一(yi)、碳(tan)弧氣刨的(de)特點
它是利(li)用石墨棒(bang)或(huo)碳棒(bang)作為電(dian)極，與工件間產生電(dian)弧將金屬熔(rong)化(hua)，并用壓縮空氣(qi)將熔(rong)化(hua)金屬吹除的(de)(de)一(yi)種(zhong)表面加工溝槽(cao)的(de)(de)方(fang)法。
氣刨(bao)時，電弧最高溫度達6000～7000℃，放(fang)出的(de)熱量能使(shi)工件表面熔化，通(tong)過碳弧氣刨(bao)噴嘴噴出的(de)壓(ya)縮(suo)空氣（0.4～0.6MPa）將(jiang)熔化了(le)的(de)金屬和所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)熔渣吹走(zou)。電弧不斷燃燒，壓(ya)縮(suo)空氣連(lian)續吹掉熔融(rong)物(wu)，實現在金屬表面上(shang)所(suo)需要加(jia)工的(de)溝(gou)槽。
這種氣刨工藝主要用于雙(shuang)面焊(han)時，清(qing)除背面焊(han)根、清(qing)除焊(han)縫(feng)中的缺陷，也(ye)可以(yi)作為單件(jian)或不規則的焊(han)道加工坡(po)口。
碳弧氣刨(bao)的加工功能(neng)與風鏟或砂輪(lun)相比，具有下列特(te)點：
1. 手工碳弧氣(qi)刨的靈活性較大(da)，可進行(xing)全位置操作。
2. 在(zai)清除焊縫或鑄件的缺(que)陷時，可以清楚地觀察到缺(que)陷的形狀和深度。
3. 操(cao)作(zuo)時的噪聲比風(feng)鏟小，生產效率比它高。
4. 對于受到限制的位(wei)置或可達性差(cha)的部位(wei)，碳弧氣刨(bao)更適于操作(zuo)。
5. 碳弧氣(qi)刨時(shi)有煙霧、粉塵，對環境有污染，同時(shi)對操作技術(shu)要求較高(gao)。
二、碳弧氣刨所用設備
碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)由電(dian)源(yuan)、壓縮(suo)空氣(qi)氣(qi)源(yuan)、刨(bao)槍、碳(tan)棒、電(dian)纜和氣(qi)管(guan)等組成，如圖6-4所示。
電(dian)(dian)源采(cai)用(yong)(yong)陡降外(wai)特性的弧(hu)(hu)焊整(zheng)流(liu)器，其額(e)定(ding)電(dian)(dian)流(liu)應大于碳(tan)(tan)(tan)弧(hu)(hu)氣刨(bao)所(suo)需(xu)的電(dian)(dian)流(liu)。例如，用(yong)(yong)φ7mm的圓形(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒(bang)，需(xu)要碳(tan)(tan)(tan)弧(hu)(hu)氣刨(bao)的切割電(dian)(dian)流(liu)為(wei)(wei)350A，宜選用(yong)(yong)額(e)定(ding)電(dian)(dian)流(liu)為(wei)(wei)500A的弧(hu)(hu)焊整(zheng)流(liu)器。
碳(tan)弧氣(qi)(qi)刨(bao)的氣(qi)(qi)刨(bao)槍主要用(yong)于(yu)夾持碳(tan)棒和吹送(song)壓縮空氣(qi)(qi)。常用(yong)的氣(qi)(qi)刨(bao)槍如圖6-5所示，它有側(ce)面送(song)風(feng)(feng)和圓周(zhou)送(song)風(feng)(feng)兩種(zhong)形(xing)式。
碳棒(bang)應具有耐高溫、導電(dian)性好和(he)(he)不易折斷(duan)(duan)的(de)特(te)點。為了提高其(qi)導電(dian)性和(he)(he)增加表(biao)面(mian)強度(du)，往往在碳棒(bang)表(biao)面(mian)鍍一層純銅。碳棒(bang)分圓形(xing)(xing)和(he)(he)扁形(xing)(xing)（長方形(xing)(xing)斷(duan)(duan)面(mian)）兩種(zhong)，圓形(xing)(xing)碳棒(bang)主要用于焊縫反面(mian)開槽；扁形(xing)(xing)碳棒(bang)可(ke)以用于開坡口(kou)、刨焊瘤(liu)和(he)(he)切割大(da)量金屬(shu)的(de)場合。
