一、碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)的特點
它是利用石墨(mo)棒或碳棒作(zuo)為(wei)電極，與工件間產生電弧將金(jin)屬熔化，并用壓縮空氣將熔化金(jin)屬吹除的(de)(de)一種(zhong)表面加工溝槽的(de)(de)方法(fa)。
氣刨時，電弧(hu)最高溫度達6000～7000℃，放出的(de)(de)(de)熱量能使工(gong)(gong)件表面(mian)熔(rong)化，通過(guo)碳弧(hu)氣刨噴嘴(zui)噴出的(de)(de)(de)壓縮空(kong)氣（0.4～0.6MPa）將熔(rong)化了的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬和(he)所生產的(de)(de)(de)熔(rong)渣(zha)吹(chui)走(zou)。電弧(hu)不斷燃(ran)燒，壓縮空(kong)氣連續(xu)吹(chui)掉熔(rong)融(rong)物，實現在金(jin)(jin)屬表面(mian)上所需(xu)要加工(gong)(gong)的(de)(de)(de)溝(gou)槽。
這種氣(qi)刨工藝(yi)主要用于雙(shuang)面焊時(shi)，清除背面焊根、清除焊縫中的(de)缺(que)陷，也可以(yi)作為單件(jian)或不(bu)規則的(de)焊道加工坡口。
碳弧氣刨的加(jia)工功能(neng)與風鏟或(huo)砂輪(lun)相(xiang)比，具有下列特(te)點(dian)：
1. 手工碳弧氣刨的靈活性較(jiao)大，可進行全位置操(cao)作(zuo)。
2. 在清除焊(han)縫或(huo)鑄件的(de)缺陷時，可以清楚地觀(guan)察到缺陷的(de)形狀(zhuang)和(he)深度。
3. 操作時的噪聲(sheng)比風鏟(chan)小，生產效率比它高。
4. 對于(yu)(yu)受到限制(zhi)的位置或可(ke)達性(xing)差(cha)的部位，碳(tan)弧氣刨更(geng)適于(yu)(yu)操(cao)作。
5. 碳弧氣刨(bao)時(shi)有煙(yan)霧、粉塵，對(dui)環境有污染，同時(shi)對(dui)操作(zuo)技術要(yao)求較高(gao)。
二、碳弧(hu)氣刨所用設備(bei)
碳弧(hu)氣刨由電源、壓縮空氣氣源、刨槍、碳棒、電纜和(he)氣管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)源采用(yong)陡(dou)降外特性的(de)弧焊(han)整流器，其額定(ding)(ding)電(dian)流應大于碳弧氣刨所需的(de)電(dian)流。例如，用(yong)φ7mm的(de)圓形碳棒，需要碳弧氣刨的(de)切割電(dian)流為350A，宜選用(yong)額定(ding)(ding)電(dian)流為500A的(de)弧焊(han)整流器。
碳弧氣(qi)(qi)刨的氣(qi)(qi)刨槍主要用于夾持碳棒和吹送壓縮空氣(qi)(qi)。常用的氣(qi)(qi)刨槍如圖6-5所示，它有側面送風和圓周送風兩(liang)種形式。
碳(tan)棒(bang)應具有耐(nai)高溫、導電性好和(he)不易折(zhe)斷(duan)的特點。為了提高其導電性和(he)增加表面(mian)強度，往(wang)往(wang)在碳(tan)棒(bang)表面(mian)鍍一層(ceng)純銅。碳(tan)棒(bang)分圓形(xing)和(he)扁形(xing)（長方形(xing)斷(duan)面(mian)）兩種(zhong)，圓形(xing)碳(tan)棒(bang)主要用(yong)于焊縫反面(mian)開(kai)槽；扁形(xing)碳(tan)棒(bang)可以用(yong)于開(kai)坡口、刨焊瘤(liu)和(he)切割大(da)量(liang)金屬的場合。
三、氣刨工藝(yi)
為(wei)了(le)獲得優質的刨(bao)槽，必須有正(zheng)確(que)的工藝(yi)參數為(wei)保證(zheng)，影響氣(qi)刨(bao)質量的有下列(lie)因素：
1. 電(dian)源極性(xing)
