SE462957B - Roerformig metallelektrod med en kaernkomposition foer ljusbaagsskaerning samt foerfarande foer ljusbaagsskaerning - Google Patents

Description

2 462lu?tä?römmen med hög hastighet tillräckligt stor för att 10 15 20 25 30 35 effektivt avlägsna den smälta metallen från området under ljusbågen och för att åstadkomma en likformig urtagningsverkan allteftersom elektroden förbrukas.

Ljusbågen igångsättes genom lätt beröring av elektroden med arbetsstycket och bortdragning av den till lämpligt av- stånd enligt spänningsfordringarna hos ljusbågenf Urtag- ningstekniken skiljer sig från ljusbågssvetsningens genom att metallen avlägsnas istället för att avsättas. Lämplig ljus- bàgslängd upprätthålles tillräckligt snabbt genom förflyttning av elektroden i skärningsriktningen för upprätthållande av metallavlägsnandet.

De konventionella urtagnings- och skärningsförfarandena med luftassisterad kolljusbåge har följande naturliga olägen- heter: (1) kolljusbågen tenderar att vara instabil och kan ofta åstadkomma en intolerabel ljudnivå; (2) under vissa be- tingelser kan kolavsättningar inträffa vid spåret, varvid en del av underlaget vid spåret förkolas, vilket icke är önsk- värt; (3) kolelektroder är spröda och brytes lätt under han- tering; och (4) det finnes en stor tendens till att rök- bildning inträder, vilket åstadkommer olägenhet för arbetaren och omgivningen. Hed avseende på kopparbelagda kolelektroder kan kopparaveåttningar bildas och skadligt påverka efterfölj- ande behandlingar.

Det skulle vara önskvärt att åstadkomma en elektrod för elektrisk ljusbågsskärning av metall, vilken elektrod är upp- byggd för åstadkommande av en stabil ljusbåge, som är själv- rengörande för tillhjälp vid erhållandet av en ren skärning, varvid elektroden kan innehålla ångbildare, deoxidationemedel och gaebildare och liknande, vilka har förmåga att alstra varma under ekarningen eller urtagningen for ökning av varmet som åstadkommas av den elektriska ljus- bågen och varvid den icke har de olägenheter som åtföljer kol- elektroden.

Ugpfinningens ändamål Det är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en elektrod för luft-metalljusbåge för användning vid skärning och urtagning av metall. 10 15 20 25 30 35 462 957 Ett annat ändamål är att åstadkomma ett förfarande för skärning eller urtagning av metall under användning av en elektrod för luft-metalljusbàge, vilket kännetecknas därav att det ger en stabil ljusbåge, är självrengörande under skärning- en och i sig utvecklar värme under ljusbágsskärning eller -urtagning.

Dessa och andra ändamål framgår tydligare i samband med följande beskrivning, bifogade patentkrav och bifogade rit- ning, på vilken: Fig. 1 visar en tredimensionell vy av en utföringsform av elektroden i form av en slinga; Pig. 2 åskådliggör en elektrod i form av stav; och Fig. 3 i tvärsektion visar en vy enligt fig. 2 efter linjen 3-3.

Uppfinningen Föreliggande rörformiga metallelektrod kännetecknas där- av, att den innefattar ett bearbetat metallrör och en hoppres- sad kärnkomposition som utgör 5-30 viktprocent av den totala elektroden och som väsentligen består av en blandning av 10-70 viktprocent av en partikelformig reaktiv metall och 30-90 viktprocent av en metalloxid med förmåga att reagera exoter- miskt, varvid den partikelformiga reaktiva metallen utmarkes av en energi för bildning av dess oxid vid 2S°C är minst 418,5 kJ (100 000 kalorier) per gramatom syre och varvid den därmed blandade metalloxiden, med förmåga att reagera exotermiskt, utmärkes av en fri bildningsenergi som icke överskrider 376,7 kJ (90 000 kalorier) per gramatom syre vid 25°C, att kärnkom- positionen vidare innehåller upp till ca 30 viktprocent, rak- nat pa karnkompositionens totalvikt, av ett tillsatemedel valt från gruppen som består av medel for stabilisering av ljus- bagen, flussmedel, deoxidationsmedel och gasbildande medel.

