JPS6350080Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、酸素を供給してアークを発生するこ
とにより切断作業を行う酸素アーク切断用電極棒
に関する。

〔従来の技術〕

従来、酸素アーク切断用電極棒は第６図の断面
図で示すように、中央部に酸素流通孔５０を軸線
方向に形成した鋼管等の管体５１を主体とし、こ
の管体５１の外周面にフラツクス層５２をコーテ
イングし、さらに外周に皮膜層５３を設けてい
る。

管体５１の素材としては各種のものが採用さ
れ、また酸素流通孔５０と管体５１のそれぞれの
径の比によつて最適なアーク形状が得られるよう
に管体５１を二重管構造または多重管構造とした
り、またフラツクス層５２の配合及び肉厚を変化
させて使用条件を満足するように構成されてい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、鋼管等の金属を管体５１の素材として
いるものは、長尺のものでは重量がかなり重く作
業性を限定される場合があり、物流過程での費用
が嵩むとともに、切断作業にも過重労力を必要と
する。また、燃焼は鉄の酸化反応熱によるため、
切断スピードの向上は可能であるが棒の消耗が早
すぎて、作業の際の交換頻度が高い。また、カー
ボンを管体５１の素材としているものは、カーボ
ンの酸化反応が鉄と比べて遅いので、棒の消耗度
を小さくできるが、折れやすい面がある。更に、
高電流を発生させる設備が必要であり、また鋼管
切断断棒に比較すると切断スピードが遅いし、非
鉄金属には使用できない。

このように、管体５１の素材によつては燃焼時
の消耗が大きく適性なアーク形状を得られず、切
断作業に支障をきたしたり、無駄に電力及び労力
を消費してしまうという問題がある。

本考案の目的は、鋼管等の管体を主体とする電
極棒とカーボンを主体とする電極棒のそれぞれの
長所を活かし且つそれぞれの欠点を補うことによ
つて、効率的な切断作業が行えるようにすること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案は、軸芯部に酸素流通孔を有し、最外部
に皮膜層を配置して少なくとも三層構造とした酸
素アーク切断用電極棒において、皮膜層の外層を
フラツクス層とするとともに中間層を金属管と
し、さらにこの金属管と酸素流通孔との間を炭化
質層とすることにより電極棒の軽量化を図り、炭
化質材を外圧から保護し且つ金属管の酸化反応熱
を利用して炭化質の燃焼性を高めることで切断効
率を向上させるものである。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本考案を説
明する。

第１図は本考案に係る酸素アーク切断用電極棒
の斜視図、第２図は同断面図である。

図中、１は軸線方向に酸素流通孔２を貫設した
金属内管で、その素材としては鋼管、アルミニユ
ウム管、ステンレス管または銅管をクロムメツキ
及びカロライジング加工処理した金属管を用い、
この金属内管１の内周及び外周面にはそれぞれセ
ラミツクコーテイング層３，４を形成している。
尚、このセラミツクコーテイング層３，４にさら
にカロライジング加工を施してもよく、またセラ
ミツクコーテイング層３，４及びカロライジング
加工は設けていなくても使用に際して支障はな
い。

また、酸素流通孔２を形成するものとして、尿
素樹脂、プラスチツク、紙、木、竹等も利用でき
る。

５は金属内管１の周囲に形成した炭化質層で、
その素材としては通常ブラスチングやガウジング
に用いられている電極材を使用できる。また、人
造黒鉛を用いて直流用として水中で作業できるよ
うにしたり、黒鉛にシリコンを添加した交流用の
ものとして大気中でも利用できるように任意に選
択することができる。

６は炭化質層５の外周に形成した金属管で、そ
の素材としては、鋼管、アルミニユウム管、ステ
ンレス管または銅管をクロムメツキ及びカロライ
ジング加工処理した金属管を用いる。なお、この
金属管６以外に、尿素樹脂、プラスチツク、紙、
木、竹等を利用できる。

７は金属管６の外周にコーテイングしたセルロ
ーズ系の紙等を巻回して設けたフラツクス層であ
る。

このフラツクス層７は、タルク、ベンガラ、カ
ルシウム石灰、チタン（ルチール）を珪酸ソーダ
で混錬し、これらを紙に含浸したもの、及びセル
ローズの木粉、セルローズの人絹、ルチール、ア
スベスト、二酸化マンガン、タルク、マイカ、小
麦粉、炭酸カルシウムを珪酸ソーダで混錬し、こ
れらをセルローズ紙に含浸したもの等によつて構
成できる。さらに、水中用のフラツクス層７とし
てはライムチタニア系のものを適用したり、ビニ
ル系の可燃性でかつ耐水性を有する合成樹脂を素
材として形成し、耐水性を利用して水中における
作業も可能とすることができる。

この金属管６を中間層及びフラツクス層７を外
層とすることによつて、炭化質層５の皮膜層Ａを
構成する。

上記構成において、金属内管１の周囲に通電性
及び燃焼性の良好な炭化質層５を配置したので、
確実に溶断作業を行うことができる。

ところで、実際の作業では、内層の炭化質層５
は外層の金属管６及びフラツクス層７よりも数mm
程度突き出した状態でスタートし、アークを炭化
質層５の先端から発生させる。これは、アークの
集中と低電流でのアーク発生を促すことを目的と
している。そして、電極棒の先端が揃つた形状で
あれば、電流が金属管６の方を多く流れることと
なり、アークが発生せずに切断対象物に吸いつけ
られて溶着してしまう。

これに対し、本考案の電極棒において、酸素流
通孔２を持つ炭化質層５を突出させておくと、ア
ークと同時に酸素を供給することで電極棒の燃焼
及び切断対象物への切断を良好に開始させること
が可能である。すなわち、融点の違いにより常に
フラツクス層７及び金属管６が炭化質層５よりも
数mm先行して燃焼するので、安定したアークを保
ちながら切断過程の進行が図れるものとなる。

