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    公开号:WO1984000724A1
    申请号:PCT/JP1983/000258
    申请日:1983-08-10
    公开日:1984-03-01
    发明作者:Masanori Maeda；Koji Ishihara；Tetsuo Ikebata
    申请人:Matsushita Electric Ind Co Ltd；
    IPC主号:B23K35-00
    专利说明:
    [0001] • 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] ガウ ジング用ワ イ ヤ ー電極
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は、 電極棒と被加工金属との間に電気アークを発生さ せて被加工金属の一部を加熱溶融させ、 その部分に圧搾空気を 吹きつけて溶融金属を吹き飛ばし、 こ う して被加工金属に削溝 を施すのに用いるガウ ジング用ワ イ ヤ一電極に関する o 背景技術
    [0006] 従来、 ガウ ジング用電極棒と しては、 炭素を焼結して得られ た一定長さの棒状のものの表面に銅メ ツキあるいはアルミ ニゥ ムを溶射したものが用いられていた。 この電極棒は、 長さが限 られているため、 連続してガウ ジングを行うには、 しばしばの 取 換えが必要と ¾り能率が悪く 、 又短く なつた電極棒は使用 でき るいため使用ロ スが約 1 5 %程発生していた。 一方、 接続 式の炭素電極捧も種々考案されているが、 接続に手間を要し、 又接続部においてガウ ジング溝形状が変化するとい う欠点があ つ TZL 0 そこで、 これらの欠点を解決すべく 、 ワ イ ヤ -状の電極棒が 種々考案されている。
    [0007] 従来のガウ ジング用ワ イ ヤ —の代表的なものは、 鉄、 ステン レス鋼などの金属フープから ¾る外皮の中に電極材料とるる充 塡物を巻き込んだものである。 前記充塡物の組成は、 カ - ボン が主でこれにバイ ンダ -や安定剤を適当量配合するのが通常で ある o
    [0008] ΟΜΡΙ IPO この種のガウ ジング用ワイヤー電極を前述のガゥジング用荧 素電極棒と比較すると、 次のよ うな欠点を有する。
    [0009] (1 ) 放電時のアークの安定性が悪い。 すなわち連続してア-ク が発生しにくいため、 均一なガウ ジング溝が得られるい。
    [0010] 消耗が早いため、 手動では扱いにく く、 自動機が必要と ¾ る。 又経済面から見ても割高に る o
    [0011] 発明の開示
    [0012] 本発明のガウ ジング用ワイヤー電極は、 金属外皮と、 この金 属外皮に充塡された力一ボンを主体とする粉状も しくは粒状の 充塡部から ] 、 前記充塡部の組成がカー ボン分 8 0〜 9 5重 量0/。、 熱硬化性樹脂バイ ンダー 5〜2 O重量％で、 充塡部のか さ密度が 1 * 2〜 1 · Ύ g^cd、 充塡部の断面積がワ イ ヤーの全断面 癀の 6 0〜9 0 %であることを特滎とする。
    [0013] ここで、 前記充塡部には、 必要に応じて 1 O重量％以下の範 囲でアーク安定剤を含有させることができる。
    [0014] この構成によれば、 炭素電極捧と同様に放電時のア -クが安 定で、 消耗の遅い経済的なガウ ジング用ワイ ヤ -電極が得られ る o
    [0015] 図面の簡単な説明
    [0016] 第 1 図はガウ ジング用ワイヤ一電極の構成例を示す横断面'！!、 第 2図はその縦断面図、 第 3図は充塡部中のバイ ンダ 分が O のワイヤーを放電した後の外観図、 第 4図は本発明によるワ イ ャ —を放電した後の外観図を示す。
    [0017] 発明を実施するための最良の形態
    [0018] 第 1 図および第 2図は、 ガウ ジング用ワ イ ヤ —電極の搆成冽 觸 を示す。 1 は長尺帯状の金属フ―ブをパイ プ状に加工した金属 外皮であ 、 2はフープの重ね合わせ部である。 3はフ ープを パィ プ状に加工する工程で外皮 1 の内に巻き込まれた粉状も し くは粒状の充填部である。
    [0019] 金属外皮 1 には通常鉄またはステ ン レス鋼が用いられる。 充 塡部 3は力 -ボンと熱硬化性樹脂バィ ンダ一の混合物から構成 され、 必要に応じてア -ク安定剤が添加される。
    [0020] 次に、 充塡部の組成、 かさ密度及び充塡部の断面漬比につい てさ らに詳しく説明する。
    [0021] A ) 組 成
