一、碳(tan)弧氣刨的特點
它是利用(yong)石墨棒(bang)(bang)或碳棒(bang)(bang)作為電極，與工件間產生電弧將金屬熔化，并用(yong)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)將熔化金屬吹除(chu)的(de)一種表面加工溝(gou)槽的(de)方法(fa)。
氣(qi)刨時，電(dian)(dian)弧(hu)最高溫(wen)度達6000～7000℃，放出的(de)熱量能使(shi)工(gong)件表面(mian)熔(rong)化，通過(guo)碳弧(hu)氣(qi)刨噴嘴噴出的(de)壓縮空氣(qi)（0.4～0.6MPa）將熔(rong)化了的(de)金屬和所生產的(de)熔(rong)渣吹走(zou)。電(dian)(dian)弧(hu)不斷燃燒(shao)，壓縮空氣(qi)連續(xu)吹掉熔(rong)融物，實現在金屬表面(mian)上所需要加工(gong)的(de)溝槽。
這種氣(qi)刨工藝主要用于雙(shuang)面(mian)焊(han)時，清(qing)除背面(mian)焊(han)根(gen)、清(qing)除焊(han)縫中的(de)缺陷，也可以(yi)作為單件或不規則的(de)焊(han)道加工坡口。
碳(tan)弧氣刨的(de)加工功能(neng)與風(feng)鏟或砂輪相比，具有下列(lie)特點：
1. 手工碳弧氣刨(bao)的靈活性(xing)較大(da)，可進行(xing)全位置操作。
2. 在清(qing)除焊(han)縫或(huo)鑄件的缺陷(xian)時(shi)，可(ke)以清(qing)楚(chu)地觀察到缺陷(xian)的形(xing)狀和深(shen)度。
3. 操作時的噪聲比風鏟(chan)小，生產效率比它(ta)高(gao)。
4. 對(dui)于受到限制(zhi)的位置或(huo)可達(da)性差的部(bu)位，碳弧氣刨(bao)更適于操作。
5. 碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨(bao)時(shi)(shi)有煙(yan)霧、粉塵，對環(huan)境有污染(ran)，同時(shi)(shi)對操(cao)作技術要求(qiu)較高(gao)。
二、碳弧氣(qi)刨所用(yong)設(she)備(bei)
碳弧氣刨(bao)由(you)電源(yuan)(yuan)、壓縮空氣氣源(yuan)(yuan)、刨(bao)槍、碳棒、電纜(lan)和氣管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)源采用(yong)陡降外特性的(de)(de)弧焊(han)整流(liu)(liu)器(qi)，其額定電(dian)流(liu)(liu)應大(da)于碳(tan)弧氣刨所需(xu)(xu)的(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)。例(li)如，用(yong)φ7mm的(de)(de)圓形碳(tan)棒，需(xu)(xu)要碳(tan)弧氣刨的(de)(de)切(qie)割(ge)電(dian)流(liu)(liu)為(wei)350A，宜(yi)選用(yong)額定電(dian)流(liu)(liu)為(wei)500A的(de)(de)弧焊(han)整流(liu)(liu)器(qi)。
碳弧氣(qi)(qi)(qi)刨的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)刨槍主要(yao)用(yong)于(yu)夾持(chi)碳棒和吹(chui)送(song)壓縮空(kong)氣(qi)(qi)(qi)。常(chang)用(yong)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)刨槍如圖6-5所示，它有側面送(song)風(feng)和圓周送(song)風(feng)兩種(zhong)形式(shi)。
碳(tan)(tan)棒(bang)應具(ju)有(you)耐高(gao)溫、導電性好和(he)不易(yi)折(zhe)斷(duan)的特點。為了提高(gao)其(qi)導電性和(he)增(zeng)加表(biao)面強度，往(wang)往(wang)在(zai)碳(tan)(tan)棒(bang)表(biao)面鍍一層純(chun)銅。碳(tan)(tan)棒(bang)分圓形(xing)和(he)扁形(xing)（長方形(xing)斷(duan)面）兩種，圓形(xing)碳(tan)(tan)棒(bang)主要用于焊縫反面開槽；扁形(xing)碳(tan)(tan)棒(bang)可以用于開坡口、刨焊瘤(liu)和(he)切割大量金屬的場合。
三、氣刨工藝
