一、碳(tan)弧氣刨的(de)特點(dian)
它是利用(yong)石(shi)墨棒或碳(tan)棒作為電極，與工(gong)(gong)件間(jian)產生電弧將金屬熔(rong)化(hua)，并用(yong)壓縮空(kong)氣將熔(rong)化(hua)金屬吹除的一種表面加工(gong)(gong)溝槽的方法。
氣(qi)刨時，電(dian)弧最高溫度達(da)6000～7000℃，放出的(de)(de)熱量能(neng)使工件表面熔化(hua)(hua)，通過碳弧氣(qi)刨噴(pen)嘴噴(pen)出的(de)(de)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)（0.4～0.6MPa）將熔化(hua)(hua)了(le)的(de)(de)金屬和所生(sheng)產的(de)(de)熔渣吹走。電(dian)弧不斷燃燒(shao)，壓縮(suo)空(kong)氣(qi)連(lian)續吹掉熔融物，實(shi)現在金屬表面上(shang)所需要加工的(de)(de)溝(gou)槽。
這種氣刨工藝主要用于雙(shuang)面焊(han)時(shi)，清(qing)除(chu)背面焊(han)根、清(qing)除(chu)焊(han)縫(feng)中的缺陷，也可以作為(wei)單件或不規則的焊(han)道(dao)加工坡口(kou)。
碳弧氣刨的(de)加工功能與風鏟或砂輪(lun)相比，具(ju)有下(xia)列特點：
1. 手工(gong)碳弧氣刨的靈活性較大，可進行全位(wei)置(zhi)操作。
2. 在清除焊縫(feng)或鑄件的缺(que)陷時，可以清楚地觀(guan)察(cha)到缺(que)陷的形狀和深度。
3. 操(cao)作時的(de)噪(zao)聲比(bi)風鏟小(xiao)，生產效率比(bi)它高。
4. 對(dui)于受到限(xian)制的(de)位(wei)置(zhi)或可達(da)性差的(de)部位(wei)，碳弧氣刨更適于操作。
5. 碳弧氣刨時有煙霧(wu)、粉塵，對環境有污染，同時對操作技術(shu)要求(qiu)較高。
二、碳弧氣刨所用設備
碳弧氣刨(bao)由電(dian)源(yuan)、壓縮空氣氣源(yuan)、刨(bao)槍、碳棒(bang)、電(dian)纜(lan)和(he)氣管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)(dian)源采用(yong)陡降外特性的弧(hu)焊(han)整流(liu)器(qi)，其額(e)(e)定電(dian)(dian)流(liu)應大于碳弧(hu)氣(qi)刨所需的電(dian)(dian)流(liu)。例如，用(yong)φ7mm的圓(yuan)形碳棒，需要碳弧(hu)氣(qi)刨的切割電(dian)(dian)流(liu)為350A，宜選用(yong)額(e)(e)定電(dian)(dian)流(liu)為500A的弧(hu)焊(han)整流(liu)器(qi)。
碳弧(hu)氣(qi)(qi)刨(bao)的(de)氣(qi)(qi)刨(bao)槍(qiang)主要用于(yu)夾持碳棒(bang)和吹(chui)送壓縮空(kong)氣(qi)(qi)。常用的(de)氣(qi)(qi)刨(bao)槍(qiang)如圖6-5所(suo)示，它有側(ce)面(mian)送風和圓周送風兩種形式。
碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)應(ying)具有耐高(gao)溫(wen)、導電(dian)性(xing)好和(he)不易折(zhe)斷的(de)特點。為(wei)了提(ti)高(gao)其導電(dian)性(xing)和(he)增(zeng)加(jia)表(biao)面(mian)強(qiang)度，往往在碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)表(biao)面(mian)鍍一層純銅。碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)分圓形(xing)和(he)扁形(xing)（長方(fang)形(xing)斷面(mian)）兩種，圓形(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)主要用于(yu)焊(han)縫(feng)反面(mian)開槽；扁形(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)可以用于(yu)開坡口、刨焊(han)瘤和(he)切割(ge)大量金屬的(de)場合。
三(san)、氣刨工藝
為了獲得優(you)質的刨(bao)槽，必須(xu)有正確(que)的工藝參(can)數為保證，影響氣(qi)刨(bao)質量的有下列因素：
1. 電源(yuan)極性
碳弧(hu)氣刨不銹鋼時(shi)，采用直流(liu)反極性連接(jie)（電(dian)極接(jie)電(dian)源(yuan)正極），氣刨時(shi)電(dian)弧(hu)穩定，刨削(xue)速度(du)均勻，電(dian)弧(hu)發(fa)生連續的(de)刷刷聲，刨槽(cao)兩側寬窄一致，表面(mian)光(guang)滑明亮。若采用直流(liu)正極性連接(jie)（碳棒(bang)接(jie)電(dian)源(yuan)負(fu)極），則電(dian)弧(hu)發(fa)生抖(dou)動(dong)，并(bing)發(fa)出斷續的(de)嘟嘟聲，刨槽(cao)兩側呈現(xian)與氣刨抖(dou)動(dong)聲相對應的(de)圓弧(hu)狀，若有此現(xian)象發(fa)生，應將極性更換過來(lai)再重新進行氣刨。
2. 氣刨電流與碳棒直徑
