13.2.2. Электроды контактных машин.

Электроды непосредственно подводят к свариваемым деталям сварочный ток и усилие сжатия. Они одновременно являются элементами вторичного контура, силовыми конструктивными элементами машины и сменным технологическим инструментом.

Конструкция (форма) электродов соответствует типу машин (или способу сварки). Электроды (губки или колодки) машин стыковой сварки не только подводят к деталям ток, усилие сжатия (зажатия), но и удерживают детали от проскальзывания при осадке. Форма губок (колодок) зависит от формы (сечения) свариваемых деталей (рис. 13.3). Длину колодок выбирают такой, чтобы обеспечить соосность деталей и предупредить их проскальзывание при осадке; при сварке труб и стержней диаметром d она составляет (34) d, а при сварке полос - не менее 10 t (t - толщина полосы). Плотность тока в контакте детали с колодкой обычно не превышает 610 А/мм², а температура контакта достигает 250300°С. Обычно в губках есть каналы для охлаждения их водой.

Рис. 13.3. Губки (контакты) машин стыковой сварки

Электроды точечных и рельефных машин, диски шовных машин имеют три основные части (рис. 13.4): рабочую 1, среднюю 2 и посадочную 3, а также каналы 4 для охлаждения.

а)

б)

в)

Рис. 13.4. Основные элементы конструкции

а, в – электроды; б - диска

Рабочая часть – это расходуемый участок длиной l_Р и диаметром Д_Э, допускающий в процессе длительной эксплуатации многократные переточки. Форма заточки рабочей поверхности (РП) может быть сферической, конической, а в некоторых случаях цилиндрической (рис. 13.5). Рабочая часть дисков может быть с односторонним или двухсторонним скосом, либо вообще без скоса (рис. 13.5 е).

Рис. 13.5. Форма рабочей части электродов I и дисков II

Работа поверхности электродов и дисков зависит от материала свариваемых деталей, их физико-химических свойств. Форма и размеры РП являются важнейшей технологической характеристикой электродов и параметром режима сварки.

По конструктивному выполнению электроды можно подразделить на прямые, фигурные и специальные. Прямые электроды, применяемые при хорошем доступе к месту сварки, сравнительно просты, технологичны и жестки, имеют симметричную РП относительно оси посадочной части.

Рабочая поверхность фигурных электродов значительно смещена относительно оси посадочной части (рис. 13.6), их жесткость ниже, они хуже охлаждаются, чем прямые, и вызывают повышенные деформации узлов. Их применяют при сварке в труднодоступных местах на стационарных и в особенности в подвесных машинах. Широко применяют специальные электроды при рельефной сварке (рис. 13.6 д).

Рис. 13.6. Фигурные и специальные электроды

а – изогнутый; б – оттянутый; в – горизонтальный; г – самоустанавливающийся для сварки деталей переменной толщины; д – сварки арматурной стали

Электроды контактных машин находятся в сложных условиях эксплуатации: рабочая поверхность подвергается циклическому нагреву (часто до 400700 °С), ударному смятию при высоких температурах, загрязнению из-за массопереноса.

Основным показателем качества электродов контактных машин является их стойкость. Поэтому материалы губок (колодок), электродов и дисков должны иметь высокие теплопроводность и электропроводимость (для снижения температуры в контакте электрод-деталь, уменьшения потребления электрической мощности и предупреждения сквозного проплавления деталей). Кроме того, они должны обладать сравнительно высокой жаростойкостью, твердостью (не менее 110130 единиц по Бринеллю) и температурой рекристаллизации (для замедления процесса разупрочнения металла и смятия РП).

Основой почти всех электродных сплавов служит медь, имеющая наибольшую электропроводимость среди конструкционных металлов. Используют для изготовления электродов холоднодеформированную медь М1, кадмиевую бронзу (БрКд1), хромовые бронзы (БрХ, БрХКд), сплавы МЦ4, ВМ1, ВМ2 и др. сплавы.