Электроды осуществляют непосредственный контакт машины со свариваемыми деталями. В процессе сварки они сжимают детали, подводят ток, отводят теплоту, выделяющуюся в деталях, и перемещают детали (при Шовной сварке). Форма и размеры рабочей поверхности, контактирующей с деталями, и конструкция электродов значительно влияют на качество соединений и произво­дительность сварки.

При сварке электроды нагреваются до высоких тем­ператур за счет теплоты, выделяющейся в них при про­текании тока, и передачи теплоты от свариваемых де­

талей. Переменное действие температур и усилий вы­зывает износ электродов, в результате чего изменяются размеры литой зоны соединений и ухудшается их каче­ство. В связи с этим электроды, ролики и губки следует изготовлять из жаропрочного металла с вь/сокой элект — ротеплопроводиостыо. Для изготовления электродов ис­пользуют специальные медные сплавы (табл. 10).

Таблица 10

Медные сплавы, используемые для электродоо

Сплав

Легирующие элементы, %

Минимальная электропро­водность, % от электро­проводности медн

І Минимальная твердость ; по Бринелю, кгс/мм*

Температура разупрочне­ния, °С

Основное назначение сплава

Кадмиевая брон­за Бр. КдІ (МК)

0,9—1,2 Cd

85

по

300

Для электродов и роликов при сварке легких и медных сплавов

Хромоцирконие­вая бронза Бр. ХЦр 0,3—0,09 (Бр. ХЦрА)

0,15—0,35 Сг, 0,07—0,15 Zr

85

по

350

То же

Хромоциркоиие — вая бронза Бр. ХЦр 0,6—0,05

0,4-1 Сг, 0,03—0,08 Zr

80

130

500

Для электродов и роликов при сварке углеродис­тых, низколегиро­ванных сталей и титановых сплавов То же

Хромовая бронза Бр. X

0,4—1 Сг

80

120

370

Никелебериллие — вая бронза Бр. НБТ

1,4—1,6 №, 0,2—0,4 Be, 0,05—0,15 Ті

50

170

510

Для электродов, губок, роликов при сварке углеродис­тых и коррозион­но-стойких сталей, жаропрочных и ти­тановых сплавов

Хромовая бронза Бр. Х08

0,4—0,7 Сг

80

120

400

Для губок сты­ковых машин

Кремненикелевая бронза Бр. КН1-4

0,6—1 Si, 3—4 Ni

40

140

450

То же

Примечание. Минимальная твердость дана для сплавов в упрочненном состоянии.

Рис. 35. Электроды для сварки:

а, б — точечной; в —рельефной; г — шовной; д — стыковой

При выборе сплавов для электродов необходимо учитывать, что их электротеплопроводность должна по­вышаться с повышением электротеплопроводности сва­риваемых металлов. Для сварки с малой длительностью протекания сварочного тока («ужесточением» режима сварки) следует применять электроды из сплавов с вы­сокой электротеплопроводностыо. Применение чистой меди (Ml) для изготовления электродов не рекомен­дуется из-за низкой стойкости (число сварных точек до переточки).

В зависимости от конструкций электроды для то­чечной сварки подразделяют на прямые и фи­гурные. Наиболее распространены прямые электроды (рис. 35, а), которые используют при сварке деталей, имеющих свободные подходы электродов. Прямые электроды изготовляют в соответствии с ГОСТ 14111—69 диаметрами 12, 16, 20, 25, 32 и 40 мм. К фи­гурным относятся электроды (рис. 35,6), у которых ось, проходящая через центр рабочей поверхности, значи­тельно смещена относительно оси посадочной части. Фигурные электроды сложны в изготовлении, менее удобны в эксплуатации и обычно имеют пониженную стойкость, поэтому такие электроды целесообразно при­менять, когда сварка без них неосуществима.

Посадочные части электродов и роликов должны обеспечивать надежную передачу сварочного тока и усилия от электрододержателей и валов сварочных машин. У электродов эти функции выполняет чаще всего конусная посадочная часть, хотя возможны и другие виды соединений с электрододержателей (по резьбе, по цилиндрической поверхности). У роликов электрический контакт со вторичным контуром машины обеспечивается поверхностью А (рис. 35,г), а усилия передаются поверхностью Б. С целью получения надеж­ного электрического контакта, а в электродах также герметичного соединения посадочные поверхности долж­ны быть обработаны не ниже 7а класса шероховатости и не должны иметь механических повреждений, окис­лов и других загрязнений.

При рельефной сварке применяют электроды с пло­ской рабочей поверхностью (рис. 35,в). Часто в одном или в обоих электродах предусматривают отверстия для размещения выступающих частей свариваемых деталей. Если свариваемая деталь, контактирующая с одним

электродов, располагается в отверстии другого электро­да, то для предотвращения шунтирования тока это от­верстие изолируют от детали (например, текстолитовой втулкой).

Губки стыковых машин подводят ток к деталям и удерживают их от проскальзывания при осадке. Губки, не проводящие ток, часто изготовляют из стали, иногда на них делают насечку для увеличения трения. Рабочая поверхность губок должна соответствовать форме дета­лей (рис. 35, д). Для сварки прутков и толстостенных труб применяют призматические губки, а труб с тол — шиной стенки ^0,15 наружного диаметра — только цилиндрические губки. Длина губок должна быть не менее 2,5 диаметра (толщины) свариваемых деталей.

