CN105263662A - 消耗品以及在热丝系统中利用消耗品的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

焊接或熔覆工件的方法和系统，所述方法和系统采用高强度能量源来创建熔池并且采用至少一个阻性填充焊丝，所述阻性填充焊丝被加热至处于其熔化温度或者接近其熔化温度，并且被沉积到所述焊接熔池中。所述填充焊丝包括芯和电导性外基体，所述电导性外基体具有要被沉积到所述熔池中的颗粒。

Description

消耗品以及在热丝系统中利用消耗品的方法和系统
技术领域
某些实施方案涉及消耗品，以及用于在接合、熔覆和熔敷操作中使用所述消耗品的方法和系统。更特别地，某些实施方案涉及具有特定的配置的消耗品，以及在用于钎焊、熔敷(cladding)、堆焊(buildingup)、填充、表面硬化(hard-facing)熔覆、接合以及焊接应用中的任一种的热丝系统中使用所述消耗品的方法和系统。
通过引用并入：本发明一般地涉及在2012年7月12日递交的美国专利申请号13/547,649中描述的改进方法和系统，所述专利申请的全部公开通过引用以其整体被并入本文。
背景技术
在焊接或熔覆工艺中使用具体的材料来获得期望的化学或物理特性常常是符合期望的。然而，使用(在传统的弧焊或电弧熔覆操作中)没有通过高温电弧良好转移的材料(因为所述材料可能分解、氧化等)有时是符合期望的。此外，以适合的颗粒尺寸和密度利用期望的材料有时可能难以创建消耗品。因此，在给定的焊接或熔覆操作中具有这样的消耗品是符合期望的，所述消耗品具有传递期望的材料和颗粒尺寸的灵活性。
通过将常规的、传统的以及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施方案相比，对本领域技术人员来说这样的手段的进一步的局限性和缺点将会变得明显。
发明内容
通过根据权利要求1的方法以及根据权利要求2的消耗品，本发明至少部分地去除了上文提及的限制和缺点。优选的实施方案可以从从属权利要求获得。另外，如果被包括在权利要求2的所述消耗品中的电导性颗粒以遍及所述基体的方式被分布，以致所述基体具有允许所述基体是电导性的颗粒密度，可能是更可取的。本发明的实施方案包括系统和方法，所述系统和方法用于使用至少一种高强度能量源创建熔融熔池，以及检测何时电弧发生或确定上限阈值来防止在所述焊丝和所述熔池之间形成电弧。将填充焊丝引导到所述熔融熔池，所述填充焊丝具有芯和填充基体，所述填充基体被附着到所述芯的外表面，并且所述填充基体和所述芯两者都是电导性的。使用来自电源的填充焊丝加热信号加热所述填充焊丝至一温度，以致当所述填充焊丝与所述熔融熔池接触时，所述填充焊丝在所述熔池中熔化。在所述填充焊丝的沉积期间，保持所述填充焊丝和所述熔融熔池之间的接触，并且在所述过程期间监测来自所述填充焊丝加热信号的反馈，以致当所述上限阈值被所述填充焊丝加热信号达到时，所述填充焊丝加热信号被关闭(或更改以防止形成电弧(arcing))，以至于在所述填充焊丝和所述熔池之间没有电弧被产生。随后所述填充焊丝加热信号被重新开启以继续加热所述填充焊丝。所述填充基体具有要被沉积到所述熔融熔池中的电导性颗粒。
从如下的说明书和附图，要求保护的发明的这些和其他特征，及其图示说明的实施方案的细节将会被更加充分地理解。
附图简要描述
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：
图1图示说明组合填充焊丝输送器和能量源系统的示例性实施方案的功能性示意方框图，所述系统用于钎焊、熔敷、堆焊、填充以及表面硬化熔覆应用中的任一个；
图2A至2E图示说明可以与在图1中示出的系统一起使用的消耗品的示例性实施方案；以及
图3图示说明来自图2D的消耗品穿过来自图1的系统的导电嘴(contacttip)。
