一、碳弧氣(qi)刨的特點
它是利用石墨棒或碳棒作(zuo)為電(dian)極，與工(gong)件間產生電(dian)弧(hu)將(jiang)金屬(shu)熔化(hua)，并用壓縮空氣(qi)將(jiang)熔化(hua)金屬(shu)吹除(chu)的一種表面加工(gong)溝槽(cao)的方(fang)法(fa)。
氣(qi)刨(bao)(bao)時，電(dian)弧最高溫(wen)度達6000～7000℃，放(fang)出(chu)(chu)的(de)熱量能使工(gong)件表(biao)面(mian)熔(rong)化，通過碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)(bao)噴嘴噴出(chu)(chu)的(de)壓縮空(kong)氣(qi)（0.4～0.6MPa）將(jiang)熔(rong)化了(le)的(de)金(jin)(jin)屬和所生產的(de)熔(rong)渣吹走。電(dian)弧不斷(duan)燃燒，壓縮空(kong)氣(qi)連續吹掉(diao)熔(rong)融物，實現(xian)在金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)上(shang)所需要(yao)加工(gong)的(de)溝槽。
這種(zhong)氣刨工藝(yi)主要用于(yu)雙面(mian)焊時，清除背(bei)面(mian)焊根、清除焊縫中的(de)缺陷，也(ye)可以作為單(dan)件(jian)或不規則的(de)焊道加(jia)工坡(po)口(kou)。
碳(tan)弧氣刨的加(jia)工功能與風鏟或砂(sha)輪相比，具(ju)有下列特點：
1. 手工碳弧氣(qi)刨(bao)的(de)靈活性較(jiao)大，可進行全位置操作。
2. 在清(qing)除焊縫或鑄(zhu)件(jian)的(de)缺陷(xian)時，可(ke)以(yi)清(qing)楚地(di)觀(guan)察到缺陷(xian)的(de)形狀和(he)深度。
3. 操作時的噪聲比(bi)(bi)風鏟小，生產效率(lv)比(bi)(bi)它高。
4. 對于(yu)受到限制(zhi)的(de)位置或可達性差的(de)部(bu)位，碳(tan)弧氣刨更適于(yu)操作(zuo)。
5. 碳弧氣刨時有(you)煙霧、粉(fen)塵，對環(huan)境有(you)污染，同時對操作技術(shu)要(yao)求(qiu)較高。
二(er)、碳弧氣刨所用設備
碳弧氣(qi)刨(bao)由電源、壓縮空氣(qi)氣(qi)源、刨(bao)槍、碳棒、電纜和氣(qi)管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)(dian)(dian)源采(cai)用(yong)陡降外特性(xing)的弧(hu)焊整(zheng)流器(qi)，其(qi)額定(ding)電(dian)(dian)(dian)流應(ying)大于碳弧(hu)氣刨所需(xu)的電(dian)(dian)(dian)流。例(li)如，用(yong)φ7mm的圓形碳棒，需(xu)要碳弧(hu)氣刨的切割(ge)電(dian)(dian)(dian)流為350A，宜選用(yong)額定(ding)電(dian)(dian)(dian)流為500A的弧(hu)焊整(zheng)流器(qi)。
碳弧氣(qi)刨(bao)(bao)的氣(qi)刨(bao)(bao)槍主(zhu)要(yao)用(yong)于夾持碳棒和(he)吹送(song)壓縮空氣(qi)。常用(yong)的氣(qi)刨(bao)(bao)槍如圖6-5所示(shi)，它有(you)側面送(song)風和(he)圓周送(song)風兩(liang)種形式。
碳(tan)棒(bang)(bang)應(ying)具有耐高(gao)溫(wen)、導(dao)電性好(hao)和(he)不易折斷的特點。為了提(ti)高(gao)其導(dao)電性和(he)增加(jia)表面(mian)強(qiang)度，往往在碳(tan)棒(bang)(bang)表面(mian)鍍(du)一層純銅。碳(tan)棒(bang)(bang)分(fen)圓形和(he)扁形（長方形斷面(mian)）兩種，圓形碳(tan)棒(bang)(bang)主要(yao)用(yong)于(yu)焊縫反(fan)面(mian)開槽；扁形碳(tan)棒(bang)(bang)可(ke)以用(yong)于(yu)開坡口、刨焊瘤(liu)和(he)切割大量金屬的場合(he)。
