一、碳弧氣刨(bao)的特點
它是利用(yong)石墨棒(bang)(bang)或碳棒(bang)(bang)作為電極，與(yu)工件(jian)間產生(sheng)電弧(hu)將(jiang)金屬熔化(hua)(hua)，并用(yong)壓縮空氣(qi)將(jiang)熔化(hua)(hua)金屬吹除的一種(zhong)表(biao)面加工溝(gou)槽的方法。
氣(qi)刨(bao)時，電(dian)弧(hu)最高溫度達6000～7000℃，放出的(de)熱量能使工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)熔(rong)化，通過(guo)碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)噴(pen)嘴噴(pen)出的(de)壓縮(suo)空氣(qi)（0.4～0.6MPa）將熔(rong)化了的(de)金(jin)屬(shu)和所生產的(de)熔(rong)渣吹走(zou)。電(dian)弧(hu)不斷燃燒，壓縮(suo)空氣(qi)連續(xu)吹掉熔(rong)融物，實現在金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)上所需要加工(gong)的(de)溝槽。
這種氣(qi)刨(bao)工(gong)藝主要用于雙(shuang)面(mian)焊時(shi)，清(qing)除背面(mian)焊根(gen)、清(qing)除焊縫(feng)中的(de)缺陷，也可以(yi)作為(wei)單件或不規則的(de)焊道(dao)加(jia)工(gong)坡口。
碳弧氣刨的(de)加(jia)工功能與(yu)風(feng)鏟或砂(sha)輪相比，具有下列特點(dian)：
1. 手工碳弧氣刨的靈活(huo)性較(jiao)大(da)，可進(jin)行全(quan)位(wei)置操作。
2. 在清(qing)除焊縫或鑄件的缺陷時，可以清(qing)楚地觀察(cha)到(dao)缺陷的形狀和(he)深度。
3. 操作(zuo)時的噪聲比(bi)風鏟小，生產效率比(bi)它高。
4. 對于受到(dao)限制的位(wei)置或可達(da)性差的部位(wei)，碳弧氣(qi)刨(bao)更適(shi)于操(cao)作(zuo)。
5. 碳弧氣刨(bao)時有煙霧、粉塵，對環(huan)境(jing)有污染，同時對操作技(ji)術(shu)要求(qiu)較高(gao)。
二、碳弧(hu)氣刨所(suo)用設備(bei)
碳弧(hu)氣(qi)刨由電(dian)源(yuan)、壓縮空氣(qi)氣(qi)源(yuan)、刨槍、碳棒、電(dian)纜和氣(qi)管等(deng)組成，如圖6-4所示(shi)。
電(dian)(dian)源(yuan)采用(yong)陡降外特(te)性的(de)弧(hu)(hu)焊(han)整(zheng)流器，其額(e)定電(dian)(dian)流應大于碳(tan)弧(hu)(hu)氣刨所(suo)需(xu)的(de)電(dian)(dian)流。例(li)如(ru)，用(yong)φ7mm的(de)圓(yuan)形碳(tan)棒，需(xu)要碳(tan)弧(hu)(hu)氣刨的(de)切(qie)割電(dian)(dian)流為350A，宜選用(yong)額(e)定電(dian)(dian)流為500A的(de)弧(hu)(hu)焊(han)整(zheng)流器。
碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)的氣(qi)刨(bao)槍主要用(yong)(yong)于夾持碳(tan)棒和吹送壓縮空氣(qi)。常用(yong)(yong)的氣(qi)刨(bao)槍如圖6-5所示(shi)，它有側面送風和圓(yuan)周送風兩(liang)種形式。
碳棒(bang)(bang)應具有耐高(gao)溫、導電性好和不易(yi)折斷的(de)(de)特點。為了提高(gao)其(qi)導電性和增加表面(mian)強(qiang)度，往(wang)往(wang)在碳棒(bang)(bang)表面(mian)鍍一(yi)層純銅。碳棒(bang)(bang)分圓形(xing)和扁形(xing)（長(chang)方形(xing)斷面(mian)）兩(liang)種，圓形(xing)碳棒(bang)(bang)主要用于焊(han)縫反面(mian)開槽；扁形(xing)碳棒(bang)(bang)可以(yi)用于開坡(po)口、刨焊(han)瘤和切割(ge)大(da)量(liang)金(jin)屬的(de)(de)場合。
三、氣刨工藝(yi)