具体描述
术语“熔覆(overlaying)”在本文以广义的方式被使用，并且可以涉及包括钎焊、熔敷、堆焊、填充以及表面硬化的任何应用。例如，在“钎焊(brazing)”应用中，填充金属通过毛细作用被分布在接缝的紧密配合的(closelyfitting)表面之间。然而，在“硬钎焊(brazewelding)”应用中，填充金属被形成为流入空隙。然而，如文本所使用的，这两种技术都被广义地称为熔覆应用。
图1图示说明组合填充焊丝输送器和能量源系统100的示例性实施方案的功能性示意方框图，系统100用于实现钎焊、熔敷、堆焊、填充、表面硬化熔覆以及接合/焊接应用中的任一种。系统100包括激光子系统，该激光子系统能够将激光束110聚焦到工件115上，以加热工件115。激光子系统为高强度能量源。激光子系统可以是任何类型的高能量激光源，包括但不限于二氧化碳、Nd:YAG、Yb-盘、Yb-光纤、光纤传递或引导二极管激光系统。另外，甚至如果白光或石英激光型系统具有足够的能量，可以使用它们。该系统的其他实施方案可以包括起到高强度能量源作用的电子束、等离子弧焊子系统、气体保护钨极弧焊子系统、气体保护金属极弧焊子系统、焊剂芯弧焊子系统以及埋弧焊子系统中的至少一个。以下的说明书将重复提及激光系统、激光束以及激光电源供应器，然而，应该理解的是，这种提及是示例性的，因为可以使用任何高强度能量源。例如，高强度能量源可以提供至少500W/cm2。激光子系统包括可操作地相互连接的激光装置120和激光电源供应器130。激光电源供应器130提供功率以操作激光装置120。
系统100还包括热填充焊丝输送器子系统，该子系统能够提供至少一个阻性填充焊丝140，以在靠近激光束110处与工件115接触。当然，理解的是，参照本文中的工件115，熔融熔池被认为是工件115的一部分，因此关于接触工件115包括接触熔池。热填充焊丝输送器子系统包括填充焊丝输送器150、导电管160以及热丝电源供应器170。在操作期间，引导激光束110的填充焊丝140由来自热丝焊接电源供应器170的电流来电阻加热，该热丝焊接电源供应器170可操作地连接于导电管160和工件115之间。根据本发明的实施方案，热丝焊接电源供应器170是直流(DC)电源，然而交流(AC)或其他类型的电源也是可能的。焊丝140通过导电管160从填充焊丝输送器150被朝向工件115输送，并且延伸超过管160。焊丝140的延伸部分是被电阻加热的，以致该延伸部分在接触到工件上的熔池之前或者在接触到工件上的熔池时接近或达到熔点。激光束110用于熔化工件115的基底金属的一些以形成熔池，并且还将焊丝140熔化到工件115上。电源供应器170提供电阻加热填充焊丝140所需的大部分能量。根据本发明的某些其他实施方案，输送器子系统可以能够同时提供一个或更多个焊丝。例如，第一焊丝可以被用于表面硬化和/或为工件提供耐腐蚀性(corrosionresistance)，而第二焊丝可以被用于对工件增加构造。
系统100还包括运动控制子系统，该子系统能够沿工件115以相同方向125(至少是相对而言)移动激光束110(能量源)和阻性填充焊丝140，以致激光束110和阻性填充焊丝140保持为相对于彼此是固定的关系。根据各种实施方案，工件115和激光/焊丝组合之间的相对运动可以通过实际上移动工件115或通过移动激光装置120和热丝输送器子系统来实现。在图1中，运动控制子系统包括可操作地连接到机器人190的运动控制器180。运动控制器180控制机器人190的运动。机器人可操作地连接(例如，机械地固定)到工件115，以在方向125上移动工件115，从而激光束110和焊丝140沿工件115有效地移动。根据本发明可替换的实施方案，激光装置110和导电管160可以被整合到单个头部(head)中。该头部可以通过可操作地连接到该头部的运动控制子系统沿工件115被移动。
