ 2570253 С1 от 26.05.2014), а поперечные окна его передней открыты в полость электрода и в выше указанный боковой зазор. Его недостатки: уплотнительным элементом для герметизации бокового зазора в передней части держателя с трубкой и его поперечных окон усложняется устройство и снижается его надежность, т.к. этот элемент разрушается от нагрева хладагентом.
Задачей предлагаемого решения является упрощение конструкции устройства и повышение его надежности.
Она решается тем, что в устройстве для КТС, содержащем электрод-колпачок с конической и цилиндрической полостями, размещенный первой на передней конической части держателя с установленной в его продольной полости с боковым зазором трубкой, загерметизированным у их передних торцов и открытым через его поперечные окна в цилиндрическую часть полости электрода, где с зазорами расположены их передние торцы, при этом трубка и держатель, соединены между собой в его задней части с окнами под хладагент, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО с передней частью трубки соединен полый хвостовик, совместно образованный с полым диском, расположенным в цилиндрической полости электрода и выполненным с кольцевым понижением на переднем торце, а по боковой поверхности - многогранным с образованием чередующихся между собой проемов и стенок, контактирующих своими вершинами с боковой поверхностью электрода, а верхними краями с фасками с дном этой полости; при этом передний торец держателя отделен осевым зазором от заднего торца диска, хвостовик которого отделен боковыми зазорами от боковых поверхностей полостей держателя и электрода.
Соединением с передней частью трубки полого хвостовика, совместно образованного с полым диском, обеспечивается подвод хладагента по их полостям к дну полости электрода. Расположением в цилиндрической полости электрода диска с кольцевым понижением на переднем торце и с многогранной боковой поверхностью, - образующей чередующиеся между собой проемов и стенок ее, контактирующих своими вершинами с боковой поверхностью этой полости, а верхними краями с фасками с ее дном, обеспечивается отвод хладагента от его центральной части к периферии. Такой отвод его осуществим наличием проемов в боковой поверхности диска и фасок на верхних краях стенок его для минимальной площади контакта их с дном цилиндрической полости электрода. Центрирование диска в этой полости осуществляется контактом вершин его боковых стенок с боковой поверхностью данной полости. Наличием осевого зазора между передним торцом держателя и задним торцом диска отводится по нему нагретый хладагент из охлаждаемой зоны электрода.
Образованием боковых зазоров между хвостовиком диска, и боковыми поверхностями полостей держателя и электрода обеспечивается дальнейший отвод нагретого хладагента за пределы держателя. Сравнительный анализ предлагаемого устройства с известными решениями показывает, что оно ново, с существенными отличиями, промышленно пригодно и отвечает критерию ИЗОБРЕТЕНИЕ.
Оно представлено фиг. 1 и сечением А-А чертежа и содержит электрод 1 с конической и цилиндрической полостями, размещенный первой полостью на передней конической части полого держателя 2; в его полости находится с боковым зазором 3 трубка 4; с ее передней частью соединен диск 5 своим полым хвостовиком 6; при этом первый расположен в цилиндрической полости электрода 1 и выполнен в ее диаметр, а его хвостовик 6 - в передней части полости держателя 2 и отделен от ее поверхности боковым зазором 3^; на переднем торце диска 5 выполнено кольцевое понижение с дном 7, отделенное периферийными стенками 8 его многогранной боковой поверхности от боковой поверхности цилиндрической полости электрода 1, контактирующими своими вершинами с фасками 9 с дном его полости; эти стенки 8 чередуются с образованными в диске боковыми проемами 10, открытыми в эту полость электрода и в кольцевое понижение диска; диск 5 отделен боковыми зазорами 11 в зонах его многогранных боковых поверхностей от боковой поверхности цилиндрической полости и осевым зазором 12 между его задним торцом и передним торцом держателя 2, открытым в боковые зазоры 3^ и 3 для отвода нагретого теплом электрода хладагента к задней части держателя 2, не показанной на чертеже и идентичной таковой прототипа, и затем за его пределы; трубка 4 может быть нейлоновой или нейлоновой в передней части и металлической в остальной части; длина ее больше требуемой для упора верхних краев стенок 8 в дно полости электрода 1 с продольной деформацией ее нейлоновой части.
Электрод 1 охлаждается так: по трубке 4 хладагент поступает в кольцевое понижение диска 5, открытое в дно цилиндрической полости электрода 1, охлаждая это дно; из этого понижения в радиальном направлении хладагент устремляется по боковым проемам 10 к боковой поверхности этой полости; по боковым зазорам 11 между диском 5 и этой поверхностью хладагент поступает в осевой зазор 12 между передним торцом держателя 2 и задним торцом диска 5, охладив при этом дно и боковую поверхность цилиндрической полости электрода; из данного зазора нагретый хладагент следует в боковой зазор 3^ между поверхностями хвостовика 6 и полости держателя 2, затем в другой боковой зазор 3 и из него за пределы держателя. Эффективность охлаждения электрода определяется расходом хладагента на цикл сварки, величиной охлаждаемых поверхностей, электрода и скоростью циркуляции хладагента вдоль последних: донной и боковой поверхности цилиндрической части полости электрода, которая больше, чем у штатного и, следовательно, его стойкость выше.
Пример реализации устройства: у штатного электрода цилиндрическая полость выполняется диаметром 11 мм и длиной 4 мм; такой же диаметр у диска длиной не более 3 мм; число граней на боковой поверхности диска не более 3-4; у диска ширина вершин его стенок 2 мм; площадь краев этих стенок примерно 2-4 мм2.
Таким образом, отсутствием герметизирующего элемента в предлагаемом устройстве повышается его надежность, а наличием поперечных проемов в диске упрощается конструкция держателя.