DE2633284A1

DE2633284A1 - Elektrode zum sauerstoffbogenschneiden

Info

Publication number: DE2633284A1
Application number: DE19762633284
Authority: DE
Inventors: Koitsu Hara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1977-10-27
Also published as: FR2348783B1; AU1596776A; CA1078928A; AU504369B2; FR2348783A1

Description

MÜLLBR-BOHE · GROEXIXG ■ DEUFEL · SCHÖN · HERTEI.

23. Juli 1976

DR. WOLFOANS MÖLLER-BOR^ (PATENTANWAUT VON 1927-197S) HANS W. QROENINQ, DIPt--INQ. DR. PAUL. DEUFEI_D1P!_CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL-CHEM. WERNER HERTEL₁DIrU-PHVS.

S/H 67-1

Koitsu Hara

293-ban 37-go, Oazamizuki,
Dazaifu-cho, Chikushi-gun,
Fukuoka / Japan

Elektrode zum Sauerstoffbogenschneiden

Die Erfindung betrifft Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden, welche eine Bogenwärme erzeugen, die den Arbeitsbedingungen
entspricht, und zwar sogar unter Wasser- Werden Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden dazu verwendet, ein Loch in Roheisen, · Gußeisen, rostfreien Stahl oder dgl. zu schneiden oder in einem derartigen Material zu bilden, dann wird ihre Wirkungsweise durch die Menge der Eisenkomponente in dem Material, das die Elektrode bildet, beeinflußt.

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SIEBERTSTR. 4 · 8000 JlONCHEIf 80 · POB SG0720 · KABEL: StTJP-BOPAT · TEi. (089> 471079 · TELEX S-SSOSD

Es sind bereits verschiedene Arten von Elektroden zur Verbesserung der vorstehend beschriebenen Wirkungsweise entwickelt worden. Beispielsweise besteht eine Elektrode aus einem dickwandigen elektrisch leitenden Rohr, das mit einem nichtleitenden Material überzogen ist. Eine andere Elektrode wird in der Weise hergestellt, daß eine Vielzahl von Eisendrähten sich innerhalb eines dünnwandigen Rohres befindet, wobei der äußere Umfang des vorstehend beschriebenen Rohres mit einem nichtleitenden Material überzogen ist.

Diesen Elektroden haften die gleichen Nachteile an. Die Einstellung der Eisenkomponente innerhalb der Elektrode ist nämlicii äußerst schwierig, was eine Erhöhung der Produktionskosten bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden, die eine erleichterte Einstellung der Eisenkomponente in der Elektrode, eine erleichterte Einstellung der Menge an zuzusetzenden Additiven sowie günstige Produktionskosten ermöglichen.

Durch die Erfindung werden Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden zur Verfügung gestellt, die eine wasserfeste äußere Schicht aufweisen, wobei die Elektroden sogar unter Wasser eingesetzt werden können. Die erfxndungsgemaßen Elektroden erleiden sogar unter nachteiligen Arbeitsbedingungen keine Abschälungen und geben nur wenig Gas oder Rauch mit einem beißenden Geruch ab.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Elektrode zum Sauerstoffbogenschneiden gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 2 einen Querschnitt durch die Fig. 7 längs der Linie 1-1 y

Fig. 3 eine Vorderansicht, teilweise in weggebrochenem Zustand, einer Elektrode zum Sauerstoffbogenschneiden gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

die Fig. 4 bis 6 Modifizierungen der Elektrode von Fig. 3;

Fig. 7 eine Vorderansicht, teilweise in weggebrochenem Zustand, einer Elektrode zum.Sauerstoffbogenschneiden gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig- 8 eine Querschnittsansicht von Fig. 7 längs der Linie 2-2„

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Die erste Ausführungsform besteht aus Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden Diese Ausführungsform bildet die Haupt- oder Grundkonstruktion der erfindungsgemäßen Elektroden.

In den Fig= 1 und 2 wird durch die Bezugszahl 1 ein rohrförmiger Körper gekennzeichnet, der einen länglichen SauerStoffdurchgang im Inneren aufweist, der sich über die ganze Länge des rohrförmigen Körpers 1 erstreckt.

