一、碳(tan)弧氣刨的(de)特(te)點
它(ta)是利用(yong)石(shi)墨(mo)棒(bang)或碳棒(bang)作為電極(ji)，與工件(jian)間(jian)產(chan)生電弧將(jiang)金(jin)屬熔化(hua)，并用(yong)壓縮空氣將(jiang)熔化(hua)金(jin)屬吹除的一種表面加工溝槽(cao)的方(fang)法。
氣刨(bao)時，電弧最高溫度達6000～7000℃，放出的(de)熱量能使工件表(biao)面熔化，通過碳弧氣刨(bao)噴(pen)嘴噴(pen)出的(de)壓(ya)縮空(kong)(kong)氣（0.4～0.6MPa）將熔化了(le)的(de)金屬和所生產的(de)熔渣吹(chui)(chui)走。電弧不(bu)斷燃(ran)燒，壓(ya)縮空(kong)(kong)氣連續吹(chui)(chui)掉熔融(rong)物，實(shi)現在(zai)金屬表(biao)面上(shang)所需要(yao)加工的(de)溝槽(cao)。
這種氣刨(bao)工藝主(zhu)要用于雙面焊時，清除背面焊根、清除焊縫(feng)中的缺陷，也可以作為單件或不規則(ze)的焊道加工坡口。
碳(tan)弧氣刨的加工功能(neng)與風鏟或砂輪相比，具有下列(lie)特點：
1. 手工碳弧氣刨的靈活性較大(da)，可進(jin)行全(quan)位置操作。
2. 在清除焊縫或鑄(zhu)件的(de)缺陷時，可以清楚地觀(guan)察到缺陷的(de)形狀和(he)深度。
3. 操作時的噪聲比(bi)風(feng)鏟小，生(sheng)產效率比(bi)它(ta)高(gao)。
4. 對于受到限制的位置或可達性差的部位，碳弧(hu)氣刨更適(shi)于操作。
5. 碳弧(hu)氣刨時(shi)有煙霧、粉(fen)塵，對(dui)環(huan)境有污(wu)染，同時(shi)對(dui)操作(zuo)技術要求較(jiao)高。
二、碳弧(hu)氣刨所用設備
碳弧(hu)氣刨由電源、壓縮空氣氣源、刨槍、碳棒、電纜和氣管(guan)等組成，如圖6-4所(suo)示。
電(dian)(dian)源采用陡降外特性的(de)弧(hu)焊整流(liu)器，其額(e)定電(dian)(dian)流(liu)應大(da)于碳弧(hu)氣刨所需(xu)的(de)電(dian)(dian)流(liu)。例(li)如，用φ7mm的(de)圓形碳棒，需(xu)要碳弧(hu)氣刨的(de)切(qie)割(ge)電(dian)(dian)流(liu)為(wei)350A，宜選用額(e)定電(dian)(dian)流(liu)為(wei)500A的(de)弧(hu)焊整流(liu)器。
碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨(bao)的氣(qi)刨(bao)槍主要用(yong)于夾持碳(tan)棒和吹送壓(ya)縮空氣(qi)。常用(yong)的氣(qi)刨(bao)槍如(ru)圖(tu)6-5所示，它(ta)有(you)側面送風和圓周送風兩(liang)種形(xing)式。
碳棒(bang)(bang)應具有耐高(gao)溫、導電(dian)性好和(he)(he)不易折(zhe)斷的特點。為了提高(gao)其導電(dian)性和(he)(he)增加表(biao)面(mian)強度，往往在碳棒(bang)(bang)表(biao)面(mian)鍍一層純銅。碳棒(bang)(bang)分(fen)圓形(xing)和(he)(he)扁(bian)形(xing)（長方形(xing)斷面(mian)）兩(liang)種，圓形(xing)碳棒(bang)(bang)主要用于焊縫(feng)反面(mian)開槽(cao)；扁(bian)形(xing)碳棒(bang)(bang)可(ke)以(yi)用于開坡口、刨焊瘤和(he)(he)切割(ge)大量(liang)金屬的場合。
三、氣刨工藝
為(wei)了獲得優(you)質(zhi)的刨槽，必(bi)須有正(zheng)確的工(gong)藝參數為(wei)保證(zheng)，影響氣刨質(zhi)量的有下列因素：
1. 電源(yuan)極性
碳弧(hu)(hu)氣(qi)(qi)刨(bao)不銹(xiu)鋼(gang)時(shi)，采用(yong)直(zhi)流反極(ji)(ji)(ji)性(xing)連接（電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)接電(dian)(dian)(dian)源(yuan)正(zheng)極(ji)(ji)(ji)），氣(qi)(qi)刨(bao)時(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)穩(wen)定，刨(bao)削速度(du)均(jun)勻，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)發(fa)生(sheng)連續的刷(shua)刷(shua)聲(sheng)，刨(bao)槽兩(liang)側寬窄(zhai)一致，表面(mian)光(guang)滑明(ming)亮。