[發(fā)明專利]一種等離子切割焊炬的電極及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310087894.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN103121143A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余金湖;楊小泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽西銳重工科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K10/00
• 分類號(hào): B23K10/00;B23K35/06;B23K1/008;B23K1/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種等離子切割焊炬的電極；本發(fā)明還涉及該電極的制造方法。

背景技術(shù)

數(shù)控等離子切割機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、精確度高、工作效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工機(jī)械、汽車工業(yè)、通用工程機(jī)械等行業(yè)進(jìn)行加工件切割。而等離子切割焊炬電極作為等離子切割機(jī)的關(guān)鍵消耗件之一，目前市場(chǎng)上一般由柱狀離子發(fā)射體鉿和銅基體鑲嵌在一起，這種構(gòu)造充分利用了鉿抗氧化性能高，電子逸出功率低和銅的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好的特性，使電極最大限度發(fā)射等離子弧的同時(shí)又能將熱量傳遞出去，這樣能保證發(fā)射體鉿不會(huì)很快被燒損。但隨著焊炬電極的頻繁使用，存在如下缺點(diǎn)：1、因鉿材料的純度不高，易燒損，電極壽命就短；2、引弧次數(shù)的增多，由于兩種材質(zhì)銅和鉿的熱脹系數(shù)不同且相差懸殊，銅受熱膨脹系數(shù)大，這樣在高溫下不可避免的形成間隙。甚至因?yàn)橛虚g隙的產(chǎn)生在銅與鉿的表面形成氧化膜層，鉿的熱量不易傳遞出去，這樣電極頭部導(dǎo)電導(dǎo)熱性將會(huì)隨之變差，從而電極前端溫度就會(huì)很快升高，隨之發(fā)射體鉿就會(huì)很快熔化燒損，甚至銅基體也會(huì)熔化燒損。這樣就造成電極損壞；3、因電極磨損，將產(chǎn)生不可控制的等離子弧，極易造成割炬的嚴(yán)重?fù)p壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種間歇電阻低、電極發(fā)射體冷卻效率高、使用壽命長(zhǎng)的等離子切割焊炬的電極。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)問題在于提供上述電極的制造方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種等離子切割焊炬的電極，包括銅質(zhì)基體和鉿質(zhì)電極發(fā)射體，所述的銅質(zhì)基體的截面形狀為“山”字形，銅質(zhì)基體的底部設(shè)有環(huán)形槽，所述的鉿質(zhì)電極發(fā)射體為環(huán)狀，且鑲嵌在銅質(zhì)基體的環(huán)形槽內(nèi)；以重量計(jì)，銅質(zhì)基體的銅含量大于99.95%，氧含量小于0.002%，鉿質(zhì)電極發(fā)射體中的鉿含量大于97%。

所述的環(huán)狀鉿質(zhì)電極發(fā)射體的內(nèi)外直徑比值為0.3—0.6。

所述的環(huán)狀鉿質(zhì)電極發(fā)射體的外徑直徑為2.0mm；內(nèi)徑直徑為0.7mm。

所述的環(huán)狀鉿質(zhì)電極發(fā)射體的外徑直徑為2.0mm，內(nèi)徑直徑為1.1mm。

本發(fā)明一種等離子切割焊炬的電極制造方法，包括如下步驟：

a將銅加工成截面形狀為“山”字形的銅質(zhì)基體，在銅質(zhì)基體的底部開環(huán)形槽，將鉿加工成環(huán)狀的鉿質(zhì)電極發(fā)射體；

b將a步的銅質(zhì)基體、鉿質(zhì)電極發(fā)射體和釬焊劑，用艾特斯清洗劑浸洗，再用純凈水清洗后放入丙酮中浸洗；

c將b步的銅質(zhì)基體、鉿質(zhì)電極發(fā)射體進(jìn)行裝配，兩者之間的裝配間隙小于0.05mm，得裝配體；

d將釬焊劑放置在c步裝配體的銅質(zhì)基體上，將銅質(zhì)基體和鉿質(zhì)發(fā)射體在真空度小于2×10^-2?P的條件下焊接，焊接過程分兩次升溫和保溫過程，第一次升溫控制在760℃±30℃時(shí)，保溫15分鐘～30分鐘；第二次升溫控制在850℃±50℃時(shí)，又保溫15分鐘～30分鐘，得焊接體；

e將d步焊接體冷卻，即得等離子切割焊炬的電極。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：

1、電極發(fā)射體設(shè)置為環(huán)狀，增加了電極發(fā)射體和基體的接觸面積，加快鉿的散熱速度，鉿的熔化燒損速度減慢，從而達(dá)到延長(zhǎng)電極的使用壽命；

2、由于兩種材質(zhì)銅和鉿的熱脹系數(shù)不同，且相差懸殊，通過采用真空釬焊工藝，改善實(shí)驗(yàn)的工藝流程，減小高溫下形成的間隙，有效消除電極發(fā)射體和基體的間歇電阻；另外，鉿的熱量很容易傳遞出去，提高電導(dǎo)熱性，有效保護(hù)了電極頭部；

4、通過銀合金釬焊劑將鉿質(zhì)電極發(fā)射體焊接在銅質(zhì)基體，提高整個(gè)焊縫處的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，進(jìn)而提高電極的冷卻效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種等離子切割焊炬的電極的軸向剖面圖；

圖2是本發(fā)明中鉿質(zhì)電極發(fā)射體的橫剖面圖；

圖3是真空焊接機(jī)曲線和時(shí)間曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明一種等離子切割焊炬的電極及其制造方法作進(jìn)一步說明；

由圖1、圖2可知，本發(fā)明一種等離子切割焊炬的電極，包括銅質(zhì)基體1和鉿質(zhì)電極發(fā)射體2，所述的銅質(zhì)基體1的截面形狀為“山”字形，銅質(zhì)基體1的底部設(shè)有環(huán)形槽，所述的鉿質(zhì)電極發(fā)射體2為環(huán)狀，且鑲嵌在銅質(zhì)基體1的環(huán)形槽內(nèi)；以重量計(jì)，銅質(zhì)基體1的銅含量大于99.95%，氧含量小于0.002%，鉿質(zhì)電極發(fā)射體2中的鉿含量大于97%。

所述的環(huán)狀鉿質(zhì)電極發(fā)射體2的內(nèi)外直徑比值為0.3—0.6。

本發(fā)明一種等離子切割焊炬的電極制造方法，包括如下步驟：