碳弧(hu)氣刨(bao)不(bu)銹鋼時，采(cai)用直流反極(ji)性(xing)(xing)連(lian)接（電(dian)極(ji)接電(dian)源正(zheng)(zheng)極(ji)），氣刨(bao)時電(dian)弧(hu)穩定，刨(bao)削速(su)度(du)均勻，電(dian)弧(hu)發生(sheng)連(lian)續的(de)刷刷聲，刨(bao)槽兩側寬窄一致，表面光滑(hua)明亮。若(ruo)采(cai)用直流正(zheng)(zheng)極(ji)性(xing)(xing)連(lian)接（碳棒接電(dian)源負(fu)極(ji)），則電(dian)弧(hu)發生(sheng)抖動(dong)，并發出斷續的(de)嘟嘟聲，刨(bao)槽兩側呈現(xian)與氣刨(bao)抖動(dong)聲相對應(ying)的(de)圓弧(hu)狀，若(ruo)有(you)此現(xian)象發生(sheng)，應(ying)將(jiang)極(ji)性(xing)(xing)更換(huan)過(guo)來再(zai)重新進行氣刨(bao)。
2. 氣刨電流與碳棒(bang)直徑
氣刨(bao)(bao)(bao)(bao)電流增(zeng)大(da)時刨(bao)(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)寬度增(zeng)大(da)，槽(cao)(cao)深增(zeng)加，刨(bao)(bao)(bao)(bao)削速度也增(zeng)快，可以獲得較為光滑(hua)的刨(bao)(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)質量(liang)。但若(ruo)氣刨(bao)(bao)(bao)(bao)電流過大(da)，碳(tan)(tan)棒燒(shao)損較快，甚至碳(tan)(tan)棒熔化，會造(zao)(zao)成(cheng)嚴重滲(shen)碳(tan)(tan)且(qie)刨(bao)(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)表(biao)面粗糙(cao)；若(ruo)氣刨(bao)(bao)(bao)(bao)電流過小，則電弧不(bu)穩(wen)，刨(bao)(bao)(bao)(bao)槽(cao)(cao)小而淺，刨(bao)(bao)(bao)(bao)削速度不(bu)穩(wen)定(ding)，效率低(di)且(qie)容易(yi)造(zao)(zao)成(cheng)粘渣現象。表(biao)6-3介紹(shao)了常用碳(tan)(tan)弧氣刨(bao)(bao)(bao)(bao)的參數(shu)。
碳棒(bang)直徑的(de)(de)選擇與鋼板厚度(du)(du)有關(guan)(guan)，見表6-4。它與所要求(qiu)的(de)(de)刨槽(cao)寬度(du)(du)有關(guan)(guan)，碳棒(bang)直徑越(yue)大，則刨槽(cao)越(yue)寬。一(yi)般碳棒(bang)直徑應(ying)比所要求(qiu)的(de)(de)刨槽(cao)寬度(du)(du)小2～4mm。
3. 刨削速度(du)
它必須與氣(qi)刨電(dian)流、風壓相適(shi)應(ying)，才(cai)能保證氣(qi)刨過(guo)程的(de)正常進(jin)行。速(su)(su)度(du)(du)過(guo)快或碳棒極(ji)向下送進(jin)時過(guo)猛，碳極(ji)頭部將(jiang)碰到(dao)液態金(jin)屬或碰到(dao)未(wei)熔化的(de)金(jin)屬上，電(dian)弧(hu)(hu)就會(hui)(hui)因短路而熄滅。速(su)(su)度(du)(du)過(guo)快，還會(hui)(hui)使碳極(ji)的(de)頭部脫落，粘在(zai)未(wei)熔化的(de)金(jin)屬上，產生(sheng)夾碳缺陷。出現這(zhe)種情況時，應(ying)在(zai)缺陷前(qian)端(duan)重新引弧(hu)(hu)，反(fan)手輕輕刨掉一(yi)層，將(jiang)缺陷清除(chu)掉，再繼(ji)續刨削。氣(qi)刨速(su)(su)度(du)(du)過(guo)慢，則(ze)電(dian)弧(hu)(hu)拉長(chang)，會(hui)(hui)引起電(dian)弧(hu)(hu)不穩定，甚至(zhi)熄弧(hu)(hu)。
一般刨削速度以(yi)0.8～1.2m／min為(wei)宜(yi)。
4. 壓(ya)縮(suo)空氣壓(ya)力
