一、碳弧(hu)氣刨(bao)的(de)特點
它是利用(yong)石(shi)墨棒(bang)或碳(tan)棒(bang)作為電極，與工(gong)件間產生電弧將金屬(shu)熔化(hua)，并用(yong)壓縮空氣將熔化(hua)金屬(shu)吹除的(de)一種表面加工(gong)溝槽的(de)方法。
氣(qi)(qi)刨時，電弧最高溫度達6000～7000℃，放出的熱量能使工(gong)件(jian)表面熔(rong)化，通過碳弧氣(qi)(qi)刨噴嘴噴出的壓(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)（0.4～0.6MPa）將熔(rong)化了(le)的金屬(shu)和所生產(chan)的熔(rong)渣吹(chui)走。電弧不斷燃燒，壓(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)連續吹(chui)掉熔(rong)融物，實(shi)現在(zai)金屬(shu)表面上所需要加工(gong)的溝槽。
這種氣(qi)刨工(gong)藝主要用于雙面(mian)焊(han)(han)時，清除(chu)背面(mian)焊(han)(han)根、清除(chu)焊(han)(han)縫中的缺陷，也可以作為單件(jian)或不規(gui)則的焊(han)(han)道加工(gong)坡(po)口。
碳(tan)弧(hu)氣刨的(de)加工功能(neng)與風鏟或砂(sha)輪(lun)相比，具(ju)有(you)下列特(te)點：
1. 手(shou)工碳弧氣(qi)刨的(de)靈活性較大，可(ke)進行全位置操作。
2. 在清除焊(han)縫或鑄件(jian)的缺陷(xian)(xian)時，可以清楚地觀察到缺陷(xian)(xian)的形狀和深度。
3. 操作時的噪聲比(bi)風鏟小，生產效率(lv)比(bi)它(ta)高。
4. 對于受到(dao)限制的位置或可達性(xing)差的部位，碳弧氣刨(bao)更適于操作。
5. 碳弧氣(qi)刨時有煙霧、粉塵，對環境有污染，同(tong)時對操作技(ji)術要求較高。
二、碳弧氣刨(bao)所(suo)用設備(bei)
碳弧氣(qi)刨(bao)由電(dian)源、壓縮空氣(qi)氣(qi)源、刨(bao)槍(qiang)、碳棒、電(dian)纜(lan)和氣(qi)管等組(zu)成，如(ru)圖(tu)6-4所示。
電(dian)源采用陡降(jiang)外特性的弧(hu)焊整(zheng)流(liu)器(qi)，其額(e)(e)定電(dian)流(liu)應大(da)于碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨所需的電(dian)流(liu)。例(li)如，用φ7mm的圓形碳(tan)棒，需要碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨的切割電(dian)流(liu)為(wei)(wei)350A，宜選用額(e)(e)定電(dian)流(liu)為(wei)(wei)500A的弧(hu)焊整(zheng)流(liu)器(qi)。
碳弧氣(qi)(qi)刨(bao)的氣(qi)(qi)刨(bao)槍(qiang)主要用(yong)于夾持碳棒和吹送(song)壓縮(suo)空氣(qi)(qi)。常用(yong)的氣(qi)(qi)刨(bao)槍(qiang)如圖6-5所示(shi)，它有側面(mian)送(song)風(feng)和圓周送(song)風(feng)兩種形式。
碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)(bang)(bang)應具有耐(nai)高溫、導(dao)電性好和(he)不易折斷(duan)的特點。為了提高其導(dao)電性和(he)增(zeng)加表面(mian)(mian)強度(du)，往往在(zai)碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)(bang)(bang)表面(mian)(mian)鍍(du)一(yi)層(ceng)純銅。碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)(bang)(bang)分圓形(xing)(xing)(xing)和(he)扁形(xing)(xing)(xing)（長方形(xing)(xing)(xing)斷(duan)面(mian)(mian)）兩種，圓形(xing)(xing)(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)(bang)(bang)主要用于(yu)焊縫(feng)反面(mian)(mian)開(kai)槽(cao)；扁形(xing)(xing)(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)(bang)(bang)可以(yi)用于(yu)開(kai)坡(po)口、刨(bao)焊瘤和(he)切割大(da)量金屬的場(chang)合。