Электроды для точечной и рельефной сварки долж­ны иметь внутреннее охлаждение. Шовную сварку чаще выполняют с наружным охлаждением роликов и свари­ваемых деталей. При сварке закаливающихся сталей и магниевых сплавов наружное охлаждение не допу­скается.

Наибольшее применение для точечной сварки нахо­дят электроды с плоской (диаметром da) и сферической (радиусом R) рабочими поверхностями (рис. 35,a), a для шовной — ролики с цилиндрической и сферической поверхностями. При сварке большинства металлов можно использовать электроды и ролики с плоской (цилиндрической) или сферической рабочей поверхно­стью. Электроды со сферической поверхностью имеют большую стойкость и менее чувствительны к перекосам при установке, чем электроды с плоской поверхностью. Поэтому со сферической поверхностью рекомендуется изготовлять электроды, используемые в машинах ради­ального типа и клещах, а также фигурные электроды, работающие с большими прогибами. При сварке легких сплавов применяют только электроды и ролики со сфе­рической поверхностью. Использование для этой цели электродов с плоской, а роликов с цилиндрической по­верхностью приводит к чрезмерным вмятинам и подре­зам на поверхности точек и швов и повышенным зазо­рам между деталями после сварки. Размеры рабочей поверхности электродов и роликов выбирают в зависи­мости от толщины свариваемых металлов (табл. 11).

Выбор рабочей поверхности электродов и роликов зависит от следующих основных факторов: сочетания

Размеры электродов и роликов, мм

Углеродистые, ‘коррозионно-стойкие, жаропрочные стали и сплавы | Алюминиевые, магниевые^и медные сплавы

Толщина

деталей,

мм

D

“э

R

S

f

D

S

R

0,3

12

3

15—25

6

3

12

12

25

0,5

12

4

25—50

6

4

16

16

50

0,8

12

5

50—75

10

5

16

16

50—75

1

12

5

75—100

10

5

16

16

75

1,2

16

6

75—100

12

6

16

16

75

1,5

16

7

100—150

12

7

20

20

75—100

2

20

8

100—150

15

8

20

20

100

2,5

20

9

150—200

18

9

25

25

100

3

25

10

150—200

20

10

25

25

100—150

3,5

.25

11

200-250

22

11

25

25

• 150

4

25

12

200—250

24

11

32

32

200

5

25

200—250

32

200

є

32

250

40

250

7

32

250

40

300

Примечание. Размеры D, S — минимально рекомендуемые.

марок металла и тол­щин свариваемых дета­лей, формы деталей и требований к наруж­ной поверхности. При сварке деталей нерав­ной толщины размеры электродов и роликов (в случае швов на пло­скости) устанавливают по табл. 11 для каж­дой из деталей. При сварке деталей с отно­шением толщин более 2 : 1 со стороны тонкой детали рекомендуется устанавливать элек­трод (ролик) с мень­шими на 25—30% раз­мерами, чем указано в табл. 11 (рис. 36, а).

При точечной свар­ке деталей неравной толщины иногда приме­няют электрод 1 с вольфрамовой встав­кой 2 (рис. 36,6). Бла­годаря низкой электро­теплопроводности воль­фрама уменьшается отвод теплоты из зоны сварки и создается дополнительное выделение теплоты в контак­те электрод—деталь, что обеспечивает стабильное про­плавление тонкой детали. Для этой же цели между элек­тродом и тонкой деталью устанавливают тепловой эк­ран-прокладку 6 толщиной 0,15—0,25 мм из того же металла, что свариваемые детали (рис. 36, в).

Нормальное проплавление детали и небольшую вмя­тину (5% толщины детали) получают с помощью элек­трода, имеющего на рабочей части 1 стальное кольцо 3 (рис. 36,г). Наличие кольца повышает плотность тока в контакте электрод — деталь и несколько уменьшает отвод теплоты от зоны сварки.. При точечной сварке трех деталей электроды выбирают по толщине наруж­ных деталей в соединении (рис. 36, д, е).

Риє, 37. Выбор диаметра роликов при шовной сварке

При сварке металлов с различными теплофизически­ми свойствами меньшее проплавление наблюдается в детали с меньшим сопротивлением рі (рис. 36, ж). Из­менением размеров рабочей поверхности и теплоотвода в электроды удается получить нормальное проплавление обеих деталей (рис. 36, з). Увеличение теплоотвода от зоны сварки детали с сопротивлением р2 достигается применением электрода 5 с плоской рабочей поверхно­стью, изготовленного из хромовой бронзы Бр. Х, име­ющей большую теплопроводность, чем бронза Бр. НТБ, из которой изготовлен электрод 4.

При шовной сварке наряду с размерами рабочей по­верхности роликов f, R (см. табл. 11) на формирование литой зоны соединений оказывает влияние диаметр (радиус г) роликов. Плоские детали равной толщины сваривают роликами с одинаковыми рабочими поверх­ностями и равными диаметрами (рис. 37,а). При свар­ке кольцевых швов (обечаек), если рабочие поверхно­сти роликов имеют одинаковые размеры, внутренний 88

ролик должен быть меньшего размера (рис. 37,6); если диаметры роликов одинаковые, то внутренний ролик должен иметь рабочую поверхность меньшего размера (меньшие R или /). При шовной сварке цилиндрических деталей неравной толщины, когда тонкая деталь нахо­дится снаружи, могут быть применены ролики одина­кового диаметра (рис. 37, в). Если тонкая деталь нахо­дится внутри обечайки, то для стабильного ее проплав­ления нижний ролик должен иметь меньшие размеры, чем верхний (рис. 37,г).