用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的耐磨部件以及包括其的电弧焊炬、等离子焊炬和等离子割炬，用于等离子切割的方法以及用于制造用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的电极的方法技术

一种用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的耐磨部件，其特征在于，耐磨部件或者耐磨部件的至少一个部分或者至少一个区域由银和锆的合金、银和铪的合金或者银和锆及铪的合金制成。金制成。金制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的耐磨部件以及包括其的电弧焊炬、等离子焊炬和等离子割炬，用于等离子切割的方法以及用于制造用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的电极的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的耐磨部件以及一种包括其的电弧焊炬、等离子焊炬和等离子割炬，一种用于等离子切割的方法以及一种用于制造用于电弧焊炬、等离子焊炬或者等离子割炬的电极的方法。

技术介绍

[0002]电弧焊炬和等离子焊炬通常被用于不同类型的材料(例如金属和非金属原料)的热加工，例如用于切割、焊接、刻字或者一般用于加热。
[0003]电弧焊炬例如可以是TIG焊炬。然而，其不像等离子焊炬一样具有喷嘴。但是，可以相同地设计电弧焊炬和等离子焊炬的电极。
[0004]等离子焊炬通常基本上由焊炬主体、电极、喷嘴和用于其的支撑架组成。现代等离子焊炬还具有安置在喷嘴上方的喷嘴保护盖。往往借助于喷嘴盖固定喷嘴。
[0005]根据等离子焊炬的类型，通过等离子焊炬的运行，由于因电弧造成的高热负荷而磨损的构件特别地是电极、喷嘴、喷嘴盖、喷嘴保护盖、喷嘴保护盖支撑架和等离子气体导向部件及辅助气体导向部件。这些构件可以由操作人员轻松更换并且由此被称为耐磨部件。
[0006]等离子焊炬通过导线连接至电源和气体供应装置，其对等离子焊炬进行供应。此外，等离子焊炬可以连接至用于冷却介质(例如冷却液)的冷却装置。
[0007]特别是在等离子割炬中会出现高热负荷。其原因在于等离子射流穿过喷嘴孔的剧烈收缩/缩窄。在此不使用任何开孔，以便在喷嘴孔中产生50到150A/mm2的高电流密度，约2x106W/cm2的高能量密度和高达30000K的高温。此外，在等离子割炬中使用更高的气压，通常为高达12bar。流经喷嘴孔的等离子气体的高温和高动能的组合引起工件的熔融和熔体的排出。产生槽口并且分离工件。在等离子切割过程中，往往使用氧化气体来切割非合金钢或者低合金钢，并且使用非氧化气体来切割高合金钢或者非铁金属。
[0008]等离子气体流经电极和喷嘴之间。等离子气体被引导穿过气体导向部件(等离子气体导向部件)。由此，可以有针对性地定向等离子气体。通常，通过等离子气体导向部件中开口的径向和/或轴向偏移，调整成围绕电极的旋转。等离子气体导向部件由电绝缘的材料制成，因为电极和喷嘴必须相互电绝缘。这是必要的，因为在等离子割炬的运行过程中，电极和喷嘴具有不同的电势。为了运行等离子割炬，在电极和喷嘴和/或工件之间产生使等离子气体电离化的电弧。为了电弧的点火，可以在电极和喷嘴之间施加高压，其确保电极与喷嘴之间的路段的预电离并且由此确保形成电弧。在电极和喷嘴之间燃烧的电弧也被称为导引电弧。
[0009]导引电弧通过喷嘴孔逸出并且到达工件，并使通向工件的路段电离化。由此，可以
在电极和工件之间形成电弧。该电弧也被称为主电弧。在主电弧期间，可以关断导引电弧。然而，也可以继续运行导引电弧。在等离子切割过程中，往往将其关断，以便不会额外地对喷嘴造成负荷。
[0010]特别是电极和喷嘴在热学上被加负荷并且必须进行冷却。与此同时，其还必须传导形成电弧必需的电流。因此，为此使用良好导热和良好导电的原料，通常为金属，例如铜、银、铝、锡、锌、铁或者其中包含至少一种上述金属的合金。
[0011]电极往往由电极座和发射嵌件构成，制成发射嵌件的原料具有高熔融温度(>2000℃)并且具有比电极座更低的电子逸出功。作为发射嵌件的原料，在使用非氧化等离子气体时，使用诸如氩气、氢气、氮气、氦气及其混合物、钨，并且在使用氧化气体时，使用例如氧气、空气及其混合物、氮氧混合物及其与其它气体的混合物、铪或者锆。高温原料可以被装配到由良好导热和良好导电的原料制成的电极座中，例如形状配合和/或力配合地压入其中。
[0012]电极和喷嘴的冷却可以通过气体实现，例如等离子气体或者沿着喷嘴的外侧流动的辅助气体。然而，更有效的是用诸如水等液体进行冷却。在这种情况下，往往直接用液体冷却电极和/或喷嘴，即，液体与电极和/或喷嘴直接接触。为了围绕喷嘴引导冷却液，有喷嘴盖位于喷嘴周围，其内表面与喷嘴的外表面形成冷却剂空间，而冷却剂在该冷却剂空间内流动。
[0013]额外地，在现代等离子割炬中，在喷嘴和/或喷嘴盖外还有喷嘴保护盖。喷嘴保护盖的内表面和喷嘴或者喷嘴盖的外表面形成辅助气体或者保护气体流动经过的空间。辅助气体或者保护气体从喷嘴保护盖的开孔中逸出并且环绕等离子射流，并且确保围绕其的定义气氛。额外地，辅助气体保护喷嘴和喷嘴保护盖，以防可能在其与工件之间产生的电弧。电弧被称为双电弧并且会导致损坏喷嘴。特别是在被插入到工件中的情况下，喷嘴和喷嘴保护盖由于材料的热上喷而受到强烈的负荷。在插入时，辅助气体的体积流量会相对于切割时的数值有所提高，而辅助气体将向上喷的材料保持为远离喷嘴和喷嘴保护盖并且由此对其进行保护，以防损坏。
[0014]喷嘴保护盖同样在热学上被施加高负荷并且必须对其进行冷却。因此，为此使用良好导热和良好导电的原料，通常为金属，例如铜、银、铝、锡、锌、铁或者其中包含至少一种上述金属的合金。
[0015]还可以间接地冷却电极和喷嘴。在这种情况下，其通过贴合而与由良好导热和良好导电的原料制成的构件接触，其通常为金属，例如铜、银、铝、锡、锌、铁或者其中包含至少一种上述金属的合金。该构件又是直接冷却的，即其与大部分流经的冷却剂直接接触。这些构件可以同时用作用于电极、喷嘴、喷嘴盖或者喷嘴保护盖的支撑架或者容纳部，并且排放热量并供应通量。
[0016]还存在只用液体冷却电极或者只冷却喷嘴的可能性。
[0017]大多只通过辅助气体冷却喷嘴保护盖。还已知直接或者间接地通过冷却液冷却辅助气体盖的布置。
[0018]在等离子焊炬中并且特别地在等离子割炬中，由于高能量密度和高温，出现耐磨部件的高负荷。这特别地涉及电极、喷嘴和喷嘴保护盖。
[0019]迄今为止已知的用于将电极、由诸如钨、铪等高熔点材料制成的发射嵌件装入诸
如铜或银等良好导热材料中的解决方案往往不能达到充分的结果。特别是在大电流的情况下，例如大于300A的电流，并且在使用含氧气体或者气体混合物作为等离子气体的情况下，往往会出现使用寿命过短的情况。而且，常常会产生使用寿命的大波动。在运行过程中，即电弧或者等离子射流燃烧的情况下，发射嵌件会磨损。其逐渐回火燃烧。如果其回火燃烧大于1mm，则在使用铜作为用于电极座的材料时，往往会出现整个电极突然失灵。由此，电弧或者等离子射流从发射嵌件转移至支架并且使其受损。在这种情况下，还会出现喷嘴的损坏。甚至会损坏整个焊炬。
[0020]通过使用银作为电极座的材料，在失灵之前，电极往往会回火燃烧至1.5mm。
[0021]因为这一失灵也是突然发生的，所以在所描述的情况下，会出现切割过程的突然结束。因此，待切割的材料往往是不能用的。