Die Bezugszahl 3 kennzeichnet einen elektrisch leitenden Körper, in welchem sich der rohrförmige Körper 1 befindet und sich ebenfalls über die gesamte Länge des leitenden Körpers 3 erstreckt.

Die Bezugszahl 4 kennzeichnet eine elektrisch nichtleitende äußere Schicht, welche den elektrisch leitenden Körper 3 konzentrisch bedeckt.

Als Material für den rohrförmigen Körper 1 kommen die anorganisches Material, wie Weichstahl, Kohlenstoffstahl oder Aluminium, ferner

Kunststoffmaterialien, wie Harnstoffharze, oder organische Materialien, wie Papier, H0I2 oder Bambus, in Frage.

Der leitende Körper 3 ist ein gemischter Körper aus einem Klebstoffgrundmaterial und einem pulverähnlichen Material, das eine ausreichende Menge an Eisenpulver oder eine Eisenkomponente, einen einzigen Körper oder einen komplexen Körper aus Aluminium sowie Kohlenstoffpulver enthält. Als nichtleitende Schicht 4 kommt ein Mineral oder ein Flußmittel in Frage. Da erfindungsgemäß die Elektrode einfach in der Weise gebildet wird, daß der rohrförmige Körper 1, der einen kleinen Durchmesser besitzt, mit dem leitenden Körper 3 und anschließend mit der nichtleitenden Schicht 4 bedeckt wird, läßt er sich billig herstellen.

Nachdem der obere Teil des leitenden Körpers 3 durch eine Leiterklemme 7 festgehalten wird, strömt Sauerstoff durch den Sauerstoff durchgang 2 und wird an dem entfernten Ende des rohrförmigen. Körpers ausgestoßen. Gleichzeitig wird der leitende Körper 3 mit Energie versorgt, so daß ein Sauerstoffbogen zwischen dem leitenden Körper 3 gebildet wird, wodurch das jeweilige Werkstück geschnitten werden kann. Dabei wird die Verbrennungs- oder Zündtemperatur des Sauerstoffbogens wesentlich höher als im Falle von herkömmlichen Elektroden.

Dies bedingt, daß das Schneiden eines Loches in dem Werkstück oder die Ausbildung eines Loches in einem derartigen Werkstück in sehr wirksamer Weise durchgeführt werden kann, wobei das Zusammensetzungsverhältnxs der Materialien, welche den leitfähigen Körper bilden, in einfacher Weise entsprechend den Anwendungsoder Arbeitsbedingungen der Elektrode variiert werden kann.

Gemäß einer anderen Ausführungsform sind erfindungsgemäße Elektroden für ein Sauerstoffbogenschneiden vorgesehen, die sogar unter Wasser verwendet werden können.

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Gemäß dieser Ausführungsform, die durch Fig. 3 wiedergegeben wird, weist ein zylindrischer leitender Körper 3', der durch Verfestigung von Eisenpulverflußmittel mit einem Bindemittel, das aus wenigstens einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kaliumsilikat, Natriumsilikat, Dextrin oder dgl. besteht, gebildet wird, einen länglichen Sauerstoffdurchgang 2* längs seiner ganzen Länge auf. Der zylindrische leitende Körper 3' ist ferner auf der äußeren Umfangsoberflache mit einer wasserfesten äußeren Schicht 4', die beispielsweise aus Polyvinylchlorid besteht, überzogen.

Die Fig. 4 zeigt eine Abänderung der vorstehend beschriebenen Elektrode. Diese Elektrode zeichnet sich dadurch aus, daß sie eine Papierschicht 5" aufweist, die sich zwischen dem elektrisch leitenden Körper 3' und der wasserfesten äußeren Schicht 4· befindet.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Abänderung der vorstehend beschriebenen Elektrode, welche sich dadurch auszeichnet, daß sich die nichtleitende äußere Schicht 4' aus einem Metallrohr 4'a und einer dünnen wasserfesten Schicht 4^!b, welche die gesamte Oberfläche des Metallrohres 4'a bedeckt, zusammensetzt.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Abänderung der vorstehend beschriebenen Elektrode, die sich dadurch auszeichnet, daß eine Papierschicht 5¹ vorgesehen ist, die sich zwischen dem Metallrohr 4'a und der wasserfesten Dünnschicht 4'b befindet.