ここで、炭化質層５を厚くし過ぎると電流を過
大に必要とするので、この炭化質層５の直径が
8.5mm以上の場合には銅メツキを施し、さらにそ
の外周に紙及びセルローズ系の紙を巻回しかつ最
外周に金属管６を密着配置する構成としてもよ
い。この場合、金属管６の外周をセルローズ系の
紙で被覆しかつ前記のようにタルク、ベンガラ、
カルシウム石灰、チタンを珪酸ソーダで混錬した
ものを含むフラツクス層７が形成されるので、過
大な電力を必要とすることなく作業でき、燃焼も
極めて良好である。

さらに、従来のように金属管を主体としたもの
に比べ重量の小さいカーボン等の炭化質構造とし
たので軽量となり、作業労力の低減を図ることが
できる。また、許容重量及び可能供給電流の範囲
内で電極棒の寿命を長くできるため、交換に伴う
ロス時間が少なくて済み、作業性の向上も可能で
ある。

以上に加えて、数百〜1000A程度の電流でなけ
ればアークを発生しない炭化質層５を金属管６に
よつて被覆したことにより、低電流でも適正なア
ークが形成される。たとえば、電極棒の外径が５
〜11mmであれば、150〜250A程度の低電流で適切
なアークが得られ、しかも低電流のために抵抗熱
も殆ど生じない。このため、発熱と酸素による電
極棒の破裂等を避けることができ、安全な作業が
行える。

ここで、第１図、第２図に示した電極棒の構造
は、この他に様々に変形したものとすることがで
き、この変形のための要素としては以下のものが
挙げられる。

(1) 酸素流通孔２を形成する金属内管１の有無。

(2) 金属管６を多重管とする。

(3) 金属管６の素材を任意に選定する。

(4) 金属管６部分を多重管とした場合に異種の金
属管の組み合わせとする。

第３図は酸素流通孔２を形成する金属内管１を
除去し、外周側の金属管６を多重管構造としたも
のであり、これは上記の(1)，(2)の条件を満たすも
のである。

これに(3)の条件を加えると、金属管６を燃焼に
最適なものに選定でき、さらに(4)の条件を付加す
ると異種素材金属の多重管に置換できる。

ここで、酸素アーク切断用電極棒では、酸素流
通孔２の径ｄとフラツクス層７を含む金属管６の
外径Ｄとの相対的な関係により、発生するアーク
の形状が変化することは既に知られている。

アークＦの形状は第４図に示すように、先端方
向に向け先細りしてアークＦ全体が集中する状態
が最も理想的であり、このためには電極棒先端の
消耗箇所２０内面を放物面または楕円球面とする
必要がある。

このような消耗箇所２０の形状条件を満足させ
るためには、Ｄ：ｄ＝３：１〜４：１の範囲に設
定すればよいことが実験結果により得られた。

また、酸素流通孔２の径ｄが３mmより大きな場
合は、第５図ａ〜ｅに示すように酸素流通孔２内
に小径の金属線材１０を所要本数挿入した構成と
し、金属内管１の肉厚の断面積Ｓと挿入した金属
線材１０の総計断面積ｓとの比をＳ：ｓ＝１：
1.5〜３とすれば上記のような最適な消耗箇所２
０の形状となることが実験により確認された。

第５図ａはセラミツクコーテイング層３の内周
に内接して５本の金属線材１０を互いに接した状
態に配置したもので、酸素流通孔２内を流動する
酸素を均等流れとして燃焼の偏りを防止できる構
成である。

同図ｂはａの場合より金属線材１０を１本多く
したもので、同様にセラミツクコーテイング層３
の内周に内接して各金属線材１０を互いに接触し
た状態に配置したものである。

同図ｃは、セラミツクコーテイング層３の内周
全面に金属線材１０を密状態に配列した構成で、
この場合は前記の金属内管１の断面積と金属線材
１０の総計断面積との関係を満足するために、金
属線材１０の径はａ，ｂの場合よりも小さくして
おく。

同図ｄは金属線材１０の径を大きくして密状態
に配置したもの、及び同図ｅは円周方向に配置し
た複数の金属線材１０の内周に酸素流通管２ａを
付属した構成のものである。

尚、この金属線材１０はその本数や酸素流通孔
２の断面積に対する比率を変えることによつて、
酸素供給量の調整も容易に行うことができる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案の酸素アーク切
断用電極棒においては、軽量の炭化質層を備える
構成としたので、作業性の向上、運搬費の節減が
図れ、しかも自重による影響が少ないので、許容
電流の範囲内で電極棒を長くすることもできる。
また、炭化質層を設けたことにより、全体消耗量
が少なくなり、発生アークの形状も最適なものと
することができるので、効率的な切断作業が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電極棒を部分的に切り欠
いて示す斜視図、第２図は同断面図、第３図は他
の実施例を示す断面図、第４図は電極棒先端部分
でのアーク発生状態を示す断面図、第５図は酸素
流通孔内に金属線材を挿入した場合の断面図、第
６図は従来構造の断面図である。 １……金属内管、２……酸素流通孔、３，４…
…セラミツクコーテイング層、５……炭化質層、
６……金属管、７……フラツクス層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸芯部に酸素流通孔を有し、最外部に皮膜層を
   配置して少なくとも三層構造とした酸素アーク切
   断用電極棒において、上記皮膜層の外層をフラツ
   クス層とするとともに中間層を金属管とし、かつ
   同金属管と酸素流通孔との間に炭化質層を設けた
   ことを特徴とする酸素アーク切断用電極棒。