一、碳(tan)弧氣刨的(de)特點(dian)
它是利用石墨(mo)棒(bang)或碳棒(bang)作為電極，與工件間產生電弧將(jiang)金屬熔化，并用壓縮空(kong)氣將(jiang)熔化金屬吹除的一種表面加工溝槽的方法。
氣(qi)刨時，電弧(hu)最高溫度達6000～7000℃，放出(chu)的熱量能使工(gong)件(jian)表面熔化(hua)，通過(guo)碳弧(hu)氣(qi)刨噴嘴噴出(chu)的壓縮空氣(qi)（0.4～0.6MPa）將熔化(hua)了的金(jin)屬(shu)和(he)所(suo)生產的熔渣吹(chui)走。電弧(hu)不斷燃燒，壓縮空氣(qi)連續吹(chui)掉熔融物，實現在金(jin)屬(shu)表面上(shang)所(suo)需要加工(gong)的溝槽。
這種(zhong)氣刨(bao)工藝主要用于雙(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(de)缺陷(xian)，也可以作為單件或不規則的(de)焊(han)(han)道加工坡口。
碳弧氣刨的加工功能與(yu)風鏟或砂輪相比，具有(you)下列(lie)特點：
1. 手工碳(tan)弧(hu)氣刨的靈(ling)活(huo)性較大，可進行全位置(zhi)操作。
2. 在清除(chu)焊縫(feng)或鑄件的缺陷時，可以清楚地觀察到缺陷的形(xing)狀和深度。
3. 操作時的噪聲比風鏟小，生產效率比它高。
4. 對于(yu)受到限制的(de)位置或可達性(xing)差的(de)部位，碳(tan)弧氣刨更(geng)適于(yu)操作。
5. 碳弧氣刨時(shi)有煙霧(wu)、粉(fen)塵，對(dui)環(huan)境有污染(ran)，同時(shi)對(dui)操作技術要求(qiu)較高。
二、碳弧氣(qi)刨所用設備
碳弧氣(qi)(qi)刨(bao)由電(dian)源、壓縮空氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)源、刨(bao)槍、碳棒(bang)、電(dian)纜和氣(qi)(qi)管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)源采(cai)用(yong)陡降外特性的(de)(de)弧(hu)焊整流(liu)器，其(qi)額(e)定電(dian)流(liu)應大于碳弧(hu)氣刨所需的(de)(de)電(dian)流(liu)。例如，用(yong)φ7mm的(de)(de)圓形碳棒，需要(yao)碳弧(hu)氣刨的(de)(de)切割(ge)電(dian)流(liu)為(wei)350A，宜選用(yong)額(e)定電(dian)流(liu)為(wei)500A的(de)(de)弧(hu)焊整流(liu)器。
碳弧氣(qi)刨(bao)的(de)氣(qi)刨(bao)槍主要用于夾持碳棒和吹送(song)(song)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)。常用的(de)氣(qi)刨(bao)槍如(ru)圖6-5所(suo)示，它有側(ce)面送(song)(song)風和圓周(zhou)送(song)(song)風兩種形式。
碳棒(bang)應具有耐高溫、導電性好和(he)不易折斷(duan)的(de)特點(dian)。為了提高其導電性和(he)增加表面強度，往往在(zai)碳棒(bang)表面鍍一(yi)層純銅。碳棒(bang)分圓形和(he)扁形（長方(fang)形斷(duan)面）兩(liang)種(zhong)，圓形碳棒(bang)主要用于(yu)焊縫(feng)反面開(kai)槽；扁形碳棒(bang)可以用于(yu)開(kai)坡口、刨焊瘤和(he)切割大量金屬的(de)場合。
三、氣刨工(gong)藝(yi)
為(wei)了(le)獲得(de)優質(zhi)的(de)刨(bao)槽，必須有正確的(de)工藝(yi)參數為(wei)保證，影響氣刨(bao)質(zhi)量的(de)有下列(lie)因(yin)素(su)：
1. 電(dian)源極(ji)性
碳弧氣刨不銹鋼時(shi)，采(cai)用直流反極(ji)(ji)性連(lian)(lian)接（電(dian)極(ji)(ji)接電(dian)源正(zheng)極(ji)(ji)），氣刨時(shi)電(dian)弧穩定，刨削速度均勻，電(dian)弧發(fa)(fa)生(sheng)連(lian)(lian)續(xu)的(de)刷刷聲，刨槽兩(liang)側寬窄一(yi)致，表面光滑明亮。若采(cai)用直流正(zheng)極(ji)(ji)性連(lian)(lian)接（碳棒接電(dian)源負極(ji)(ji)），則電(dian)弧發(fa)(fa)生(sheng)抖動，并發(fa)(fa)出(chu)斷續(xu)的(de)嘟嘟聲，刨槽兩(liang)側呈現與氣刨抖動聲相對應的(de)圓弧狀，若有此現象(xiang)發(fa)(fa)生(sheng)，應將極(ji)(ji)性更(geng)換過來再(zai)重(zhong)新進(jin)行氣刨。
2. 氣刨(bao)電流與碳棒直徑
氣刨(bao)電(dian)流(liu)增大時刨(bao)槽(cao)寬度(du)增大，槽(cao)深(shen)增加(jia)，刨(bao)削(xue)速(su)度(du)也增快，可(ke)以(yi)獲得較為光(guang)滑的刨(bao)槽(cao)質量。但若氣刨(bao)電(dian)流(liu)過大，碳(tan)(tan)棒燒損較快，甚至碳(tan)(tan)棒熔化(hua)，會造(zao)成嚴重(zhong)滲碳(tan)(tan)且刨(bao)槽(cao)表(biao)面粗糙(cao)；若氣刨(bao)電(dian)流(liu)過小，則電(dian)弧不(bu)(bu)穩(wen)，刨(bao)槽(cao)小而(er)淺，刨(bao)削(xue)速(su)度(du)不(bu)(bu)穩(wen)定(ding)，效(xiao)率低且容易(yi)造(zao)成粘渣現象。表(biao)6-3介紹(shao)了(le)常用(yong)碳(tan)(tan)弧氣刨(bao)的參數(shu)。
