一(yi)、碳(tan)弧氣刨的特(te)點
它是利用石(shi)墨棒或碳棒作為電極，與工件(jian)間產生電弧將(jiang)金屬熔化，并用壓縮空氣將(jiang)熔化金屬吹除(chu)的(de)一種表面加工溝(gou)槽(cao)的(de)方法。
氣(qi)(qi)刨時，電弧(hu)最高溫度達6000～7000℃，放出的(de)熱量能使工(gong)件表(biao)面(mian)熔化，通(tong)過碳弧(hu)氣(qi)(qi)刨噴(pen)嘴噴(pen)出的(de)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)（0.4～0.6MPa）將熔化了的(de)金屬和(he)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)熔渣(zha)吹走。電弧(hu)不(bu)斷燃(ran)燒，壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)連續吹掉熔融物，實現在(zai)金屬表(biao)面(mian)上(shang)所(suo)需要(yao)加工(gong)的(de)溝槽。
這(zhe)種氣(qi)刨(bao)工藝主(zhu)要用于雙面焊(han)時，清除(chu)(chu)背面焊(han)根、清除(chu)(chu)焊(han)縫中的(de)缺陷，也可以(yi)作為單件或不規則(ze)的(de)焊(han)道加工坡(po)口。
碳弧氣刨(bao)的加工(gong)功能與(yu)風鏟或砂輪(lun)相比，具有下列(lie)特點：
1. 手工碳(tan)弧氣刨的靈活性較大，可(ke)進行全(quan)位置操作。
2. 在清(qing)(qing)除(chu)焊(han)縫或鑄件的缺(que)陷時，可(ke)以清(qing)(qing)楚地(di)觀察到缺(que)陷的形(xing)狀和深度。
3. 操作時的噪聲比風鏟(chan)小(xiao)，生(sheng)產效(xiao)率(lv)比它高。
4. 對于受到限制的位置或可達(da)性(xing)差的部位，碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨(bao)更適于操作。
5. 碳(tan)弧氣刨時有煙霧、粉塵，對環(huan)境(jing)有污染(ran)，同時對操(cao)作(zuo)技術要求(qiu)較高。
二、碳弧氣(qi)刨(bao)所用設備
碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)(bao)由電源(yuan)、壓(ya)縮空氣(qi)氣(qi)源(yuan)、刨(bao)(bao)槍(qiang)、碳(tan)棒、電纜和氣(qi)管等(deng)組成，如(ru)圖6-4所(suo)示。
電(dian)源采(cai)用陡降外特(te)性的(de)(de)弧(hu)焊整流器，其額(e)定(ding)(ding)電(dian)流應大于碳弧(hu)氣(qi)(qi)刨所需的(de)(de)電(dian)流。例如，用φ7mm的(de)(de)圓形碳棒(bang)，需要碳弧(hu)氣(qi)(qi)刨的(de)(de)切(qie)割電(dian)流為350A，宜選用額(e)定(ding)(ding)電(dian)流為500A的(de)(de)弧(hu)焊整流器。
碳(tan)弧氣(qi)(qi)(qi)刨的(de)氣(qi)(qi)(qi)刨槍主要用于夾(jia)持碳(tan)棒和(he)吹送壓縮空氣(qi)(qi)(qi)。常用的(de)氣(qi)(qi)(qi)刨槍如圖6-5所示，它有側(ce)面(mian)送風(feng)和(he)圓周送風(feng)兩種(zhong)形式。
碳(tan)棒(bang)應具有耐高溫、導(dao)電性好和不(bu)易折斷(duan)的(de)特(te)點。為了提高其導(dao)電性和增加表面(mian)強度，往(wang)(wang)往(wang)(wang)在碳(tan)棒(bang)表面(mian)鍍一層純銅。碳(tan)棒(bang)分圓(yuan)形(xing)和扁(bian)形(xing)（長方形(xing)斷(duan)面(mian)）兩種，圓(yuan)形(xing)碳(tan)棒(bang)主要用(yong)于焊縫反(fan)面(mian)開(kai)槽；扁(bian)形(xing)碳(tan)棒(bang)可以用(yong)于開(kai)坡(po)口、刨(bao)焊瘤和切割(ge)大量金屬的(de)場合。