Kärnkompositionen utgöres lämplilgen väsentligen av 10-70 viktprocent av den reaktiva metallen, 30-90 viktprocent av metalloxiden och 0-20 viktprocent av tillsatsmedlet, t ex ca 0,5-10 viktprocent, som företrädesvis är valt från gruppen som flussmedel, deoxida- består av 1jusbågsstabiliseringsmedel, tionsmedel och gasbildare. 462957 g 4 10 15 20 25 30 35 Föreliggande förfarande för skärning eller urtagning kännetecknas därav, att åtminstone en rörformig kärnelektrod för elektrisk ljusbåge, vilken är bildad av ett bearbetat metallrör och en sammanpressad kärnkomposition, som utgör 5-30 viktprocent av den totala elektroden och som vä- sentligen består av en blandning av 10-70 viktprocent av en partikelformig reaktiv metall och 30-90 viktprocent av en metalloxid med förmåga att reagera exotermiskt, varvid den partikelformiga reaktiva metallen>utmärkes av en energi för bildning av dess oxid vid 25°C är minst 418,5 kJ (100 000 kalorier) per gramatom syre och varvid den därmed blandade metalloxiden, med förmåga att reagera exotermiskt, utmärkes av en fri bildningsenergi som icke överskrider 376,7 kJ (90 000 kalorier) per gramatom syre vid 25°C, att kärnkompositionen vidare innehåller upp till ca 30 viktprocent, räknat på kärn- kompositionens totalvikt, av ett tillsatsmedel valt från grup- pen som bestàr av medel för stabilisering av ljusbàgen, fluss- medel, deoxidationsmedel och gasbildande medel, att en elek- trisk ljusbåge upprättas mellan elektrodänden och metallunder- laget för åstadkommande av dess skärning eller urtagning, att en ström av gas under tryck matas till området som skäras eller urtages, och att skarningen och urtagningen fortsättes medan strömmen av gas under tryck matas till omradet.

Den rörformiga metalliska elektroden med kärna utmärkas av märkbart förbättrade gasassisterade urtagning- och skär- ningsegenskaper jämfört med konventionella gasassisterade kol- elektroder. Hetallelektroden är i olikhet mot kolelektroder latt att hantera och överhettas icke pa det sätt som kolelek- troden gor.

Tradelektroden har formåga att åstadkomma en exakt reg- lerad elektrisk lgusbage under användning av likstrom, fore- trädesvis med positiv polaritet och med konstant spänning.

Värmet som alstras av ljusbågen bringar grundmetallen och trå- den att smälta lokalt under bildning av en ansamling av smält metall, som avlägsnas väsentligen omedelbart genom en åtfölj- ande luftström, varvid luftströmmen lämpligen riktas mot omra- det som skäres eller urtages. 10 15 20 25 30 35 40 5 462 957 Genom användning av den nya tràdelektroden enligt före- liggande uppfinning är i allmänhet en ren urtagning i glans- kvalitet erhállbar pà ett konsekvent och reproducerbart sätt pà den plats som önskas och avses av arbetaren. Tradelektroden har förmåga att arbeta med mycket snabb rörelsehastighet och med mycket god noggrannhet. En fördel med uppfinningen är att minimal efterurtagningsbehandling erfordras för beredning av urtagningen för efterföljande behandlingar, såsom svetsning, målning, metallsprutning och liknande.

En annan fördel med tràdelektroden gentemot kolelektro- den är att tradelektroden kan uppbära mycket hög ström, om sà är önskvärt. En diameter av träden kan täcka ett intervall av strömmar som skulle erfordra åtminstone tre eller flera stor- lekar av kolelektroder för ástadkommande av samma fungibla strömintervall.

Tràdelektroden enligt uppfinningen har förmåga till exakta urtagning- och skärningsbehandlingar, sasom avlägsnande av nitar, punktsvetsning, urskärning av handtag eller tillträ- desluckor i tunna plàtar, avlägsnande av sträng- och spàrsvet- sar, skärning av plåt och platta, avlägsnande av fästanord- ningar, avlägsnande av överdrag och hårda ytor, avlägsnande av sprickor och fel, bland andra användningar.