三、氣刨工(gong)藝
為了獲得優質的(de)刨槽(cao)，必須有正確的(de)工藝參數為保證，影響(xiang)氣刨質量(liang)的(de)有下列因素：
1. 電(dian)源極(ji)性
碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨(bao)不銹鋼時，采用(yong)直(zhi)(zhi)流反極(ji)(ji)(ji)(ji)性連(lian)(lian)接(jie)（電極(ji)(ji)(ji)(ji)接(jie)電源正極(ji)(ji)(ji)(ji)），氣(qi)刨(bao)時電弧(hu)穩定，刨(bao)削速度均勻，電弧(hu)發生連(lian)(lian)續(xu)的刷(shua)(shua)刷(shua)(shua)聲(sheng)(sheng)，刨(bao)槽兩側(ce)寬窄一致(zhi)，表面(mian)光滑明亮(liang)。若采用(yong)直(zhi)(zhi)流正極(ji)(ji)(ji)(ji)性連(lian)(lian)接(jie)（碳(tan)棒接(jie)電源負極(ji)(ji)(ji)(ji)），則(ze)電弧(hu)發生抖動(dong)，并(bing)發出斷(duan)續(xu)的嘟(du)(du)嘟(du)(du)聲(sheng)(sheng)，刨(bao)槽兩側(ce)呈現與氣(qi)刨(bao)抖動(dong)聲(sheng)(sheng)相(xiang)對(dui)應的圓弧(hu)狀，若有此現象發生，應將極(ji)(ji)(ji)(ji)性更換(huan)過來再重新進行氣(qi)刨(bao)。
2. 氣刨電流與(yu)碳(tan)棒直徑(jing)
氣(qi)刨(bao)(bao)電流(liu)增(zeng)大(da)時刨(bao)(bao)槽(cao)寬度(du)(du)增(zeng)大(da)，槽(cao)深增(zeng)加，刨(bao)(bao)削速度(du)(du)也增(zeng)快(kuai)，可(ke)以獲(huo)得較為光滑的刨(bao)(bao)槽(cao)質量。但若氣(qi)刨(bao)(bao)電流(liu)過(guo)大(da)，碳棒(bang)燒損較快(kuai)，甚至碳棒(bang)熔化，會造(zao)(zao)成嚴重滲(shen)碳且刨(bao)(bao)槽(cao)表面(mian)粗糙；若氣(qi)刨(bao)(bao)電流(liu)過(guo)小，則電弧(hu)不穩，刨(bao)(bao)槽(cao)小而淺，刨(bao)(bao)削速度(du)(du)不穩定(ding)，效(xiao)率低(di)且容(rong)易造(zao)(zao)成粘渣現(xian)象。表6-3介(jie)紹(shao)了常(chang)用碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)(bao)的參數(shu)。
碳(tan)棒直徑(jing)(jing)的(de)選擇與(yu)鋼板厚(hou)度(du)有關(guan)，見(jian)表6-4。它(ta)與(yu)所要求(qiu)(qiu)的(de)刨槽(cao)寬(kuan)度(du)有關(guan)，碳(tan)棒直徑(jing)(jing)越大(da)，則刨槽(cao)越寬(kuan)。一般碳(tan)棒直徑(jing)(jing)應比(bi)所要求(qiu)(qiu)的(de)刨槽(cao)寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削速度
它必(bi)須(xu)與(yu)氣(qi)刨(bao)電流、風壓相(xiang)適應，才(cai)能保證氣(qi)刨(bao)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)正常進行。速(su)(su)度過(guo)(guo)(guo)(guo)快或碳棒極向下送進時過(guo)(guo)(guo)(guo)猛，碳極頭部將碰到液(ye)態金(jin)屬或碰到未熔化(hua)(hua)的(de)金(jin)屬上，電弧就會(hui)因短(duan)路而熄滅(mie)。速(su)(su)度過(guo)(guo)(guo)(guo)快，還會(hui)使碳極的(de)頭部脫落(luo)，粘在未熔化(hua)(hua)的(de)金(jin)屬上，產生夾碳缺陷。出現這種情況時，應在缺陷前(qian)端重新引(yin)弧，反手輕輕刨(bao)掉一(yi)層(ceng)，將缺陷清除掉，再繼(ji)續刨(bao)削。氣(qi)刨(bao)速(su)(su)度過(guo)(guo)(guo)(guo)慢(man)，則電弧拉長，會(hui)引(yin)起電弧不穩定，甚至熄弧。
