一、碳(tan)弧氣刨的特點
它是利用(yong)石墨棒(bang)或碳棒(bang)作為(wei)電(dian)極，與工件間(jian)產生電(dian)弧(hu)將(jiang)金屬熔化，并用(yong)壓縮空氣將(jiang)熔化金屬吹除的一種(zhong)表面(mian)加(jia)工溝槽的方法。
氣刨時，電(dian)弧(hu)最高(gao)溫度(du)達6000～7000℃，放出的(de)熱量能使(shi)工(gong)件(jian)表面熔(rong)化，通過碳(tan)弧(hu)氣刨噴(pen)嘴噴(pen)出的(de)壓(ya)縮空(kong)(kong)氣（0.4～0.6MPa）將熔(rong)化了(le)的(de)金(jin)屬和所(suo)生產的(de)熔(rong)渣吹(chui)走。電(dian)弧(hu)不斷燃燒，壓(ya)縮空(kong)(kong)氣連(lian)續吹(chui)掉熔(rong)融(rong)物，實現在(zai)金(jin)屬表面上所(suo)需(xu)要加工(gong)的(de)溝(gou)槽。
這種氣刨工藝(yi)主(zhu)要用(yong)于雙面焊時，清(qing)除(chu)背面焊根(gen)、清(qing)除(chu)焊縫中的(de)缺陷，也可以(yi)作(zuo)為(wei)單件或不規則(ze)的(de)焊道加工坡口。
碳(tan)弧(hu)氣刨的加工功(gong)能與(yu)風鏟或砂輪相比，具有下列特點：
1. 手工碳弧氣刨的靈活性較(jiao)大(da)，可進(jin)行全位置操(cao)作。
2. 在清(qing)除焊(han)縫或鑄件(jian)的缺(que)(que)陷時，可以清(qing)楚地觀察到缺(que)(que)陷的形狀(zhuang)和深度。
3. 操作時的噪聲比(bi)(bi)風鏟小，生(sheng)產效率比(bi)(bi)它高。
4. 對(dui)于(yu)受(shou)到限制的位置或(huo)可(ke)達性差的部位，碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)更適于(yu)操作。
5. 碳弧氣刨時(shi)有(you)煙(yan)霧、粉塵(chen)，對(dui)環(huan)境有(you)污(wu)染，同時(shi)對(dui)操作(zuo)技術要求較高(gao)。
二、碳弧氣(qi)刨所用(yong)設備(bei)
碳(tan)弧(hu)氣(qi)刨由(you)電源(yuan)、壓縮空氣(qi)氣(qi)源(yuan)、刨槍、碳(tan)棒(bang)、電纜和氣(qi)管等組成，如圖6-4所示。
電(dian)源采用(yong)陡降外特性的(de)弧焊整(zheng)流(liu)(liu)器，其(qi)額定電(dian)流(liu)(liu)應(ying)大于碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)所需(xu)的(de)電(dian)流(liu)(liu)。例如，用(yong)φ7mm的(de)圓形碳(tan)棒，需(xu)要碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)的(de)切(qie)割電(dian)流(liu)(liu)為(wei)(wei)350A，宜(yi)選用(yong)額定電(dian)流(liu)(liu)為(wei)(wei)500A的(de)弧焊整(zheng)流(liu)(liu)器。
碳弧(hu)氣刨(bao)的氣刨(bao)槍主要用(yong)(yong)于夾(jia)持碳棒和(he)吹送(song)壓縮空氣。常用(yong)(yong)的氣刨(bao)槍如圖6-5所示，它有側面送(song)風和(he)圓周送(song)風兩種形式。
碳(tan)(tan)(tan)棒應具有耐(nai)高溫(wen)、導(dao)電性(xing)好和不易折斷的特點。為了提高其導(dao)電性(xing)和增加(jia)表面(mian)強度，往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)碳(tan)(tan)(tan)棒表面(mian)鍍一(yi)層純銅。碳(tan)(tan)(tan)棒分圓形(xing)和扁形(xing)（長方形(xing)斷面(mian)）兩(liang)種，圓形(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒主要(yao)用于焊縫反面(mian)開槽；扁形(xing)碳(tan)(tan)(tan)棒可以用于開坡(po)口、刨焊瘤和切割大量金屬的場合。