三(san)、氣刨工(gong)藝
為(wei)了獲得(de)優質的(de)(de)刨(bao)槽(cao)，必須(xu)有正確(que)的(de)(de)工藝(yi)參數為(wei)保(bao)證，影響(xiang)氣刨(bao)質量的(de)(de)有下列因素：
1. 電源極(ji)性
碳弧氣刨(bao)(bao)(bao)不銹鋼時(shi)，采用(yong)直流反(fan)極性連接（電(dian)極接電(dian)源(yuan)正(zheng)極），氣刨(bao)(bao)(bao)時(shi)電(dian)弧穩定，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速度均(jun)勻，電(dian)弧發(fa)(fa)生(sheng)連續的(de)刷刷聲，刨(bao)(bao)(bao)槽兩側寬窄一致，表面光滑明(ming)亮。若采用(yong)直流正(zheng)極性連接（碳棒接電(dian)源(yuan)負極），則電(dian)弧發(fa)(fa)生(sheng)抖(dou)動，并發(fa)(fa)出斷續的(de)嘟(du)嘟(du)聲，刨(bao)(bao)(bao)槽兩側呈現與(yu)氣刨(bao)(bao)(bao)抖(dou)動聲相對(dui)應(ying)的(de)圓弧狀，若有此現象發(fa)(fa)生(sheng)，應(ying)將極性更(geng)換過來再重新(xin)進(jin)行氣刨(bao)(bao)(bao)。
2. 氣刨電流與碳棒(bang)直徑(jing)
氣(qi)刨(bao)電(dian)流(liu)(liu)增(zeng)(zeng)大時(shi)刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)寬度增(zeng)(zeng)大，槽(cao)(cao)(cao)深增(zeng)(zeng)加，刨(bao)削速度也(ye)增(zeng)(zeng)快(kuai)，可以獲得較為光滑(hua)的刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)質量(liang)。但若氣(qi)刨(bao)電(dian)流(liu)(liu)過(guo)大，碳(tan)(tan)棒(bang)燒(shao)損較快(kuai)，甚至碳(tan)(tan)棒(bang)熔(rong)化(hua)，會造成嚴(yan)重滲碳(tan)(tan)且(qie)刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)表面粗(cu)糙；若氣(qi)刨(bao)電(dian)流(liu)(liu)過(guo)小，則電(dian)弧不(bu)穩(wen)，刨(bao)槽(cao)(cao)(cao)小而淺，刨(bao)削速度不(bu)穩(wen)定，效率低且(qie)容易造成粘渣現象。表6-3介(jie)紹了常用碳(tan)(tan)弧氣(qi)刨(bao)的參數。
碳(tan)(tan)棒直(zhi)徑(jing)的選擇(ze)與鋼(gang)板厚度(du)有關(guan)，見表6-4。它與所要(yao)求的刨槽寬(kuan)(kuan)度(du)有關(guan)，碳(tan)(tan)棒直(zhi)徑(jing)越(yue)大(da)，則刨槽越(yue)寬(kuan)(kuan)。一般碳(tan)(tan)棒直(zhi)徑(jing)應比所要(yao)求的刨槽寬(kuan)(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削速度
它必(bi)須與氣(qi)刨(bao)(bao)電流、風(feng)壓(ya)相適應(ying)，才能(neng)保證氣(qi)刨(bao)(bao)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)正常進行。速度(du)(du)過(guo)(guo)快(kuai)或碳(tan)(tan)棒極向(xiang)下送(song)進時過(guo)(guo)猛(meng)，碳(tan)(tan)極頭(tou)部將(jiang)碰(peng)到液態金(jin)(jin)屬或碰(peng)到未(wei)(wei)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)的(de)金(jin)(jin)屬上(shang)，電弧(hu)(hu)就(jiu)會因短路而熄滅。