一(yi)、碳弧(hu)氣刨的特點(dian)
它是(shi)利用石(shi)墨(mo)棒(bang)(bang)或(huo)碳棒(bang)(bang)作(zuo)為電極(ji)，與(yu)工件間產生電弧將(jiang)金屬熔(rong)化(hua)，并用壓縮空氣將(jiang)熔(rong)化(hua)金屬吹除的一種表面加(jia)工溝槽的方法。
氣(qi)刨時(shi)，電弧(hu)最高溫度達(da)6000～7000℃，放出的熱(re)量能使工(gong)件表面(mian)熔化，通(tong)過碳弧(hu)氣(qi)刨噴嘴(zui)噴出的壓縮空(kong)氣(qi)（0.4～0.6MPa）將(jiang)熔化了的金屬和所(suo)生產的熔渣(zha)吹走。電弧(hu)不斷(duan)燃燒，壓縮空(kong)氣(qi)連(lian)續吹掉熔融物(wu)，實(shi)現(xian)在金屬表面(mian)上所(suo)需要加工(gong)的溝槽(cao)。
這種氣刨工(gong)藝主要用于雙面焊(han)時(shi)，清除背面焊(han)根(gen)、清除焊(han)縫中的缺(que)陷(xian)，也可以作為(wei)單(dan)件或不規則的焊(han)道加工(gong)坡口。
碳弧氣刨的加(jia)工功能(neng)與風(feng)鏟或砂(sha)輪相比，具有下(xia)列特點：
1. 手(shou)工碳弧(hu)氣刨的靈活(huo)性較大，可進(jin)行全位置操作。
2. 在清除焊縫(feng)或(huo)鑄件(jian)的缺陷(xian)時，可以(yi)清楚地(di)觀(guan)察到缺陷(xian)的形狀和深(shen)度。
3. 操(cao)作時的噪聲比風鏟小，生產(chan)效率比它高。
4. 對(dui)于受到限制的(de)(de)位(wei)置或可達性(xing)差(cha)的(de)(de)部(bu)位(wei)，碳弧氣刨更適于操作。
5. 碳弧氣刨時有煙霧、粉塵(chen)，對(dui)環境有污染，同時對(dui)操作(zuo)技術要求較(jiao)高。
二、碳(tan)弧氣刨所(suo)用設備(bei)
碳弧氣刨由電源、壓縮空氣氣源、刨槍、碳棒(bang)、電纜和氣管(guan)等組成，如圖(tu)6-4所示。
電(dian)源(yuan)采(cai)用陡降外特性的(de)(de)弧焊整(zheng)流(liu)器，其額定電(dian)流(liu)應大(da)于碳弧氣刨所(suo)需(xu)的(de)(de)電(dian)流(liu)。例(li)如(ru)，用φ7mm的(de)(de)圓(yuan)形碳棒，需(xu)要碳弧氣刨的(de)(de)切(qie)割電(dian)流(liu)為(wei)350A，宜選用額定電(dian)流(liu)為(wei)500A的(de)(de)弧焊整(zheng)流(liu)器。
碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨(bao)的氣(qi)刨(bao)槍主要用于夾持碳(tan)棒和吹送壓(ya)縮空氣(qi)。常用的氣(qi)刨(bao)槍如圖(tu)6-5所示，它有(you)側(ce)面(mian)送風和圓(yuan)周(zhou)送風兩種形式。
碳(tan)棒(bang)應具有耐高溫(wen)、導電性(xing)好和(he)不易折(zhe)斷的特(te)點(dian)。為了提高其導電性(xing)和(he)增加(jia)表面強度，往(wang)往(wang)在(zai)碳(tan)棒(bang)表面鍍一層純銅(tong)。碳(tan)棒(bang)分圓形(xing)和(he)扁(bian)形(xing)（長方形(xing)斷面）兩種，圓形(xing)碳(tan)棒(bang)主要(yao)用(yong)于(yu)焊(han)(han)縫反面開槽；扁(bian)形(xing)碳(tan)棒(bang)可以用(yong)于(yu)開坡口、刨焊(han)(han)瘤(liu)和(he)切割大量金屬的場合。