I 1. _ f. B Föreliggande uppfinning är speciellt värdefull i form av kontinuerliga elektroder. Eftersom ett metallrör användes, t.ex. mjukt stal, jämfört med spröd kolelektrod, kan konti- nuerlig metallskärning eller -urtagning utföras med minimal kontakttid. Genom eventuell användning av ljusbagsstabilise- ringemedel, flusemedel, gaebildningsmedel, etc. kan dessutom en stabil elektrisk lguebage uppratthallas under betydande tid tills den kontinuerliga elektroden forbrukats eller avbrytas efter fullbordad skärning eller urtagning.

En utföringsform av en kontinuerlig elektrod visas i fig. 1 som avbildar en slinga 10 av en rörformig metallisk ljusbàgselektrod 12 för halv- eller helautomatiskt förfarande.

En sådan elektrod kan exempelvis ha en yttre diameter av cirka 0,6-9,5 mm eller företrädesvis cirka 1,6-3,2 mm. Väggtjockle- ken kommer att variera allt efter den yttre diametern. En ut- föringsform av ett kärnrör är ett med en yttre diameter av cirka 1,3 mm och en väggtjocklek av cirka 0,20-0,38 mm eller 0,25-0,5 mm. 462 957 10 15 20 25 30 35 Elektrodens rör 13 kan vara framställt av mjukt stal, sasom stal 1030, ehuru andra smidda metaller kan användas.

Stal med làg kolhalt är emellertid lämpligast.

Elektroden 12 kan framställas genom formning av ett band av stàl av typ 1030 med tjockleken cirka 0,30 mm och bredden 12,1 mm till U-form genom matning av det genom successiva formningsvalsar. Kärnmaterialet 14 matas in i traget och sena- re formningsstationer tillsluter så småningom bandet till ett runt rör. Därefter drages röret 12 till storlek med kärnmate- rialet inuti sig, varvid det konsolideras eller sammanpressas pà grund av minskningen i storlek hos röret under dragningen.

Fig. 2 visar tvärsektionen hos det färdiga röret.

Fig. 3 åskådliggör den rörformiga kärnelektroden med den i förväg bestämda längden innefattande röret 12A, som liknar den kontinuerliga rörformiga elektroden 12 i fig. 1 med det undantaget att den användes manuellt i stav- eller pinnform, varvid rörets öppna ände är tillklämd eller tillslutet vid 15.

Sasom angivits, innefattar kärnmaterialet väsentligen partikelformig reaktantmetall blandad med en exotermiskt rea- gerbar metalloxid och eventuellt innehållande 0 - cirka 30 viktprocent material (tillsatsmedel) på basis av kärnkomposi- tionen: totalvikt, varvid materialet eller tilleatsmedlet ar valt fran gruppen som bestar av 1Jusbagsstabiliseringsmedel, flussmedel, deoxidationemedel och gasbildare. Reaktantmetallen i kärnblandningen kan företrädesvis ligga i intervallet cirka 10-70 viktprocent (t.ex. cirka 20-50% eller cirka 25-35%) och är blandad med cirka 30-90% metalloxid (t.ex. cirka 50-80% eller cirka 65-75%) och eventuellt 0 - cirka 20% av tillsats- medlet.

Såsom angivits ar reaktantmetallen en som utmarkes av en fri bildningsenergi för dess oxid beräknad vid 25°C av minst cirka 100 000 kalorier per gramatom syre. Reaktantmetallen innefattar sådana som valts fràn gruppen som består av magne- sium, aluminium, zirkonium, titan och legeringar av minst tvá av dessa metaller. Metalloxiden kan företrädesvis vara en oxid frán järnmetallgruppen, t.ex. järnoxid, nickeloxid, etc. 10 15 20 25 30 35 w 4-62 957 En lämplig reaktantmetall är en legering av Mg-Al, var- vid legeringen företrädesvis utgör cirka 20-50 viktprocent av kärnkompositionen. Metalloxiden kan vara järnoxid, t.ex.

Fe2O3, Fe3O4, etc. Exempelvis kan reaktantlegeringen Mg-Al innefatta cirka 50 viktprocent Mg och 50 viktprocent Al, var- vid blandningen med järnoxid innefattar cirka 30% av legering- en Mg-Al och cirka 70% järnoxid i kärnkompositionen. I detta fall utelämnas tillsatsmedlen, eftersom järnoxid i över- skottsmängder är ett flussmedel tillsammans med de oxiderade reaktantmetallerna.

