一、碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)的特點
它是(shi)利(li)用(yong)石(shi)墨棒或碳棒作為電(dian)極(ji)，與工(gong)件間產生(sheng)電(dian)弧將金屬(shu)熔化，并用(yong)壓(ya)縮空氣將熔化金屬(shu)吹除的一種表面加工(gong)溝槽(cao)的方法。
氣刨時(shi)，電弧最高溫度達(da)6000～7000℃，放出的(de)(de)熱量能使工(gong)件表面熔化，通過碳弧氣刨噴(pen)嘴(zui)噴(pen)出的(de)(de)壓縮空氣（0.4～0.6MPa）將熔化了的(de)(de)金屬和所生(sheng)產的(de)(de)熔渣吹走。電弧不斷燃(ran)燒，壓縮空氣連(lian)續吹掉熔融物，實現在金屬表面上所需要加工(gong)的(de)(de)溝槽。
這種氣刨(bao)工藝主要用于雙面焊(han)時(shi)，清除背面焊(han)根、清除焊(han)縫中的(de)缺陷，也可(ke)以作為(wei)單件或不(bu)規則的(de)焊(han)道加(jia)工坡口(kou)。
碳弧(hu)氣刨(bao)的(de)加工功能與風鏟(chan)或砂輪相比，具有下列特點：
1. 手工碳弧氣刨(bao)的靈活性較大，可進行(xing)全(quan)位置操作(zuo)。
2. 在清除焊縫或鑄件的缺(que)陷時，可(ke)以清楚地(di)觀察到(dao)缺(que)陷的形狀和深度。
3. 操作時的噪聲比(bi)風鏟小，生產效率比(bi)它高。
4. 對于受(shou)到限制(zhi)的(de)位置或可達性差的(de)部位，碳(tan)弧氣(qi)刨更適于操作。
5. 碳弧氣(qi)刨時有煙(yan)霧、粉(fen)塵(chen)，對環境有污染，同時對操作技術(shu)要求較高。
二(er)、碳弧(hu)氣刨所用設備
碳(tan)弧氣刨由電源、壓縮空(kong)氣氣源、刨槍(qiang)、碳(tan)棒、電纜和氣管等組(zu)成，如圖(tu)6-4所示(shi)。
電源采用(yong)陡降(jiang)外(wai)特性的(de)弧(hu)焊整(zheng)流(liu)器，其額定電流(liu)應大于碳弧(hu)氣刨(bao)所需的(de)電流(liu)。例如，用(yong)φ7mm的(de)圓形(xing)碳棒，需要碳弧(hu)氣刨(bao)的(de)切割(ge)電流(liu)為(wei)(wei)350A，宜選用(yong)額定電流(liu)為(wei)(wei)500A的(de)弧(hu)焊整(zheng)流(liu)器。
碳弧(hu)氣(qi)刨(bao)的氣(qi)刨(bao)槍(qiang)(qiang)主(zhu)要用于夾持碳棒和吹(chui)送(song)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)。常用的氣(qi)刨(bao)槍(qiang)(qiang)如圖6-5所示，它(ta)有側(ce)面送(song)風(feng)(feng)和圓(yuan)周送(song)風(feng)(feng)兩種形式。
碳(tan)棒(bang)應具有耐(nai)高溫、導電(dian)性好和(he)(he)不易折斷的(de)特點。為了(le)提高其(qi)導電(dian)性和(he)(he)增加(jia)表面(mian)強(qiang)度，往往在碳(tan)棒(bang)表面(mian)鍍一層純銅。碳(tan)棒(bang)分(fen)圓(yuan)形(xing)和(he)(he)扁形(xing)（長方(fang)形(xing)斷面(mian)）兩(liang)種，圓(yuan)形(xing)碳(tan)棒(bang)主(zhu)要(yao)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、刨焊瘤和(he)(he)切割(ge)大量金屬的(de)場(chang)合。