    [0022] カー ボン分が 1 O O %の場合、 即ちバイ ンダーがない場合は、 放電時にカ ー ボン粉末あるいは粒が飛散してしまい、 アークが 不連続と ¾ 、 良好なガウ ジ ング溝が得られるいし、 又消耗が 著しく早く実用にならない。 熱硬化性樹脂バイ ンダ—を適当量 配合すると、 放電時のアーク熱で硬化し、 力 —ボンを保持する ので粉末が飛散し ¾ く ¾ りアークが安定化し、 消耗も遅く なる。
    [0023] 第 3図は熱硬化性樹脂バィ ンダ が Oの場合のワ イ ヤ ー電極 を放電した後の状態を示す外観図で、 力—ボンが飛散したため 金属外皮 1 の先端溶融部 1'よ り も充塡部の先端部 が後退して いることを示している。 このよ うな状態ではアークが連続しな いし、 消耗も早い。
    [0024] 第 4図は熱硬化性樹脂バ イ ンダ を 1 O重量％配合した場合 のワイヤ -を放電した後の状態を示す外観図で、 硬化したバイ ンダ一がカ ー ボンを結着させ保持しているため、 金属外皮 1 の 先端溶融部 1'よ り も充塡部の先端部ざが突き 出していることを
    [0025] OMPI WIPO . 示している。 この状態は、 従来のガウ ジング用炭素電極棒を放 電した時の状態と近似してお ] 、 ア -クは安定するし、 消耗は 遅く なる。
    [0026] 熱硬化性樹脂の量は S重量％以下では効果が殆んど得られず、 2 Ο重量％以上ではもはや性能の向上は見られず、 放電時に臭 いや煙が発生した 、 又その分だけ力一ボン分が減ることにな るわけであるから、 ワ イャ—電極の消耗が早く るなど逆効果 となる。 熱硬化性樹脂と しては、 例えばフ - ノ ール樹脂 ， キシ レン樹脂等が適している。 これらは粉末状でも液状でも よい。
    [0027] 製造工程の都合で選択すべきことである。
    [0028] アーク安定^^配合するとするな らば、 1 ο重量％以下に押 えるべきである ο ぜなら直流電源を使用して放電する場合は 殆んど不要であ 、 交流電源の場合はわずかの添加で効果を発 揮するが、 1 Ο重量％以上入れても効果は限界に達し、 コス ト 高にも ¾ り、 又その分だけ消耗が早く なることになるからであ る。 なお'、 アーク安定剤と しては、 例えば稀土類元素の酸化物 や塩類など周知のものが用いられる。
    [0029] Β ) かさ密度
    [0030] 上記では充¾物の組成について述べたが、 組成の改良だけで はまだガウ ジング用荧素電極棒に及ばない。 充塡部に関しては、 上記に加えて充塡物自身のかさ密度が非常に重要であることが 判明した。 その範囲は 1. 2〜 1.了 s/cd が適当である。
    [0031] 従来のガウ ジング用炭素電極棒の炭素部は、 前述のよ うに焼 結して成るものであるが、 一般にそのかさ密度は 1. 6 以 上である。 ガウ ジング用ワ イ ヤ —電極の充塡部のかさ密度が1.2
    [0032] O PI IPO (^以下の場合は消耗が早く、 又ア -クも途切れがちで均一
    [0033] ¾ガウ ジング溝が得られ ¾い。 即ちガウジング用炭素電極棒に 匹敵する性能と経済性を求めるな らば、 充塡部のかさ密度は1.2 g/cd以上で ¾ければなら¾いことが分かつた。
    [0034] ガウ ジング用ワ イ ヤ一電極充塡部のかさ密度を上げる方法と しては、 充塡材を金属外皮に一且巻き込んだ後にダイ ス中を通 過させ、 ワ イ ヤ —外径を絞ってやればよいのである力 S、 絞 過 ぎると外皮が破れた 、 切断された するのでおのずと限度が ある。 種々検討の結果、 外皮中に巻き込む前の充塡材のかさ密 度を上げておく必要があることがわかつた。 巻き込み前の充塡 材のかさ密度が O.7 g/cd 以上であれば、 ダイ ス中を通過させ ワ イ ヤ -が破断しない範囲で外径を絞るだけで、 充¾物のかさ 密度が 1.2 g/cd 以上のものが得られる。 巻き込み前充塡材の かさ密度を O.T g/cd以上にするためには、 例えば黒鉛粉末の 粒度の粗いもの、 例えば 2 0メ ッ シ ュ〜 3 0 0メ ッ シ ュのもの
    [0035] 5 O重量％、粒度の細かいもの、 例えば 3 O Oメ ッ シ ュ以下のも の 3 O重量0 、 カ ー ボンブラ ッ ク 1 O重量0 /0とノ ィ ンダー 1 O 重量％という配合にすればよい。
    [0036] ところが、 充塡部の密度が 1.ァ gZ 以上に ¾ると、 逆にァ —クが不連続になるという現象が起きることが分かった。 これ は、 密度が 1.7 gZc 以上とも ¾ると、 充塡部は粉末状あるい は粒状で存在せず、 焼結された炭素棒に近い固形棒状と ¾ i ワ イ ヤ -を巻き と つた時に充塡部が金属外皮の内部で数 〜数
    [0037] の間隔で折れてしま うからである。 即ち折れた部分で充塡部 が不連続と ¾るわけで、 当然その部分でアークが途切れてしま
    [0038] Ο ΡΙ WIPO うからである。 又、 その時充塡部が欠け飛んでしまい消耗も早 く つてしま う。 従つて充塡部のかさ密度は 1 . 2〜 1 ·ァ g Zcd が最も適当である。
