專利名稱:用于電弧切割金屬的帶芯管式電極和方法
本發(fā)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(chǎn)生。壓縮空氣氣流被連續(xù)地送到熔化位置，以吹出熔化金屬。
隨著碳弧在切割中的前進，利用空氣碳弧方法可連續(xù)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(qū)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?？諝馓蓟∏懈钚枰姌O夾、切割電極、電源和空氣源。這種方法可用人工或機械實現(xiàn)。
連續(xù)加熱和熔化金屬工件，同時沿電極工作端的夾持面的一側(cè)輸送高速的空氣流，把熔化金屬從切口強行吹除。在適當?shù)牟僮鳁l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(xù)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(chǎn)生均勻的刨削作用。
用電極輕觸工件，然后根據(jù)所需的電弧電壓離開適當距離以引發(fā)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?shù)幕￠L。
傳統(tǒng)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(wěn)定，而且常會產(chǎn)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(xiàn)碳質(zhì)沉積，從而使工件坡口部分產(chǎn)生不希望有的滲碳;
(3)碳極在使用過程中易于碎斷;
(4)會產(chǎn)生煙塵，對工人和周圍地區(qū)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(wěn)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，它能在切割和刨削過程中產(chǎn)生熱，以增加電弧提供的熱量。而且，這種電極沒有碳極的缺點。
本發(fā)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(fā)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，其特征在于它能形成穩(wěn)定的電弧，它在切割過程中是自熔的，而且在電弧切割或刨削過程中自身產(chǎn)生熱。
參照以下說明和附圖可以更清楚地了解本發(fā)明的這些和其它目的，附圖中圖1是卷繞狀態(tài)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(fā)明的一個實施例是用于氣體(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，芯主要由與能起放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬和含有約為芯總重量的0至30%的材料(添加劑)組成，選用的添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。顆粒性反應金屬的特征是其氧化物在25℃(298.16°K)下，對應每克原子氧的生成自由能至少約為100，000卡，與顆粒性反應金屬混合的能起放熱反應的金屬氧化物的特征是它在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能不超過約90，000卡。
芯的重量最好占電極總重量的大約5%至30%，芯本身主要由重量約為10%至70%的反應金屬和重量約為90%至30%的金屬氧化物組成，還含有重量約為0至20%(例如0.5%至10%)的添加劑，選用的添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。
本發(fā)明的另一實施例是用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，芯主要由與能起放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬組成，并含有約占芯總重量30%以下的顆粒性材料，選用的這種材料包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。如前所述，顆粒性反應金屬的特征是其氧化物在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能至少約為100，000卡，與顆粒性反應金屬混合的能起放熱反應的金屬氧化物的特征是它在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能不超過約90，000卡。