為了獲(huo)得優質(zhi)的(de)刨(bao)槽，必須有正確(que)的(de)工藝參數為保證，影響(xiang)氣刨(bao)質(zhi)量的(de)有下列因(yin)素：
1. 電源極性(xing)
碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨(bao)(bao)不銹鋼(gang)時，采用(yong)直(zhi)流反極性(xing)連接(jie)（電(dian)極接(jie)電(dian)源(yuan)(yuan)正極），氣(qi)刨(bao)(bao)時電(dian)弧(hu)穩定，刨(bao)(bao)削速度均勻，電(dian)弧(hu)發(fa)生連續的刷(shua)刷(shua)聲(sheng)，刨(bao)(bao)槽(cao)兩側寬窄一致，表面光滑明亮。若采用(yong)直(zhi)流正極性(xing)連接(jie)（碳(tan)棒接(jie)電(dian)源(yuan)(yuan)負極），則電(dian)弧(hu)發(fa)生抖動，并發(fa)出斷續的嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)(bao)槽(cao)兩側呈(cheng)現(xian)與氣(qi)刨(bao)(bao)抖動聲(sheng)相對應的圓弧(hu)狀，若有此現(xian)象發(fa)生，應將極性(xing)更(geng)換過來再重新(xin)進行氣(qi)刨(bao)(bao)。
2. 氣(qi)刨電流與碳棒直徑
氣刨(bao)(bao)(bao)電流增(zeng)(zeng)大(da)時刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)寬(kuan)度增(zeng)(zeng)大(da)，槽(cao)(cao)深增(zeng)(zeng)加，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)(xue)速度也增(zeng)(zeng)快(kuai)，可以獲得較(jiao)為(wei)光滑的刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)質量。但若氣刨(bao)(bao)(bao)電流過大(da)，碳(tan)(tan)棒(bang)燒損較(jiao)快(kuai)，甚至碳(tan)(tan)棒(bang)熔(rong)化，會造(zao)成嚴重滲碳(tan)(tan)且刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)表面粗糙；若氣刨(bao)(bao)(bao)電流過小，則(ze)電弧不穩，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)小而淺，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)(xue)速度不穩定，效率低且容易造(zao)成粘渣現象。表6-3介紹了常用碳(tan)(tan)弧氣刨(bao)(bao)(bao)的參數。
碳棒直(zhi)徑的(de)選擇(ze)與(yu)鋼板厚度(du)有關，見(jian)表6-4。它與(yu)所要求的(de)刨(bao)(bao)槽(cao)寬度(du)有關，碳棒直(zhi)徑越大，則刨(bao)(bao)槽(cao)越寬。一般(ban)碳棒直(zhi)徑應比所要求的(de)刨(bao)(bao)槽(cao)寬度(du)小(xiao)2～4mm。
3. 刨削(xue)速度
它必須(xu)與(yu)氣(qi)(qi)刨(bao)電(dian)流(liu)、風壓(ya)相適應，才(cai)能保證氣(qi)(qi)刨(bao)過程的正常進行。速(su)度(du)過快或碳(tan)棒極(ji)向下送進時(shi)過猛，碳(tan)極(ji)頭部(bu)將碰(peng)到液態金(jin)屬或碰(peng)到未熔化的金(jin)屬上，電(dian)弧(hu)(hu)就會因短(duan)路而(er)熄滅。速(su)度(du)過快，還(huan)會使碳(tan)極(ji)的頭部(bu)脫落，粘(zhan)在(zai)未熔化的金(jin)屬上，產生夾碳(tan)缺陷(xian)。出現這種(zhong)情況時(shi)，應在(zai)缺陷(xian)前端重新引弧(hu)(hu)，反手輕輕刨(bao)掉一(yi)層，將缺陷(xian)清除掉，再繼續刨(bao)削。氣(qi)(qi)刨(bao)速(su)度(du)過慢(man)，則電(dian)弧(hu)(hu)拉(la)長，會引起電(dian)弧(hu)(hu)不穩定，甚至(zhi)熄弧(hu)(hu)。
