CN1236891C - 具有结构化界面的电焊条 - Google Patents

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Abstract

为了除提高切割速率及改善电流传输外，还实现焊条导辊磨损的减轻，一用于电火花切割金属等的且包含一由金属或金属合金制成的均质芯(1)或一复合芯的电焊条配备有一壳层(2)，该壳层的表面具有结构，其中通过结构化产生的凹坑(3)填满了由易蒸发的金属构成的填充物(4)或金属合金，以获得一个粗糙度较小的表面。

Description

具有结构化界面的电焊条
技术领域
本发明涉及电火花切割金属、导电陶瓷等的电焊条，它具有一个由金属或金属合金制成的均质芯或复合芯以及至少一个在电蚀中磨损的壳层。
背景技术
在使用电焊条时，事实证明有壳层的电焊条具有比无这样的壳层的焊条更高的切割效率，其中壳层含有如β-黄铜或γ-黄铜。这是基于在β/γ-壳层中含有大量锌，这些锌埋在微观组织中。这种含β-黄铜或γ-黄铜壳层的电焊条的缺点在于，具有体心立方晶格的壳层明显比通常由面心立方的α-黄铜构成的芯更容易变形，这导致了这种包皮电焊条表面的局部撕裂。在此情况下，如实验所证明的那样，裂缝在某些方面是有利的，因为由此明显促进了切割缝的清理，因此，在工件较高的情况下，可以用有粗糙表面的焊条获得更高的切割效率。然而，这种电焊条的不利之处在于，因表面不规则并且被糙化破裂，防碍了焊条引导和给焊条输送电流。一方面，这样的壳层非常粗糙和坚硬，因而导向件磨损相当快，另一方面，在焊条内也产生振动，它又不利地影响了电流传输。这种振动对在缝隙中的焊条引导来说也是不利的，因为电焊条被迫振动，这可能引起短路。
发明内容
本发明的目的是如此改进前言所述类型的电焊条，即保留了通过壳层破碎表面而获得的提高切割效率的优点，并且不必容忍减弱电流传输、增大焊条磨损及其振动的缺点。本发明的另一个目的在于使这样的电焊条具有表面结构，它导致效率的进一步提高。
为了实现该目的，根据本发明，提供一种用于电火花切割金属、导电陶瓷等的电焊条，它具有一个由金属或金属合金制成的均质芯或复合芯并且具有至少一个在电蚀中磨损的壳层，其特征在于，结构化地形成该壳层的表面，为获得具有小粗糙度的表面，通过结构化产生的凹坑填满由易蒸发的金属构成的填充物或金属合金。
如果在制造包覆电焊条时出现于壳层中的裂缝填满了易蒸发的金属或金属合金，其中该金属或金属合金含有锌或锌合金并且合金中的锌含量应明显高于壳层中的锌含量，则获得了具有光滑外表面的电焊条，它可以磨损轻微地在焊条导向件中输送并且整个接触面可被用于电流传输，其中避免了可能导致振动并不利地印象电流传输的不规则性。由此一来，可以明显增加输入焊条的电流。在随后的在切割缝内的电蚀过程中，在缝隙或沟槽中的填充物首先被耗尽，从而在切割缝的绝大部分长度范围内给电蚀过程提供了一个壳层，它具有强烈破裂的表面。通过该破裂表面，一方面促进了电蚀材料的排出，另一方面，通过突起产生场强峰值并由此产生了放电可能性增大的地方并与之有关地产生了更高的放电频率。
在上述电焊条中，所述填充物含有锌或锌合金。或者，所述填充物含有γ-黄铜。此外，所述凹坑的深度最好大于2μm并小于50μm。所述凹坑的深度优选为15μm。另外，所述壳层的表面具有纵向延伸的沟槽。或者，所述壳层的表面具有横向延伸的沟槽。或者，所述壳层的表面具有螺旋形延伸的沟槽。所述壳层的表面也可以成榫舌形。此外，壳层主要含有β-黄铜，在所述壳层内的β/β’-相的含量至少为60％。优选的是，β黄铜壳层至少高达90％地含有β/β’-相。另外，所述芯含有铜或黄铜。所述芯可以是复合芯，它具有一个带有铜层或黄铜层的钢芯。
在焊条的正常生产中，在壳层中因芯和壳层的变形状况不同而出现了裂缝，具有提高的场强峰值的地点是完全随机地产生的。但人们可以给壳层表面设置沟槽，这些沟槽可以是纵向地、横向地、成螺旋状地或交叉地形成的，从而提供了这种放电可能性增大的地方，这显著地促进了电蚀过程，其理由就是，在这里，放电不是在一个已在不久前发生的放电的弧坑中进行的可能性明显较高。因此，通过结构化表面获得了均匀的放电分布，这也导致了焊条断裂危险降低。这些沟槽或凹谷至少2μm深，其深度最大为50μm。
另一个由此获得的优势即防止局部放电积累在于，放电经常被液体电介质所包围着，而不是被气泡包围着。通过与之有关的等离子通道的明显缩小，每次放电都出现更高的电蚀量，这明显对电焊条的切割效率有积极的影响。
附图说明
图1表示本发明电焊条的截面图。
图2表示具有外露的结构化表面的电焊条的侧视图。
图3是成品电焊条的透视图。
具体实施方式
在图1中，参考符号1表示电焊条的芯，它可由铜、黄铜或例如一例如有一个被铜层包围的钢芯线的复合焊条构成。在芯1上涂上其表面被结构化的壳层2。在图2、3中，这种结构为螺旋结构。也可以把这种螺旋结构设计成具有明显更高的螺距，直到垂直于焊条轴线延伸的凹坑。在完成具有结构化表面的且如由β-黄铜制成的壳层2后，壳层2上的凹坑3被由金属或金属合金制成的填充物4填满，所述填充物可由含大量锌的γ-黄铜制成，或由纯锌制成。另外，也可以使用含90％以上锌的锌合金。唯一的前提就是，填充物4要在电蚀过程中非常快速地挥发，从而真正的壳层2的结构化表面可被用于随后的电蚀过程。
凹坑之间的最高峰形成了场强增大的地点，从而放电很可能发生在此处。这导致了前赴后继的电荷的空间分布，从而放电很可能更频繁地被液体电介质包围住。同样地，表面结构化促进了电蚀材料的排出。事实证明，壳层表面的榫舌形结构是特别有利的。
                        附图标记一览表
1    芯
2    壳层
3    凹坑
4    填充物