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(qū)供給加壓氣(例如空氣)流，和在連續(xù)向切割或刨削區(qū)供給加壓氣流的同時連續(xù)切割或刨削。
帶芯管式金屬電極的特征是與傳統(tǒng)的氣助碳極相比，明顯地改進了氣助刨削和切割性能。與碳極不同，金屬電極使用方便，而且不會像碳極那樣過熱。
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(chǎn)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，空氣流適當?shù)丶械角懈罨蚺傧鲄^(qū)。
采用本發(fā)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(xiàn)的光潔的刨削槽。這種電極絲能以非?？斓囊苿铀俣冗M行非常高精度的作業(yè)。本發(fā)明的一個優(yōu)點是，經(jīng)過采用本發(fā)明的加工，后序作業(yè)-例如焊接、油漆、金屬噴涂等-所需要的二次刨削加工極少。
這種電極絲優(yōu)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(fā)明的電極絲的三倍或三倍以上。
本發(fā)明的電極絲能用于精密的刨削和切割，例如拆鉚釘、清除點焊、在薄板上切割把手或開口板、清理角和槽焊縫、切割板材，清理附件、清除堆焊和硬質(zhì)表面、清除裂紋和缺陷，以及其它用途。
本發(fā)明的連續(xù)式電極特別有用，由于使用了金屬(例如軟鋼)管，與脆性的碳極相比，本發(fā)明的連續(xù)式電極能以最少的停機時間連續(xù)切割或刨削金屬。此外，通過選用穩(wěn)弧劑、助熔劑、造氣劑等，能夠使穩(wěn)定的電弧保持到連續(xù)式電極用完或在切割或刨削完成以后電弧中斷為止。
圖1所示為連續(xù)式電極的一實施例，其中繪有用于半自動或全自動方法的繞成卷10的管式金屬弧電極12。這種電極的外徑約為一例如-0.025至3/8吋，或最好為大約1/16至1/8吋。其壁厚將隨外徑而變化。帶芯管的一個實施例的外徑約為0.05時，壁厚約為0.008至0.015吋或0.01至0.02吋。
電極的管13可用軟鋼-例如1030鋼-制成。雖然可以采用其它鍛鋼，但優(yōu)先選用低碳鋼。
電極12可這擇制作使厚約0.012吋、寬約0.475吋的1030帶鋼通過連續(xù)成形輥，加工成U形槽。把芯材料14送入槽內(nèi)，然后，成形機逐漸把帶鋼合攏成圓管。之后，把帶有芯材料的管12拉細，在拉延過程中，管子尺寸的減小使芯材料固結(jié)或致密。圖3是成品管的橫截面。
圖2表示預定長度的帶芯管式電極，它包括管12A，管12A除以棒或條形供手工使用以外，與圖1的連續(xù)管式電極12相同，管子的開口端在15處壓緊或收攏。
如前所述，芯材料主要包括與能產(chǎn)生放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬，并含有約為芯總重量的0至30%的材料(添加劑)，選用的材料即添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。芯混合物中的反應金屬最好占大約10%至70%(例如約20%至50%或約25%至35%)，它與約占30%至90%(例如約50%至80%或約65%至75%)的金屬氧化物混合，選用約占0至20%的所述添加劑。
如前所述，反應金屬的特征是其氧化物在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能至少約100，000卡。選用的反應金屬包括鎂、鋁、鋯、鈦和至少兩種上述金屬的合金。金屬氧化物最好是鐵族金屬氧化物，例如氧化鐵、氧化鎳等。
優(yōu)先選用的反應金屬是Mg-Al合金，這種合金最好占芯重量的大約20%至50%。金屬氧化物可以是氧化鐵，例如Fe2O3、Fe3O4等。舉例說，反應物Mg-Al合金可包括重量各約50%的鎂和鋁，它與氧化鐵的混合物包括約占芯重30%的Mg-Al合金和約占芯重70%的氧化鐵。在這種情況下，省略了添加劑，過量的氧化鐵與氧化的反應金屬是良好的助熔劑。