三、氣刨工(gong)藝
為了獲得優質的(de)(de)刨(bao)槽，必須有(you)正(zheng)確的(de)(de)工藝參(can)數為保(bao)證，影響氣刨(bao)質量的(de)(de)有(you)下列(lie)因素：
1. 電源極性
碳(tan)弧氣刨不銹鋼時，采用直(zhi)流反極(ji)(ji)性(xing)連接（電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)接電(dian)(dian)(dian)源正極(ji)(ji)），氣刨時電(dian)(dian)(dian)弧穩定，刨削速度均勻，電(dian)(dian)(dian)弧發(fa)(fa)生連續的刷刷聲，刨槽(cao)(cao)兩側寬窄一致，表面光滑明亮。若采用直(zhi)流正極(ji)(ji)性(xing)連接（碳(tan)棒(bang)接電(dian)(dian)(dian)源負極(ji)(ji)），則電(dian)(dian)(dian)弧發(fa)(fa)生抖(dou)動，并發(fa)(fa)出斷續的嘟嘟聲，刨槽(cao)(cao)兩側呈現與氣刨抖(dou)動聲相對應的圓弧狀，若有此現象發(fa)(fa)生，應將極(ji)(ji)性(xing)更換過來再重新(xin)進行(xing)氣刨。
2. 氣刨(bao)電流與碳棒直(zhi)徑
氣(qi)(qi)刨電(dian)流(liu)增大時刨槽(cao)(cao)寬度增大，槽(cao)(cao)深增加，刨削(xue)速度也增快(kuai)，可以獲(huo)得較為(wei)光滑的(de)刨槽(cao)(cao)質量。但(dan)若(ruo)(ruo)氣(qi)(qi)刨電(dian)流(liu)過大，碳棒燒損較快(kuai)，甚至碳棒熔化，會造(zao)成(cheng)(cheng)嚴重滲碳且刨槽(cao)(cao)表面粗糙；若(ruo)(ruo)氣(qi)(qi)刨電(dian)流(liu)過小，則電(dian)弧不(bu)穩，刨槽(cao)(cao)小而淺，刨削(xue)速度不(bu)穩定(ding)，效率低且容易造(zao)成(cheng)(cheng)粘渣(zha)現象。表6-3介(jie)紹了常用(yong)碳弧氣(qi)(qi)刨的(de)參數。
碳(tan)棒(bang)直(zhi)徑(jing)的(de)選擇與鋼板(ban)厚(hou)度(du)有(you)(you)關(guan)，見表6-4。它與所要求的(de)刨槽寬(kuan)度(du)有(you)(you)關(guan)，碳(tan)棒(bang)直(zhi)徑(jing)越(yue)大(da)，則刨槽越(yue)寬(kuan)。一般碳(tan)棒(bang)直(zhi)徑(jing)應比所要求的(de)刨槽寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削速度
它必須(xu)與氣刨(bao)(bao)電流、風壓相適應(ying)，才能保證氣刨(bao)(bao)過(guo)(guo)程的正常進(jin)行。速(su)度(du)(du)過(guo)(guo)快(kuai)或碳(tan)(tan)棒(bang)極向下(xia)送進(jin)時過(guo)(guo)猛，碳(tan)(tan)極頭(tou)部(bu)將碰到液態(tai)金屬或碰到未熔化的金屬上，電弧就會(hui)(hui)因短(duan)路而熄滅。速(su)度(du)(du)過(guo)(guo)快(kuai)，還(huan)會(hui)(hui)使碳(tan)(tan)極的頭(tou)部(bu)脫落，粘在(zai)未熔化的金屬上，產生(sheng)夾(jia)碳(tan)(tan)缺(que)陷(xian)。出(chu)現這種(zhong)情況時，應(ying)在(zai)缺(que)陷(xian)前端重新引(yin)弧，反手輕輕刨(bao)(bao)掉(diao)一層，將缺(que)陷(xian)清除掉(diao)，再繼續刨(bao)(bao)削(xue)。氣刨(bao)(bao)速(su)度(du)(du)過(guo)(guo)慢，則電弧拉長(chang)，會(hui)(hui)引(yin)起電弧不(bu)穩定(ding)，甚至熄弧。