三、氣刨工藝(yi)
為(wei)了(le)獲得優質(zhi)的刨槽，必須有(you)正(zheng)確的工藝參數為(wei)保(bao)證，影響氣刨質(zhi)量的有(you)下列因素：
1. 電源極性
碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)不銹(xiu)鋼(gang)時，采用(yong)直(zhi)流(liu)反極(ji)(ji)性連接(jie)（電(dian)極(ji)(ji)接(jie)電(dian)源正極(ji)(ji)），氣(qi)刨(bao)時電(dian)弧(hu)穩定，刨(bao)削速(su)度(du)均勻(yun)，電(dian)弧(hu)發生連續(xu)的刷刷聲(sheng)，刨(bao)槽(cao)兩(liang)側(ce)寬窄一致，表面光滑明(ming)亮。若采用(yong)直(zhi)流(liu)正極(ji)(ji)性連接(jie)（碳棒接(jie)電(dian)源負極(ji)(ji)），則電(dian)弧(hu)發生抖動，并發出斷續(xu)的嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)槽(cao)兩(liang)側(ce)呈現與氣(qi)刨(bao)抖動聲(sheng)相對應的圓弧(hu)狀(zhuang)，若有(you)此現象發生，應將極(ji)(ji)性更換(huan)過來(lai)再重新進行氣(qi)刨(bao)。
2. 氣刨電流與碳棒(bang)直徑
氣刨(bao)電(dian)流(liu)增大(da)時刨(bao)槽(cao)(cao)寬度增大(da)，槽(cao)(cao)深增加，刨(bao)削速度也增快(kuai)，可(ke)以獲得較(jiao)為光滑的刨(bao)槽(cao)(cao)質量。但若(ruo)氣刨(bao)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)，碳棒燒損(sun)較(jiao)快(kuai)，甚至(zhi)碳棒熔化，會(hui)造(zao)成(cheng)嚴重(zhong)滲碳且(qie)刨(bao)槽(cao)(cao)表面(mian)粗(cu)糙；若(ruo)氣刨(bao)電(dian)流(liu)過(guo)小，則電(dian)弧不穩(wen)，刨(bao)槽(cao)(cao)小而淺，刨(bao)削速度不穩(wen)定(ding)，效率低且(qie)容(rong)易造(zao)成(cheng)粘(zhan)渣現象。表6-3介紹(shao)了常用碳弧氣刨(bao)的參數。
碳(tan)棒直(zhi)徑(jing)的選擇與(yu)鋼(gang)板厚度(du)(du)有關，見表6-4。它與(yu)所要求(qiu)的刨(bao)槽(cao)寬度(du)(du)有關，碳(tan)棒直(zhi)徑(jing)越大(da)，則刨(bao)槽(cao)越寬。一般碳(tan)棒直(zhi)徑(jing)應比所要求(qiu)的刨(bao)槽(cao)寬度(du)(du)小2～4mm。
3. 刨削速度(du)
它(ta)必(bi)須與氣刨電(dian)流、風壓相適應，才能保證氣刨過(guo)程的正常進行。速(su)度(du)(du)過(guo)快或(huo)碳(tan)棒(bang)極向下送(song)進時過(guo)猛，碳(tan)極頭(tou)部將(jiang)碰到(dao)液態金(jin)屬(shu)(shu)或(huo)碰到(dao)未(wei)熔化的金(jin)屬(shu)(shu)上，電(dian)弧(hu)就會(hui)因短路(lu)而熄(xi)滅。速(su)度(du)(du)過(guo)快，還(huan)會(hui)使(shi)碳(tan)極的頭(tou)部脫落，粘在(zai)未(wei)熔化的金(jin)屬(shu)(shu)上，產生夾碳(tan)缺(que)陷(xian)。出現(xian)這(zhe)種情況時，應在(zai)缺(que)陷(xian)前端重新引弧(hu)，反手輕輕刨掉一層，將(jiang)缺(que)陷(xian)清除(chu)掉，再(zai)繼續刨削(xue)。氣刨速(su)度(du)(du)過(guo)慢(man)，則電(dian)弧(hu)拉長，會(hui)引起電(dian)弧(hu)不穩(wen)定，甚至熄(xi)弧(hu)。