為了保證電極的全面最佳性能，至少可選用一種添加劑用于芯中，這些添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。
穩(wěn)弧劑包括堿金屬和堿土金屬成分，這些成分包括硅酸鹽、氧化物、碳酸鹽等，碳酸鹽的優(yōu)點在于它可作造氣劑。
助熔劑包括氧化鐵、鐵碳酸鹽、TiO2、CaCO3、ZrO2以及堿金屬和堿土金屬氟化物和硅酸鹽。
典型的脫氧劑是Si、Mg、Al、Mn、Ti及其鐵合金，例如硅鐵、鎂鐵、鋁鐵、錳鐵和鈦鐵。
造氣劑可包括鐵碳酸鹽、有機物(例如纖維素)、水合礦物(膨潤土、漂白土、云母等)，以及其它物質(zhì)。這些物質(zhì)在電弧中產(chǎn)生氣體，例如CO2和蒸汽，有助于從刨削區(qū)吹除熔化金屬。造蒸氣劑也可用作添加劑，例如ZnO，低熔氟化物等。
如上所述，芯中的過量氧化鐵在芯中的鋁和鎂氧化成相應的氧化物(例如Al2O3和MgO)時的造渣是有用的。
電極的管最好由可鍛軟鋼(例如1008、1010、1020、1030、1040、1060、1080鋼，也稱作碳鋼)制成。優(yōu)先選用低碳鋼。電極的管也可用能加工成帶形、能形成具有足夠機械強度的管式電極并能用傳統(tǒng)的送絲裝置操縱的其它可鍛金屬制成。
芯重可為電極總重量的大約5%至30%(或約8%至20%)，反應金屬最好占芯的大約20%至50%，金屬氧化物占大約20%至70%，芯的其余部分可包括0至大約20%或30%-例如大約0.5%和10%以下-重量的添加劑。
在此所述的電極的管的外徑可為大約0.025至3/8吋，壁厚大約0.005至0.05吋。優(yōu)選的電極外徑約為1/16至1/8吋，壁厚約為0.008至0.015吋或約為0.01至0.02吋。
用直徑為1/16吋的本發(fā)明的帶芯電極絲進行試驗的結(jié)果表明，顯著地改進了作為輸入電流的函數(shù)的金屬清除速度。一般說來，能夠供給電極的電流值是有限的，尤其是碳極，碳極往往會過熱。在氣助刨削中利用本發(fā)明的管式電極，可顯著地增大電流值，從而顯著地改進了金屬的清除。
對含有以下芯成分的直徑為1/16吋的帶芯電極進行了試驗(1)重量約占29%的大致為50/50的粉末狀Mg/Al含金，混合有(2)重量約占71%的Fe3O4(軋制鐵鱗)。
所用的Fe3O4含有占氧化鐵重量大約4%的SiO2。芯混合物占電極總重量的大約20%，鋼套管占大約80%。套管是1008鋼。
表1是一組試驗所得的結(jié)果。
表1用直徑1/16時的帶芯電極絲的氣助刨削
1 150 30 85～90 4.82 250 35 85～90 7.33 350 40 85～90 13.34 380 42 85～90 17.4如表中所示，由于使用本發(fā)明的帶芯電極絲增大了電流，從而明顯地增大了金屬清除速度，同時避免了電極絲的過熱。
對直徑為0.062吋(1/16吋)的帶芯電極絲進行了另外的試驗，這種電極絲芯的組成與上述試驗中相同，只是電極中芯重量約占12%，軟鋼套管(1008鋼)占有其余重量即大約88%。在做此試驗時，測定了下列各項的變化(a)空氣壓力;(b)電弧電壓;(c)送絲速度;(d)每小時清除的金屬重量。試驗是在空氣壓力從100磅/吋2下降到40磅/吋2的四個值的條件下進行的。試驗結(jié)果在下列表2、2A、2B和2C中給出
表2(空氣壓力100磅/吋2)用本發(fā)明的直徑0.062吋帶芯電極絲刨削軟鋼板試驗號 送絲速度 電流 電壓 金屬清除速度 空氣壓力(吋/分) (安培) (伏特) (磅/小時) (磅/吋2表壓)1 500 360 45 21.4 1002 450 330 45 23.0 1003 400 300 45 19.8 1004 350 280 45 17.4 1005 300 250 45 17.4 1006 500 340 40 19 1007 450 335 40 21.4 1008 400 355 40 19.8 1009 350 340 40 18.2 10010 300 300 40 15.8 10011 400 300 35 15.8 10012 350 275 35 12.7 10013 300 265 35 16.6 10014 300 260 30 12.7 10015 250 230 30 11.9 10016 200 200 30 10.3 100