Tillsatsmedel För att säkerställa optimal totalprestanda hos elektro- den kan åtminstone ett tillsatsmedel eventuellt innefattas i kärnkompositionen, varvid sådana tillsatsmedel väljes fràn gruppen som består av ljusbàgsstabiliseringsmedel, flussmedel, deoxidationsmedel och gasbildare.

Ljusbàgsstabiliseringsmedlen innefattar sàdana som väl- jes fràn gruppen som består av alkalimetall- och jordalkali- metallföreningar, varvid sådana föreningar innefattar silikat, oxider, karbonat, etc. Karbonat är fördelaktiga genom att de ar gasbildare.

Flussmedel innefattar Jarnoxid, Jarnkarbonat, TiO2, CaCO3, ZrO2 och aven alkalimatall- och Jordalkalimetallfluo- rider och -silikat.

Typiska deoxidationsmedel är Si, Mg, Al, Mn, Ti och järnlegeringar därav, t.ex. kiseljärn, magnesiumjärn, alumi- niumjärn, manganjärn och titanjärn.

Gasbildarna kan innefatta Järnkarbonat, organiska mate- rial (exempelvis cellulosa), hydratiserade mineral fullergord, glimmar, etc.), bland annat. Dessa alstrar gaser i lgusbàgen, såsom C02 och vattenånga, vilka hgalper till vid blàsningen av den smälta metallen frán det urtagna omradet. Ångbildare kan även användas såsom tillsatsmedel, sàsom ZnO, làgsmältande fluorider och liknande.

Sàsom angivits kan överskott järnoxid i kärnan vara till hjälp vid borttagandet av slagg av Al och Mg i kärnan, efter- som de oxideras till sina motsvarande oxider (t.ex. Al2O3 och MgO). 462 7D/ 10 15 20 25 30 35 Rörformig kärnelektrod.

Den rörformiga delen av elektroden är företrädesvis framställd av smitt, mjukt stal, såsom stal betecknat såsom 1008, 1010, 1020, 1030, 1040, 1060, 1080, eljest betecknat sa- som kolstàl. Stal med làg kolhalt är lämpligast. Den rörformi- ga delen av elektroden kan vara framställd av andra smidda me- taller som är tillgängliga i bandform och har förmåga att for- mas till en rörformig elektrod med tillräcklig mekanisk hall- fasthet och med förmåga att hanteras genom konventionella tràdmatningsanordningar.

Kärnkompositionen kan ligga i intervallet cirka 5-30 viktprocent (eller cirka 8-20%) av elektrodens totalvikt, var- vid reaktantmetallen företrädesvis utgör cirka 20-50% av kärn- kompositionen, metalloxiden cirka 20-70% av kärnkompositionen och resten av kärnkompositionen eventuellt innehåller 0 - cirka 20 eller 30 viktprocent tillsatsmedel, exempelvis 0,5% och upp till cirka 10%.

Den rörformiga delen av elektroden kan, sasom här angi- vits, ha en yttre diameter av cirka 0,6-9,5 mm med en vägg- tjocklek av cirka 0,13-1,3 mm. En lämplig elektrod är en med en yttre diameter av cirka 1,8-3,2 mm med en väggtjocklek av cirka 0,2-0,4 mm eller cirka 0,25-0,5 mm.

Provningsresultat under användning av en kärnförsedd tradelektrod enligt uppfinningen med en diameter av 1,6 mm har visat att märkbart förbättrat resultat kan erhållas, bestämda genom metallavlägsningshastigheten såsom funktion av ström- tillförseln. Allmänt sett finnes en gräns för strömmen som kan tillföras en elektrod, speciellt en kolelektrod, genom att hela elektroden tenderar att overhettas. Genom användning av rorelektroden enligt uppfinningen vid urtagning med gastill- hjälp, kan strömmen väsentlig ökas med åtföljande fördelar med märkbart förbättrat metallavlägsnande.

Prövningar utfördes pa en kärnelektrod med diametern 1,6 mm och med följande kärnkomposition: (1) cirka 29 viktprocent av en legering av ungefär 50/50 mg/Al i form av en pulverblandning med: (2) cirka 71 viktprocent Fe3O4 (glödspàn). 10 15 20 25 9 462 957 Använd Fe3O4 innehöll cirka 4 viktprocent SiO3, räknat pà järnoxiden. Kärnblandningen utgjorde cirka 20% av elektro- dens totalvikt, varvid stálhöljet utgjorde cirka 80 viktpro- cent. Höljet var stal 1008.

I en grupp av provningar erhölls följande resultat.

Tabell 1 Urtagning med tillhjälp av luft med kärnelektrod av träd med diametern 1.6 mm Provning Ström, Spänning, Lufttryck, Metallavlägsnings- nr A V kPa hastighet, kg/h 1 150 30 585-620 2,8 2 250 35 585-620 3,31 3 350 40 585-620 6,04 4 380 42 585-620 7,90 Det bör observeras att en betydande ökning i metallav- lägsnandet erhålles vid ökning i strömmen under användning av kärnelektroden av tràd enligt uppfinningen, medan överhettning av tràdelektroden undvikes.

Ytterligare provningar genomfördes med kärntràden med diametern 1,57 mm (1,6 mm) av samma kärnkomposition, förutom att mängden kärnkomposition i elektroden var cirka 12 viktpro- cent varvid mjukstalshöljet (stal 1008) utgjorde resten eller cirka 88%. Vid utförandet av provningarna utvarderades foljan- (a) lufttryck, ningshastighet för tråd och (d) vikten av metallavlägsnande de varibler: (b) ljusbàgsspanning, (c) mat- per timme. Provningarna genomfördes vid fyra olika lufttryck som föll inom intervallet cirka 275-690 kPa. Resultaten visas i tabellerna 2, 2A, 28 och 2C: 462 957 310 Tabell 2 Lufttryck 689 kPa Urtagning på mjukstàlsplatta med kärntràd med diametern 1L57 mm enliqt uppfinninqen Provning Tràdhas- I V kg/h Lufttryck, 5 tidhet i (A) avlägsnat kPa m/min 1 12,7 360 45 9,7 'ass 2 11,4 330 45 10,4 689 3 10,2 300 45 9,0 689 10 4 8,9 280 45 7,0 689 5 7,6 250 45 7,9 689 6 12,7 340 40 8,6 689 7 11,4 335 40 9,7 689 8 10,2 355 40 9,0 689 15 9 8,9 340 40 8,3 689 10 7,6 300 40 7,2 689 11 10,2 300 35 7,2 589 12 8,9 275 35 5,8 689 13 7,6 265 35 7,5 689 20 14 7,6 260 30 5,8 689 15 6,4 230 30 5,4 689 16 5,1 200 30 4,7 689 Fr 10 15 20 Tabell 2A 11 Lufttryck 551 kPa 4-62 957 Urtagning pà mjukstàleplatta med kärntràd enligt upp- finninqen med diametern 1.57 mm Provning GNOILHQCÛNH 11 12 13 14 15 16 17 18 Tràdhas~ tighet i i 12,7 11,4 10,2 a,9 7,6 12,7 11,4 10,2 8,9 7,6 10,2 8,9 7,s 6,4 5,1 7,6 6,4 5,1 I (A) 350 320 300 275 250 350 320 300 275 250 300 275 250 225 200 250 225 200 V 45 45 45 45 40 40 40 40 40 35 35 35 35 35 30 30 30 kg/n avlägsnat 462 957 12 Tabell 25 Lufttryck 413 kPa Urtagning pà mjukstàlsplatta med kärntràd enligt upp- finninqen med diametern 1.57 mm Provning Tràdhas- I V kg/h 5 tighet i (A) avlägsnat m/min ____ 1 12,7 350 45 , 2 11,4 320 45 , 3 10,2 300 45 , 10 4 8,9 275 45 , 5 7,6 250 45 , 6 12,7 350 40 , 7 11,4 320 40 , 8 10,2 300 40 , 15 9 8,9 275 40 , 10 7,6 250 40 , 11 10,2 300 35 , 12 8,9 275 35 , 13 7,6 250 35 , 20 14 6,4 225 35 , 15 5,1 200 35 , ILQLLLIQ Urtagning på mgukstålsplatta med kàrntrád enlzgt upp- {ing¿ngen med diagete;n 1.57 mm 25 Provning Trådhas- I V kg/h tighet i (A) avlägsnat m/m;n ____ 1 12,7 350 45 10,4 2 11,4 320 45 9,4 30 3 10,2 300 45 6,1 4 8,9 275 45 5,4 5 7,6 250 45 5,4 6 10,2 300 35 7,9 7 8,9 275 35 5,4 35 8 7,6 250 35 6,1 9 6,4 225 35 3,9 10 5,1 200 35 3,2 RI 10 15 20 25 30 35 462 957 13 Angivna provningar visar att vid spänningsintervall fràn cirka 35 till 45 V, varvid strömstyrkorna ligger i intervallet frán cirka 200 till 350 A och tràdhastigheter av 5,1-11,4 m/min optimala resultat uppnås, såsom de bestämmes av mängden avlägsnad metall (dvs. mängden metall som uttagits från stal- plattan), när strömmen ligger i intervallet fràn cirka 300 till 350 A och trádmatningshastigheterna är cirka 10,2-11,4 m/min. Det har visat sig att höjning av ljusbàgsspänningen ökade metallavlägsnandet. Vid lågt lufttryck är det i allmän- het nödvändigt att passera långsammare under urtagningen för att uppnå effektivt metallavlägsnande.

Vid lufttryck i intervallet cirka 275-690 kPa visas op- timala resultat vid tràdmatningshastigheter av cirka 11,4 m/min och vid en spänning av cirka 40 A, varvid mängden av- lägsnad metall är i närheten av cirka 9,1-9,8 kg/h. Vid ett spänningsintervall av cirka 30-45 V avlägsnas cirka 5,9-10,4 kg metall per timme. Luftströmmen under urtagningen bör vara lämpligt fokuserad.

Vid en annan grupp av provningar avlägsnades tunga enkelpassagebandsvetaar av mjukstàl pa 19,0 mm tjock varmval- sad stalplatta i horisontalt läge under användning av 6,4 mm kolljusbage med lufttillhjalp och med stalelektrod med karna enligt uppfinningen med diametern 1,59 mm och under lufttill- hjälp. Erhàllna resultat visas i tabell 3.

Tabell 3 Urtagning med kolljusbàge (6,4 mm) Prov- Avlägs- Kg/h Passage- Tryck, Effekt, ning nad avlâgs- Volt A hastighet kPa kW .DL làns.d_ flflf- §J3Lmn__/ 1 10,2 cm ej best. 45 350 47,0 413 15,8 2 15,2 cm 5,4 40 600 40,6 689 24,0 3 15,2 cm 1,6 40 250 27,9 689 10,0 4 15,2 cm 5,9 40 550 43,2 >8,27 22,0 Stàltràd med kärna (enligt uDDfinninqen> 1.59 mm 5 15,2 cm ej best. 38 300 83,8 413 11,4 6 15,2 cm 7,7 39 300 81,3 413 11,7 7 15,2 cm 8,4 45 350 83,8 413 15,8 8 15,2 cm 9,5 45 350 10,2 689 15,8 462 957 - 14 10 15 20 25 30 35 Passagehastigheten hos ljusbàgen under skärningen ut- tryckes i cm per minut.

Kärntràden av stål enligt föreliggande uppfinning visade märkbart förbättrade resultat gentemot kolelektrod trots att diametern var 1/4 av kolelektrodens. Allteftersom ljusbàgens , spänning ökar ökar i allmänhet ljudnivån. Ljudtoppar inträder vid ljusbàgsurtagning med kol så snart en lång bage drages. ; Enligt uppfinningen är emellertid báglängden (bàgspänningen) relativt konstant trots operatörtekniken och därför är ljud- nivån minimal.

Såsom visas i tabell 3 var mängden avlägsnad metall under användning av kärntraden av stal väsentligt större än mängden som avlägsnats med 6,4 mm kolelektroden. I medeltal var den i kilowatt förbrukade effekten lägre för kärnelektro- den av stål enligt uppfinningen.

Mycket goda resultat uppnáddes vid urtagning av olika legeringar under användning av kärntràden av stål enligt före- liggande uppfinning (29% legering av 50/50 Mg/Al och 71% Fe3O4), varvid de urtagna metallerna innefattade avsättning av lodmetall, rostfritt stal typ 304, Hadfield-stal (132 Mn), mässing och aluminium.

Obelagd kolelektrod med diametern 3,2 mm jamfordes med en kopparbelagd kolelektrod med diametern 4,0 mm vid trycket 413 kPa. Vid den obelagda elektroden lag vid en ljusbagstid av cirka 20-35 sekunder, 62-63 volt och cirka 40-55 ampere me- tallavlägsnandet från en stalplatta i intervallet 0,57-1,3 kg/h. 3,18 mm kolet uppvärmdee till klart orange (glödande) och började snabbt oxidera vid strömmar över 60 ampere. Strom- men hell: darfor under detta varde.

Det kopparbelagda 4,0 mm kolet hade förmåga att tala högre ström pa grund av ökningen i ledningsförmaga pa grund av kopparbeläggningen. Denna elektrod hade sålunda förmåga att arbeta vid spänningar av 45-58 volt och mycket högre ström- (P styrkor av 80-190 ampere. Vid strömstyrkor om 80-150 A lag hastigheten för metallavlägsnandet fran en stálplatta i inter- vallet 1,1-4,1 kg/h, medan vid en ström av 160-190 A (58 V) metallavlägsnandet lag i intervallet 5,0-8,3 kg/h. Såsom an- givits, hade kolelektroden lufttillsats vid 413 kPa. 10 15 20 25 30 35 462 957 15 Kärnelektroden av stàltràd enligt uppfinningen är över- lägsen den kopparbelagda kolelektroden genom att högre urtag- nings- och skärningshastigheter kan uppnås och även genom att ett större intervall för driftparametrar är tillátligt och praktiskt.

En jämförelse som gjordes mellan en kolelektrod med dia- metern 6,4 mm och en kärntràd med diametern 1,6 mm enligt upp- finningen (292 legering av 50/50 Mg/Al och 71% Fe3O4) visade att elektroden enligt uppfinningen var väsentligt bättre, sa- som följer av avlägsnandet av metall fràn en stalplatta.

Tabell 4 Elektrod med Effekt Metallskärningshastighet lufttillhjälp Kol 150 A 54 V 3,6-4,1 kg/h Enligt uppfinningen 150 A 54 V 4,7 kg/h Enligt uppfinningen 200 A 54 V 6,8 kg/h Såsom framgår av tabellen uppvisade uppfinningen högre metallskärningshastighet än kolelektroden.

Exempel på andra elektrodkompositionar enligt uppfin- ningen ar följande: abe 6 Kärnkomposition Elektrod % reaktant- X metall- % tillsats- 2 kärna Z hölje metall oxid medel ao: Mg 70: Fe2o3 --- 10 so 15% Al 75% Fe3O4 10% Ca0 15 85 25: T1 70: N10 sz Na2s1o3 ao 70 50% Mg/Al 50% Fe3O4 5% CaF2 8 92 (50/50) 10% Zr 90% NiO --- 20 80 20% Al 80 FeqO4 --- 5 95 I 462 957 16 10 15 20 25 Såsom här angivits, är höljet som bildar den rörformiga elektroden företrädesvis utfört av kolstál eller någon annan järnmetall, ehuru andra typer av smidd metall kan användas med förmåga att formas till en rörformig elektrod med tillräcklig mekanisk hållfasthet och med förmåga att lätt hanteras genom , konventionella tradmatningsanordningar.

Kârnelektroden enligt uppfinningen kan användas för Q skärning eller urtagning av en mångfald metaller, såsom järn- metaller (t.ex. stål, gjutjärn, järnlegeringar, etc.), alumi- nium, aluminiumlegeringar, koppar och kopparlegeringar, titan och titanlegeringar, legeringar på nickelbas och på koboltbas.

Vid skärning eller urtagning av metallerna riktas luft under tryck mot området som skäres för bortdrivning av smält metall. Luften kan matas vid tryck i intervallet cirka 70-1000 kPa (69-1033 kPa övertryck) längs elektrodens längd eller så- som ett hölje som omger elektroden eller ett flertal strömmar antingen koncentriskt anordnade runt elektroden eller som individuella strömmar. Luftströmmarna behöver icke ha samma fokus så länge som luftströmmen eller -strömmarna företrädes- vis har ett lämpligt strömningsmönster.

Ehuru föreliggande uppfinning har beskrivits i samband med lämpliga utföringsformer är det tydligt att modifieringar och varitioner kan tillgripas utan avvikelse fran uppfinning- ens idé eller innehåll såsom är uppenbart för fackmannen. Så- dana modifieringar och variationer anses ligga inom området och ramen för uppfinningen och bifogade patentkrav.

I)

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 462 957 l 9- Patentkrav

1. Rörformig metallelektrod med kärna för ljusbàgsskär- ning och -urtagning av metallsubstrat under användning av hjälpgas, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar ett bearbetat metallrör och en hoppressad kärnkomposition som utgör 5-30 viktprocent av den totala elektroden och som väsentligen består av en blandning av 10-70 viktprocent av en partikelformig reaktiv metall och 30-90 viktprocent av en metalloxid med förmåga att reagera exotermiskt, varvid den partikelformiga reaktiva metallen utmärkes av en energi för bildning av dess oxid vid 25°C är minst 418,5 kJ (100 000 kalorier) per gramatom syre och varvid den därmed blandade metalloxiden, med förmåga att reagera exotermiskt, utmärkes av en fri bildningsenergi som icke överskrider 376,7 kJ (90 000 kalorier) per gramatom syre vid 25°C, att kärnkompositionen vidare innehåller upp till ca 30 viktprocent, räknat pà kärnkompositionens totalvikt, av ett tillsatsmedel valt från gruppen som består av medel för stabilisering av ljusbágen, flussmedel, deoxidationsmedel och gasbildande medel.

2. Elektrod enligt krav 1, därav, att den reaktiva metallen är vald bland magnesium, k ä n n e t e c k n a d aluminium, zirkonium, titan och legeringar av åtminstone tva av dessa metaller.

3. Elektrod enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att metalloxiden med förmåga att reagera exoter- miskt är vald bland oxider i järnmetallgruppen.

4. Elektrod enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d därav, att karnkompoaitionen väsentligen utgöres av 10-70 viktprocent av den reaktiva metallen, 30-90 viktprocent av metalloxiden och 0-20 viktprocent av tillsatsmedlet.

5. Elektrod enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den reaktiva metallen är en legering av Mg och Al, t.ex. cirka 50% Mg och cirka 50% Al.

6. Elektrod enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att legeringen av Mg och Al utgör 20-50 viktprocent av kärnkompositionen, t.ex. cirka 30 viktprocent, och att metall- oxiden fràn järnmetallgruppen är en järnoxid och utgör 50-80 viktprocent av kärnkompositionen, t.ex. cirka 70 viktprocent. 462 957 _ 10 15 20 25 30 35 lf

7. Elektrod enligt något av krav 1-6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den rörformiga elektroden har en yttre diameter av storleksordningen 0,635-9,525 mm, t.ex. 1,6-3,2 mm, och en väggtjocklek av storleksordningen 0,127-1,27 mm, t.ex. 0,2-0,4 mm.

8. Förfarande för skärning eller urtagning av ett metallunderlag med hjälp av en elektrisk ljusbage, k ä n - n e t e c k n a t därav, att åtminstone en rörformig kärn- elektrod för elektrisk ljusbage, vilken är bildad av ett bearbetat metallrör och en sammanpressad kärnkomposition, som utgör 5-30 viktprocent av den totala elektroden och som vä- sentligen bestàr av en blandning av 10-70 viktprocent av en partikelformig reaktiv metall och 30-90 viktprocent av en metalloxid med förmåga att reagera exotermiskt, varvid den partikelformiga reaktiva metallen utmärkas av en energi för bildning av dess oxid vid 25°C är minst 418,5 kJ (100 000 kalorier) per gramatom syre och varvid den därmed blandade metalloxiden, med förmåga att reagera exotermiskt, utmärkes av en fri bildningsenergi som icke överskrider 376,7 kJ (90 000 kalorier) per gramatom syre vid 25°C, att kärnkompositionen vidare innehåller upp till ca 30 viktprocent, räknat pa karn- kompoeitionens totalvikt, av ett tillsatsmedel valt frän gruppen som består av medel för stabilisering av ljusbagen, flussmedel, deoxidationsmedel och gasbildande medel, att en elektrisk ljusbáge upprättas mellan elektrodänden och metall- underlaget för astadkommande av dess skärning eller urtagning, att en ström av gas under tryck matas till omradet som skäras eller urtages, och att skärningen och urtagningen fortsatte: medan atrommen av gas under tryck matas till omradet.

9. Forfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att strömmen av gas ledas under tryck under passage längs elektroden mot zonen som skäres eller urtages eller att gasen ledes i form av ett ringformigt hölje som omger elektro- den.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att gasen ledes under tryck längs elektroden med ett munstyckstryck av storleksordningen 0,07-1,03 MPa.