[其他]用于電弧切割金屬的帶芯管式電極和方法

無效

• 申請號: 86106357
• 申請日: 1986-09-24
• 公開（公告）號: CN86106357A
• 公開（公告）日: 1987-05-13
• 發明（設計）人: 愛德華·R·加姆伯格
• 申請（專利權）人: 尤泰克蒂克公司
• 主分類號: B23K35/04
• 分類號: B23K35/04;B23K9/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 辛哲生,蔡明軍

本發明涉及用于電弧切割或刨削金屬的帶芯管式電極和方法。

人們已知利用電弧熱以相當高的速度對鋼板等進行切割、刨削和倒棱。一種方法就是利用空氣流吹除熔化金屬，對金屬進行碳弧切割。

在用空氣碳弧切割時，電弧在碳-石墨電極和將欲熔化的金屬工件之間產生。壓縮空氣氣流被連續地送到熔化位置，以吹出熔化的金屬。

隨著碳弧在切割中的前進，利用空氣碳弧方法可連續除去金屬。這種方法用于割斷和刨削、這種刨削往往用于加工焊接坡口和用于清理焊根或焊接區缺陷。

電極的工作端即電極頭被電弧電流加熱到高溫而不熔化。電極在切割過程中消耗，碳由于電極頭的氧化作用或升華作用而損失。空氣碳弧切割需要電極夾、切割電極、電源和空氣源。這種方法可用人工或機械實現。

連續加熱和熔化金屬工件或作用物，同時沿電極工作端的夾持面一側輸送高速的空氣流，把熔化金屬從切口強行吹除。在適當的操作條件下，空氣流在電極頭下面掃過。電弧長度應當具有使空氣流連續進入切口的足夠間隙。空氣流最好與電極軸平行。這樣，當空氣流從電極和金屬工件之間通過時，高速空氣流的力大到足以有效地從電弧下面吹除熔化金屬，并隨著電極的消耗產生均勻的刨削作用。

用電極輕觸工件，然后根據所需的電弧電壓離開適當距離以引發電弧。刨削不同于電弧焊接，刨削是除去而不是熔敷金屬。沿切割方向以能夠跟上金屬去除的速度移動電極，以保持適當的弧長。

傳統的空氣輔助碳弧刨削和切割方法有下列固有缺點：

（1）碳弧往往不穩定，而且常會產生難以忍受的噪聲水平;

（2）在一定的條件下，會在坡口處出現碳質沉積，從而使工件的坡口部分產生不希望有的滲碳;

（3）碳極在使用過程中易于碎斷;

（4）會產生煙塵，對工人和周圍地區造成危害。

至于覆銅碳極，銅會熔敷并對其后的操作起不利作用。

需要提供一種金屬電弧切割電極，它能形成穩定的電弧，它是自熔的，有助于獲得清潔的切口，它可含有造蒸氣劑、脫氧劑和造氣劑等，它能在切割過程中產生熱，以增加電弧提供的熱量。

本發明的一個目的是提供一種用于切割和刨削金屬的空氣金屬弧電極。

本發明的另一個目的是提供一種利用空氣金屬弧電極切割或刨削金屬的方法。

參照以下說明和附圖可以更清楚地了解本發明的這些和其它目的，附圖中：

圖1是卷繞狀態的電極的一實施例的三維視圖;

圖2所示為一根棒形電極;

圖3是取自圖2中3-3線的剖面。

本發明的一個實施例是一種用于氣體（例如空氣）輔助切割和刨削金屬工件的帶芯管式金屬弧電極，它包括金屬管和芯，芯主要由密實的顆粒性碳素材料和含有約占芯總重量的0至20%的材料（添加劑）組成，選用的添加劑包括穩弧劑、助熔劑和造氣劑。選用的顆粒性碳素材料可包括石墨、碳、無煙煤、煙煤和褐煤。碳素材料的優點是它至少含有重量約占75%的碳。天然石墨特別優越，它至少含有約85%的碳。

芯可占電極總重量的大約3%至20%，例如大約5%至15%或大約5%至10%。

本發明的另一實施例是一種用于電弧切割或刨削金屬工件的方法，該方法包括提供至少一根加工成金屬管和芯的帶芯管式金屬弧電極，芯主要由碳素材料和含有占芯總重量的大約0至20%的顆粒性材料組成，選用的這種顆粒性材料包括穩弧劑、助熔劑和造氣劑。

這種方法包括在電極端部和欲進行切割或刨削的金屬工件之間形成電弧，向切割或刨削區供給加壓氣（例如空氣）流，和在連續向切割或刨削區供給加壓氣流的同時連續切割或刨削。

帶芯管式金屬電極的特征是：與傳統的氣助碳極相比，明顯地改進了氣助刨削和切割性能。

這種電極絲能精確地控制使用直流電源的電弧，電極最好接電源正極并在恒定電壓下工作。電弧產生的熱量使母材和電極局部熔化，形成一個金屬熔池，熔化金屬立即被空氣流吹除，氣流適當地集中到切割或刨削區。

采用本發明的新穎的電極絲，能在操作者預期的部位獲得一致的和可復現的光潔的刨削槽。這種電極絲能以非常快的移動速度進行非常高精度的作業。本發明的一個優點是，經過采用本發明的加工，后序作業-例如焊接、油漆、金屬噴除等-所需要的二次刨削加工極少。

這種電極絲優于碳極的另一點是：如果需要，它可傳導非常大的電流。為適用于同樣范圍的工作電流值，碳極的直徑至少需要是本發明的電極絲的三倍或三倍以上。