一、碳弧氣刨(bao)的特點
它是利(li)用(yong)石墨棒(bang)或碳棒(bang)作(zuo)為電極，與工件間產(chan)生電弧將金屬熔化(hua)，并用(yong)壓縮(suo)空氣(qi)將熔化(hua)金屬吹除(chu)的一種表面加工溝(gou)槽的方法。
氣刨時，電(dian)(dian)弧(hu)最(zui)高溫度達6000～7000℃，放出的(de)熱量能(neng)使工件表面熔(rong)化，通過碳(tan)弧(hu)氣刨噴嘴(zui)噴出的(de)壓縮(suo)空(kong)氣（0.4～0.6MPa）將(jiang)熔(rong)化了的(de)金屬(shu)和所生(sheng)產的(de)熔(rong)渣吹(chui)走。電(dian)(dian)弧(hu)不斷燃燒(shao)，壓縮(suo)空(kong)氣連續吹(chui)掉(diao)熔(rong)融(rong)物(wu)，實現在金屬(shu)表面上所需要加工的(de)溝槽。
這種氣刨工藝主(zhu)要用于雙面(mian)(mian)焊時，清除背面(mian)(mian)焊根(gen)、清除焊縫中的缺陷，也(ye)可以作(zuo)為單件或不規則的焊道加工坡口。
碳(tan)弧氣刨(bao)的(de)加(jia)工功(gong)能與風鏟或砂(sha)輪相比，具有下列特(te)點：
1. 手(shou)工碳弧氣刨的靈(ling)活(huo)性較大，可進行全位置操作。
2. 在清除焊縫或(huo)鑄件的(de)缺陷時，可(ke)以清楚地觀察到缺陷的(de)形(xing)狀(zhuang)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(dao)限制(zhi)的位置或(huo)可達(da)性(xing)差的部位，碳弧氣刨更適于(yu)操(cao)作。
5. 碳弧(hu)氣(qi)刨時(shi)(shi)有煙霧(wu)、粉塵，對(dui)環境有污染，同時(shi)(shi)對(dui)操作(zuo)技術要求較高。
二、碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨所(suo)用設備
碳弧氣(qi)(qi)刨由(you)電(dian)源、壓縮空氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)源、刨槍、碳棒、電(dian)纜(lan)和氣(qi)(qi)管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)(dian)源采(cai)用(yong)(yong)(yong)陡(dou)降(jiang)外特性的(de)(de)(de)弧(hu)焊(han)整(zheng)流(liu)器(qi)，其額(e)定(ding)電(dian)(dian)流(liu)應大(da)于碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨所需的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)。例(li)如，用(yong)(yong)(yong)φ7mm的(de)(de)(de)圓(yuan)形碳(tan)棒，需要碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨的(de)(de)(de)切割電(dian)(dian)流(liu)為350A，宜選用(yong)(yong)(yong)額(e)定(ding)電(dian)(dian)流(liu)為500A的(de)(de)(de)弧(hu)焊(han)整(zheng)流(liu)器(qi)。
碳(tan)弧氣(qi)刨的(de)氣(qi)刨槍主要用于夾持碳(tan)棒(bang)和吹送(song)壓縮空氣(qi)。常(chang)用的(de)氣(qi)刨槍如(ru)圖6-5所示，它有(you)側面送(song)風(feng)和圓周送(song)風(feng)兩種形式。
碳(tan)棒(bang)應具有耐(nai)高溫(wen)、導電性好和不易折斷的特點。為了提高其(qi)導電性和增加(jia)表(biao)面(mian)強度，往(wang)往(wang)在(zai)碳(tan)棒(bang)表(biao)面(mian)鍍(du)一層純銅(tong)。碳(tan)棒(bang)分圓(yuan)形(xing)和扁形(xing)（長方形(xing)斷面(mian)）兩種(zhong)，圓(yuan)形(xing)碳(tan)棒(bang)主要用于焊縫反(fan)面(mian)開(kai)槽；扁形(xing)碳(tan)棒(bang)可以用于開(kai)坡口(kou)、刨焊瘤和切割大量金屬(shu)的場合。