為了獲得(de)優質的刨(bao)槽(cao)，必須有(you)(you)正確(que)的工藝參(can)數為保(bao)證，影響氣(qi)刨(bao)質量(liang)的有(you)(you)下(xia)列因(yin)素：
1. 電源極性
碳弧氣(qi)刨(bao)(bao)不銹(xiu)鋼時，采用(yong)直(zhi)流(liu)反極(ji)(ji)性連(lian)接（電(dian)(dian)極(ji)(ji)接電(dian)(dian)源(yuan)正極(ji)(ji)），氣(qi)刨(bao)(bao)時電(dian)(dian)弧穩定，刨(bao)(bao)削(xue)速度均勻，電(dian)(dian)弧發(fa)生連(lian)續(xu)的(de)(de)刷(shua)(shua)刷(shua)(shua)聲(sheng)，刨(bao)(bao)槽(cao)兩(liang)側(ce)寬窄一致，表(biao)面光滑明亮(liang)。若采用(yong)直(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性連(lian)接（碳棒(bang)接電(dian)(dian)源(yuan)負極(ji)(ji)），則電(dian)(dian)弧發(fa)生抖動，并發(fa)出斷續(xu)的(de)(de)嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)(bao)槽(cao)兩(liang)側(ce)呈現與氣(qi)刨(bao)(bao)抖動聲(sheng)相對應(ying)的(de)(de)圓弧狀，若有此現象發(fa)生，應(ying)將極(ji)(ji)性更換過來再重新進行氣(qi)刨(bao)(bao)。
2. 氣刨電流與碳棒(bang)直徑
氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)增(zeng)(zeng)大(da)時刨(bao)(bao)槽(cao)寬(kuan)度增(zeng)(zeng)大(da)，槽(cao)深增(zeng)(zeng)加，刨(bao)(bao)削速度也(ye)增(zeng)(zeng)快，可以獲得較為光滑(hua)的(de)刨(bao)(bao)槽(cao)質量。但若氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)過大(da)，碳(tan)棒燒損較快，甚(shen)至碳(tan)棒熔化，會造(zao)成(cheng)(cheng)嚴重(zhong)滲碳(tan)且(qie)刨(bao)(bao)槽(cao)表面粗糙；若氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)過小(xiao)，則電(dian)弧不(bu)穩，刨(bao)(bao)槽(cao)小(xiao)而淺，刨(bao)(bao)削速度不(bu)穩定，效率低且(qie)容易造(zao)成(cheng)(cheng)粘渣現象。表6-3介紹了常用碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)(bao)的(de)參數。
碳棒直徑(jing)(jing)的選擇與(yu)(yu)鋼板厚度有(you)關(guan)，見表6-4。它與(yu)(yu)所要(yao)(yao)求的刨(bao)(bao)(bao)槽寬(kuan)度有(you)關(guan)，碳棒直徑(jing)(jing)越(yue)大，則刨(bao)(bao)(bao)槽越(yue)寬(kuan)。一般碳棒直徑(jing)(jing)應比所要(yao)(yao)求的刨(bao)(bao)(bao)槽寬(kuan)度小2～4mm。
3. 刨削速度(du)
它必須與氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)(dian)流、風壓相適應，才能保證氣(qi)刨(bao)(bao)過(guo)程的(de)正常進行。速(su)(su)度(du)過(guo)快或碳棒極(ji)向下送進時過(guo)猛，碳極(ji)頭(tou)部將(jiang)碰(peng)(peng)到(dao)液態(tai)金(jin)屬或碰(peng)(peng)到(dao)未熔(rong)化的(de)金(jin)屬上，電(dian)(dian)弧就會(hui)因短路而熄滅。速(su)(su)度(du)過(guo)快，還會(hui)使碳極(ji)的(de)頭(tou)部脫落(luo)，粘(zhan)在未熔(rong)化的(de)金(jin)屬上，產生夾碳缺(que)(que)陷。出現這種情況時，應在缺(que)(que)陷前端重新引弧，反手輕輕刨(bao)(bao)掉一(yi)層，將(jiang)缺(que)(que)陷清除掉，再繼續刨(bao)(bao)削。氣(qi)刨(bao)(bao)速(su)(su)度(du)過(guo)慢，則電(dian)(dian)弧拉長，會(hui)引起電(dian)(dian)弧不穩定，甚(shen)至(zhi)熄弧。