总地来说，存在高强度能量源/热丝可以相对于工件被移动的数种方法。例如，如果工件是圆形的，高强度能量源/热丝可以为静止的并且该工件可以在该高强度能量源/热丝下被转动。可替换地，机器手或线性拖车(tractor)可以平行于该圆形工件移动，并且当该工件被转动时，该高强度能量源/热丝可以连续移动或者例如每次绕转进行一次调位，以熔覆该环形工件的表面。如果工件是扁平的或至少不是圆形的，如图1中所示，该工件可以在高强度能量源/热丝下被移动。然而，机器手或线性拖车或者甚至是横梁式安装的支架可以被用于相对于工件移动高强度能量源/热丝头部。
系统100还包括感测和电流控制子系统195，该子系统195可操作地连接工件115和导电管160(即，有效地连接热丝电源供应器170的输出)并且能够测量工件115和热丝140之间的电位差(即，电压V)以及通过工件115和热丝140的电流(I)。感测和电流控制子系统195可以能够进一步从所测量的电压和电流计算电阻值(R＝V/I)和/或功率值(P＝V*I)。一般而言，当热丝140与工件115接触时，热丝140与工件115之间的电位差为零伏特或者非常接近零伏特。因而，如在整体通过引用被并入文本的应用中被详细描述的，感测和电流控制子系统195能够感测何时阻性填充焊丝140与工件115接触并且可操作地连接热丝电源供应器170，以能够响应于该感测而进一步控制通过阻性填充焊丝140的电流。具体地，加热电流被控制，以致在焊丝140和熔池之间没有电弧产生，并且电流被控制，以致当检测到电弧时，或者当达到阈值(电压、电流和/或功率)时，加热电流被关闭或者被更改，以致没有电弧产生。根据本发明的另一实施方案，感测和电流控制器195可以为热丝电源供应器170的一体的部分。
根据本发明的实施方案，运动控制器180还可以可操作地连接激光电源供应器130和/或感测和电流控制器195。以这种方式，运动控制器180和激光电源供应器130可以相互通信，从而激光电源供应器130知晓何时工件115正在运动，并且从而运动控制器180知晓激光装置120是否在工作状态(active)。类似地，以这种方式，运动控制器180与感测和电流控制器195可以相互通信，从而感测和电流控制器195知晓何时工件115正在运动，并且从而运动控制器180知晓热填充焊丝输送器子系统是否在工作状态。这样的通信可以用于协调系统100的各种子系统之间的活动。
当然，上面的讨论本质上是通用的，并且系统100可以具有各种其他功能和配置，如在2012年7月12日递交的美国专利申请13/547,649中描述的，所述申请通过引用被整体并入本文。具体地，本申请包括在图1-5、11A-15、17-18以及20-27的每个中公开的热丝系统的操作和结构的详细讨论，并且更具体地，控制焊丝140的加热电流的方法和系统，以致在焊丝和工件上的熔池之间没有电弧被形成。
现在转到图2A-2E，可以与上文提及的系统100一起使用的消耗品的各种实施方案被示出。具体地，图2A示出焊丝140的实施方案，所述焊丝140具有固体金属芯141以及围绕所述芯141的填充材料基体143。焊丝140的外径典型地类似于已知的焊接消耗品的外径(例如，在0.89mm至1.65mm(0.035至0.065英寸)范围内)，以至于可以利用现有的焊丝输送系统。当然，本发明的实施方案可以根据需要利用较大直径的消耗品。
芯141由电导性金属制成，所述电导性金属具有与期望的熔敷物(cladding)或接头(joint)化学性质(chemistry)一致的化学性质和组成。例如，芯141可以由低碳钢、不锈钢、铝等制成。典型地，芯141具有在焊丝140的总截面积的5％至45％范围内的最大截面积。在其他示例性实施方案中，芯的最大截面积在焊丝140的截面积的5％至25％范围内。当然，可以利用其他截面积比例，但是通过将所述比例维持在芯141的5％至45％范围内可以为基体143提供所需的支持，同时最小化被芯141占据的焊丝的总体积的消耗量。
