Einrichtung zani Brennschneiden mit elektrischem Lichtbogen. Es ist bekannt, eine als Stromschleifstück ausgebildete Elektrode zur -#'orvvärmung des durch Sauerstoffstrahl zu durchschneidenden Metallstückes zu verwenden. Es erfolgt ein Stromiiberga.ng vom Stromschleifstück zum -#Verkstüek, so dass eine Erwärmung der Be rührungsstelle durch den Übergan;gswider- stand stattfindet.
Der örtlich eng begrenzte Teil der Oberfläche wird auf solche Tempe ratur gebracht, dass der Sauerstoffstrahl :die Verbrennung es Metalles einleiten kann. Bei einer der bekannten Ausführungsformen diente :die Elektrode gleichzeitig als Düse für den Sauerstoff, bestand aus Kupfer und wurde durch fliessendes Wasser gekühlt.
Die Erfahrung hat nun gezeigt, dass es in vielen Fällen schwierig ist, das Schleif stück, durch das ein Strom von einigen hun dert Ampere auf das Werkstück übergeht, insbesondere die Düsenöffnung, rein zu hal ten, und dass die Abnützung in vielen Fällen unerMinscht gross ist. Eingehende Versuche haben :die Möglichkeit ergeben, mit einem viel kleineren Strom zu .arbeiten, wenn die wassergekühlte Kupferelektrode dauernd in einem kleinen Abstand vom Werkstück er halten wird, so dass ein Lichtbogen entsteht, und wenn der Lichtbogen magnetisch beein flusst wird.
Es ist zwar bekannt, dass: man mit dem elektrischen Lichtbogen sowohl ohne, als auch mit Verwendung eines Sauerstoffstrahles Metalle schneiden kann. Mit beiden Verfah ren konnten aber keine glatten Schnittflächen erzielt werden, so: dass- sie mit den durch ein Sauerstoff-Azetylengemisch erreichbaren Schnitten nicht wettbewerbsfähig waren. Als Elektrode für das Schneiden mit :dem Licht bogen wurde bisher eine Kohle oder ein Eisendraht bezw. Metallstab verwendet.
Die Anwendung einer Elektrode und daneben einer Sauerstoffdüse hat naturgemäss, beson ders: beim Schneiden von Kurven und Ecken erhebliche Nachteile gegenüber einer einzi- gen Düse (beim Azetylen-Sauerstoffschnei- den), aus, der gleichzeitig die Flamme und der Sauerstoffstrahl entweicht.
Anderseits findet man auch Verfahren zum Schneiden mittelst .des elektrischen Lichtbogens., der von einer allenfalls durch bohrten und als Sauerstoffdüse dienenden Elektrode auf das Werkstück gezogen wird. Da man aber bisher nur daran gedacht hat, das Schneiden als Hilfsmittel zum Ab wracken, also zu Zerstörungsarbeiten zu ver wenden, so spielte ein ungleichmässiger, zackiger Schnitt weiter keine Rolle. Dieser ungleichmässige Schnitt war bei diesen Ver fahren durch das ungleichmässige Abbrennen der Elektroden bedingt, was wieder darauf zurückzuführen war, dass man bisher nicht daran dachte, die Schneideelektrode wirksam zu kühlen.
Speziell bei Kohlenelektroden, die in besonderem Masse Verwendung fanden, entstehen leicht Kerben in der Düsenmün dung, welche sofort einen ruppigen Schnitt zur Folge haben. Überdies hat der unter der Einwirkung des Sauerstoffes erfolgende rasche Abbrand der Kohle die Wirtschaft lichkeit des elektrischen Schneidens aus geschlossen. Auch der Versuch, die Bohrung in der Kohle .durch eine Kupferhülse auszu kleiden, konnte sich nicht durchsetzen, weil sich die Mündung der Kupferhülse rasch ver legte.
Erfindungsgemäss wird eine Elektrode aus unmagnetisierbarem Metall, vorzugs weise Kupfer, verwendet, die durchbohrt ist und gleichzeitig als Sauerstoffdüse dient, welche ferner durch eine durchströmende Flüssigkeit gekühlt wird und eine magne tische Beeinflussung des Lichtbogens besitzt. Wie Versuche gezeigt haben, ergibt sich erst durch das gleichzeitige Vorhandensein der geschilderten Merkmale ein einwandfreies, wirtschaftliches und dem Autogenschneiden ebenbürtiges Verfahren.
Die magnetische Beeinflussung des Licht bogens wird zweckmässig durch eine vom Schweissstrom oder einem Teil desselben oder auch von Fremdstrom durchflossene Spule erreicht, welche konzentrisch zur Elek- trodenachse liegt.
Man verwendet als Träger der magneti schen Kraftlinien beispielsweise eine als Wassergefäss dienende äussere Eisenhülse mit konisch zulaufendem Ende und einer Boh rung, durch die ein als Elektrode dienender Kupferstab durchgeht, entweder verlötet oder verschiebbar, wobei eine geeignete Dich tung angewendet wird. Der Durchfluss des Kühlwassers zwischen Hülse und Elektrode kann so getroffen werden, dass auch die Magnetspule wirkungsvoll gekühlt, eventuell auch bei geeigneter Isolierung unmittelbar vom Wasser bespült wird, so dass hohe Strom dichte angewendet werden kann und die Spule selbst als Beruhigungswiderstand für den Lichtbogen dient.