三、氣刨工藝(yi)
為了獲得優質的(de)刨槽，必須有正確的(de)工藝參數(shu)為保證，影響氣(qi)刨質量的(de)有下列(lie)因素：
1. 電源極性
碳(tan)弧(hu)氣刨不銹(xiu)鋼(gang)時(shi)，采用(yong)直流(liu)反極(ji)(ji)性(xing)連(lian)接(jie)（電(dian)(dian)極(ji)(ji)接(jie)電(dian)(dian)源(yuan)正極(ji)(ji)），氣刨時(shi)電(dian)(dian)弧(hu)穩定，刨削速度均勻(yun)，電(dian)(dian)弧(hu)發(fa)生連(lian)續(xu)(xu)的刷刷聲(sheng)，刨槽兩側(ce)寬(kuan)窄(zhai)一致，表(biao)面光(guang)滑明亮。若采用(yong)直流(liu)正極(ji)(ji)性(xing)連(lian)接(jie)（碳(tan)棒接(jie)電(dian)(dian)源(yuan)負極(ji)(ji)），則電(dian)(dian)弧(hu)發(fa)生抖動，并發(fa)出斷續(xu)(xu)的嘟(du)嘟(du)聲(sheng)，刨槽兩側(ce)呈現與氣刨抖動聲(sheng)相對應(ying)的圓(yuan)弧(hu)狀，若有此現象發(fa)生，應(ying)將極(ji)(ji)性(xing)更換過來再重(zhong)新(xin)進行(xing)氣刨。
2. 氣刨電流與碳棒直徑(jing)
氣刨(bao)電流(liu)增大時刨(bao)槽寬度增大，槽深(shen)增加，刨(bao)削速度也增快(kuai)，可以獲得(de)較為光滑(hua)的(de)刨(bao)槽質量。但(dan)若(ruo)氣刨(bao)電流(liu)過大，碳(tan)(tan)棒燒損較快(kuai)，甚至碳(tan)(tan)棒熔化，會造(zao)成(cheng)(cheng)嚴重滲碳(tan)(tan)且(qie)刨(bao)槽表面粗糙；若(ruo)氣刨(bao)電流(liu)過小(xiao)，則電弧不穩(wen)，刨(bao)槽小(xiao)而淺，刨(bao)削速度不穩(wen)定，效率低且(qie)容(rong)易造(zao)成(cheng)(cheng)粘(zhan)渣(zha)現象(xiang)。表6-3介紹了常用碳(tan)(tan)弧氣刨(bao)的(de)參(can)數。
碳棒(bang)直(zhi)徑(jing)的選擇與鋼板厚度(du)有關(guan)(guan)，見表6-4。它與所(suo)要(yao)求的刨槽寬度(du)有關(guan)(guan)，碳棒(bang)直(zhi)徑(jing)越大，則(ze)刨槽越寬。一般(ban)碳棒(bang)直(zhi)徑(jing)應比(bi)所(suo)要(yao)求的刨槽寬度(du)小(xiao)2～4mm。
3. 刨削速(su)度
它(ta)必須與(yu)氣刨電(dian)流、風壓(ya)相適應(ying)，才(cai)能保(bao)證氣刨過程的正常(chang)進行(xing)。速(su)度過快或碳(tan)棒極(ji)向(xiang)下送進時過猛，碳(tan)極(ji)頭(tou)部將(jiang)碰到(dao)液態金屬或碰到(dao)未(wei)熔化的金屬上，電(dian)弧(hu)就會因(yin)短路而熄滅。速(su)度過快，還會使碳(tan)極(ji)的頭(tou)部脫(tuo)落，粘在未(wei)熔化的金屬上，產生夾(jia)碳(tan)缺陷。出(chu)現這種情況時，應(ying)在缺陷前端(duan)重新引弧(hu)，反手(shou)輕(qing)(qing)輕(qing)(qing)刨掉(diao)一層，將(jiang)缺陷清(qing)除(chu)掉(diao)，再繼(ji)續刨削(xue)。氣刨速(su)度過慢，則電(dian)弧(hu)拉(la)長，會引起電(dian)弧(hu)不穩定，甚至熄弧(hu)。