Was die erfindungsgemäß eingesetzten Flußmaterialien betrifft, so können Rutil, Calciumcarbid, Kaliumsilikat und Natriumsilikat als Bogenstabilisierungsmittel angesehen werden, während Calciumcarbid und Mangandioxid als Oxidationsmittel sowie Talk, Glimmer, Rutil, Calciumcarbid, Mangandioxid, Kaliumsilikat und Natriumsilikat als Schlacken-bildende Mittel betrachtet werden können.

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Der Sauerstoffdurchgang wird in der Weise gebildet, daß eine zylindrische Schablone mit dem gewünschten Durchmesser, beispielsweise ein länglicher Stab oder ein Rohr, in den leitenden Körper eingesetzt wird, der sich noch in einem pastenähnlichen Zustand befindet, worauf diese Schablone nach der Verfestigung des leitenden Körpers 2 entfernt wird. Auf diese Weise wird der Sauerstoffdurchgang 1 gebildet.

Der Durchmesser des Sauerstoffdurchgangs kann je nach den verschiedenen Arbeitsbedingungen variiert werden. Im allgemeinen beträgt der Durchmesser 1 bis 2,5 mm, wenn der Durchmesser der Elektrode zwischen 5 und 8 mm schwankt.

Das Material für das Metallrohr 4'a kann auch aus einem anderen Metall als Eisen und Kupfer bestehen, beispielsweise aus Aluminium.

Da gemäß dieser Ausführungsform die Zünd— oder Verbrennungswärme, die zum Schneiden des Werkstückes erforderlich ist, nicht nur durch die Verbrennung des Bogens und des Sauerstoffs erzeugt wird, sondern auch durch die Verbrennung des Eisenpulvers sowie des Flußmittels in dem leitenden Körper, wird der Schneidewirkungsgrad verbessert.

Das Zusammensetzungsverhältnis bezüglich Flußmittel und Eisenpulver kann entsprechend den Schneidebedingungen variiert werden.

Da ferner die nichtleitende Schicht der Elektrode ein Metallrohr aufweist, das mit einer wasserdichten Schicht bedeckt ist, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, schält sich die leitende Schicht sogar während des Schneidens unter Wasser niemals ab. Außerdem wird ein stabiler Bogen erzeugt.

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Da ferner das Metallrohr einen leitenden Körper aufweist, der Flußmittel und Eisen enthält, ist die Verbrauchsgeschwindigkeit der Elektrode wesentlich reduziert.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden zeichnet sich dadurch aus, daß die äußere Schicht der Elektrode aus einem Papiermaterial besteht, in das ein Silikatmaterial, wie Natriumsilikat, in einer ausreichenden Menge, einimprägniert worden ist.

Herkömmliche Elektroden zum Sauerstoffbogenschneiden werden in der Weise ausgebildet, daß die aus Flußmittel bestehende Überzugsschicht den äußeren Umfang des Metallrohres oder des elektrisch leitenden rohrförmigen Körpers umgibt.

Werden daher die Elektroden der Einwirkung von Stoßen oder Feuchtigkeit ausgesetzt, dann neigt das Flußmittel zu einem Abschälen, so daß das gewünschte Schneiden nicht mehr durchgeführt werden kann. Ferner wird ein Gas mit einem beißenden Geruch aus der Überzugsschicht durch die Bogenwärme abgegeben, das einen gesundheitsschädlichen Einfluß auf das Arbeitspersonal ausübt.

Die Elektroden dieser Ausführungsform zum Sauerstoffbogenschneiden schälen sich auch nicht unter nachteiligen Arbeitsbedingungen ab und erzeugen auch keine Gase und Rauch, die für das Arbeitspersonal gesundheitschädlich sind. Durch die Bezugszahl 3" wird ein elektrisch leitender Körper aus Eisen oder dgl. gekennzeichnet, der einen länglichen Sauerstoffdurchgang 1" aufweist. Längs des leitenden Körpers 3" befindet sich eine zylindrische äußere Schicht 4" aus Papier, in das in ausreichender Menge ein Silikatmaterial einimprägniert ist.