一般刨削速(su)度(du)以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空氣壓力
壓縮(suo)空氣壓力(li)會(hui)直(zhi)接影響到刨(bao)削速度和刨(bao)槽表(biao)面(mian)質量。壓力(li)高(gao)，可提高(gao)刨(bao)削速度和刨(bao)槽表(biao)面(mian)的(de)光滑程度；反之壓力(li)過低，則造成(cheng)刨(bao)槽表(biao)面(mian)粘渣(zha)。
一般要求壓縮空氣壓力(li)為0.4～0.6MPa，壓縮空氣所含水分(fen)和油可(ke)通過(guo)(guo)(guo)壓縮空氣在管路上所安裝的過(guo)(guo)(guo)濾(lv)器予以限(xian)制，過(guo)(guo)(guo)濾(lv)介(jie)質選用新(xin)硅(gui)膠(jiao)為好。
5. 碳(tan)極伸出長(chang)度
碳(tan)極(ji)伸出長(chang)度以(yi)30～70mm為(wei)佳。伸出長(chang)度過(guo)長(chang)，電阻增大，碳(tan)棒燒損嚴重(zhong)；過(guo)短(duan)時，常常會由于刨(bao)槍的金屬部分與(yu)被刨(bao)工件(jian)相碰而產生短(duan)路，使電弧不穩(wen)。
刨削過程(cheng)中(zhong)，碳(tan)棒燒損是正常的，碳(tan)棒伸(shen)(shen)出(chu)長(chang)(chang)度(du)(du)要斷續進行(xing)調(diao)整。當伸(shen)(shen)出(chu)長(chang)(chang)度(du)(du)小于25mm時，應將碳(tan)極伸(shen)(shen)出(chu)長(chang)(chang)度(du)(du)重新(xin)調(diao)到(dao)70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾角
碳(tan)棒(bang)與工(gong)件間的傾(qing)(qing)角大小(xiao)主要影響(xiang)刨(bao)槽深度(du)(du)和創削(xue)速度(du)(du)。傾(qing)(qing)角增大，則刨(bao)削(xue)深度(du)(du)增加，刨(bao)削(xue)速度(du)(du)減小(xiao)；反之，則刨(bao)削(xue)深度(du)(du)減小(xiao)而刨(bao)削(xue)速度(du)(du)增快(kuai)。一般手(shou)工(gong)碳(tan)弧(hu)氣刨(bao)傾(qing)(qing)角以30°～45°為宜。
7. 碳(tan)弧(hu)氣刨的弧(hu)長
在刨(bao)削過程(cheng)中(zhong)應盡可能(neng)使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)長度短一些(xie)，以2～3mm為宜。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長過短，容易引起夾碳缺(que)陷；弧(hu)(hu)(hu)長過長，冷空氣(qi)吹斷電(dian)弧(hu)(hu)(hu)，使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)不(bu)穩(wen)，甚至滅弧(hu)(hu)(hu)。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長過長還會使壓縮(suo)空氣(qi)的(de)吹力(li)不(bu)集中(zhong)，被熔化的(de)金屬來(lai)不(bu)及吹走，使刨(bao)口(kou)熱影響(xiang)區增寬，刨(bao)口(kou)的(de)表面粗糙(cao)度也變(bian)差。
此(ci)外，在刨削(xue)過(guo)程中，碳棒不(bu)要進行擺(bai)動(dong)，只(zhi)要按(an)預先選好的角度平直(zhi)向前，就可以保證得(de)到均(jun)勻的刨槽尺寸。
四、碳弧氣刨對(dui)不(bu)銹鋼焊縫耐蝕性(xing)的(de)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。