若采用(yong)直(zhi)流正(zheng)極(ji)(ji)(ji)性(xing)連接（碳棒接電(dian)(dian)(dian)源(yuan)負極(ji)(ji)(ji)），則(ze)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)發(fa)生(sheng)抖(dou)動，并發(fa)出斷續的嘟嘟聲(sheng)，刨(bao)槽兩(liang)側呈(cheng)現(xian)與(yu)氣(qi)(qi)刨(bao)抖(dou)動聲(sheng)相對應(ying)的圓弧(hu)(hu)狀(zhuang)，若有(you)此現(xian)象發(fa)生(sheng)，應(ying)將極(ji)(ji)(ji)性(xing)更換過來(lai)再重新(xin)進行氣(qi)(qi)刨(bao)。
2. 氣(qi)刨電(dian)流與(yu)碳棒直(zhi)徑
氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流(liu)增大(da)(da)時刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)寬度增大(da)(da)，槽(cao)深增加，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速(su)度也增快(kuai)，可以(yi)獲得較為光滑(hua)的刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)質量。但若(ruo)氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流(liu)過大(da)(da)，碳(tan)棒(bang)燒損較快(kuai)，甚至碳(tan)棒(bang)熔(rong)化，會(hui)造成嚴(yan)重(zhong)滲碳(tan)且刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)表(biao)(biao)面粗糙(cao)；若(ruo)氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流(liu)過小(xiao)(xiao)，則(ze)電(dian)(dian)弧不穩，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)小(xiao)(xiao)而淺，刨(bao)(bao)(bao)削(xue)速(su)度不穩定，效率低且容(rong)易造成粘渣現象(xiang)。表(biao)(biao)6-3介(jie)紹了常用(yong)碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)(bao)(bao)的參數。
碳(tan)(tan)棒(bang)直(zhi)徑的選擇與鋼板厚度有關(guan)，見(jian)表(biao)6-4。它與所要求的刨(bao)槽寬度有關(guan)，碳(tan)(tan)棒(bang)直(zhi)徑越大，則(ze)刨(bao)槽越寬。一般碳(tan)(tan)棒(bang)直(zhi)徑應比(bi)所要求的刨(bao)槽寬度小2～4mm。
3. 刨削速度
它必須與氣(qi)刨電(dian)(dian)流、風壓相適(shi)應，才(cai)能保證(zheng)氣(qi)刨過(guo)(guo)程的(de)正常進行。速(su)度過(guo)(guo)快或碳棒極向下(xia)送進時過(guo)(guo)猛(meng)，碳極頭部將碰到液態金(jin)(jin)屬(shu)(shu)或碰到未(wei)熔(rong)化的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)上，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)就會(hui)因短路(lu)而熄滅。速(su)度過(guo)(guo)快，還會(hui)使(shi)碳極的(de)頭部脫落(luo)，粘在未(wei)熔(rong)化的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)上，產生夾碳缺(que)陷。出現這(zhe)種情況時，應在缺(que)陷前端重(zhong)新(xin)引弧(hu)(hu)，反手輕(qing)輕(qing)刨掉一層(ceng)，將缺(que)陷清除掉，再繼(ji)續刨削。氣(qi)刨速(su)度過(guo)(guo)慢，則電(dian)(dian)弧(hu)(hu)拉長，會(hui)引起電(dian)(dian)弧(hu)(hu)不穩定，甚至熄弧(hu)(hu)。