填充材料基体143被置于所述芯上并且具有与期望的接头或熔敷物化学性质一致的组成。例如，在本发明的一些示例性实施方案中，基体143由粘结剂以及期望被沉积在熔融熔池中的金属颗粒144构成。典型地，所述粘结剂可以是常用于制造棒电极的任何已知的粘结剂材料，并且可以包括聚合材料或有机材料。由于这样的材料一般地是已知的，因此不需要在本文中详细描述它们。
根据期望，金属颗粒144具有金属材料的性质，所述金属材料具有一组成，所述金属材料期望被沉积到焊接熔池中来形成焊道或熔敷层。由于使用如上面描述的热丝系统的各种优点，颗粒144可以是这样的组成，这种组成通常在弧焊工艺期间不通过焊接电弧转移的。例如，颗粒144可以由碳化物材料制成，比如用于表面硬化工件的碳化钨。颗粒144还可以包括期望被沉积到熔池中的任何其他类型的材料，所述熔池在利用上面描述的系统100期间被创建。用于颗粒144的材料的其他实施例包括其他碳化物，比如铬碳化物。
本发明的另外的示例性实施方案包括焊丝140，所述焊丝140利用具有不同组成的颗粒144的混合物。例如，实施方案可以具有这样的颗粒，所述颗粒具有(以期望的数量比的)两种、三种或更多种不同的颗粒组成的任意组合。这允许针对特定的应用来定制本发明的消耗品，而无需考虑通常伴随使用电弧工艺用于沉积的担忧。
本发明的优点允许利用具有一尺寸的颗粒144，所述颗粒144通常不能与传统消耗品构造一起使用。例如，在本发明的实施方案中，具有在0.05mm至0.5mm范围内的公称直径的颗粒。在其他示例性实施方案中，颗粒144可以具有在0.125mm至0.3mm范围内的公称直径。在一些实施方案中，当期望较大的颗粒尺寸时，颗粒尺寸可以在0.3mm至0.5mm范围内。因而，本发明的实施方案允许利用具有这样的尺寸的颗粒144，所述尺寸比能够在有芯焊丝中使用的尺寸大得多。在一些实施方案中，对于各个范围，在基体中的所有颗粒144将在上面陈列的范围内。然而，在其他示例性实施方案中，取决于期望的沉积特性，基体143可以包含具有遍及上面确认的范围的各种公称直径的颗粒144。
如上面描述的，因为系统100使用电流加热焊丝140，所以颗粒144要是电导性的并且基体143要具有足够的颗粒密度以便允许电加热电流被充分地传送到在基体内部的颗粒144并且传送到芯141，以便使用系统100充分地加热焊丝140，用于在熔池中的适当的消耗。也就是，(在基体143之内)颗粒144要具有这样的密度，以致足够数量的颗粒144彼此接触以便在焊丝140内传送加热电流用于适当的熔化。实施方案可以使用具有不同的公称直径的颗粒以便最小化密度。在本发明的示例性实施方案中，基体具有在5％至80％范围内的体积颗粒密度。也就是，基于在沉积物中的期望的颗粒用途，可以使用各种颗粒密度。当在沉积物中需要低的体积百分比时，体积颗粒密度可以是低的，比如在5％至30％范围内。在其他示例性实施方案中，当在沉积物中期望具有大量的颗粒时，在基体之内的体积颗粒密度在50％至75％范围内。
在一些示例性实施方案中，基体143具有这样的体积颗粒密度，所述体积颗粒密度在基体中提供足够水平的电导率以保证足够的电流。在一些示例性实施方案中，基体143的体积颗粒密度是这样的，以致基体具有在基体之内的最不导电的颗粒144的材料的电导率的至少45％的电导率值(西门子/米)。(当然，如果颗粒144都具有相同的组成，那么基体电导率将是颗粒144的材料的电导率的至少45％。)也就是，如果颗粒144的材料组成的电导率是“XX”西门子/米，那么基体143的体积颗粒密度是这样的，以致基体143的电导率是至少0.45XX。在其他示例性实施方案中，基体143的电导率值在最不导电的颗粒144的材料的电导率值的55％至90％范围内。
