СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕЗКИ ПРОВОДНИКОВ Советский патент 1929 года по МПК B23K11/22 

Предлагаемое изобретение касается способа электрической резки проводников, помещаемых между способными к перемещению друг относительно друга токопроводящими зажимами, и имеет целью получение ровного, без уменьшения сечения проводника, разреза.

Исследования над распределением температуры в проводнике, нагреваемом электрическим током, установили, что в нем возможно искусственно создать резкий максимум температуры в средней части. Условие для этого состоит в том, чтобы проводник был коротким, а подводящие ток электроды массивными и холодными.

Указанное свойство может быть использовано для электрической резки проводящих тел любой формы и вида. Для этого подлежащий разрезанию предмет (стержень, лист, труба и т.п.) зажимается между имеющими стремление разойтись электродами, через которые пропускается ток. Величина последнего подбирается так, чтобы максимальная температура в середине была равна или выше точки плавления. Если при этом электроды сильно охлаждаются естественный или искусственным образом, то по всей длине проводника, за исключением небольшого участка в середине, температура будет лежать значительно ниже точки плавления. В середине же будет расположен тонкий слой расплавленного металла, который как бы спаивает обе половины проводника и удерживает его от распадания на части. Но достаточно приложить сравнительно небольшое усилие и обе половины разъединятся. При правильном выборе расстояния между электродами и величины тока разрез получается без всякого уменьшения сечения проводника в месте разъединения. Конструктивные формы станков для выполнения этой операции могут быть весьма разнообразны. Существенно лишь, чтобы зажимающие электроды не приваривались к разрезаемому предмету, были массивны и сделаны из хорошо проводящего материала, напр., из меди. Для резки изделий из тугоплавких веществ (вольфрам и др.) полезно, кроме того, искусственное охлаждение капельной или газообразной жидкостью (вода, масло, воздух, газы и проч.).

Для разделения проводника на части можно применять разного рода пружины, которые растягивают изолированные от них и закрепленные на проводнике электроды, либо различные рычажные системы.

В большинстве случаев требующееся для резки напряжение лежит ниже критического его значения, способствующего поддержанию дуги. Если же в частных случаях необходимое напряжение будет выше, то для гашения дуги могут быть применимы известные средства (быстрое разъединение, магнитные искрогасители и пр.).

Расстояние между электродами должно быть вообще небольшим, оно подбирается из опыта в зависимости от охлаждающей способности электродов и характера разрезаемого предмета. Чем меньше это расстояние, тем чище получается разрез, но за то труднее разъединение; чем оно больше - тем большая часть проводника проплавляется и разъединение становится легче.

При резке некоторых металлов, окисляющихся при нагревании в воздухе и, особенно, дающих при этом летучие окислы, растояние между электродами нужно брать как можно меньше для того, чтобы весь проводник, кроме его середины, имел незначительную температуру. В этом случае можно также производить резку в пустоте или неокисляющем и недеятельном газе.

Следует заметить, что если проводник однородного строения зажат симметрично и весь находится в одинаковых условиях охлаждения, то разрез должен произойти точно посередине между электродами и при том перпендикулярно оси. При нарушении этого условия линия разреза может получиться наклонной к оси и даже вместо одного разреза образоваться два и более. В этом случае максимумы температуры будут лежать в тех сечениях, где потери тепла с боковой поверхности проводника наименьшие, напр. в местах экранирования. (Искусственное экранирование разрезаемого предмета может применяться для уменьшения величины разрезающего тока).

Этим же способом могут разрезаться и такие проводники, которые при обычной температуре являются изоляторами (так наз. пироэлектрические или проводники с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления). Применение искусственного подогревания извне в этом случае позволяет перейти через критическое напряжение в область проводящего состояния и, следовательно, производить резку описанными приемами, принимая во внимание, конечно, особенности проводников этого рода (падающая вольтамперная характеристика).

Способ электрической резки проводников, помещаемых между способными к перемещению друг относительно друга токоподводящими зажимами, характеризующийся тем, что с цепью получения ровного, без уменьшения сечения проводника, разреза расположенные на близком расстоянии электроды интенсивно охлаждают, а силу тока подбирают достаточной для нагревания разрезаемого материала в средней части, между зажимами, до температуры плавления или более высокой.