Das Silikatmaterial kann dann gemäß dieser Ausführungsform in der Weise ausgewählt werden, daß es leicht die aus dem Papier gebildete äußere Schicht imprägniert. Ein Versuch hat gezeigt, daß eine Elektrode mit einer äußeren Schicht aus Papier, das ein imprägniertes Silikatmaterial in einer Menge von 60 Gew.-% des Papiers

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enthält, äußerst günstige Ergebnisse liefert. Bei dem angegebenen Wert handelt es sich jedoch nur um ein Beispiel.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß Eisen(III)-oxid, welches das Sauerstoffbogenschneiden verbessert, auch in die als Papier bestehende äußere Schicht eingemischt werden kann.

Was die Art der Herstellung der Elektrode betrifft, so wird der Papierzylinder zuerst hergestellt und mit dem Silikatmaterial imprägniert, worauf der rohrförmige leitende Körper 3" eingesetzt und fest mit der als Papier bestehenden äußeren Schicht mit einem Bindemittel, wie Natriumsilikat verbunden wird. Gemäß einer anderen Methode wird Papier, das bereits mit dem Silikatmaterial imprägniert worden ist, um den äußeren Umfang des elektrisch leitenden rohrförmigen Körpers gewickelt.

Da gemäß dieser Ausführungsform die aus Papier bestehende äußere Schicht 4", die mit dem Silikatmaterial imprägniert ist, wie beispielsweise mit Natriumsilikat, fest den rohrförmigen leitenden Körper 3" umgibt, schützt das die äußere Schicht bildende Papier den rohrförmigen leitenden Körper 3" und fördert die Erzeugung des Bogens, was eine Erhöhung der Bogenwärme bedingt.

Nachfolgend seien weitere Vorteile dieser Ausführungsform erwähnt:

1) die Bogenwärme wird stabilisiert;

2) das die äußere Schicht bildende Papier wird an einem Abschälen gehindert;

3) die Menge an Gas mit einem beißendem Geruch wird auf 1/3 der Gasmenge reduziert, die im Falle von herkömmlichen Elektroden erzeugt wird, so daß sich das Schneiden einfacher gestaltet.

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Claims

Patentansprüche ./Elektrode zum Sauerstoffbogenschneiden, gekennzeichnet durch

1) einen elektrisch leitenden Körper mit einer gewünschten Länge, der eine ausreichende Menge Eisenkomponenten enthält,

2) wenigstens einen Sauerstoffdurchgang in dem elektrisch leitenden Körper, der sich in Längsrichtung in diesem erstreckt, und

3) eine äußere Schicht, welche den äußeren Umfang des elektrisch leitenden Körpers bedeckt.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffdurchgang in einem rohrförmigen Körper ausgebildet ist, der in dem elektrisch leitenden Körper eingebettet ist und sich in dessen Längsrichtung erstreckt.

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht aus einem wasserfesten Material, wie Polyvinylchlorid, besteht.

4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht aus einem Metallrohr und einer wasserfesten äußeren Schicht besteht, welche die gesamte äußere Oberfläche des Metallrohrs bedeckt.

5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Papierschicht sich zwischen der äußeren Schicht und dem leitenden Körper erstreckt.

6. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Papierschicht zwischen dem Metallrohr und der wasserfesten Schicht befindet.

ORIGINAL INSPECTED

7. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht durch Verfestigen von Eisen und Flußmittel mit einem Bindemittel gebildet wird, das aus wenigstens einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kaliumsilikat, Natriumsilikat, Dextrin oder dgl. besteht.

8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel als bogenstabilisierendes Mittel aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Rutil, Calciumcarbid, Kaliumsilikat und Natriumsilikat besteht, wobei außerdem ein Oxidationsmittel aus Calciumcarbid, Kaliumsilikat und/oder Mangandioxid und ein schlackenbildendes Mittel, bestehend aus Talk, Glimmer, Rutil, Calciumcarbid, Mangandioxid, Kaliumsilikat und/oder Natriumsilikat zugegen ist.

9. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr aus Eisen, Kupfer, Aluminium oder dgl. besteht.

10. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht eine Papierschicht ist, die mit einem Silikatmaterial, wie Natriumsilikat, imprägniert ist.