Versuche mit gebohrten Rundkupferstäben von 5 bis über 15 mm Aussendurchmesser und mit Eisen hülsen, die durch Spulen. von 1,00! bis über 3000 Amperewindungen magnetisiert waren, haben gezeigt, dass man mit einer Lichtbo- genspannung von wenig über 20 Volt und Strömen von<B>30</B> bis über<B>100</B> Ampere genü gende Wärmewirkung auf Platten von 10 bis 40 mm Stärke erhielt, so dass der Sauer stoffstrahl eine blatte Schnittfläche ergab und der gekühlte Kupferstab nirgends stark angegriffen wurde.
Gegenüber dem Schneiden mit Brenngas hat das geschilderte Verfahren den Vorzug der Giftfreiheit und Freiheit von Explo sionsgefahr. Ein technologischer Vorteil gegenüber dem Vorwärmen mit Brenngas besteht darin, dass es wegen der hohen Tem peratur des Lichtbogens möglich ist, mit dem Lichtbogen den Schnitt mitten m einer Platte zu beginnen, während dies mit einer Gasflamme nicht erzielt werden kann und es dort not wendig ist, den Schnitt entweder vom Rand aus oder von einem mechanisch -gebohrten Loch aus zu beginnen.
Die ,Spannung und Stromstärke, die bei der Einrichtung nach der Erfindung not wendig sind, können von einer gewöhnlichen, für Lichtbogenschweissung verwendeten Dynamomaschine abgegeben werden, was einen grossen praktischen Vorteil bietet. Es ist daher in einer für Elektroschweissen ein gerichteten Schweisswerkstatt nicht notwen dig, einen besonderen Transformator oder eine besondere Dynamomaschine für das Schneiden zu installieren.
Set up zani flame cutting with electric arc. It is known to use an electrode designed as a current wiper for heating the metal piece to be cut through by an oxygen jet. There is a current transfer from the current loop to the - # Verkstüek, so that the contact point is heated by the transfer resistance.
The locally limited part of the surface is brought to such a temperature that the oxygen jet can initiate the combustion of the metal. In one of the known embodiments: the electrode also served as a nozzle for the oxygen, consisted of copper and was cooled by running water.
Experience has now shown that in many cases it is difficult to keep the grinding piece, through which a current of several hundred amperes passes to the workpiece, especially the nozzle opening, clean, and that in many cases the wear is immeasurably great is. Thorough experiments have shown that it is possible to work with a much smaller current if the water-cooled copper electrode is constantly kept at a small distance from the workpiece, so that an arc is created, and if the arc is magnetically influenced.
It is known that: one can cut metals with the electric arc both without and with the use of an oxygen beam. With both methods, however, no smooth cut surfaces could be achieved, so: that they were not competitive with the cuts that could be achieved with an oxygen-acetylene mixture. As an electrode for cutting with: the arc was previously a carbon or an iron wire respectively. Metal rod used.
The use of an electrode and an oxygen nozzle next to it naturally have considerable disadvantages when cutting curves and corners compared to a single nozzle (for acetylene-oxygen cutting), which simultaneously escapes the flame and the oxygen jet.
On the other hand, there are also methods of cutting by means of the electric arc, which is drawn onto the workpiece by an electrode that is drilled through and serves as an oxygen nozzle. However, since one has only thought of cutting as an aid for wrecking, ie to use for destruction work, an uneven, jagged cut played no role. In this process, this uneven cut was caused by the uneven burning of the electrodes, which was again due to the fact that until now there was no thought of cooling the cutting electrode effectively.
Especially with carbon electrodes, which were used to a great extent, notches easily develop in the nozzle mouth, which immediately result in a rough cut. In addition, the rapid burn-up of the coal under the action of oxygen has ruled out the economic viability of electrical cutting. Even the attempt to dress the hole in the coal .by a copper sleeve could not prevail because the mouth of the copper sleeve quickly shifted.
According to the invention, an electrode made of non-magnetizable metal, preferably copper, is used, which is pierced and at the same time serves as an oxygen nozzle, which is also cooled by a flowing liquid and has a magnetic influence on the arc. As tests have shown, only the simultaneous presence of the features described results in a flawless, economical process on a par with oxy-fuel cutting.
The magnetic influence of the arc is expediently achieved by a coil through which the welding current or a part of it or also an external current flows and which is concentric to the electrode axis.
One uses as a carrier of the magnetic lines of force, for example, an outer iron sleeve serving as a water vessel with a tapered end and a borehole through which a copper rod serving as an electrode passes, either soldered or displaceable, with a suitable device being used. The flow of cooling water between the sleeve and the electrode can be made in such a way that the magnetic coil is also effectively cooled, possibly even with suitable insulation, is flushed with water directly, so that high current density can be used and the coil itself serves as a calming resistor for the arc.
Tests with drilled round copper rods with an outside diameter of 5 to over 15 mm and with iron sleeves that are threaded through coils. of 1.00! up to over 3000 ampere turns were magnetized have shown that with an arc voltage of a little over 20 volts and currents of <B> 30 </B> to over <B> 100 </B> amps, a sufficient heat effect on plates of 10 to 40 mm thick, so that the oxygen jet resulted in a flat cut surface and the cooled copper rod was nowhere strongly attacked.
Compared to cutting with fuel gas, the method described has the advantage of being free from toxins and from the risk of explosion. A technological advantage over preheating with fuel gas is that, because of the high temperature of the arc, it is possible to start the cut in the middle of a plate with the arc, while this cannot be achieved with a gas flame and it is necessary there to start the cut either from the edge or from a mechanically drilled hole.
The voltage and amperage that are not agile in the device according to the invention can be delivered by an ordinary dynamo machine used for arc welding, which offers a great practical advantage. It is therefore not neces sary in a welding workshop directed for electric welding to install a special transformer or a special dynamo machine for cutting.