技术实现思路

[0022]本专利技术的目的是改善用于电弧焊炬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电弧焊炬(1)、等离子焊炬或者等离子割炬的耐磨部件(4、7、9)，其特征在于，所述耐磨部件或者所述耐磨部件的至少一个部分或者至少一个区域由银和锆的合金、银和铪的合金或者银和锆及铪的合金制成。2.根据权利要求1所述的耐磨部件(4、7、9)，其中所述银的份额至少是所述耐磨部件或者所述部分或者所述区域的体积或者质量的60％，有利地至少是其80％，更佳地至少是其92％，最佳地是其97％。3.根据权利要求1或2所述的耐磨部件(4、7、9)，其中所述锆和/或所述铪的份额最少是所述耐磨部件或者所述部分或者所述区域的体积或者质量的0.05％，更佳地最少是其0.5％，最佳地最少是其1％。4.根据前述权利要求中任一项所述的耐磨部件(4、7、9)，其中所述锆和/或所述铪的份额最多是所述耐磨部件或者所述部分或者所述区域的体积或者质量的5％，更佳地最多是其2％。5.根据前述权利要求中任一项所述的耐磨部件(4、7、9)，其中所述耐磨部件或者所述部分或者所述区域的100％体积或者质量的余量中至少60％由铜形成。6.根据权利要求1至5中任一项所述的耐磨部件，其中所述耐磨部件是用于电弧焊炬(1)的电极(7)。7.根据权利要求6所述的耐磨部件，其中所述电极(7)具有前端(7.1.8)和后端(7.1.9)，沿着纵向轴线M延伸，并且包括位于所述前端(7.1.8)上的至少一个发射嵌件(7.3)以及电极座(7.1)和可能的用于所述发射嵌件(7.3)的保持元件(7.2)。8.根据权利要求7所述的耐磨部件，其中所述电极座(7.1)的内表面(7.1.3)的至少一个子部段或者所述保持元件(7.2)的内表面(7.2.3)的至少一个子部段由前述合金制成，而所述内表面通过贴合与所述发射嵌件(7.3)接触。9.根据权利要求8所述的耐磨部件，其中所述合金至少从所述电极座(7.1)的内表面(7.1.3)的子部段或者所述保持元件(7.2)的内表面(7.2.3)的子部段开始径向向外延伸至少0.5mm，更佳地延伸至少1mm。10.根据权利要求7至9中任一项所述的耐磨部件，其中直接邻接所述发射嵌件(7.3)的正面(7.3.1)的正面(7.1.1)的至少一个子部段具有前述合金。11.根据权利要求10所述的耐磨部件，其中所述正面(7.1.1)的前述子部段径向向外延伸至少0.5mm，更佳地延伸至少1mm。12.根据权利要求7至11中任一项所述的耐磨部件，其中所述发射嵌件(7.3)至少有90％的体积或者质量由铪或者锆或者钨制成。13.根据权利要求1至5中任一项所述的耐磨部件，其中所述耐磨部件是具有至少一个喷嘴口(4.1)的喷嘴(4)。14.根据权利要求13所述的耐磨部件，其中所述喷嘴口(4.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔克，
申请(专利权)人：卡尔伯格基金会，
类型：发明
国别省市：