一、碳弧氣刨的特點
它是利用(yong)石墨棒或碳棒作為電(dian)極，與(yu)工(gong)件間產(chan)生電(dian)弧(hu)將(jiang)金屬熔化(hua)，并用(yong)壓縮(suo)空(kong)氣將(jiang)熔化(hua)金屬吹(chui)除的(de)一種表(biao)面(mian)加工(gong)溝槽(cao)的(de)方法。
氣刨時，電(dian)弧最高溫度達(da)6000～7000℃，放出(chu)的(de)(de)熱量能(neng)使工件表面熔化，通過碳(tan)弧氣刨噴嘴噴出(chu)的(de)(de)壓縮空氣（0.4～0.6MPa）將熔化了的(de)(de)金屬和所(suo)生產的(de)(de)熔渣(zha)吹走。電(dian)弧不斷燃燒，壓縮空氣連續吹掉熔融物，實現在金屬表面上所(suo)需要加工的(de)(de)溝(gou)槽。
這種(zhong)氣刨(bao)工藝主要用于雙(shuang)面焊(han)時，清除背面焊(han)根、清除焊(han)縫中的缺陷，也可以作為單件或不規(gui)則的焊(han)道加工坡口。
碳弧氣(qi)刨的加工(gong)功能與風鏟或砂輪相(xiang)比，具(ju)有下列特點(dian)：
1. 手工碳(tan)弧(hu)氣刨的(de)靈活性較大(da)，可進行全位置操(cao)作。
2. 在清除(chu)焊縫(feng)或鑄件的缺陷時，可以清楚地觀察到(dao)缺陷的形(xing)狀和深度。
3. 操作時(shi)的噪(zao)聲比風鏟小，生產效率比它高。
4. 對于(yu)受到限制的位置(zhi)或(huo)可達性(xing)差的部(bu)位，碳弧氣刨(bao)更適(shi)于(yu)操作(zuo)。
5. 碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)時有(you)煙霧、粉塵，對環境(jing)有(you)污(wu)染，同(tong)時對操作(zuo)技術(shu)要求較高(gao)。
二、碳(tan)弧氣(qi)刨所用設備
碳弧氣刨由(you)電源、壓縮空(kong)氣氣源、刨槍、碳棒、電纜(lan)和氣管等組成，如圖6-4所示(shi)。
電(dian)源采用陡(dou)降外(wai)特性的(de)弧(hu)焊(han)整流(liu)(liu)(liu)器，其額定電(dian)流(liu)(liu)(liu)應大于碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)所(suo)需(xu)(xu)的(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)。例(li)如，用φ7mm的(de)圓形碳棒，需(xu)(xu)要碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)的(de)切割電(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)(wei)350A，宜選用額定電(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)(wei)500A的(de)弧(hu)焊(han)整流(liu)(liu)(liu)器。
碳弧(hu)氣(qi)(qi)刨的氣(qi)(qi)刨槍主要用于(yu)夾持(chi)碳棒和(he)吹送(song)壓(ya)縮空氣(qi)(qi)。常用的氣(qi)(qi)刨槍如(ru)圖6-5所(suo)示，它有側(ce)面送(song)風(feng)和(he)圓周送(song)風(feng)兩(liang)種形式。
碳(tan)棒應具有(you)耐高(gao)溫、導電性好和(he)不易(yi)折斷的(de)特點。為了提(ti)高(gao)其(qi)導電性和(he)增加表面(mian)強度(du)，往(wang)往(wang)在碳(tan)棒表面(mian)鍍(du)一(yi)層純銅(tong)。碳(tan)棒分圓(yuan)形(xing)(xing)和(he)扁(bian)形(xing)(xing)（長方形(xing)(xing)斷面(mian)）兩種，圓(yuan)形(xing)(xing)碳(tan)棒主要用于(yu)焊(han)縫反面(mian)開槽(cao)；扁(bian)形(xing)(xing)碳(tan)棒可以用于(yu)開坡口、刨焊(han)瘤和(he)切割(ge)大量金(jin)屬的(de)場合。
三、氣刨工藝(yi)
為了獲得(de)優質的刨槽，必須有正確(que)的工藝參(can)數為保證，影(ying)響氣刨質量的有下(xia)列(lie)因素：
1. 電源極(ji)性
碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)不銹鋼時(shi)，采用直(zhi)流(liu)反極(ji)(ji)性(xing)連(lian)(lian)接（電極(ji)(ji)接電源(yuan)正極(ji)(ji)），氣(qi)刨(bao)時(shi)電弧穩定，刨(bao)削(xue)速(su)度(du)均勻，電弧發生(sheng)連(lian)(lian)續的刷(shua)刷(shua)聲(sheng)，刨(bao)槽兩側寬窄一(yi)致(zhi)，表面(mian)光(guang)滑明(ming)亮(liang)。若(ruo)采用直(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性(xing)連(lian)(lian)接（碳(tan)棒接電源(yuan)負極(ji)(ji)），則電弧發生(sheng)抖動，并(bing)發出(chu)斷續的嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)槽兩側呈現與氣(qi)刨(bao)抖動聲(sheng)相對應的圓弧狀(zhuang)，若(ruo)有此現象發生(sheng)，應將極(ji)(ji)性(xing)更換過來再重新進行氣(qi)刨(bao)。
2. 氣(qi)刨電流與碳棒直(zhi)徑(jing)
氣(qi)(qi)刨(bao)電(dian)流增(zeng)大(da)(da)時刨(bao)槽寬度增(zeng)大(da)(da)，槽深增(zeng)加，刨(bao)削(xue)速度也增(zeng)快(kuai)，可以獲得較為光滑的刨(bao)槽質量(liang)。但若氣(qi)(qi)刨(bao)電(dian)流過(guo)大(da)(da)，碳(tan)(tan)棒(bang)燒損較快(kuai)，甚(shen)至碳(tan)(tan)棒(bang)熔(rong)化(hua)，會造(zao)成嚴重滲碳(tan)(tan)且刨(bao)槽表面粗(cu)糙；若氣(qi)(qi)刨(bao)電(dian)流過(guo)小，則電(dian)弧(hu)不穩，刨(bao)槽小而淺，刨(bao)削(xue)速度不穩定(ding)，效率低且容易(yi)造(zao)成粘渣現象(xiang)。表6-3介紹了常用碳(tan)(tan)弧(hu)氣(qi)(qi)刨(bao)的參數。