壓(ya)縮空氣壓(ya)力(li)會(hui)直接影(ying)響到刨削(xue)速(su)度(du)(du)和刨槽(cao)(cao)表(biao)(biao)面(mian)質量。壓(ya)力(li)高(gao)，可提高(gao)刨削(xue)速(su)度(du)(du)和刨槽(cao)(cao)表(biao)(biao)面(mian)的光滑程度(du)(du)；反(fan)之壓(ya)力(li)過(guo)低，則造成刨槽(cao)(cao)表(biao)(biao)面(mian)粘渣。
一(yi)般要求(qiu)壓(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)壓(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)所含水分(fen)和(he)油可通過(guo)壓(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣(qi)在管路上所安(an)裝的過(guo)濾(lv)器予(yu)以限制，過(guo)濾(lv)介質(zhi)選用新硅膠為好。
5. 碳極伸出長度
碳(tan)極伸(shen)出(chu)長(chang)度以30～70mm為佳。伸(shen)出(chu)長(chang)度過(guo)長(chang)，電(dian)阻增大，碳(tan)棒(bang)燒損嚴(yan)重；過(guo)短時，常常會由于(yu)刨(bao)槍的金屬部分與被刨(bao)工件相碰而產生短路，使電(dian)弧(hu)不(bu)穩。
刨削過程(cheng)中，碳(tan)棒(bang)燒損是正(zheng)常的，碳(tan)棒(bang)伸出長度(du)要斷(duan)續進行調(diao)整(zheng)。當伸出長度(du)小于25mm時，應將碳(tan)極伸出長度(du)重新調(diao)到70～80mm。
6. 碳棒(bang)與工件間傾角
碳棒與(yu)工件間的傾(qing)角(jiao)大小(xiao)主要影響刨(bao)(bao)槽(cao)深度和創削(xue)(xue)速(su)度。傾(qing)角(jiao)增(zeng)大，則刨(bao)(bao)削(xue)(xue)深度增(zeng)加，刨(bao)(bao)削(xue)(xue)速(su)度減(jian)小(xiao)；反(fan)之，則刨(bao)(bao)削(xue)(xue)深度減(jian)小(xiao)而刨(bao)(bao)削(xue)(xue)速(su)度增(zeng)快。一般(ban)手工碳弧氣刨(bao)(bao)傾(qing)角(jiao)以30°～45°為宜。
7. 碳弧(hu)(hu)氣(qi)刨的弧(hu)(hu)長
在刨(bao)削過(guo)(guo)程中應盡可能使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)度短一些，以2～3mm為宜。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)過(guo)(guo)短，容(rong)易引起夾(jia)碳(tan)缺陷；弧(hu)(hu)(hu)長(chang)過(guo)(guo)長(chang)，冷(leng)空氣吹斷電(dian)弧(hu)(hu)(hu)，使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)不穩，甚至滅弧(hu)(hu)(hu)。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)過(guo)(guo)長(chang)還會(hui)使壓縮空氣的(de)吹力不集中，被(bei)熔化的(de)金屬來不及(ji)吹走(zou)，使刨(bao)口(kou)熱影響區增(zeng)寬，刨(bao)口(kou)的(de)表(biao)面(mian)粗糙度也變(bian)差。
此(ci)外，在刨削過(guo)程(cheng)中，碳(tan)棒不要(yao)進行擺動(dong)，只要(yao)按預先選好的角度平直(zhi)向前(qian)，就可以保證(zheng)得到均勻的刨槽(cao)尺寸(cun)。
四、碳弧(hu)氣(qi)刨對不銹(xiu)鋼焊縫(feng)耐蝕性的影響(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(bu)銹鋼焊(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。