一般刨(bao)削速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空氣壓力
壓縮(suo)空氣壓力(li)會直接影響(xiang)到刨(bao)(bao)削速度和刨(bao)(bao)槽表面質量。壓力(li)高(gao)，可(ke)提高(gao)刨(bao)(bao)削速度和刨(bao)(bao)槽表面的光滑程度；反(fan)之壓力(li)過(guo)低(di)，則造成(cheng)刨(bao)(bao)槽表面粘渣。
一(yi)般(ban)要求壓縮空(kong)氣壓力為(wei)0.4～0.6MPa，壓縮空(kong)氣所含水分和油可(ke)通過壓縮空(kong)氣在(zai)管路上所安裝的(de)過濾器予以限(xian)制，過濾介質選用新硅膠為(wei)好。
5. 碳(tan)極伸(shen)出長度
碳極(ji)伸出長(chang)(chang)度以30～70mm為佳。伸出長(chang)(chang)度過長(chang)(chang)，電(dian)阻增大(da)，碳棒燒損嚴重(zhong)；過短時，常常會由于刨槍的金屬部分與被刨工件相碰而產(chan)生(sheng)短路，使電(dian)弧不穩。
刨削過程(cheng)中，碳(tan)棒燒損是正常的，碳(tan)棒伸(shen)(shen)出長(chang)(chang)度要斷續進行調整。當伸(shen)(shen)出長(chang)(chang)度小(xiao)于25mm時，應將(jiang)碳(tan)極伸(shen)(shen)出長(chang)(chang)度重新(xin)調到70～80mm。
6. 碳棒與工件間(jian)傾(qing)角(jiao)
碳棒與工件間的傾(qing)(qing)角大小(xiao)主要(yao)影(ying)響刨(bao)槽深度(du)(du)和創削(xue)(xue)速度(du)(du)。傾(qing)(qing)角增大，則刨(bao)削(xue)(xue)深度(du)(du)增加(jia)，刨(bao)削(xue)(xue)速度(du)(du)減(jian)小(xiao)；反之(zhi)，則刨(bao)削(xue)(xue)深度(du)(du)減(jian)小(xiao)而刨(bao)削(xue)(xue)速度(du)(du)增快。一般(ban)手(shou)工碳弧氣刨(bao)傾(qing)(qing)角以30°～45°為宜。
7. 碳弧(hu)氣刨的弧(hu)長
在刨(bao)削過程中(zhong)應盡可(ke)能(neng)使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)長(chang)(chang)度(du)短一些，以2～3mm為宜。電(dian)(dian)弧(hu)弧(hu)長(chang)(chang)過短，容易引起(qi)夾碳缺(que)陷；弧(hu)長(chang)(chang)過長(chang)(chang)，冷空氣吹斷電(dian)(dian)弧(hu)，使(shi)電(dian)(dian)弧(hu)不穩，甚至滅弧(hu)。電(dian)(dian)弧(hu)弧(hu)長(chang)(chang)過長(chang)(chang)還會使(shi)壓(ya)縮(suo)空氣的吹力不集中(zhong)，被熔化的金(jin)屬來不及吹走，使(shi)刨(bao)口熱(re)影響(xiang)區(qu)增寬，刨(bao)口的表面粗(cu)糙(cao)度(du)也變差。
此外，在刨(bao)削過程中，碳棒不要進行擺動，只要按預先選好的角度平直向前，就可以保證得(de)到均(jun)勻的刨(bao)槽尺(chi)寸。
四、碳弧氣刨對不銹鋼(gang)焊縫耐蝕性的影響(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(gang)焊(han)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。
