一(yi)、碳(tan)弧氣刨的特點
它是利用石(shi)墨(mo)棒或碳(tan)棒作為電(dian)(dian)極，與工件間產生電(dian)(dian)弧將(jiang)金屬(shu)熔化，并(bing)用壓縮(suo)空氣(qi)將(jiang)熔化金屬(shu)吹(chui)除(chu)的(de)一種表面加工溝槽的(de)方(fang)法。
氣(qi)(qi)(qi)刨(bao)時，電(dian)弧最高溫度達6000～7000℃，放出(chu)的(de)(de)熱(re)量能使(shi)工件(jian)表面熔化，通(tong)過(guo)碳弧氣(qi)(qi)(qi)刨(bao)噴嘴噴出(chu)的(de)(de)壓(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)(qi)（0.4～0.6MPa）將熔化了的(de)(de)金(jin)屬(shu)和所生產的(de)(de)熔渣吹(chui)走。電(dian)弧不斷燃燒，壓(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)(qi)連續(xu)吹(chui)掉熔融物，實(shi)現(xian)在(zai)金(jin)屬(shu)表面上所需要加工的(de)(de)溝(gou)槽。
這種氣(qi)刨工(gong)藝主要用于雙(shuang)面焊(han)(han)時，清(qing)除背面焊(han)(han)根、清(qing)除焊(han)(han)縫(feng)中的缺陷(xian)，也可以作為單件或不規(gui)則的焊(han)(han)道加工(gong)坡口(kou)。
碳弧氣(qi)刨的加工功能與(yu)風鏟(chan)或砂輪相比，具有(you)下列(lie)特點：
1. 手工碳弧(hu)氣(qi)刨的靈活性較大，可(ke)進(jin)行(xing)全(quan)位置(zhi)操作。
2. 在清除焊(han)縫或鑄件的(de)缺陷(xian)時，可以清楚地觀察到缺陷(xian)的(de)形狀和深度。
3. 操作時的(de)噪聲比風(feng)鏟小，生產效率比它高。
4. 對于受到限制的(de)(de)位置或可達性(xing)差的(de)(de)部位，碳弧氣刨更適于操(cao)作。
5. 碳弧氣刨時(shi)有煙霧、粉塵，對環境(jing)有污(wu)染，同時(shi)對操作(zuo)技術(shu)要求較高(gao)。
二、碳弧氣刨所用設備
碳弧氣刨(bao)由電源、壓縮空氣氣源、刨(bao)槍、碳棒、電纜和氣管(guan)等(deng)組成，如圖6-4所示。
電源(yuan)采(cai)用陡降外特(te)性的弧(hu)(hu)焊整流(liu)器(qi)，其額(e)定(ding)電流(liu)應大(da)于碳(tan)弧(hu)(hu)氣刨所需的電流(liu)。例如，用φ7mm的圓形碳(tan)棒，需要碳(tan)弧(hu)(hu)氣刨的切(qie)割電流(liu)為350A，宜選用額(e)定(ding)電流(liu)為500A的弧(hu)(hu)焊整流(liu)器(qi)。
碳(tan)弧(hu)氣刨的氣刨槍(qiang)主要用于夾(jia)持碳(tan)棒和吹送(song)壓縮空氣。常(chang)用的氣刨槍(qiang)如圖6-5所示(shi)，它有側面送(song)風和圓(yuan)周送(song)風兩種形式。
碳棒(bang)應具有耐(nai)高溫、導電性好和(he)不易折斷的特(te)點。為了提高其導電性和(he)增加表(biao)面(mian)(mian)強度，往(wang)往(wang)在碳棒(bang)表(biao)面(mian)(mian)鍍一層(ceng)純銅。碳棒(bang)分圓形和(he)扁(bian)形（長方(fang)形斷面(mian)(mian)）兩(liang)種，圓形碳棒(bang)主要用(yong)于(yu)焊(han)縫反面(mian)(mian)開(kai)槽；扁(bian)形碳棒(bang)可以(yi)用(yong)于(yu)開(kai)坡口、刨焊(han)瘤和(he)切割(ge)大量金屬的場合。
三、氣刨工藝
為(wei)了(le)獲得優質的(de)刨(bao)槽，必須(xu)有正確的(de)工藝參數為(wei)保證(zheng)，影(ying)響氣刨(bao)質量(liang)的(de)有下列因素：
1. 電源極性