一般刨削速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空氣壓力
壓縮空氣壓力會直接影響(xiang)到刨(bao)削(xue)速(su)度(du)和刨(bao)槽表(biao)面質量(liang)。壓力高(gao)，可提高(gao)刨(bao)削(xue)速(su)度(du)和刨(bao)槽表(biao)面的光滑(hua)程度(du)；反(fan)之壓力過低(di)，則(ze)造成刨(bao)槽表(biao)面粘渣。
一般要求壓縮空氣(qi)壓力為(wei)0.4～0.6MPa，壓縮空氣(qi)所(suo)含水分和油可通過壓縮空氣(qi)在(zai)管路上所(suo)安裝的過濾器(qi)予以限制(zhi)，過濾介(jie)質選(xuan)用(yong)新硅(gui)膠為(wei)好。
5. 碳極伸出長(chang)度(du)
碳極伸(shen)出(chu)長度(du)以30～70mm為佳。伸(shen)出(chu)長度(du)過(guo)長，電阻增大，碳棒燒(shao)損嚴重(zhong)；過(guo)短時，常常會由于刨槍的金屬部分與被刨工件相碰而產生短路(lu)，使電弧不穩。
刨削(xue)過程中，碳(tan)棒燒損是正常的，碳(tan)棒伸(shen)(shen)出(chu)長(chang)度(du)要斷續進行調整(zheng)。當伸(shen)(shen)出(chu)長(chang)度(du)小于25mm時，應(ying)將碳(tan)極伸(shen)(shen)出(chu)長(chang)度(du)重新調到70～80mm。
6. 碳棒(bang)與工件間傾角
碳棒與工件(jian)間的(de)傾(qing)角大小(xiao)(xiao)主要(yao)影響(xiang)刨槽深度(du)(du)(du)和創削(xue)速(su)(su)度(du)(du)(du)。傾(qing)角增大，則(ze)刨削(xue)深度(du)(du)(du)增加，刨削(xue)速(su)(su)度(du)(du)(du)減(jian)小(xiao)(xiao)；反之，則(ze)刨削(xue)深度(du)(du)(du)減(jian)小(xiao)(xiao)而刨削(xue)速(su)(su)度(du)(du)(du)增快。一般手工碳弧氣(qi)刨傾(qing)角以30°～45°為宜。
7. 碳弧氣刨的弧長
在(zai)刨削過程中應(ying)盡可能使(shi)電弧(hu)長(chang)(chang)(chang)度短一些，以2～3mm為宜。電弧(hu)弧(hu)長(chang)(chang)(chang)過短，容易引起夾碳缺(que)陷；弧(hu)長(chang)(chang)(chang)過長(chang)(chang)(chang)，冷空氣(qi)吹(chui)斷電弧(hu)，使(shi)電弧(hu)不(bu)穩(wen)，甚至滅弧(hu)。電弧(hu)弧(hu)長(chang)(chang)(chang)過長(chang)(chang)(chang)還會使(shi)壓縮空氣(qi)的吹(chui)力不(bu)集(ji)中，被熔(rong)化的金屬來不(bu)及吹(chui)走，使(shi)刨口熱影響區增(zeng)寬，刨口的表面粗糙度也(ye)變差。
此外，在刨(bao)削過(guo)程中，碳棒(bang)不要進行擺(bai)動，只要按預(yu)先選好的(de)角(jiao)度(du)平直(zhi)向前，就可以(yi)保證得(de)到均勻(yun)的(de)刨(bao)槽尺(chi)寸(cun)。
四、碳弧氣刨對(dui)不(bu)銹鋼焊縫(feng)耐蝕性的影響
碳弧氣刨不銹(xiu)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(jie)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。