氣刨(bao)(bao)(bao)電流(liu)(liu)增大時(shi)刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)寬度(du)(du)增大，槽(cao)深增加，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)也增快(kuai)，可(ke)以獲得較為光滑(hua)的刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)質量。但(dan)若氣刨(bao)(bao)(bao)電流(liu)(liu)過大，碳(tan)(tan)棒燒損較快(kuai)，甚至碳(tan)(tan)棒熔化，會造成(cheng)嚴重滲碳(tan)(tan)且(qie)刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)表(biao)面粗(cu)糙；若氣刨(bao)(bao)(bao)電流(liu)(liu)過小，則電弧不(bu)穩，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)小而淺，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)不(bu)穩定(ding)，效率(lv)低且(qie)容易造成(cheng)粘渣現象(xiang)。表(biao)6-3介紹了常用碳(tan)(tan)弧氣刨(bao)(bao)(bao)的參(can)數。
碳(tan)(tan)棒直徑的(de)(de)選擇(ze)與(yu)鋼板厚(hou)度有關，見表6-4。它(ta)與(yu)所(suo)要求(qiu)的(de)(de)刨(bao)槽寬(kuan)度有關，碳(tan)(tan)棒直徑越大，則刨(bao)槽越寬(kuan)。一般碳(tan)(tan)棒直徑應比(bi)所(suo)要求(qiu)的(de)(de)刨(bao)槽寬(kuan)度小2～4mm。
3. 刨削(xue)速(su)度
它必須與氣(qi)刨(bao)電(dian)流、風(feng)壓相適應，才能保證氣(qi)刨(bao)過(guo)(guo)程的正常(chang)進行(xing)。速度過(guo)(guo)快(kuai)或(huo)碳(tan)棒(bang)極向下送進時(shi)過(guo)(guo)猛，碳(tan)極頭部將碰(peng)到(dao)液態金(jin)屬或(huo)碰(peng)到(dao)未熔化(hua)的金(jin)屬上，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)就會因短(duan)路而熄滅。速度過(guo)(guo)快(kuai)，還會使碳(tan)極的頭部脫落，粘在未熔化(hua)的金(jin)屬上，產生夾碳(tan)缺陷。出(chu)現這種情(qing)況(kuang)時(shi)，應在缺陷前(qian)端重新引弧(hu)(hu)(hu)，反手輕輕刨(bao)掉(diao)(diao)一層，將缺陷清除掉(diao)(diao)，再繼續刨(bao)削(xue)。氣(qi)刨(bao)速度過(guo)(guo)慢，則電(dian)弧(hu)(hu)(hu)拉長，會引起電(dian)弧(hu)(hu)(hu)不穩定，甚至熄弧(hu)(hu)(hu)。
一般刨削速(su)度(du)以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空(kong)氣(qi)壓力
壓縮空氣壓力會(hui)直接影響到刨(bao)(bao)削速度(du)(du)和(he)刨(bao)(bao)槽表面(mian)質量。壓力高，可(ke)提高刨(bao)(bao)削速度(du)(du)和(he)刨(bao)(bao)槽表面(mian)的光滑程度(du)(du)；反(fan)之壓力過低，則造(zao)成刨(bao)(bao)槽表面(mian)粘(zhan)渣。
一般要求壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣壓(ya)(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣所含水分和油(you)可通過壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)空(kong)氣在管路上(shang)所安裝的過濾器予以(yi)限(xian)制，過濾介質選用新硅膠為好。
5. 碳極伸出(chu)長度
碳極伸(shen)出長(chang)度以30～70mm為佳(jia)。伸(shen)出長(chang)度過(guo)長(chang)，電阻增(zeng)大，碳棒燒損嚴重；過(guo)短時，常(chang)常(chang)會由于刨槍的金(jin)屬部分(fen)與被刨工件(jian)相碰(peng)而產生短路(lu)，使電弧不(bu)穩(wen)。
刨削過程中，碳棒燒損(sun)是正常的(de)，碳棒伸出(chu)長(chang)度(du)(du)要(yao)斷續進行調整。當(dang)伸出(chu)長(chang)度(du)(du)小于(yu)25mm時，應將(jiang)碳極伸出(chu)長(chang)度(du)(du)重新調到70～80mm。
6. 碳棒與工(gong)件間傾角(jiao)
碳棒與工(gong)件間(jian)的傾角大小(xiao)主要影響(xiang)刨(bao)槽深度(du)和創削速度(du)。傾角增(zeng)(zeng)大，則刨(bao)削深度(du)增(zeng)(zeng)加，刨(bao)削速度(du)減小(xiao)；反之，則刨(bao)削深度(du)減小(xiao)而刨(bao)削速度(du)增(zeng)(zeng)快(kuai)。一般手工(gong)碳弧氣(qi)刨(bao)傾角以30°～45°為宜。
7. 碳弧氣(qi)刨(bao)的弧長(chang)
在刨(bao)削過程中應盡可(ke)能(neng)使(shi)(shi)電(dian)弧(hu)長度(du)短一些，以(yi)2～3mm為宜。電(dian)弧(hu)弧(hu)長過短，容易引起夾碳缺陷；弧(hu)長過長，冷(leng)空氣吹斷電(dian)弧(hu)，使(shi)(shi)電(dian)弧(hu)不穩，甚至滅弧(hu)。電(dian)弧(hu)弧(hu)長過長還會使(shi)(shi)壓縮(suo)空氣的(de)(de)吹力不集(ji)中，被熔(rong)化的(de)(de)金屬(shu)來不及吹走，使(shi)(shi)刨(bao)口熱影響(xiang)區增寬，刨(bao)口的(de)(de)表面粗糙度(du)也變差。
此外，在刨(bao)削過程中(zhong)，碳棒不要(yao)進(jin)行擺動(dong)，只要(yao)按預(yu)先選好的(de)角度(du)平(ping)直向前，就可以保證(zheng)得到均勻的(de)刨(bao)槽尺寸。
四(si)、碳(tan)弧氣刨對不銹鋼焊縫(feng)耐蝕性的影(ying)響
碳弧氣刨不銹(xiu)鋼(gang)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。