在本发明的另外的示例性实施方案中，焊丝140的芯141具有小于基体143的电阻率的电阻率。在这样的实施方案中，芯141的较低的电阻率水平将从基体143吸引电流到芯141来帮助芯141的加热/熔化。在本发明的示例性实施方案中，芯具有在基体143的电阻率的25％至95％范围内的电阻率(欧姆(ohms))。在其他示例性实施方案中，芯141的电阻率在基体的65％至90％范围内。
在本发明的一些示例性实施方案中，基体143的粘结剂也是导电的，并且可以具有加入其中的导电组分。例如，粘结剂可以由导电的金属粉末构成，以帮助提供基体143的电导率。例如，在一些示例性实施方案中，基体可以具有铁粉。当然，可以根据期望使用其他导电金属粉末。金属粉末可以有利于基体的电导率以保证在焊丝140中的足够的电流，用于适当的熔化。可以在基体143的粘结剂中使用的金属粉末的其他实施例可以是镍、铬和/或钼。当然，取决于期望的接头/熔敷物(clad)化学性质，粘结剂还可以由不同粉末的混合物构成，包括铁、镍、铬和/或钼中的任意两种(或更多种)的混合物。
基于上述内容，本发明的一个示例性实施方案是在基于镍-铬粉末的基体143中具有碳化钨颗粒144的焊丝140，而在另一个示例性实施方案中，焊丝140在基于不锈钢粉末的基体143中使用碳化铬颗粒144。在一些实施方案中，所述颗粒还可以是铁氧化物或铁碳化物。
图2B描绘本发明的焊丝140的另一个示例性实施方案。在该实施方案中，芯141具有延伸到基体143中的至少一个突出物(protrusion)部分145。一个或多个突出物部分145延伸到基体143中，以增加与基体143之间的附着力，并且增加与基体143的表面接触面积，来增加在基体143和芯141之间的电接触。增加电接触可以允许芯在使用系统100的热丝工艺中更高效的熔化。一个或多个突出物可以是任何期望的形状和长度，并且本发明的实施方案不限于此。在一些示例性实施方案中，一个或多个突出物145在芯141的长度上延伸，并且在芯141的外表面S和焊丝140的外边缘E之间的距离的35％至55％范围内延伸。此外，注意的是，本发明的实施方案不受芯141的形状的限制。例如，所述芯可以是正方形、长方形、多边形等，而不偏离本发明的精神和范围。
图2C描绘本发明的另一个示例性实施方案，其中芯141被调整形状为延伸通过焊丝140的条(bar)，以致在焊丝140的外径上，芯141具有至少一个暴露的边缘142’和142”。(注意的是，在图2C中，实施方案具有两个暴露的边缘142’和142”，但是如果需要，实施方案可以仅利用一个，或者可以具有多于两个。)在本发明的一些示例性实施方案中，在芯141和导电管(contacttube)160之间具有直接电接触可能是符合期望的。在这样的实施方案中，基体143的电导率可以是低的，或者其可以对于更高效地加热芯141是符合期望的。在图2C中示出的类型的实施方案中，在输送期间，边缘142’和142”中的至少一个将与导电管160进行电接触，并由此将电流直接传送到芯141。当然，可以利用除了(如示出的)条形的其他形状。
另外，图2C的示例性实施方案允许利用两种不同的基体组成。具体地，随着芯141将焊丝140分成两个部分，基体143’的一个部分可以具有第一组成，而第二部分143”可以具有第二组成。也就是，部分143’和143”中的每个可以具有(不同尺寸和/或组成的)不同的颗粒144’和144”、不同的体积颗粒密度等。这允许焊丝140的增加的利用灵活性。还注意的是，因为所述实施方案直接在导电管160和芯141之间提供电流路径，所以基体143可以具有降低的或者几乎没有导电性。在这样的实施方案中，芯141可以经由与导电管160接触来被直接加热，并且由此基体143的电导率可以小于在不具有到芯141的直接电流路径的那些实施方案中的电导率。事实上，在这样的实施方案中，基体143可以几乎不具有导电性或者不具有导电性。在其中芯141具有到导电管160的直接电流路径的一些示例性实施方案中，基体143的电导率在基体143的最不导电的颗粒144的电导率的0至20％范围内。