三(san)、氣刨工藝
為了獲得(de)優(you)質(zhi)(zhi)的(de)(de)刨槽，必須(xu)有(you)正確的(de)(de)工藝參數為保證(zheng)，影響(xiang)氣刨質(zhi)(zhi)量的(de)(de)有(you)下列因素(su)：
1. 電(dian)源極性
碳弧氣(qi)刨(bao)不銹鋼時，采用直(zhi)流反(fan)極(ji)(ji)性連(lian)接(jie)（電(dian)極(ji)(ji)接(jie)電(dian)源正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)），氣(qi)刨(bao)時電(dian)弧穩定，刨(bao)削(xue)速(su)度均勻，電(dian)弧發(fa)(fa)生連(lian)續的(de)刷刷聲(sheng)(sheng)，刨(bao)槽兩(liang)側(ce)寬窄(zhai)一(yi)致，表面光(guang)滑明亮。若采用直(zhi)流正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)性連(lian)接(jie)（碳棒接(jie)電(dian)源負極(ji)(ji)），則電(dian)弧發(fa)(fa)生抖動(dong)，并發(fa)(fa)出(chu)斷續的(de)嘟嘟聲(sheng)(sheng)，刨(bao)槽兩(liang)側(ce)呈現與氣(qi)刨(bao)抖動(dong)聲(sheng)(sheng)相對應的(de)圓弧狀，若有此現象發(fa)(fa)生，應將(jiang)極(ji)(ji)性更換過來再重新進行(xing)氣(qi)刨(bao)。
2. 氣刨電(dian)流與碳棒直徑(jing)
氣刨(bao)電(dian)流(liu)增(zeng)大時(shi)刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)寬度增(zeng)大，槽(cao)(cao)(cao)深(shen)增(zeng)加(jia)，刨(bao)削速度也(ye)增(zeng)快，可以獲得較(jiao)為光滑的刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)質量。但若(ruo)氣刨(bao)電(dian)流(liu)過大，碳棒(bang)燒損(sun)較(jiao)快，甚至碳棒(bang)熔化，會造成嚴重滲碳且刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)表(biao)面粗糙(cao)；若(ruo)氣刨(bao)電(dian)流(liu)過小(xiao)，則電(dian)弧不(bu)穩，刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)小(xiao)而淺，刨(bao)削速度不(bu)穩定，效率低且容易(yi)造成粘渣現象。表(biao)6-3介紹(shao)了常用(yong)碳弧氣刨(bao)的參數(shu)。
碳棒直(zhi)徑(jing)的(de)選擇與(yu)鋼板厚度(du)有關，見表6-4。它與(yu)所要求(qiu)的(de)刨(bao)槽寬(kuan)度(du)有關，碳棒直(zhi)徑(jing)越(yue)大，則刨(bao)槽越(yue)寬(kuan)。一般碳棒直(zhi)徑(jing)應比所要求(qiu)的(de)刨(bao)槽寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削速(su)度(du)
它必須與氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)、風壓相適應，才能保證氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)過程的正(zheng)常進(jin)行。速度(du)(du)過快(kuai)或碳(tan)棒極向(xiang)下送進(jin)時過猛，碳(tan)極頭(tou)部(bu)將碰(peng)到(dao)液(ye)態金屬或碰(peng)到(dao)未(wei)熔(rong)化(hua)(hua)的金屬上，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)就會因短(duan)路而(er)熄(xi)滅。速度(du)(du)過快(kuai)，還(huan)會使碳(tan)極的頭(tou)部(bu)脫(tuo)落，粘在(zai)未(wei)熔(rong)化(hua)(hua)的金屬上，產生夾碳(tan)缺陷。出(chu)現(xian)這種(zhong)情況時，應在(zai)缺陷前端重新引(yin)弧(hu)，反手輕輕刨(bao)(bao)掉一層，將缺陷清(qing)除掉，再繼續刨(bao)(bao)削。氣(qi)(qi)刨(bao)(bao)速度(du)(du)過慢，則電(dian)(dian)(dian)弧(hu)拉長，會引(yin)起電(dian)(dian)(dian)弧(hu)不穩定，甚至熄(xi)弧(hu)。