碳(tan)棒直徑(jing)的選擇與鋼板厚度有關，見表6-4。它與所要求的刨槽(cao)寬度有關，碳(tan)棒直徑(jing)越(yue)大，則刨槽(cao)越(yue)寬。一般碳(tan)棒直徑(jing)應比所要求的刨槽(cao)寬度小2～4mm。
3. 刨削速度
它(ta)必須(xu)與氣刨(bao)(bao)電(dian)流(liu)、風(feng)壓(ya)相適應(ying)，才能保證(zheng)氣刨(bao)(bao)過(guo)程的(de)正常進(jin)行。速度(du)過(guo)快(kuai)或(huo)碳(tan)(tan)棒極(ji)向下送(song)進(jin)時過(guo)猛，碳(tan)(tan)極(ji)頭部(bu)將(jiang)(jiang)碰到(dao)液態金(jin)屬(shu)或(huo)碰到(dao)未(wei)熔化(hua)的(de)金(jin)屬(shu)上，電(dian)弧就(jiu)會因短路而熄滅。速度(du)過(guo)快(kuai)，還會使碳(tan)(tan)極(ji)的(de)頭部(bu)脫(tuo)落(luo)，粘在未(wei)熔化(hua)的(de)金(jin)屬(shu)上，產(chan)生夾碳(tan)(tan)缺陷。出現這種情況(kuang)時，應(ying)在缺陷前端重(zhong)新引(yin)弧，反手(shou)輕輕刨(bao)(bao)掉一層，將(jiang)(jiang)缺陷清除(chu)掉，再繼(ji)續刨(bao)(bao)削。氣刨(bao)(bao)速度(du)過(guo)慢，則電(dian)弧拉長，會引(yin)起電(dian)弧不穩定，甚至(zhi)熄弧。
一般刨(bao)削速度(du)以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓(ya)縮空氣壓(ya)力(li)
壓(ya)縮空(kong)氣壓(ya)力會直接影響到(dao)刨(bao)(bao)削(xue)速(su)度(du)(du)和刨(bao)(bao)槽表面質(zhi)量。壓(ya)力高，可提高刨(bao)(bao)削(xue)速(su)度(du)(du)和刨(bao)(bao)槽表面的光滑程(cheng)度(du)(du)；反(fan)之壓(ya)力過低，則造成刨(bao)(bao)槽表面粘渣。
一般要求壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)壓(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)所含(han)水(shui)分(fen)和油可通過(guo)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)在管(guan)路上(shang)所安裝的過(guo)濾器(qi)予以限制(zhi)，過(guo)濾介質選用新硅(gui)膠為好。
5. 碳(tan)極伸出長(chang)度
碳極(ji)伸(shen)出長度以(yi)30～70mm為佳。伸(shen)出長度過(guo)長，電(dian)阻增大，碳棒燒損嚴重(zhong)；過(guo)短時，常(chang)常(chang)會由于刨(bao)槍(qiang)的金(jin)屬部分與被刨(bao)工(gong)件(jian)相碰而產生短路，使電(dian)弧不穩。
刨削過程中，碳(tan)棒燒損(sun)是正(zheng)常的(de)，碳(tan)棒伸(shen)出(chu)長度(du)(du)要斷續進行調整。當(dang)伸(shen)出(chu)長度(du)(du)小于25mm時，應將碳(tan)極伸(shen)出(chu)長度(du)(du)重新調到(dao)70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾角
碳(tan)棒與(yu)工件間(jian)的傾(qing)角大小(xiao)主要(yao)影響刨(bao)(bao)槽(cao)深度(du)(du)和(he)創(chuang)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)。傾(qing)角增大，則刨(bao)(bao)削(xue)(xue)深度(du)(du)增加，刨(bao)(bao)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)減小(xiao)；反之，則刨(bao)(bao)削(xue)(xue)深度(du)(du)減小(xiao)而刨(bao)(bao)削(xue)(xue)速(su)度(du)(du)增快。一(yi)般手(shou)工碳(tan)弧(hu)氣刨(bao)(bao)傾(qing)角以30°～45°為宜。
7. 碳弧(hu)氣刨的弧(hu)長
在刨(bao)削過(guo)(guo)程(cheng)中應盡可能使(shi)(shi)電弧(hu)長(chang)度短一些，以2～3mm為宜。電弧(hu)弧(hu)長(chang)過(guo)(guo)短，容易引起夾碳缺陷；弧(hu)長(chang)過(guo)(guo)長(chang)，冷空氣吹(chui)斷電弧(hu)，使(shi)(shi)電弧(hu)不穩，甚至滅弧(hu)。電弧(hu)弧(hu)長(chang)過(guo)(guo)長(chang)還會使(shi)(shi)壓縮空氣的(de)吹(chui)力不集中，被熔化(hua)的(de)金屬來不及吹(chui)走(zou)，使(shi)(shi)刨(bao)口熱影響區(qu)增寬(kuan)，刨(bao)口的(de)表面粗(cu)糙(cao)度也變差。
此外，在刨削過程中，碳(tan)棒不要進(jin)行擺動，只要按預先(xian)選好(hao)的(de)角度(du)平直向前，就可以保證得(de)到均勻的(de)刨槽尺寸。
四、碳(tan)弧(hu)氣刨(bao)對不(bu)銹(xiu)鋼焊縫耐蝕性的影響(xiang)
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。