表2A(空氣壓力80磅/吋2)用本發(fā)明的直徑0.062吋帶芯電極絲刨削軟鋼板試驗號 送絲速度 電流 電壓 金屬清除速度(吋/分) (安培) (伏特) (磅/小時)1 500 350 45 20.62 450 320 45 20.63 400 300 45 18.24 350 275 45 15.05 300 250 45 11.96 500 350 40 15.07 450 320 40 19.88 400 300 40 21.49 350 275 40 17.410 300 250 40 13.511 400 300 35 18.212 350 275 35 18.213 300 250 35 12.714 250 225 35 11.115 200 200 35 8.716 300 250 30 11.117 250 225 30 10.318 200 200 30 10.3
表2B(空氣壓力60磅/吋2)用本發(fā)明的直徑0.062吋帶芯電極絲刨削軟鋼板試驗號 送絲速度 電流 電壓 金屬清除速度(吋/分) (安培) (伏特) (磅/小時)1 500 350 45 21.42 450 320 45 20.63 400 300 45 17.44 350 275 45 15.05 300 250 45 13.56 500 350 40 19.87 450 320 40 21.48 400 300 40 19.89 350 275 40 16.610 300 250 40 11.911 400 300 35 16.612 350 275 35 19.813 300 250 35 16.614 250 225 35 11.115 200 200 35 10.3
表2C(空氣壓力40磅/吋2)用本發(fā)明的直徑0.062吋帶芯電極絲刨削軟鋼板試驗號 送絲速度 電流 電壓 金屬清除速度(吋/分) (安培) (伏特) (磅/小時)1 500 350 45 232 450 320 45 20.63 400 300 45 13.54 350 275 45 11.95 300 250 45 11.96 400 300 35 17.47 350 275 35 11.98 300 250 35 13.59 250 225 35 8.710 200 200 35 7.1以上試驗表明，在電壓約為35至45伏特，電流約為200至350安培，送絲速度每分鐘200至450吋條件下，當電流約為300至350安培，送絲速度約為每分鐘400至450吋時，可得到由金屬清除量(即從鋼板刨削的金屬量)確定的最佳結(jié)果?？梢钥闯觯岣唠娀‰妷涸黾恿私饘俚那宄?。在較低的空氣壓力下刨削時，為了有效地清除金屬，一般需要較慢的移動速度。
在空氣壓力約為40至100磅/吋2時，最佳結(jié)果是在送絲速度約為每分鐘450吋，電壓約為40伏特條件下，此時金屬清除速度約為20至21.5磅/小時。電壓約為30至45伏特時，每小時清除金屬約為13至23磅。在刨削過程中，空氣流應適當集中。
在另一組試驗中，用1/4吋氣助碳弧和本發(fā)明的直徑1/16吋氣助帶芯鋼電極清除水平放置的3/4吋厚的熱軋鋼板上的大型單道軟鋼角焊縫。試驗結(jié)果列于表3中。
表3碳弧刨削(1/4吋)試驗號 清除長度 清除速度 伏特 安培 移動速度 壓力 功率(磅/小時) (吋/分) (磅/吋2) (千瓦)1 4吋 未定 45 350 18.5 60 15.82 6吋 12.0 40 600 16.0 100 24.03 6吋 3.6 40 250 11.0 100 10.04 6吋 13.0 40 550 17.0 ＞120 22.0
1/16吋帶芯鋼電極絲(發(fā)明)5 6吋 未定 38 300 33.0 60 11.46 6吋 17.0 39 300 32.0 60 11.77 6吋 18.5 45 350 33.0 60 15.88 6吋 21.0 45 350 40.0 100 15.8盡管本發(fā)明的帶芯鋼電極絲直徑只有碳極的四分之一，但其試驗結(jié)果卻顯著優(yōu)于碳極。一般地，當電弧電壓升高時，噪聲水平也升高。用碳弧刨削時，操作者-拉長電弧，就出現(xiàn)噪聲巔值。但是，采用本發(fā)明，不管操作者的技術如何，電弧長度(電弧電壓)相當穩(wěn)定，因此，噪聲水平極低。
如表3中所示，使用帶芯鋼電極絲清除的金屬量明顯大于用1/4吋碳極清除的金屬量。按平均數(shù)計算，本發(fā)明的帶芯鋼電極消耗的電力(千瓦)較少。
用本發(fā)明的帶芯鋼電極絲(29% 50/50 Mg/Al合金和71%Fe3O4)刨削各種合金都獲得了非常好的結(jié)果，刨削的金屬包括釬焊熔敷金屬、304號不銹鋼、高錳鋼(13%Mn)、黃銅和鋁。
用一根直徑1/8吋的裸碳極與一根直徑5/32吋的覆銅碳極在60磅/吋2壓力下進行比較。在62至63伏特和大約40至55安培下，保持電弧約20至35秒，從鋼板上清除金屬的速度為1.25至2.85磅/小時。1/8吋的碳極在電流超過60安培時會被加熱至明亮的橙黃色并開始迅速氧化。因此，電流保持在60安培以下。