一般(ban)刨削(xue)速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓(ya)縮空氣壓(ya)力
壓(ya)縮空(kong)氣壓(ya)力(li)會直(zhi)接(jie)影響到刨(bao)(bao)削速度(du)和刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)表(biao)面質量。壓(ya)力(li)高(gao)，可提(ti)高(gao)刨(bao)(bao)削速度(du)和刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)表(biao)面的光滑程度(du)；反之壓(ya)力(li)過低，則造成刨(bao)(bao)槽(cao)(cao)表(biao)面粘渣。
一般要求壓(ya)縮空氣(qi)壓(ya)力為(wei)0.4～0.6MPa，壓(ya)縮空氣(qi)所(suo)含水分和油可通過(guo)壓(ya)縮空氣(qi)在管(guan)路上(shang)所(suo)安裝的過(guo)濾(lv)器予以限制(zhi)，過(guo)濾(lv)介質選(xuan)用新硅膠為(wei)好。
5. 碳極伸出(chu)長度
碳(tan)極伸(shen)出長度(du)以30～70mm為佳。伸(shen)出長度(du)過(guo)長，電(dian)阻增大(da)，碳(tan)棒燒損嚴(yan)重(zhong)；過(guo)短時(shi)，常(chang)常(chang)會由于刨槍的金屬部分與被刨工(gong)件相碰而產生短路，使(shi)電(dian)弧不穩。
刨削過程(cheng)中，碳棒(bang)燒損是正常的(de)，碳棒(bang)伸(shen)出(chu)(chu)長(chang)度要斷續進行(xing)調(diao)(diao)整。當伸(shen)出(chu)(chu)長(chang)度小于25mm時，應將碳極伸(shen)出(chu)(chu)長(chang)度重新調(diao)(diao)到70～80mm。
6. 碳棒與工(gong)件(jian)間傾(qing)角
碳(tan)棒與工件間的傾(qing)角(jiao)大(da)小主要影(ying)響(xiang)刨(bao)槽(cao)深度(du)和創(chuang)削(xue)速(su)度(du)。傾(qing)角(jiao)增(zeng)大(da)，則(ze)刨(bao)削(xue)深度(du)增(zeng)加，刨(bao)削(xue)速(su)度(du)減(jian)小；反之，則(ze)刨(bao)削(xue)深度(du)減(jian)小而(er)刨(bao)削(xue)速(su)度(du)增(zeng)快。一般手工碳(tan)弧氣刨(bao)傾(qing)角(jiao)以(yi)30°～45°為宜。
7. 碳弧氣刨的弧長(chang)
在刨削過(guo)(guo)程中應盡可能使電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)度短一(yi)些，以(yi)2～3mm為宜。電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)短，容易(yi)引(yin)起夾碳缺陷；弧(hu)(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)長(chang)(chang)，冷空氣(qi)吹斷電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)，使電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)不穩，甚至滅(mie)弧(hu)(hu)(hu)(hu)。電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)長(chang)(chang)還會使壓縮空氣(qi)的吹力不集中，被熔化的金(jin)屬來不及吹走，使刨口熱影響區增寬，刨口的表面粗糙度也變差。
此外，在刨(bao)(bao)削過程中(zhong)，碳棒(bang)不要進行擺動，只要按預(yu)先選(xuan)好的(de)角度平直(zhi)向前，就(jiu)可以保(bao)證得(de)到均勻(yun)的(de)刨(bao)(bao)槽尺寸。
四(si)、碳弧(hu)氣刨對不銹鋼焊縫耐蝕(shi)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(bu)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。