图2D描绘了与在图2C中示出的实施方案类似的实施方案，然而在该实施方案中，芯141具有至少一个突出物部分141A，所述突出物部分141A延伸超过焊丝140的外径。突出物部分可以被用来引导焊丝140通过导电管160，以至于焊丝以期望的取向离开管160。具体地，保证焊丝140以特定的取向进入熔池(尤其是如果基体143’的组成不同于基体143”时)可能是期望的。另外，突出物141A还可以保证在芯141和管160之间适当的且始终一致的电接触。
图2E描绘本发明的焊丝的焊丝140的另一个示例性实施方案。该实施方案类似于在图2B中描绘的实施方案，然而，在该实施方案中，突出物147不沿芯141的整个长度延伸，而是沿芯141的长度是断续(intermittent)的。此外，在一些示例性实施方案中，突出物147可以围绕芯141的整个直径径向地延伸，或者在径向上仅部分地围绕芯延伸。同样地，这样的突出物可以被用来提高在基体和芯141之间的基体附着力和电导性。此外，突出物147可以被用来改变芯141沿其长度的截面积。这将帮助防止电弧在焊丝140和工件之间被创建。截面积的变化将导致焊丝140沿其长度的电阻率的变化，由此帮助防止在焊丝140被加热到其熔化温度或者接近其熔化温度时形成电弧。
图3图示说明来自图2D的焊丝140穿过具有槽161的导电管160的示例性实施方案，所述槽161接收突出物141A来使焊丝140维持在期望的取向。具体地，符合期望的是，使得焊丝140进入熔池，其中芯141以竖直或水平(如示出的)的方式取向，并且由此突出物141A和槽161维持期望的取向。除了在图3中示出的实施方案的槽161的存在，导电管160的构造和材料可以类似于已知的焊接导电嘴的构造和材料。
尽管已经参照某些实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以进行各种改变并且等同方案可以被替代，而不偏离本发明的范围。另外，可以进行许多修改来使特定情形或材料适用于本发明的教导，而不偏离其范围。因此，并不意图将本发明限于所公开的特定实施方案，本发明将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施方案。
参考编号
100能量源系统144’颗粒
110激光束144”颗粒
115工件145一个或多个突出物
120激光装置147突出物
125方向150填充焊丝输送器
130激光电源供应器160导电管
140阻性填充焊丝161槽
141固体金属芯170热丝电源供应器
141A突出物部分180运动控制器
142’暴露的边缘190机器人
142”暴露的边缘195控制器
143材料基体
143’基体DC直接接触
143”基体E外边缘
144金属颗粒S外表面

Claims (16)

1.一种沉积材料的方法，所述方法包括：
使用至少一种高强度能量源创建熔融熔池，优选地，使用激光源创建熔融熔池；
检测何时电弧发生或者确定上限阈值；
将至少一个填充焊丝引导到所述熔融熔池，所述填充焊丝具有芯以及被附着到所述芯的外表面的填充基体，其中所述填充基体和所述芯两者都是电导性的；
使用来自电源的填充焊丝加热信号加热所述至少一个填充焊丝至一温度，以致当所述填充焊丝与所述熔融熔池接触时，所述填充焊丝在所述熔融熔池中熔化；
在所述填充焊丝的沉积期间，保持所述填充焊丝和所述熔融熔池之间的接触；
