[其他]用于电弧切割金属的带芯管式电极和方法

说明书

用于气助切割和刨削金属工件的带芯管式金属弧电极，该电极包括金属管和密实的芯，芯主要由与可起放热反应的金属氧化物混合的颗粒状反应金属组成，芯还含有约占芯总重量的０至３０％的添加剂，选用的添加剂包括稳弧剂、助熔剂、脱氧剂和造气剂。颗粒状反应金属其氧化物在２５℃下，对应每克原子氧的生成自由能至少约为１００，０００卡，混合的可起放热反应的金属氧化物。在２５℃下，对应每克原子氧的生成自由能不超过约９０，０００卡。

本发明涉及用于电弧切割或刨削金属的带芯管式电极和方法。

管式电极已用于金属焊接，如美国专利3805016和4149063已公开了两种用金属管做外壳，芯部为各种稳弧剂、助熔剂和各种金属的管式电极用于焊接，但这种管式电极尚未用于金属切割。

人们已知利用电弧热以相当高的速度对钢板等进行切割、刨削和倒棱。一种方法就是利用空气流吹除熔化金属，对金属进行碳弧切割。

在用空气碳弧切割时，电弧在碳-石墨电极和将欲熔化的金属工件之间产生。压缩空气气流被连续地送到熔化位置，以吹出熔化的金属。

随着碳弧在切割中的前进，利用空气碳弧方法可连续除去金属。这种方法用于割断和刨削、这种刨削往往用于加工焊接坡口和用于清理焊根或焊接区缺陷。

电极的工作端即电极头被电弧电流加热到高温而不熔化。电极在切割过程中消耗，碳由于电极头的氧化作用或升华作用而损失。空气碳弧切割需要电极夹、切割电极、电源和空气源。这种方法可用人工或机械实现。

连续加热和熔化金属工件或作用物，同时沿电极工作端的夹持面一侧输送高速的空气流，把熔化金属从切口强行吹除。在适当的操作条件下空气流在电极头下面扫过。电弧长度应当具有使空气流连续进入切口的足够间隙。空气流最好与电极轴平行。这样，当空气流从电极和金属工件之间通过时，高速空气流的力大到足以有效地从电弧下面吹除熔化金属，并随着电极的消耗产生均匀的刨削作用。

用电极轻触工件，然后根据所需的电弧电压离开适当距离以引发电弧。刨削不同于电弧焊接，刨削是除去而不是熔敷金属。沿切割方向以能够跟上金属去除的速度移动电极，以保持适当的弧长。

传统的空气辅助碳弧刨削和切割方法有下列固有缺点：

（1）碳弧往往不稳定，而且常会产生难以忍受的噪声水平;

（2）在一定的条件下，会在坡口处出现碳质沉积，从而使工件的坡口部分产生不希望有的渗碳;

（3）碳极在使用过程中易于碎断;

（4）会产生烟尘，对工人和周围地区造成危害。

至于覆铜碳极，铜会熔敷并对其后的操作起不利作用。

需要提供一种金属电弧切割电极，它能形成稳定的电弧，它是自熔的，有助于获得清洁的切口，它可含有造蒸气剂、脱氧剂和造气剂等，它能在切割过程中产生热，以增加电弧提供的热量。

本发明的一个目的是提供一种用于切割和刨削金属的空气金属弧电极。

本发明的另一个目的是提供一种利用空气金属弧电极切割或刨削金属的方法。

参照以下说明和附图可以更清楚地了解本发明的这些和其它目的，附图中：

图1是卷绕状态的电极的一实施例的三维视图;

图2所示为一根棒形电极;

图3是取自图2中3-3线的剖面。

本发明的一个实施例是一种用于气体（例如空气）辅助切割和刨削金属工件的带芯管式金属弧电极，它包括金属管和芯，芯主要由密实的颗粒性碳素材料和含有约占芯总重量的0至20%的材料（添加剂）组成，选用的添加剂包括稳弧剂、助熔剂和造气剂。选用的颗粒性碳素材料可包括石墨、碳、无烟煤、烟煤和褐煤。碳素材料的优点是它至少含有重量约占75%的碳。天然石墨特别优越，它至少含有约85%的碳。

芯可占电极总重量的大约3%至20%，例如大约5%至15%或大约5%至10%。