Claims (13)

1、用于电火花切割金属、导电陶瓷等的电焊条，它具有一个由金属或金属合金制成的均质芯(1)或复合芯并且具有至少一个在电蚀中磨损的壳层(2)，其特征在于，结构化地形成该壳层(2)表面，为获得具有小粗糙度的表面，通过结构化产生的凹坑(3)填满由易蒸发的金属构成的填充物(4)或金属合金。
2、如权利要求1所述的电焊条，其特征在于，所述填充物(4)含有锌或锌合金。
3、如权利要求1所述的电焊条，其特征在于，所述填充物(4)含有γ-黄铜。
4、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述凹坑的深度大于2μm并小于50μm。
5、如权利要求4所述的电焊条，其特征在于，所述凹坑(3)的深度为15μm。
6、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述壳层(2)的表面具有纵向延伸的沟槽。
7、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述壳层(2)的表面具有横向延伸的沟槽。
8、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述壳层(2)的表面具有螺旋形延伸的沟槽。
9、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述壳层(2)的表面成榫舌形。
10、如权利要求1所述的电焊条，其特征在于，所述壳层(2)主要含有β-黄铜，在所述壳层内的β/β’-相的含量至少为60％。
11、如权利要求10所述的电焊条，其特征在于，所述β黄铜壳层(2)至少高达90％地含有β/β’-相。
12、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述芯(1)含有铜或黄铜。
13、如权利要求1至3之一所述的电焊条，其特征在于，所述芯(1)是复合芯，它具有一个带有铜层或黄铜层的钢芯。
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