一般刨削速度以(yi)0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空(kong)氣(qi)壓力
壓(ya)縮空氣壓(ya)力(li)會直接影響到刨(bao)削速度(du)和刨(bao)槽表(biao)面質量(liang)。壓(ya)力(li)高，可提高刨(bao)削速度(du)和刨(bao)槽表(biao)面的光滑程度(du)；反之壓(ya)力(li)過低，則造成刨(bao)槽表(biao)面粘渣。
一(yi)般要求壓縮空(kong)(kong)氣(qi)壓力為(wei)0.4～0.6MPa，壓縮空(kong)(kong)氣(qi)所(suo)含水分和油可(ke)通過(guo)壓縮空(kong)(kong)氣(qi)在管路(lu)上所(suo)安裝(zhuang)的(de)過(guo)濾(lv)器予以限制，過(guo)濾(lv)介質(zhi)選(xuan)用新硅膠為(wei)好。
5. 碳(tan)極伸出(chu)長度(du)
碳(tan)(tan)極伸(shen)(shen)出(chu)(chu)長(chang)度以30～70mm為佳。伸(shen)(shen)出(chu)(chu)長(chang)度過長(chang)，電阻增(zeng)大(da)，碳(tan)(tan)棒燒損(sun)嚴(yan)重；過短時，常常會由于刨槍的金屬部分(fen)與被刨工件相(xiang)碰(peng)而產生(sheng)短路，使(shi)電弧不穩(wen)。
刨(bao)削過程(cheng)中(zhong)，碳(tan)棒燒損是正常的(de)，碳(tan)棒伸出長(chang)度(du)要(yao)斷續進(jin)行調整(zheng)。當伸出長(chang)度(du)小于25mm時，應將碳(tan)極伸出長(chang)度(du)重新調到70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾角
碳棒與工件間的傾角(jiao)(jiao)大(da)小(xiao)主(zhu)要影響刨(bao)(bao)槽深度和創削(xue)(xue)(xue)速(su)度。傾角(jiao)(jiao)增(zeng)大(da)，則刨(bao)(bao)削(xue)(xue)(xue)深度增(zeng)加，刨(bao)(bao)削(xue)(xue)(xue)速(su)度減小(xiao)；反(fan)之(zhi)，則刨(bao)(bao)削(xue)(xue)(xue)深度減小(xiao)而刨(bao)(bao)削(xue)(xue)(xue)速(su)度增(zeng)快。一(yi)般(ban)手工碳弧(hu)氣刨(bao)(bao)傾角(jiao)(jiao)以30°～45°為宜。
7. 碳弧氣刨的弧長(chang)
在刨削過程中(zhong)應盡可能使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)長度短一些，以(yi)2～3mm為宜。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長過短，容易引起夾碳缺陷；弧(hu)(hu)(hu)長過長，冷空氣吹(chui)(chui)斷(duan)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)，使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)不穩(wen)，甚至滅弧(hu)(hu)(hu)。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長過長還會使(shi)壓縮空氣的(de)吹(chui)(chui)力不集中(zhong)，被(bei)熔(rong)化的(de)金屬來(lai)不及吹(chui)(chui)走，使(shi)刨口熱影響區增(zeng)寬，刨口的(de)表面粗糙度也變(bian)差。
此外，在(zai)刨削過程中(zhong)，碳(tan)棒不要(yao)進行(xing)擺動(dong)，只要(yao)按預先選好的角度平直向前，就可以(yi)保證(zheng)得到均(jun)勻的刨槽尺(chi)寸(cun)。
四、碳(tan)弧氣刨對不(bu)銹鋼焊縫耐蝕性的影(ying)響(xiang)
碳弧氣刨不銹鋼時，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。