一(yi)般刨削速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空(kong)氣壓力
壓(ya)縮空氣壓(ya)力會(hui)直接影(ying)響到(dao)刨(bao)削速度和刨(bao)槽(cao)(cao)表面(mian)質量(liang)。壓(ya)力高，可(ke)提高刨(bao)削速度和刨(bao)槽(cao)(cao)表面(mian)的光(guang)滑程度；反之壓(ya)力過低，則造成刨(bao)槽(cao)(cao)表面(mian)粘渣。
一般(ban)要求壓縮空氣壓力為0.4～0.6MPa，壓縮空氣所含水(shui)分和油可通過壓縮空氣在(zai)管路上所安裝(zhuang)的過濾(lv)器予以(yi)限(xian)制，過濾(lv)介質選用新硅膠為好。
5. 碳極伸出長度
碳極伸(shen)出長度以(yi)30～70mm為佳。伸(shen)出長度過長，電阻(zu)增大(da)，碳棒燒損嚴重；過短(duan)時，常常會由于刨(bao)槍的(de)金屬部分與被刨(bao)工件相碰而產生短(duan)路，使電弧不穩。
刨(bao)削(xue)過程中，碳棒燒損是正常的，碳棒伸(shen)出(chu)長度要斷(duan)續進(jin)行調整。當伸(shen)出(chu)長度小(xiao)于25mm時，應將碳極伸(shen)出(chu)長度重新(xin)調到(dao)70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾角(jiao)
碳(tan)棒與(yu)工(gong)件(jian)間的傾角大小(xiao)(xiao)主要影響刨槽深(shen)度(du)(du)和創削(xue)速度(du)(du)。傾角增大，則(ze)(ze)刨削(xue)深(shen)度(du)(du)增加，刨削(xue)速度(du)(du)減小(xiao)(xiao)；反之(zhi)，則(ze)(ze)刨削(xue)深(shen)度(du)(du)減小(xiao)(xiao)而(er)刨削(xue)速度(du)(du)增快。一般手工(gong)碳(tan)弧氣刨傾角以30°～45°為(wei)宜(yi)。
7. 碳弧氣刨(bao)的弧長
在刨削過(guo)程中應盡可能使(shi)電弧(hu)長(chang)度(du)短(duan)一些，以2～3mm為宜。電弧(hu)弧(hu)長(chang)過(guo)短(duan)，容(rong)易引起(qi)夾碳缺陷(xian)；弧(hu)長(chang)過(guo)長(chang)，冷空氣吹斷電弧(hu)，使(shi)電弧(hu)不穩(wen)，甚至(zhi)滅弧(hu)。電弧(hu)弧(hu)長(chang)過(guo)長(chang)還會使(shi)壓縮空氣的(de)吹力(li)不集中，被熔化的(de)金屬來不及吹走，使(shi)刨口熱影響區增(zeng)寬，刨口的(de)表面粗(cu)糙度(du)也變差。
此外，在刨(bao)削(xue)過程中，碳(tan)棒不要進行擺動，只要按預先(xian)選好的(de)(de)角度平直(zhi)向前，就可以保證得到(dao)均勻的(de)(de)刨(bao)槽尺寸(cun)。
四、碳(tan)弧氣刨對不(bu)銹鋼焊縫耐蝕(shi)性的(de)影響
碳弧氣刨不銹(xiu)鋼時，它可以通過滲碳和熱作用來影響被刨金屬表面，導致破壞不銹(xiu)鋼焊(han)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。