碳弧(hu)(hu)氣刨(bao)(bao)不銹鋼時，采用(yong)直(zhi)流反極性(xing)連(lian)接(jie)（電(dian)極接(jie)電(dian)源正(zheng)極），氣刨(bao)(bao)時電(dian)弧(hu)(hu)穩(wen)定，刨(bao)(bao)削速度均勻，電(dian)弧(hu)(hu)發(fa)(fa)(fa)生連(lian)續的(de)(de)刷(shua)刷(shua)聲，刨(bao)(bao)槽兩(liang)側寬窄一致，表面光滑明亮。若(ruo)采用(yong)直(zhi)流正(zheng)極性(xing)連(lian)接(jie)（碳棒接(jie)電(dian)源負極），則電(dian)弧(hu)(hu)發(fa)(fa)(fa)生抖動，并(bing)發(fa)(fa)(fa)出斷(duan)續的(de)(de)嘟(du)嘟(du)聲，刨(bao)(bao)槽兩(liang)側呈現與氣刨(bao)(bao)抖動聲相對應的(de)(de)圓弧(hu)(hu)狀，若(ruo)有此現象(xiang)發(fa)(fa)(fa)生，應將(jiang)極性(xing)更(geng)換過(guo)來再重新進行(xing)氣刨(bao)(bao)。
2. 氣刨電(dian)流與碳棒直(zhi)徑
氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)增(zeng)(zeng)大(da)時刨(bao)(bao)槽寬度增(zeng)(zeng)大(da)，槽深增(zeng)(zeng)加，刨(bao)(bao)削速(su)度也增(zeng)(zeng)快，可(ke)以獲得較為光滑(hua)的(de)刨(bao)(bao)槽質量。但若(ruo)(ruo)氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)，碳棒燒損較快，甚至碳棒熔化，會造成嚴重(zhong)滲碳且(qie)(qie)刨(bao)(bao)槽表面(mian)粗糙；若(ruo)(ruo)氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)過(guo)小(xiao)，則電(dian)弧(hu)不穩，刨(bao)(bao)槽小(xiao)而淺，刨(bao)(bao)削速(su)度不穩定，效率低且(qie)(qie)容易(yi)造成粘(zhan)渣現象。表6-3介紹了常用(yong)碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)(bao)的(de)參數(shu)。
碳棒(bang)直(zhi)徑(jing)(jing)的選擇與鋼板厚(hou)度(du)有關，見表6-4。它與所要求(qiu)(qiu)的刨槽寬(kuan)度(du)有關，碳棒(bang)直(zhi)徑(jing)(jing)越大(da)，則刨槽越寬(kuan)。一(yi)般碳棒(bang)直(zhi)徑(jing)(jing)應比所要求(qiu)(qiu)的刨槽寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削(xue)速度
它必須與氣刨(bao)電(dian)(dian)流、風壓相適(shi)應(ying)(ying)，才能保證氣刨(bao)過(guo)(guo)程的正常進行。速(su)度(du)過(guo)(guo)快或(huo)碳(tan)棒極向下送進時過(guo)(guo)猛，碳(tan)極頭(tou)部將碰(peng)到液(ye)態金屬或(huo)碰(peng)到未熔化的金屬上(shang)，電(dian)(dian)弧(hu)就(jiu)會(hui)因短路而(er)熄(xi)滅。速(su)度(du)過(guo)(guo)快，還會(hui)使(shi)碳(tan)極的頭(tou)部脫落，粘(zhan)在(zai)未熔化的金屬上(shang)，產(chan)生夾碳(tan)缺陷(xian)。出現(xian)這(zhe)種情(qing)況時，應(ying)(ying)在(zai)缺陷(xian)前端重新引弧(hu)，反(fan)手輕輕刨(bao)掉(diao)一(yi)層，將缺陷(xian)清除掉(diao)，再(zai)繼續刨(bao)削(xue)。氣刨(bao)速(su)度(du)過(guo)(guo)慢，則電(dian)(dian)弧(hu)拉(la)長(chang)，會(hui)引起電(dian)(dian)弧(hu)不穩定，甚至熄(xi)弧(hu)。