三、氣刨(bao)工藝
為(wei)了獲得(de)優質的(de)刨槽，必(bi)須有正確的(de)工(gong)藝(yi)參數(shu)為(wei)保證(zheng)，影響氣刨質量的(de)有下列因(yin)素：
1. 電源極性
碳(tan)弧氣刨(bao)(bao)(bao)不(bu)銹(xiu)鋼時(shi)，采用(yong)(yong)直(zhi)流反極(ji)(ji)(ji)性(xing)連接（電極(ji)(ji)(ji)接電源(yuan)正極(ji)(ji)(ji)），氣刨(bao)(bao)(bao)時(shi)電弧穩(wen)定，刨(bao)(bao)(bao)削速度均勻(yun)，電弧發生連續的刷(shua)刷(shua)聲，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)兩側(ce)寬窄一(yi)致，表(biao)面(mian)光滑明亮。若采用(yong)(yong)直(zhi)流正極(ji)(ji)(ji)性(xing)連接（碳(tan)棒接電源(yuan)負極(ji)(ji)(ji)），則電弧發生抖動，并發出斷續的嘟嘟聲，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)兩側(ce)呈現與氣刨(bao)(bao)(bao)抖動聲相對應的圓弧狀，若有此現象發生，應將極(ji)(ji)(ji)性(xing)更換(huan)過來再重新(xin)進行氣刨(bao)(bao)(bao)。
2. 氣(qi)刨(bao)電流與碳棒直徑
氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)流增(zeng)大時刨(bao)(bao)(bao)槽寬度增(zeng)大，槽深增(zeng)加，刨(bao)(bao)(bao)削速度也增(zeng)快(kuai)，可以獲得較為光(guang)滑的刨(bao)(bao)(bao)槽質量。但(dan)若(ruo)氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)流過大，碳(tan)棒燒損較快(kuai)，甚至碳(tan)棒熔化(hua)，會(hui)造成(cheng)嚴(yan)重滲碳(tan)且(qie)刨(bao)(bao)(bao)槽表(biao)面粗糙；若(ruo)氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)流過小，則電(dian)弧不(bu)穩，刨(bao)(bao)(bao)槽小而淺，刨(bao)(bao)(bao)削速度不(bu)穩定，效率低且(qie)容易造成(cheng)粘渣現(xian)象(xiang)。表(biao)6-3介紹(shao)了常用碳(tan)弧氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)的參(can)數。
碳棒直徑(jing)(jing)(jing)的選擇(ze)與鋼板(ban)厚(hou)度(du)有關，見(jian)表(biao)6-4。它與所(suo)要求的刨槽寬度(du)有關，碳棒直徑(jing)(jing)(jing)越(yue)大(da)，則(ze)刨槽越(yue)寬。一(yi)般碳棒直徑(jing)(jing)(jing)應比所(suo)要求的刨槽寬度(du)小2～4mm。
3. 刨削速度
它必須與(yu)氣刨(bao)電流、風壓(ya)相適應，才能保(bao)證氣刨(bao)過(guo)(guo)程(cheng)的正(zheng)常(chang)進行。速度(du)過(guo)(guo)快或(huo)碳(tan)棒極向下送進時過(guo)(guo)猛，碳(tan)極頭部將碰到液態(tai)金(jin)屬或(huo)碰到未熔化的金(jin)屬上，電弧(hu)就會因短路而熄滅(mie)。速度(du)過(guo)(guo)快，還會使碳(tan)極的頭部脫落，粘在(zai)未熔化的金(jin)屬上，產生夾碳(tan)缺(que)陷(xian)。出(chu)現這種情(qing)況(kuang)時，應在(zai)缺(que)陷(xian)前端重新引(yin)弧(hu)，反手輕(qing)(qing)輕(qing)(qing)刨(bao)掉(diao)一層，將缺(que)陷(xian)清除掉(diao)，再繼續刨(bao)削。氣刨(bao)速度(du)過(guo)(guo)慢，則(ze)電弧(hu)拉長，會引(yin)起(qi)電弧(hu)不(bu)穩(wen)定，甚至熄弧(hu)。