5/32吋直徑的覆銅碳極能承受較大的電流，因為覆銅層增大了其導電性。這樣，這種電極能在45至58伏特電壓和80至190安培的高得多的電流下工作。在電流為80至150安培時，從鋼板清除金屬的速度為2.43至9磅/小時，而在電流為160至190安培(58伏特)時，金屬清除速度為11至13.8磅/小時。如上所述，氣助碳極的空氣壓力為60磅/吋2。
本發(fā)明的帶芯鋼電極絲優(yōu)于覆銅碳極之處在于可獲得更高的刨削和切割速度;可容許并實際應用更大范圍的工作參數(shù)。
對直徑為1/14吋的碳極和直徑為1/16吋的本發(fā)明的帶芯電極絲(29% 50/50 Mg/Al合金和71%Fe3O4)進行的比較表明，本發(fā)明的電極在從鋼板清除金屬方面明顯占優(yōu)勢。
表4氣助電極 電源 金屬切除速度碳極 150安培 8-9磅/小時54伏特本發(fā)明 150安培 10.3磅/小時54伏特本發(fā)明 200安培 15磅/小時54伏特從表中可明顯著出，本發(fā)明的金屬切除速度高于碳極。
對本發(fā)明電極的其它成分舉例如下表6
如前所述，管式電極的套管最好用碳鋼或其它黑色金屬制成，但也可以采用能加工成具有足夠的機械強度的管式電極并能易于由傳統(tǒng)的送絲裝置操縱的其它型號的可鍛金屬。
本發(fā)明的帶芯電極可用于切割或刨削多種金屬，例如黑色金屬(鋼、鑄鐵、鐵類合金等)。鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎳基合金以及鈷基合金。
在切割或刨削金屬時，把壓縮空氣送到切割區(qū)域，以吹除熔化金屬?？諝饪稍诖蠹s10至150磅/吋2壓力下沿電極的長度方向即圍繞電極以套的形式吹出，即多股氣流皆繞電極同心排列，或以分開的氣流吹出。氣流的焦點不必相同，只要氣流的流動方式適當即可。
雖然結(jié)合優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是應當指出，那些熟悉本領域技術的人可能會很容易地懂得如何在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下利用本發(fā)明的改型和變更。這種改型和變更屬于本發(fā)明和從屬權利要求
的權限和范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種用于氣體輔助切割和刨削金屬工件的帶芯管式金屬弧電極，包括一可鍛金屬管和一密實的芯，芯主要由與能起放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬組成，芯還含有占芯總重量約0至30%的添加劑，選用的添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑，所述顆粒性反應金屬的特征是其氧化物在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能至少約為100，000卡，所述與顆粒性反應金屬混合的能起放熱反應的金屬氧化物的特征是它在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能不超過約90，000卡。
2.權利要求
1的帶芯電極，其中芯占電極總重量的大約5%至30%。
3.權利要求
2的帶芯電極，其中芯主要由重量約占10%至70%的所述反應金屬，重量約占30%至90%的所述金屬氧化物和重量約占0至20%的所述添加劑組成，選用的所述添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。
4.權利要求
3的帶芯電極，其中選用的所述反應金屬包括鎂、鋁、鋯、鈦和至少兩種上述金屬的合金。
5.權利要求
4的帶芯電極，其中反應金屬是Mg-Al合金，其中金屬氧化物是鐵族金屬氧化物。
6.權利要求
5的帶芯電極，其中Mg-Al合金占芯重量的大約20%至50%，其中鐵族金屬氧化物是占50%至80%的氧化鐵。
7.權利要求
6的帶芯電極，其中Mg-Al合金中Mg和Al大約各占50%，其中合金占芯重量的大約30%，氧化鐵占芯重量的大約70%。
8.權利要求
5的帶芯電極，其中管式電極的外徑約為0.025至3/8吋，壁厚約為0.005至0.05吋。
9.權利要求
8的電極，其中管式電極的外徑約為1/16至1/8吋，壁厚約為0.008至0.015吋。