    [0039] σ ) 断面積比
    [0040] 以上充塡部の組成とかさ密度について説明したが、 ガウ ジン グ用ワ イ ヤ を最終的に製品化するにあたっては、 金属外皮と その断面積の関係が重要である。 即ち本発明者らの数多くの試 作実験の結果から、 充塡部の断面積がワイヤ -全断面積の 6 Ο 〜9 0 %、 云いかえるなら金属外皮の断面積がワ イ ヤ ー全断面 積の 1 0〜4 0 %でなければ ¾ら ¾いという結論に到達した。
    [0041] 例えば、 ワ イ ヤ —外径が 4 であるる ら、 金属外皮の厚さは O l
    [0042] 〜o.4 52wreるければなら ¾ぃ。 この範囲よ D金属外皮が薄いと、 充塡物を うま く巻き込むことができず、 金属外皮の重ね目から 充塡物がこぼれ落ちてしま う し、 ダイスで絞る際にヮ ィャ—が 破断しやすい。 又、 使用時の電流に耐えきれず、 赤熱 ， 溶解し てしまい、 消耗が早く実用に らない.つ 逆に金属外皮が厚い場 合は、 ダイ スで絞 にく く 、 充塡物のかさ密度が上が にく い。 又必然的に充塡物の絶対量が少¾く るわけであるから、 消耗 量が早く なるとともに、 金属外皮と施工母材との間でアークが 発生するよ うにな り、 ガウジング溝が波打ったよ う ¾不均一な ものになってしま う。 さ らに溝巾も狭く ってしま うので実用 的で ¾ぃ0
    [0043] 以上詳細に説明したよ うに、 本発明のカウジング用ワイヤー 電極は、 充塡物の組成をカ - ボン分 8 O〜 9 5重量％、 熱硬化 性パイ ンダ一 5〜 2 O重量％とし、 さ らに充塡部のかさ密度を ^ O PI ーァ一
    [0044] 1.2〜 1.ァ g/c と した上で、 充塡部の断面積をヮ ィ ャ—全断 面積の 6 0〜9 0。/0とすることを特徴とするものである。
    [0045] 第 1 〜 3表に実験結果を示す。 使用したワ イ ヤ -は外径が 4 mn、 電源は直流で自動ガウ ジング装置を使用し、 電流は約 1 3o A、 電圧は約 4 O V と した。 得られた溝巾は約 6.5 、 溝深さ は約.3.5薦であ った。
    [0046] 第 1 表は、 充塡部の組成と性能の関係を示し、 かさ密度は1.5 S cd 断面積はワ イヤーの断面積のァ 5 %である。
    [0047] 第 2表は、 充塡部のかさ密度と性能の関係を示す。 充塡部の 組成は、 カ ーボン分 9 O重量0 /0、 バイ ンダー分 1 O重量0 /0と し、 充塡部の断面積はワ イ ヤ -の断面積の 7 5 °/0と した。
    [0048] 第 3表は、 充塡部の断面積のワ イ ヤ 断面積に対する比と性 能の関係を示す。 この場合の充塡部の組成はカ -ボン分 9 O重 量％、 バイ ンダー分 1 〇重量％で、 かさ密度は 1. 5 と し
    [0049] o
    [0050] OMPI WIPO UI o UI 第
    [0051] 20
    [0052]
    [0053] 2 か さ 密 度
    [0054] ア-ク安定性 消 耗 度 ^ ¾ε 価
    [0055] / ノ
    [0056] 1. 1 厶 X X
    [0057] 1, 2 〇 Δ 〇
    [0058] j ！ i 1
    [0059] 1 5 〇 〇 ◎
    [0060] 1 7 △ 〇 I 〇
    [0061] ！
    [0062] 1. s ； X △ X
    [0063] 1
    [0064]
    [0065] OMPI WIPO 産業上の利用可能性
    [0066] 本発明のガウ ジング用ワ イ ヤ 電極は、 放電時のアークが安 定であるので、 常に一定の削溝を行う ことができ、 また消耗が 遅いので経済的である。 従って従来の炭素電極棒にと って替わ ることができる。 また自動機と組み合わせて、 連続作業も可能 と る o
    [0067] Ο ΡΙ WIPO
    权利要求:
    Claims
    請 求 の 範 囲
    金属外皮と、 この金属外皮内に充塡されたカーボンを主体と する粉状も しくは粒状の充塡部から るガウ ジング用ワ イ ヤ ー 電極において、 前記充塡部の組成をカ -ボン分 8 0〜9 5重量 %、 熱硬化性樹脂バイ ンダー 5〜 2 O重量0 と し、 充塡部のか さ密度が 1.2〜 1·ァ g/c で、 かつ充塡部の断面積が全断面積 の 6 0〜 9 0 %であることを特徵とするガウ ジング用ワ イ ヤ ー
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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