一般刨削速(su)度以0.8～1.2m／min為(wei)宜。
4. 壓縮空氣(qi)壓力
壓縮空氣(qi)壓力會直接影響到刨(bao)削(xue)速度(du)和刨(bao)槽(cao)表面質量。壓力高，可提高刨(bao)削(xue)速度(du)和刨(bao)槽(cao)表面的(de)光滑程(cheng)度(du)；反之壓力過(guo)低，則(ze)造成刨(bao)槽(cao)表面粘渣。
一般要求壓縮(suo)空(kong)氣壓力為(wei)0.4～0.6MPa，壓縮(suo)空(kong)氣所(suo)含(han)水分和油(you)可通過壓縮(suo)空(kong)氣在管路上(shang)所(suo)安裝的過濾器予(yu)以限制(zhi)，過濾介質選用新硅膠為(wei)好。
5. 碳極伸出長度
碳(tan)極伸(shen)(shen)出(chu)長度(du)以30～70mm為佳。伸(shen)(shen)出(chu)長度(du)過長，電阻增大，碳(tan)棒(bang)燒(shao)損(sun)嚴重；過短(duan)時，常常會由于刨槍的金屬部分與被(bei)刨工(gong)件相(xiang)碰而產生短(duan)路，使(shi)電弧不(bu)穩。
刨削(xue)過程(cheng)中，碳棒燒損是正常的，碳棒伸出(chu)長度要斷(duan)續進行調整。當(dang)伸出(chu)長度小于25mm時，應將碳極(ji)伸出(chu)長度重(zhong)新調到(dao)70～80mm。
6. 碳棒與工(gong)件間傾(qing)角
碳棒(bang)與工件間的傾角大(da)(da)小主要影響(xiang)刨槽深(shen)度(du)和創削速(su)度(du)。傾角增大(da)(da)，則刨削深(shen)度(du)增加(jia)，刨削速(su)度(du)減小；反(fan)之(zhi)，則刨削深(shen)度(du)減小而刨削速(su)度(du)增快。一般手(shou)工碳弧(hu)氣刨傾角以30°～45°為宜。
7. 碳(tan)弧(hu)氣刨的弧(hu)長
在刨削過(guo)程中(zhong)應盡可能(neng)使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)長(chang)(chang)度短(duan)一些，以2～3mm為(wei)宜(yi)。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)弧(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)短(duan)，容易引起夾(jia)碳缺陷；弧(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)長(chang)(chang)，冷空(kong)氣吹(chui)斷電(dian)(dian)弧(hu)(hu)，使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)不穩，甚(shen)至滅(mie)弧(hu)(hu)。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)弧(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)長(chang)(chang)還會使(shi)壓縮空(kong)氣的(de)吹(chui)力不集中(zhong)，被熔化的(de)金(jin)屬來不及吹(chui)走，使(shi)刨口熱影響區增寬，刨口的(de)表面粗糙度也(ye)變差(cha)。
此外(wai)，在刨削過程(cheng)中，碳棒不要(yao)進行擺動，只要(yao)按(an)預先選好的角(jiao)度平直向前，就可以保(bao)證得到均勻的刨槽尺(chi)寸。
四、碳弧氣(qi)刨對不銹鋼(gang)焊縫(feng)耐蝕性的影響
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(gang)焊接(jie)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。