监测来自所述填充焊丝加热信号的反馈；
当检测到电弧或者当所述上限阈值被所述填充焊丝加热信号达到时，更改所述填充焊丝加热信号，以致在所述填充焊丝和所述熔融熔池之间没有电弧被产生；以及
开启所述填充焊丝加热信号以继续加热所述填充焊丝，
其中所述填充基体包括要被沉积到所述熔融熔池中的电导性颗粒。
2.一种用于热丝沉积工艺的消耗品，所述消耗品包括：
固体金属芯，所述固体金属芯具有外表面；
基体，所述基体被沉积到所述金属芯的所述外表面，所述基体包括粘结剂和颗粒，
其中所述粘结剂或是有机粘结剂或是聚合物粘结剂，并且
所述颗粒是电导性的并且具有在0.05mm至0.5mm范围内的公称直径，并且优选地，所述颗粒具有在0.125mm至0.3mm范围内的公称直径或者在0.3mm至0.5mm范围内的公称直径。
3.如权利要求2所述的消耗品，其中所述颗粒是碳化钨和碳化铬中的至少一种。
4.如权利要求2或3所述的消耗品，其中所述基体具有在5％至80％范围内的体积颗粒密度，并且优选地，所述基体具有在5％至30％范围内的体积颗粒密度或者在50％至75％范围内的体积颗粒密度。
5.如权利要求2至4中的任一项所述的消耗品，其中所述芯的最大截面积在所述消耗品的最大截面积的5％至45％范围内，并且优选地，所述芯在所述消耗品的最大截面积的5％至25％范围内。
6.如权利要求2至5中的任一项所述的消耗品，其中所述基体具有在所述基体中的所述颗粒中最不导电的颗粒的电导率的至少45％的电导率，并且优选地，所述基体具有在所述基体中的所述颗粒中最不导电的颗粒的电导率的55％至90％范围内的电导率。
7.如权利要求2至6中的任一项所述的消耗品，其中所述芯具有小于所述基体的电阻率的电阻率，并且优选地，其中所述芯具有在所述基体的电阻率的25％至95％范围内的电阻率，并且甚至更优选地，其中所述芯具有在所述基体的电阻率的65％至90％范围内的电阻率。
8.如权利要求2至7中的任一项所述的消耗品，其中所述基体还包括在所述粘结剂之内的金属粉末，所述金属粉末是导电的。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的消耗品，优选地根据权利要求8所述的消耗品，其中所述金属粉末是铁、镍、铬以及钼中的两种或更多种的组合。
10.如权利要求8或9所述的消耗品，其中所述颗粒是碳化钨并且所述金属粉末是镍和铬粉末的组合，或者其中所述颗粒是碳化铬并且所述金属粉末是不锈钢基粉末。
11.如权利要求2至10中的任一项所述的消耗品，其中所述芯具有突出物部分，所述突出物部分延伸超过所述芯的表面并且延伸到所述基体中，或者其中所述芯包括多个突出物部分，所述多个突出物部分从所述芯的表面延伸到所述基体中，并且特别地，其中所述多个突出物部分沿所述芯的整个长度伸展。
12.如权利要求11所述的消耗品，其中所述突出物部分以在所述芯的所述外表面与所述消耗品的外部表面之间的距离的35％至55％范围内的距离延伸到所述基体中。
13.如权利要求2所述的消耗品，其中在所述消耗品的外边缘上，所述芯具有至少一个暴露的表面或者具有至少两个暴露的表面，并且优选地，其中所述基体具有在所述颗粒中最不导电的颗粒的电导率的0至20％范围内的电导率。
14.如权利要求11至13中的任一项所述的消耗品，其中所述芯是贯穿所述消耗品的板。
15.如权利要求2至14中的任一项所述的消耗品，其中所述基体包括至少两个分开的基体部分，其中所述基体部分中的第一个具有与所述基体部分中的第二个不同的组成。
16.如权利要求2至15中的任一项所述的消耗品，其中所述芯具有至少一个突出物部分，所述至少一个突出物部分延伸超过所述消耗品的外表面。
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