10.一種用于氣體輔助切割和刨削金屬工件的帶芯管式金屬弧電極，包括一可鍛金屬管和一密實的芯，芯主要由與可起放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬組成，芯還含有占所述芯總重量約0至30%的添加劑，選用的所述添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。選用的所述顆粒性反應金屬包括鎂、鋁、鋯、鈦和至少兩種所述金屬的合金，所述與顆粒性反應金屬混合的能起放熱反應的金屬氧化物選自鐵族金屬氧化物。
11.權利要求
10的帶芯電極，其中芯占電極總重量的大約5%至30%。
12.權利要求
11的帶芯電極，其中芯主要由重量約為10%至70%的所述反應金屬、重量約為30%至90%的所述鐵族金屬氧化物和重量約為0.5%至20%的所述添加劑組成，選用的所述添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。
13.權利要求
12的帶芯電極，其中反應金屬是Mg-Al合金，其中所述金屬氧化物是氧化鐵。
14.權利要求
13的帶芯電極，其中Mg-Al合金占芯重量的大約20%至50%，其中氧化鐵的重量約占50%至80%。
15.權利要求
14的帶芯電極，其中Mg-Al合金中Mg和Al各約50%，其中合金占芯重量的大約30%，氧化鐵占芯重量的大約70%。
16.權利要求
13的帶芯電極，其中管式電極的外徑約為0.025至3/8吋，壁厚約為0.005至0.05吋。
17.一種用于電弧切割或刨削金屬工件的方法，包括提供至少一根加工成一金屬管和一密實的芯的帶芯管式金屬弧電極，所述芯主要由與可起放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬組成，芯還含有約占芯總重量0至30%的添加劑，選用的所述添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑，所述顆粒性反應金屬的特征是其氧化物在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能至少約為100，000卡，所述能起放熱反應的金屬氧化物的特征是它在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能不超過約90，000卡，在所述電極的端部和所述金屬之間形成電弧，以切割或刨削該金屬工件，把加壓的氣流送到切割或刨削區(qū)，在把所述加壓的氣流連續(xù)送到所述區(qū)域的同時，連續(xù)進行所述切割或刨削。
18.權利要求
17的方法，其中所述氣流是沿電極的長度方向加壓送到切割或刨削區(qū)域的。
19.權利要求
17的方法，其中芯主要由重量約占10%至70%的所述反應金屬、重量至少約占30%至90%的所述金屬氧化物和重量約占0至20%的所述添加劑組成，選用的所述添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。
20.權利要求
19的方法，其中選用的所述反應金屬包括鎂、鋁、鋯、鈦和至少兩種所述金屬的合金。
21.權利要求
20的方法，其中所述反應金屬是Mg-Al合金，其中所述金屬氧化物是鐵族金屬氧化物。
22.權利要求
21的方法，其中Mg-Al合金占芯重量的大約20%至50%，其中鐵族金屬氧化物是重量約占50%至80%的氧化鐵。
23.權利要求
22的方法，其中Mg-Al合金中Mg和Al各約50%，其中合金占芯重量的大約30%，氧化鐵占芯重量的大約70%。
24.權利要求
21的方法，其中管式電極的外徑約為0.025至3/8吋，壁厚約為0.005至0.05吋。
25.權利要求
17的方法，其中所述氣體是以大約10～150磅/吋2的噴嘴壓力沿電極的長度方向送出的。
26.權利要求
25的方法，其中所述氣體是以圍繞所述電極的環(huán)套形式送出的。
27.權利要求
17的方法，其中芯約占電極總重量的5%至30%。
專利摘要
用于氣助切割和刨削金屬工件的帶芯管式金屬弧電極，該電極包括金屬管和密實的芯。芯主要由與可起放熱反應的金屬氧化物混合的顆粒性反應金屬組成。芯還含有約占總重量的0至30％的添加劑，選用的添加劑包括穩(wěn)弧劑、助熔劑、脫氧劑和造氣劑。顆粒性反應金屬的特征是其氧化物在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能至少約為100,000卡，混合的可起放熱反應的金屬氧化物的特征是它在25℃下，對應每克原子氧的生成自由能不超過約90,000卡。
文檔編號B23K35/368GK86106356SQ86106356
公開日1987年5月13日 申請日期1986年9月24日
發(fā)明者愛德華·R·加姆伯格 申請人:尤泰克蒂克公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan