JPS6037267A - 金属材料を熱により切断するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、切断品質に大なる要求をめない、金属材料を
熱により切断するための方法８よびこの方法を実施する
ための装置に関する。

この方法は、特に屑鉄を細片にするのに適してだり、こ
の場合金属の切断が算囲気中で行われるか或いは水の存
在下で行われるかは問題ではない。

金属性の材料を熱による切断に関して、溶断方法が公知
であるがこの方法にあっては一般にアーク中で金）ｓ４
（鉄、アルミニウム、銅）が溶融され、活性のガス或い
は不活性のガスを供給することにより融液が切断接目か
ら除去される。

即ち、タングステン或いはジルコンから成る陰極が環状
の物体で囲繞されてだり、作業の間陰極と環状の物体と
の間の空間な介して空気が供給されるプラズマ切断方法
が記載されている。

この簡単な方法は、厚みが比較的僅かな金属（４０ｍ以
下の高合金Ｏｒ−鋼Ｒよび０ｒ−Ｎｉ−鋼）のみを切断
でき、高価な高品質の材料からなる棒陰極が短時間に侵
食してしまい、したがって作業費が不都合な作用を及ぼ
し、ρ・つ危険なガス２よび煙の発生並びに冒い電圧（
４００Ｖ）の存在により作業員８よび環境が高い危険に
さらされると云う欠点がある。

更に、棒陰極を二つの環状の物体で回読することも知ら
れている。この方法にあっては、作業の間壌状の第一の
物体と陰極との間で不活性のガス（例えばアルゴン）が
、そして第二〇猿状の物体と第一の環状の物体との間の
空間に？いて活性のガス（例えば空気）が導入される（
ドイツ民主共和国公開特許第２４３４８４６号参照）。

この方法もまた、切断し得る金属の厚みが比較的薄（な
ければならずこの点何等上記の欠点の除去に解決を与え
ておらず、常に陰極焼失が進行して８す、かつ不活性ガ
スとして高価なアルゴンが使用されるので作業費は少し
も低減されない。

コンパクトな棒電極或いは中空電極での公知の他の溶融
切断（酸素アーク切断）は経済性が僅かであることから
特別な分野に使用が限られる。

最後に水噴流切断方法２よび装置が知られているが、こ
の場合作業は連続的に溶融する線電極を使用して行われ
る（′″Ｂｃｈｗｅｉｓｓｔｅｃｈｎｉｋ　”　（溶接
技術）、２７巻（１９７７）１１号、４９０頁、発行ベ
ルリン参照）。

この装置にあっては、バーナは本質的に水ノズルによっ
て囲繞されている電流を供給するための接触ノズルから
成る。電極線の周りで環状に比較的高い圧力で切断位置
に供給される水噴流は電極線を冷却し、アークを安定さ
せ、かつ融解した金属を切断接目から放てきさせる。

この構成の適用分野は装置のために多額の費用を要する
ことから現代の使用には適していない。

更に、連続的に融解する線電極を使用して保護ガス溶接
？よび熱切断するための装置がドイツ連邦共和国特許第
３２０９４８９号に記載されている。熱切断工程はこの
特許公報には詳しく説明されていない。主とする特徴は
融解する線電極を供給する装置に向けられている。

以上のすべての公知の方法Ｈよび装置の欠点は、電極の
寿命を熱応力に関連して経済的に有利であるように形成
するのに、大抵１００ｖ以上にもなる無負荷電圧により
溶接作業員によび補助作業員が危険にさらされることで
ある。

本発明の課題は上記の欠点を排除するための方法および
装置を造ることである。

特許請求の範囲により特徴ずけられる本発明は、金属材
料の熱による切断を行うための方法によび装置を開発す
ることの課題を解決することを主題としているが、この
方法と装置は取扱いが容易でありかつ危険を伴うことな
（また燃焼ガス？よびエネルギーのための費用も僅かで
済みかつ移動作業ｇよび定温作業に適してｇす、１８０
ｍ１ａｌはどの切断厚みを材料に関係な（、同時に硝気
発生を阻止しつつ切断することを可能にする。

本発明によって達せられる利点は、連続的に流接触ノズ
ル（Ｓｔｒｏｍｋｏｎｔａｋｔｌｕｓりを介して案内さ
れかつマイナス極北された流接触ノズルの出口の先方で
このノズルと材料との間で低電圧領域内で高い電圧が流
れる電極としてアーク内で融解する無端の鋼線は−この
場合、アークが同様に流接触ノズルから流出する中央ガ
ス流と外套ガス流によって榎われ、かつ冷却されるーそ
の出力密度が切断作用を行うほどに高められる。流接触
ノズル内で形成される環状ノズルから高速で流出しｐ）
つ集束するように作用する中央ガス流は同時に電極の比
較的短い自由端部な冷却する。

活性ガスとして使用される酸素は、発熱工程にあって切
断接目にだいて電極の高温に熱せられた金属Ｊ６よび切
断されるべき材料の燃焼可能な溶融成分と反応する。附
加的な熱は集束されたアークの融解作用を強化する。こ
の場合、中央ガス流の運動力学的なエネルギーは融解生
成物ゴロよび燃焼生成物の切断接目からの吹出しを助勢
し、したがって酸素も切断接目の下方の領域に達する。

中央ガス流を囲繞している附加的に環状流として形成さ
れた外套ガス流は空気或いは他の媒体の切断接目への浸
入Ｈよびアーク領域内への旋入が避けられ、これにより
酸化窒素の発生が回避され、中央ガスの純度が維持され
たまま留まる。

中央ガス流Ｒよび外套ガス流が同じ組成を有しているの
で、本発明の特別の利点として、両流れは共通の供給導
管を介して供給される。

環状ガス流の適用は溶融切断工程を著しく助勢する。こ
こで、切断効率は環状ガス流を省略したり或いは酸素の
ガス交換を行った場合ガス混合物によって著しく降下す
ることが確認された。

以下に添附図に図示した実施例につき本発明を詳説する
。

線材リールから、鋼線材１が送り機構２と線材案内５を
介して流接触ノズル５を通して案内される。流接触ノズ
ル５の前方の短い電極線端部と材料７との間でアーク６
が示されている。

このアークは電極として作用する線端部と材料とを切断
接目で融解させる。集束作用するガスノズル８を介して
アーク６を同心的に囲繞する中央ガス流として酸素が供
給される。この酸素は活性ガスとしてアーク６を絞り、
したがって出力密度を増大させ、カ・つまた連続的に供
給される線材と材料７の燃焼によって切断作用を増強し
、運動力学的なエネルギーにより溶融生成物および燃焼
生成物を切断接目から排除する。

外側のスリーブ４から形成されている外套ガスノズルか
ら外套ガス流１０が導出され、この外套ガス流１０は中
央ガス流を雰囲気空気或いは他の媒体から保護する。

外套ガス流の部分は中央ガス流によって帯行され、その
発熱作用を助勢する。図面に詳細に図示していない供給
導管を経て、第２図に示すように中央ガス流として活性
ガスが装置に供給される。中央ガス流１３は内側スリー
ブ１１内の孔１２を介して外套ガス室１４と合体されて
いる。

ガス流は孔１２を介して中央ガス流９と外套ガス流１０
に分割される。

外套ガス流内での断面拡大により流動速度の迅速な低減
およびこれに伴い集束作用を行う中央ガス流に比してゆ
っくりとした外套ガス流の流出が達せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアーク溶融切断のための方法の原
理図、縞２図は本発明による方法を実施するための装置
。 図中符号は １−一一一鋼線 ５−一一一流接触ノズル ７−一一一材料 ９−一一一中央ガス流 １０−−−一外套ガス流 代理人　江崎光好 代理人　江　崎　光　史 第２図 第１頁の続き ＠発明者　ハンスーユルゲン拳ア ングラバイト ドイツ民主共和国、マグデブルク、フリーゼンストラー
セ、４４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　連続的ｆ供給可能な附加材料を使用して金属材料
   を熱により切断するための方法に８（・て、無端の鋼線
   〔１〕を連続的に流接触ノズル（５）を通して案内し、
   マイナスに極比された流接触ノズル（５）の出口の先方
   でこのノズルと材料（７〕との間で低電圧領域内で高電
   流が流れる電極としてアーク内で融解させ、この場合ア
   ークを同様に流接触ノズルから同心的に電極に流出する
   中央ガス流（９〕と外套ガス流（１０）とによって囲繞
   し、かつ集束させることを特徴とする、切断方法。 ２　中央ガス流（９）として遮へい作用を行う外套ガス
   流（１０〕と同じ化学的な組成を有する活性ガスを使用
   する、前記特許請求の範囲第１項に記載の方法。 五　活性ガスとして酸素を使用する、前記特許請求の範
   囲第１項或いは第２項に記載の方法。 ４、　連続的に供給可能な附加材料を使用して金属材料
   を熱により切断する方法を実施するための装置に？いて
   、電極と内方の同心的な中央ガス流（９）のためのノズ
   ル出口を形成する内方ノズル〔１１〕との間で形成され
   た流れ室が内方ノズル（１１）内の孔（１２〕を介して
   外方のスリーブ（４）によって区画されている外套ガス
   のための同様に同心的に設けられている流れ室と結合さ
   れていることを特徴とする、切断装置。