速度(du)(du)過(guo)(guo)快(kuai)，還會使碳(tan)(tan)極的(de)頭(tou)部脫(tuo)落，粘(zhan)在未(wei)(wei)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)的(de)金(jin)(jin)屬上(shang)，產(chan)生夾碳(tan)(tan)缺(que)(que)陷。出現這(zhe)種情況時，應(ying)在缺(que)(que)陷前端(duan)重新引弧(hu)(hu)，反手輕(qing)輕(qing)刨(bao)(bao)掉一層，將(jiang)缺(que)(que)陷清除掉，再繼(ji)續刨(bao)(bao)削。氣(qi)刨(bao)(bao)速度(du)(du)過(guo)(guo)慢，則(ze)電弧(hu)(hu)拉長，會引起(qi)電弧(hu)(hu)不穩定，甚至熄弧(hu)(hu)。
一般刨削速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空氣壓力(li)
壓縮(suo)空氣壓力(li)會直接影響到刨(bao)削速度和刨(bao)槽(cao)表面質量。壓力(li)高，可提高刨(bao)削速度和刨(bao)槽(cao)表面的光(guang)滑程度；反(fan)之壓力(li)過低，則造成(cheng)刨(bao)槽(cao)表面粘渣。
一般(ban)要求壓(ya)縮空氣(qi)(qi)壓(ya)力為(wei)0.4～0.6MPa，壓(ya)縮空氣(qi)(qi)所含(han)水分和油(you)可通(tong)過壓(ya)縮空氣(qi)(qi)在管路(lu)上所安(an)裝的過濾器(qi)予以(yi)限(xian)制，過濾介質選用新硅膠為(wei)好。
5. 碳極伸出長度
碳極伸(shen)出長(chang)度(du)(du)以30～70mm為(wei)佳。伸(shen)出長(chang)度(du)(du)過長(chang)，電(dian)阻增大，碳棒燒損嚴重；過短時，常常會由(you)于刨槍的金屬部(bu)分與被刨工件(jian)相(xiang)碰而產(chan)生短路，使電(dian)弧不穩。
刨削過(guo)程中，碳棒燒(shao)損是正常的，碳棒伸(shen)出長度(du)要斷續進行調整。當(dang)伸(shen)出長度(du)小于25mm時，應將碳極伸(shen)出長度(du)重新調到70～80mm。
6. 碳棒(bang)與工件間傾角
碳棒與工件(jian)間(jian)的傾角(jiao)大(da)小(xiao)(xiao)主(zhu)要影響刨(bao)槽深度和創(chuang)削(xue)速度。傾角(jiao)增(zeng)大(da)，則刨(bao)削(xue)深度增(zeng)加(jia)，刨(bao)削(xue)速度減小(xiao)(xiao)；反之，則刨(bao)削(xue)深度減小(xiao)(xiao)而刨(bao)削(xue)速度增(zeng)快。一般手工碳弧氣刨(bao)傾角(jiao)以30°～45°為宜。
7. 碳(tan)弧氣(qi)刨的弧長
在(zai)刨削過程中應盡可能使(shi)電弧(hu)(hu)長(chang)度短(duan)一些，以2～3mm為宜(yi)。電弧(hu)(hu)弧(hu)(hu)長(chang)過短(duan)，容(rong)易引起夾碳缺陷；弧(hu)(hu)長(chang)過長(chang)，冷空氣吹(chui)斷電弧(hu)(hu)，使(shi)電弧(hu)(hu)不(bu)穩，甚至滅弧(hu)(hu)。電弧(hu)(hu)弧(hu)(hu)長(chang)過長(chang)還會使(shi)壓縮空氣的吹(chui)力不(bu)集(ji)中，被熔化的金(jin)屬來不(bu)及吹(chui)走，使(shi)刨口熱影響區(qu)增寬，刨口的表(biao)面(mian)粗糙度也變差。
此外，在(zai)刨削過程(cheng)中，碳(tan)棒(bang)不要(yao)進行擺動，只要(yao)按(an)預(yu)先選好的角度平直向前，就(jiu)可以保證得到均勻的刨槽尺寸。
四、碳弧氣刨對不銹鋼(gang)焊縫耐(nai)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(bu)銹鋼焊(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。