碳棒(bang)(bang)直徑(jing)的(de)選擇與鋼板(ban)厚度有關，見(jian)表6-4。它與所要求(qiu)的(de)刨槽寬度有關，碳棒(bang)(bang)直徑(jing)越大，則刨槽越寬。一般碳棒(bang)(bang)直徑(jing)應比所要求(qiu)的(de)刨槽寬度小2～4mm。
3. 刨削(xue)速度
它(ta)必(bi)須與(yu)氣(qi)(qi)刨(bao)電流、風壓(ya)相(xiang)適應，才能保證氣(qi)(qi)刨(bao)過(guo)(guo)程的(de)正常進行。速度(du)過(guo)(guo)快或(huo)(huo)碳(tan)棒極向(xiang)下送進時(shi)過(guo)(guo)猛，碳(tan)極頭(tou)部(bu)(bu)將碰到液(ye)態金(jin)屬或(huo)(huo)碰到未熔化的(de)金(jin)屬上，電弧就(jiu)會因短(duan)路而(er)熄滅。速度(du)過(guo)(guo)快，還會使碳(tan)極的(de)頭(tou)部(bu)(bu)脫落，粘在(zai)未熔化的(de)金(jin)屬上，產生夾碳(tan)缺陷。出現這種(zhong)情況(kuang)時(shi)，應在(zai)缺陷前端(duan)重新引弧，反手輕(qing)輕(qing)刨(bao)掉一層，將缺陷清除掉，再(zai)繼續刨(bao)削。氣(qi)(qi)刨(bao)速度(du)過(guo)(guo)慢，則電弧拉(la)長，會引起(qi)電弧不穩定，甚至熄弧。
一(yi)般刨削(xue)速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓(ya)縮空氣壓(ya)力
壓縮空氣(qi)壓力(li)會直接影響(xiang)到刨(bao)(bao)(bao)削速(su)度(du)和刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)表(biao)(biao)面(mian)質量。壓力(li)高，可提高刨(bao)(bao)(bao)削速(su)度(du)和刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)表(biao)(biao)面(mian)的光滑程度(du)；反之壓力(li)過低，則(ze)造成刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)表(biao)(biao)面(mian)粘(zhan)渣(zha)。
一般要(yao)求(qiu)壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)壓(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)所含水分和油可通(tong)過(guo)壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)在管路上(shang)所安(an)裝(zhuang)的(de)過(guo)濾器予以限制，過(guo)濾介質選用新硅膠為好。
5. 碳極伸出長度
碳極伸出長度以30～70mm為佳。伸出長度過長，電阻增大，碳棒燒(shao)損(sun)嚴重；過短時，常常會由(you)于刨(bao)槍(qiang)的金(jin)屬(shu)部分與被刨(bao)工件相碰而產(chan)生短路，使電弧不穩。
刨削過程中，碳棒(bang)燒(shao)損是正常的，碳棒(bang)伸(shen)出長度要斷續進行(xing)調(diao)(diao)整。當(dang)伸(shen)出長度小于25mm時，應(ying)將碳極伸(shen)出長度重(zhong)新調(diao)(diao)到70～80mm。
6. 碳(tan)棒與工件間傾角
碳棒與(yu)工(gong)(gong)件間(jian)的傾(qing)角大小(xiao)主要影響刨(bao)槽深(shen)度和(he)創(chuang)削速度。傾(qing)角增(zeng)大，則刨(bao)削深(shen)度增(zeng)加(jia)，刨(bao)削速度減(jian)(jian)小(xiao)；反之，則刨(bao)削深(shen)度減(jian)(jian)小(xiao)而刨(bao)削速度增(zeng)快。一(yi)般手工(gong)(gong)碳弧氣刨(bao)傾(qing)角以(yi)30°～45°為宜。
7. 碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)的弧(hu)長(chang)
在刨削過程中應盡可能使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)長度短一些(xie)，以(yi)2～3mm為(wei)宜。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長過短，容易引(yin)起(qi)夾碳(tan)缺陷(xian)；弧(hu)(hu)(hu)長過長，冷空氣吹(chui)(chui)斷(duan)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)，使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)不(bu)穩，甚(shen)至滅弧(hu)(hu)(hu)。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長過長還(huan)會使壓縮空氣的吹(chui)(chui)力不(bu)集(ji)中，被熔化的金屬(shu)來不(bu)及(ji)吹(chui)(chui)走，使刨口(kou)熱影(ying)響區增寬，刨口(kou)的表面粗(cu)糙度也變差。
此外，在(zai)刨削過程中，碳棒不要進行擺動，只要按預先(xian)選(xuan)好的角度平直(zhi)向前，就可以保證得到均勻的刨槽尺(chi)寸。
四、碳弧(hu)氣刨對不(bu)銹鋼焊縫耐蝕(shi)性的影響(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。