一般刨削速(su)度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮(suo)空氣壓力
壓縮(suo)空氣壓力會(hui)直接影響到刨(bao)削速(su)度(du)和(he)刨(bao)槽表(biao)面(mian)質量。壓力高，可提(ti)高刨(bao)削速(su)度(du)和(he)刨(bao)槽表(biao)面(mian)的光滑程度(du)；反之(zhi)壓力過(guo)低，則造(zao)成刨(bao)槽表(biao)面(mian)粘渣。
一般要求壓縮(suo)(suo)空氣(qi)(qi)壓力(li)為(wei)0.4～0.6MPa，壓縮(suo)(suo)空氣(qi)(qi)所(suo)含水(shui)分和油可(ke)通過壓縮(suo)(suo)空氣(qi)(qi)在管路上所(suo)安(an)裝的過濾器予以限(xian)制，過濾介(jie)質選用新硅(gui)膠為(wei)好。
5. 碳極伸出長度
碳極(ji)伸出(chu)長(chang)度以30～70mm為佳(jia)。伸出(chu)長(chang)度過長(chang)，電(dian)阻增大(da)，碳棒燒損嚴重；過短時(shi)，常(chang)常(chang)會(hui)由(you)于刨(bao)槍的金屬部分與被刨(bao)工件(jian)相碰(peng)而產生短路，使電(dian)弧不穩。
刨削過程(cheng)中，碳棒燒損是(shi)正常的，碳棒伸出(chu)長度要斷續進行調整。當伸出(chu)長度小于25mm時，應(ying)將(jiang)碳極伸出(chu)長度重新調到70～80mm。
6. 碳棒與工(gong)件間傾角
碳(tan)棒與工(gong)件間的傾角大(da)小(xiao)主(zhu)要影(ying)響刨(bao)(bao)槽深(shen)度(du)(du)和創削速(su)度(du)(du)。傾角增(zeng)大(da)，則(ze)刨(bao)(bao)削深(shen)度(du)(du)增(zeng)加，刨(bao)(bao)削速(su)度(du)(du)減小(xiao)；反之(zhi)，則(ze)刨(bao)(bao)削深(shen)度(du)(du)減小(xiao)而(er)刨(bao)(bao)削速(su)度(du)(du)增(zeng)快。一般手工(gong)碳(tan)弧氣刨(bao)(bao)傾角以30°～45°為(wei)宜。
7. 碳弧(hu)氣刨(bao)的弧(hu)長
在(zai)刨(bao)(bao)削過程中應盡可能使(shi)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)度(du)短一些(xie)，以2～3mm為(wei)宜(yi)。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過短，容易引起夾碳缺(que)陷(xian)；弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過長(chang)(chang)，冷空氣吹斷電(dian)弧(hu)(hu)(hu)，使(shi)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)不(bu)(bu)穩，甚(shen)至滅弧(hu)(hu)(hu)。電(dian)弧(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過長(chang)(chang)還會使(shi)壓縮空氣的(de)(de)(de)吹力(li)不(bu)(bu)集(ji)中，被熔化的(de)(de)(de)金(jin)屬來不(bu)(bu)及吹走，使(shi)刨(bao)(bao)口熱(re)影響區增寬(kuan)，刨(bao)(bao)口的(de)(de)(de)表面粗(cu)糙度(du)也(ye)變差。
此外(wai)，在刨削過程中，碳棒不要進(jin)行擺動，只要按預先選好的角度平直向(xiang)前(qian)，就(jiu)可以保證得到均(jun)勻(yun)的刨槽尺(chi)寸。
四、碳弧氣刨對不銹鋼(gang)焊(han)縫(feng)耐蝕(shi)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。
