一、碳弧氣(qi)刨的特點(dian)
它是利用石(shi)墨棒或碳棒作為電極，與(yu)工件間產生電弧將金屬熔化，并用壓縮(suo)空(kong)氣將熔化金屬吹除的一種表面加工溝槽的方法(fa)。
氣刨時，電弧(hu)最(zui)高溫度達6000～7000℃，放出的(de)熱量能(neng)使工件(jian)表(biao)面(mian)熔(rong)化(hua)(hua)，通過碳(tan)弧(hu)氣刨噴嘴噴出的(de)壓縮空(kong)氣（0.4～0.6MPa）將熔(rong)化(hua)(hua)了的(de)金(jin)屬和所(suo)生產的(de)熔(rong)渣吹(chui)(chui)走。電弧(hu)不斷燃燒(shao)，壓縮空(kong)氣連(lian)續吹(chui)(chui)掉熔(rong)融物，實現在金(jin)屬表(biao)面(mian)上所(suo)需(xu)要(yao)加工的(de)溝(gou)槽。
這種氣刨工(gong)藝主(zhu)要用于雙面(mian)焊時，清除(chu)(chu)背面(mian)焊根、清除(chu)(chu)焊縫(feng)中的(de)(de)缺陷，也可以作(zuo)為單件或不規則(ze)的(de)(de)焊道加工(gong)坡口(kou)。
碳(tan)弧氣刨的加工(gong)功能(neng)與風鏟或砂(sha)輪(lun)相(xiang)比(bi)，具(ju)有(you)下(xia)列特點：
1. 手工碳弧氣刨的靈活性較大(da)，可(ke)進(jin)行全位置(zhi)操(cao)作。
2. 在清(qing)(qing)除(chu)焊縫(feng)或鑄件(jian)的(de)缺(que)陷(xian)時(shi)，可以清(qing)(qing)楚地觀察(cha)到(dao)缺(que)陷(xian)的(de)形狀和深(shen)度。
3. 操作時的(de)噪聲比風鏟小，生產(chan)效率比它高。
4. 對(dui)于受(shou)到(dao)限(xian)制的(de)位置(zhi)或可達(da)性差的(de)部位，碳弧氣(qi)刨更適于操作(zuo)。
5. 碳弧氣(qi)刨時(shi)有煙(yan)霧、粉塵，對環境有污染(ran)，同時(shi)對操作技術要求較高。
二、碳弧氣刨所用(yong)設(she)備
碳弧氣(qi)刨(bao)由電源(yuan)、壓縮空氣(qi)氣(qi)源(yuan)、刨(bao)槍、碳棒、電纜和(he)氣(qi)管等組成，如圖(tu)6-4所示。
電(dian)源采用陡降外特(te)性的(de)弧(hu)(hu)焊(han)整(zheng)流器，其(qi)額(e)定電(dian)流應大于碳弧(hu)(hu)氣刨(bao)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)流。例如，用φ7mm的(de)圓形碳棒(bang)，需(xu)要碳弧(hu)(hu)氣刨(bao)的(de)切割電(dian)流為(wei)350A，宜選用額(e)定電(dian)流為(wei)500A的(de)弧(hu)(hu)焊(han)整(zheng)流器。
碳弧氣刨的氣刨槍主(zhu)要用于夾持(chi)碳棒和吹送(song)壓縮空氣。常用的氣刨槍如圖6-5所示，它有(you)側(ce)面送(song)風(feng)和圓(yuan)周送(song)風(feng)兩種形式。
碳棒(bang)(bang)應具有(you)耐高(gao)溫、導電(dian)性好和(he)不易折斷(duan)的特(te)點。為了提高(gao)其導電(dian)性和(he)增加(jia)表面(mian)強度，往往在碳棒(bang)(bang)表面(mian)鍍一(yi)層(ceng)純銅。碳棒(bang)(bang)分圓(yuan)形(xing)和(he)扁形(xing)（長方(fang)形(xing)斷(duan)面(mian)）兩(liang)種，圓(yuan)形(xing)碳棒(bang)(bang)主要用(yong)于焊縫反面(mian)開槽；扁形(xing)碳棒(bang)(bang)可(ke)以用(yong)于開坡(po)口、刨(bao)焊瘤和(he)切割(ge)大量(liang)金(jin)屬的場合。
三(san)、氣刨(bao)工藝(yi)
為了(le)獲得優質的(de)刨槽(cao)，必須有正確(que)的(de)工(gong)藝參數為保(bao)證，影響氣刨質量的(de)有下列因素：
1. 電源(yuan)極(ji)性
碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)不(bu)銹鋼時，采用(yong)直流反極(ji)性連(lian)接（電(dian)(dian)極(ji)接電(dian)(dian)源正極(ji)），氣(qi)刨(bao)時電(dian)(dian)弧穩(wen)定，刨(bao)削(xue)速度均(jun)勻，電(dian)(dian)弧發生(sheng)連(lian)續的刷刷聲(sheng)，刨(bao)槽兩側寬窄一致，表(biao)面(mian)光滑明(ming)亮。若采用(yong)直流正極(ji)性連(lian)接（碳(tan)棒接電(dian)(dian)源負極(ji)），則電(dian)(dian)弧發生(sheng)抖(dou)動，并發出斷續的嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)槽兩側呈現與氣(qi)刨(bao)抖(dou)動聲(sheng)相對應的圓(yuan)弧狀(zhuang)，若有此(ci)現象發生(sheng)，應將極(ji)性更(geng)換過來再重新(xin)進行氣(qi)刨(bao)。
2. 氣刨電流與碳棒直(zhi)徑
氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流增大(da)時(shi)刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)寬度增大(da)，槽(cao)(cao)深(shen)增加，刨(bao)(bao)削(xue)速(su)度也增快，可以(yi)獲得較為光滑的(de)刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)質(zhi)量。但若氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流過大(da)，碳(tan)棒燒損較快，甚(shen)至碳(tan)棒熔化，會造成(cheng)嚴(yan)重滲碳(tan)且刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)表面粗糙(cao)；若氣(qi)刨(bao)(bao)電(dian)流過小，則電(dian)弧不穩，刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)小而淺，刨(bao)(bao)削(xue)速(su)度不穩定，效率低且容易造成(cheng)粘渣現象。表6-3介紹了(le)常(chang)用碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)(bao)的(de)參數。
碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)直徑的選擇(ze)與鋼(gang)板厚度(du)有(you)關(guan)，見表(biao)6-4。它與所(suo)(suo)要求的刨槽寬(kuan)度(du)有(you)關(guan)，碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)直徑越大，則刨槽越寬(kuan)。一般(ban)碳(tan)(tan)棒(bang)(bang)直徑應比所(suo)(suo)要求的刨槽寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削速度
它必(bi)須與氣(qi)刨電(dian)流、風壓相適應(ying)，才能保證氣(qi)刨過程的(de)正常進行。速(su)度過快或(huo)碳(tan)棒(bang)極向(xiang)下送進時過猛(meng)，碳(tan)極頭部(bu)(bu)將碰(peng)到液態金(jin)屬或(huo)碰(peng)到未(wei)熔化的(de)金(jin)屬上，電(dian)弧就會(hui)(hui)因短路(lu)而熄滅。速(su)度過快，還(huan)會(hui)(hui)使碳(tan)極的(de)頭部(bu)(bu)脫落(luo)，粘在未(wei)熔化的(de)金(jin)屬上，產生夾碳(tan)缺(que)(que)陷(xian)(xian)。出現這(zhe)種情況時，應(ying)在缺(que)(que)陷(xian)(xian)前端重新引弧，反手輕輕刨掉一層，將缺(que)(que)陷(xian)(xian)清除掉，再繼續刨削。氣(qi)刨速(su)度過慢，則電(dian)弧拉(la)長，會(hui)(hui)引起電(dian)弧不穩定，甚至熄弧。
一般刨削(xue)速度(du)以0.8～1.2m／min為(wei)宜(yi)。
4. 壓縮空氣壓力
壓縮空氣壓力(li)(li)會直接(jie)影響到刨削速度(du)和(he)刨槽表面質(zhi)量(liang)。壓力(li)(li)高，可提高刨削速度(du)和(he)刨槽表面的光(guang)滑程度(du)；反之壓力(li)(li)過低，則造成刨槽表面粘渣。
一(yi)般要(yao)求壓(ya)縮空氣壓(ya)力為(wei)0.4～0.6MPa，壓(ya)縮空氣所含水分和油(you)可通過(guo)壓(ya)縮空氣在管(guan)路上所安裝的過(guo)濾(lv)器(qi)予以限(xian)制(zhi)，過(guo)濾(lv)介質(zhi)選用新硅(gui)膠為(wei)好(hao)。
5. 碳極伸出長(chang)度
碳極伸出長度以30～70mm為佳(jia)。伸出長度過長，電(dian)阻增大，碳棒燒(shao)損嚴重(zhong)；過短(duan)時，常常會由于刨槍的金屬部分與被刨工(gong)件(jian)相碰而產生短(duan)路(lu)，使電(dian)弧不穩。
刨削過程中(zhong)，碳(tan)棒燒損(sun)是(shi)正常的，碳(tan)棒伸出長(chang)度要斷續進行調整。當伸出長(chang)度小于25mm時，應將碳(tan)極伸出長(chang)度重(zhong)新調到70～80mm。
6. 碳棒與(yu)工件間傾角
碳棒與工件間的傾角大小(xiao)主要影響刨(bao)(bao)(bao)(bao)槽深度(du)和(he)創削(xue)速度(du)。傾角增大，則(ze)刨(bao)(bao)(bao)(bao)削(xue)深度(du)增加，刨(bao)(bao)(bao)(bao)削(xue)速度(du)減小(xiao)；反之，則(ze)刨(bao)(bao)(bao)(bao)削(xue)深度(du)減小(xiao)而刨(bao)(bao)(bao)(bao)削(xue)速度(du)增快。一般手工碳弧氣刨(bao)(bao)(bao)(bao)傾角以30°～45°為(wei)宜。
7. 碳弧氣刨的(de)弧長
在刨(bao)削過程中應盡可能(neng)使(shi)電(dian)弧(hu)長(chang)(chang)度短一些，以(yi)2～3mm為宜。電(dian)弧(hu)弧(hu)長(chang)(chang)過短，容(rong)易(yi)引(yin)起夾碳缺陷；弧(hu)長(chang)(chang)過長(chang)(chang)，冷空氣(qi)吹(chui)斷電(dian)弧(hu)，使(shi)電(dian)弧(hu)不穩，甚至滅弧(hu)。電(dian)弧(hu)弧(hu)長(chang)(chang)過長(chang)(chang)還會使(shi)壓(ya)縮空氣(qi)的(de)吹(chui)力不集中，被熔化的(de)金屬(shu)來不及吹(chui)走，使(shi)刨(bao)口熱影響區增寬，刨(bao)口的(de)表面粗糙度也變(bian)差。
此外，在刨削過程中，碳棒不(bu)要進行擺(bai)動，只(zhi)要按預先(xian)選好的角(jiao)度平(ping)直向前，就可以保(bao)證(zheng)得到(dao)均勻的刨槽尺寸。
四、碳(tan)弧(hu)氣刨對不銹鋼焊縫耐蝕性的影響
碳弧氣刨不銹鋼(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(xiu)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。