一般刨削(xue)速(su)度(du)以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮(suo)空氣壓力
壓縮(suo)空氣壓力(li)會直(zhi)接影響到刨削(xue)速度和刨槽(cao)(cao)表面(mian)質量(liang)。壓力(li)高(gao)，可提高(gao)刨削(xue)速度和刨槽(cao)(cao)表面(mian)的光滑程度；反之壓力(li)過低，則(ze)造成刨槽(cao)(cao)表面(mian)粘(zhan)渣。
一般要求(qiu)壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣壓(ya)(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣所含水(shui)分和油(you)可通過壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣在管路上所安裝的(de)過濾器予以限(xian)制，過濾介質(zhi)選用新(xin)硅膠為好。
5. 碳極伸出長(chang)度
碳極伸(shen)出長(chang)度以30～70mm為(wei)佳(jia)。伸(shen)出長(chang)度過長(chang)，電(dian)阻增大，碳棒燒損(sun)嚴重；過短時(shi)，常常會由于刨槍的金屬(shu)部分與(yu)被(bei)刨工(gong)件相碰而產生(sheng)短路，使電(dian)弧不穩。
刨削過程中(zhong)，碳棒燒損(sun)是正常(chang)的，碳棒伸(shen)出長(chang)度(du)要斷續進行(xing)調整。當伸(shen)出長(chang)度(du)小于(yu)25mm時，應(ying)將碳極伸(shen)出長(chang)度(du)重新調到70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾(qing)角
碳棒(bang)與工(gong)件間的傾(qing)角大小(xiao)主要(yao)影響刨(bao)槽深度和創削速(su)(su)度。傾(qing)角增(zeng)大，則(ze)刨(bao)削深度增(zeng)加，刨(bao)削速(su)(su)度減小(xiao)；反之，則(ze)刨(bao)削深度減小(xiao)而刨(bao)削速(su)(su)度增(zeng)快。一般手工(gong)碳弧(hu)氣刨(bao)傾(qing)角以30°～45°為宜。
7. 碳(tan)弧氣刨的弧長
在刨(bao)削過程中應(ying)盡(jin)可能(neng)使(shi)電弧(hu)長度短一些，以2～3mm為宜(yi)。電弧(hu)弧(hu)長過短，容(rong)易(yi)引起夾碳缺陷；弧(hu)長過長，冷空(kong)氣(qi)吹(chui)(chui)斷電弧(hu)，使(shi)電弧(hu)不(bu)穩，甚至(zhi)滅弧(hu)。電弧(hu)弧(hu)長過長還(huan)會(hui)使(shi)壓縮空(kong)氣(qi)的(de)吹(chui)(chui)力不(bu)集中，被熔化的(de)金屬來不(bu)及吹(chui)(chui)走，使(shi)刨(bao)口(kou)(kou)熱影(ying)響(xiang)區增(zeng)寬，刨(bao)口(kou)(kou)的(de)表(biao)面(mian)粗糙度也變差。
此外(wai)，在刨削(xue)過(guo)程中，碳(tan)棒不(bu)要(yao)進(jin)行(xing)擺(bai)動，只要(yao)按預(yu)先(xian)選好的(de)角度平直向前(qian)，就可以保證得到均勻的(de)刨槽尺(chi)寸。
四(si)、碳弧氣刨對不銹鋼焊縫耐蝕性的影(ying)響
碳弧氣刨不銹鋼(gang)時，它可以通過滲碳和熱作用來影響被刨金屬表面，導致破壞不(bu)銹鋼焊接(jie)接頭耐晶間腐蝕的性能。表6-5列出了碳弧氣刨18-8型不銹鋼時碳含量的分析。從表中可以看出，碳弧氣刨所產生的金屬飛濺一熔渣，其w（C）高達1.3％，但氣刨過程中滲碳的液態金屬很快地被壓縮空氣吹走，刨槽表層w（C）只有0.075％，所以說碳弧氣刨對18-8型不銹鋼的滲碳作用是極其微小的。經實測，氣刨后的金屬表面滲碳層的深度一般僅在0.02～0.05mm之間，最深處也不超過0.11mm，且滲碳層又是斷續的熔化金屬。碳弧氣刨雖然對被氣刨表面有加熱作用，但因弧柱下形成的高溫液態金屬很快被吹走，不再繼續對氣刨面起加熱作用。可以這樣認為碳弧氣刨的熱影響區比焊條電弧焊小，在正確的操作規范下，熱影響區只1mm左右。由此可見，碳弧氣刨對18-8型不銹鋼的滲碳和熱作用都是很微弱的。