一般刨削(xue)速度以0.8～1.2m／min為宜(yi)。
4. 壓(ya)縮空氣(qi)壓(ya)力
壓縮空氣壓力(li)(li)會直接影響到刨削(xue)速(su)度(du)(du)和刨槽(cao)表(biao)面質(zhi)量。壓力(li)(li)高，可提(ti)高刨削(xue)速(su)度(du)(du)和刨槽(cao)表(biao)面的(de)光滑程(cheng)度(du)(du)；反之壓力(li)(li)過低(di)，則(ze)造(zao)成刨槽(cao)表(biao)面粘渣(zha)。
一般要求壓(ya)縮空(kong)氣壓(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)縮空(kong)氣所含水分和油(you)可通過壓(ya)縮空(kong)氣在管路上所安裝的過濾(lv)(lv)器予(yu)以限(xian)制，過濾(lv)(lv)介質選用(yong)新硅膠為好。
5. 碳極伸出長度(du)
碳極伸出長度(du)以30～70mm為佳。伸出長度(du)過長，電(dian)阻(zu)增(zeng)大，碳棒(bang)燒損嚴重(zhong)；過短時(shi)，常常會由于刨(bao)槍的金(jin)屬部分與被刨(bao)工件相碰而產(chan)生短路，使(shi)電(dian)弧(hu)不穩。
刨削過程中，碳(tan)棒(bang)燒(shao)損是正(zheng)常的，碳(tan)棒(bang)伸出長度要斷續進(jin)行(xing)調整。當伸出長度小(xiao)于25mm時，應將碳(tan)極伸出長度重(zhong)新(xin)調到70～80mm。
6. 碳棒與工件間(jian)傾角
碳(tan)棒與工件間的傾角(jiao)大小主要影(ying)響刨(bao)(bao)(bao)槽深度和創削(xue)速(su)度。傾角(jiao)增(zeng)(zeng)大，則(ze)刨(bao)(bao)(bao)削(xue)深度增(zeng)(zeng)加(jia)，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速(su)度減(jian)小；反之，則(ze)刨(bao)(bao)(bao)削(xue)深度減(jian)小而刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速(su)度增(zeng)(zeng)快。一般手工碳(tan)弧氣刨(bao)(bao)(bao)傾角(jiao)以30°～45°為宜。
7. 碳弧(hu)氣刨(bao)的弧(hu)長
在刨削過(guo)程中應盡可能使(shi)電弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)(chang)度短一些(xie)，以2～3mm為宜。電弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)(chang)過(guo)短，容易(yi)引起(qi)夾碳缺陷；弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)(chang)過(guo)長(chang)(chang)(chang)，冷空(kong)氣吹(chui)(chui)斷電弧(hu)(hu)(hu)，使(shi)電弧(hu)(hu)(hu)不穩(wen)，甚(shen)至滅弧(hu)(hu)(hu)。電弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)(chang)過(guo)長(chang)(chang)(chang)還(huan)會使(shi)壓縮空(kong)氣的(de)吹(chui)(chui)力不集中，被熔化(hua)的(de)金屬來不及吹(chui)(chui)走，使(shi)刨口熱影響區增寬，刨口的(de)表面粗糙度也(ye)變差。
此外，在刨削過(guo)程(cheng)中，碳棒(bang)不要進行(xing)擺(bai)動，只要按預先選好(hao)的角度平直向(xiang)前(qian)，就可以保(bao)證得到均勻的刨槽尺寸。
四(si)、碳弧(hu)氣刨對不銹鋼(gang)焊(han)縫耐蝕性(xing)的影響
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。
