[其他]金属复合材料螺旋管水冷点焊电极柱

说明书

本实用新型属于电阻熔接技术，具体地说，涉及一种点焊机的电极柱。

电阻熔接装置，如点焊机，一般由电极柱、电极夹持器、控时装置、变压器及加压设备等五大部分组成。本实用新型主要涉及一种构造新颖的电极柱。通常电极柱作为直接与母材接触的导电、施压构件，必须具备四种性能：导电性强、电阻小；导热性强；高温下强度、硬度俱佳；电极柱材料与母材间的熔接趋势应最低。此外，由于电极柱为易损件和消耗品，希望其成本尽可能低。

美国RWAA（resis－tance  weLding  ALLoy  Association）认为铜基合金适于电极柱及其夹持器的制造：铜－镉合金电极柱可用于母材为铝合金、镁合金、镀锌铁、青铜及黄铜的点焊；铜－铬合金电极柱用于母材为低炭钢、不锈钢、镍合金、蒙那合金以及软钢的高速大生产之点焊或缝焊。

国外发表的有关电阻熔接的电极柱的专利，大都是铜基合金。J57097866介绍了含铬和锆的铜基合金电极柱；DE－154962为了降低电极柱的成本，把昂贵的铜合金电极头与廉价的铜柄相连接，制造出用于点焊的复合电极；SU－941112为了提高电极柱的强度和导电性，采用了含有铬、镁和锂的铜基合金电极；SU－950508为了提高电极柱端部的耐压能力，按特定的圆锥角把铜钨丝缠绕在圆锥螺旋体上；J58177429介绍了用于点焊的铜合金电极，其中含有铬、锆和钽等。

在铜基合金电极柱中，加入了铬、镁、锂、锆、镉、钨等贵重金属，虽然提高了电极柱在高温下的强度和硬度，但同时也降低了它的导电性与导热性。其次，现有电极柱大都是整体结构式的，在材料分配上不合理，相当大一部分贵重材料在修磨端头时浪费掉了，加之合金制造工艺的复杂等因素，导致电极成本的提高。为了降低电极的温度，现有的电极柱一般采用同心水套式水冷结构。这种结构在提高电极有效导电截面、冷却效果和整体强度方面是相互矛盾的。

本实用新型的目的是要提供一种新型的点焊机电极柱，通过对电极柱材质及结构的改进，使之克服上述的缺点和矛盾，制造出一种导电导热性俱佳，高温下强度和硬度俱佳，柱材与母材熔接趋势最低的电极柱。

本实用新型通过以下两方面的改进来实现上述目的：

1、采用复合材料制造电极柱心、其形式有以下几种：

一、根据电焊机容量的要求，把一定数量的φ0.05mm至φ1.00mm的钨丝束，通过束、绞或编织的方法做成芯材，然后，采用公知的技术，在高温下与铜复合而成。

二、将粒度在100目～400目之间的钨粉和铜粉，按铜与钨的重量比为1：1至5：1的比例，采用公知的机械混粉法熔炼复合轧制而成。

三、在φ1mm至φ3mm的铜或其合金的芯棒上，采用公知的电镀法或电沉积法，相间镀上厚度为0.02－0.2mm厚的硬铬层和铜层，使之成为同心圆铜铬复合棒材，其直径在φ3mm－φ60mm之间。

2、电极柱采用双螺旋水冷结构

在上述复合材料制成的电极柱芯外、套一外双螺旋管，其内径可与柱芯外径紧配合，其外螺旋的外径可与套在双螺旋管外的套管内径紧配合。在电极柱的端部，有一恰好填补外套与柱心间隙的堵头，为了保证其密封、导电、导热性能，柱心、外套管、螺旋管及堵头焊接在一起，然后加工成一定的锥度。端部损坏后，磨去多余部分，换上新的堵头，焊接后加工成一定的锥度。采用这种结构以后，由昂贵的复合材料制成的柱芯可以得到充分利用。而螺旋管、外套管及堵头，可采用一般的金属，如铜作成。外套管的尾部焊死，加工成一定锥度，以便与夹持器或者水套连接。在有锥度的管上，从径向钻两个孔，作为冷却水的进出口。电极柱芯的长度为50－500mm，直径为φ5mm～φ60mm，端部为工作端，锥度为90°－150°，锥顶平面直径（与焊点直径相当）为φ1mm～φ10mm。其它部件尺寸，按上述的紧配合原则来确定。

本实用新型的优点是显而易见的。

复合材料柱芯可以与优质铜基合金柱芯的性能媲美，导热性与导电性俱佳，高温下的强度与硬度俱佳。

复合材料柱芯比铜基合金柱芯制造工艺简单，材料成本可以大大降低。

材料分布合理，柱芯的工作面突出，采用性能优良的复合材料与母材接触，损耗后，经修磨可多次重复使用，从而充分利用了昂贵的复合材料。

采用双螺旋水冷结构，使有效导电截面增大电阻减小，整体强度提高，冷却效果更好。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出，附图是金属复合材料螺旋管水冷点焊电极的断面图。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体构件的细节及工作情况。

1为电极柱芯、由上述的复合材料加工而成，其下端为工作端，与母材接触。2为双螺旋水冷管。3为进水螺旋间隙。4为出水螺旋间隙。5为外套管。6为工作端堵头。1的外径与2的内径要紧配合，2的外径与5的内径紧配合，1与6，3与6，5与6焊接。7为进水管。8为出水管。9为尾部堵头，与6焊接。10为连接构件。11为电极柱夹持器。11与5通过一定的锥度紧配合。11可以根据需要上下垂直运动。