三、氣刨工藝
為了(le)獲得優質(zhi)的(de)刨槽，必須有正確的(de)工(gong)藝參數為保證，影(ying)響氣刨質(zhi)量的(de)有下列因素：
1. 電源極性
碳弧氣(qi)(qi)刨(bao)不銹鋼(gang)時，采(cai)用直流反極(ji)性連接(jie)（電(dian)極(ji)接(jie)電(dian)源正(zheng)極(ji)），氣(qi)(qi)刨(bao)時電(dian)弧穩定，刨(bao)削速(su)度均(jun)勻，電(dian)弧發生(sheng)連續(xu)的刷刷聲，刨(bao)槽兩(liang)側寬窄一(yi)致，表面光(guang)滑明(ming)亮。若(ruo)采(cai)用直流正(zheng)極(ji)性連接(jie)（碳棒接(jie)電(dian)源負極(ji)），則電(dian)弧發生(sheng)抖(dou)動，并發出(chu)斷續(xu)的嘟嘟聲，刨(bao)槽兩(liang)側呈現與氣(qi)(qi)刨(bao)抖(dou)動聲相對應的圓弧狀，若(ruo)有此(ci)現象發生(sheng)，應將極(ji)性更換過來再重新進(jin)行氣(qi)(qi)刨(bao)。
2. 氣(qi)刨電流與碳棒直徑
氣刨(bao)(bao)電(dian)流增大時刨(bao)(bao)槽寬度(du)(du)增大，槽深增加，刨(bao)(bao)削速(su)度(du)(du)也增快，可(ke)以獲得(de)較(jiao)為光滑的刨(bao)(bao)槽質量。但若氣刨(bao)(bao)電(dian)流過(guo)大，碳(tan)(tan)棒燒損較(jiao)快，甚至(zhi)碳(tan)(tan)棒熔化，會造成嚴重滲碳(tan)(tan)且刨(bao)(bao)槽表(biao)面(mian)粗(cu)糙；若氣刨(bao)(bao)電(dian)流過(guo)小，則電(dian)弧不(bu)穩，刨(bao)(bao)槽小而淺，刨(bao)(bao)削速(su)度(du)(du)不(bu)穩定(ding)，效率(lv)低且容易造成粘渣現象。表(biao)6-3介(jie)紹了常(chang)用碳(tan)(tan)弧氣刨(bao)(bao)的參(can)數。
碳(tan)棒(bang)直徑的選擇與鋼(gang)板厚度有關，見(jian)表6-4。它與所要(yao)求的刨槽寬(kuan)度有關，碳(tan)棒(bang)直徑越(yue)大，則刨槽越(yue)寬(kuan)。一般碳(tan)棒(bang)直徑應比所要(yao)求的刨槽寬(kuan)度小2～4mm。
3. 刨削速度
它必須與(yu)氣刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流、風(feng)壓相(xiang)適應，才(cai)能保證氣刨(bao)(bao)(bao)過(guo)程的正(zheng)常(chang)進行(xing)。速(su)(su)(su)度過(guo)快或碳(tan)棒極(ji)向(xiang)下送進時過(guo)猛，碳(tan)極(ji)頭部將(jiang)碰到(dao)液態(tai)金(jin)屬或碰到(dao)未(wei)熔(rong)化的金(jin)屬上，電(dian)(dian)弧就會(hui)因短(duan)路(lu)而熄滅(mie)。速(su)(su)(su)度過(guo)快，還(huan)會(hui)使碳(tan)極(ji)的頭部脫落，粘在(zai)未(wei)熔(rong)化的金(jin)屬上，產生夾碳(tan)缺陷。出(chu)現這種(zhong)情況(kuang)時，應在(zai)缺陷前端重新引(yin)弧，反手(shou)輕輕刨(bao)(bao)(bao)掉一層，將(jiang)缺陷清(qing)除掉，再繼續刨(bao)(bao)(bao)削。氣刨(bao)(bao)(bao)速(su)(su)(su)度過(guo)慢，則電(dian)(dian)弧拉長，會(hui)引(yin)起電(dian)(dian)弧不穩(wen)定(ding)，甚至熄弧。
一般刨(bao)削(xue)速(su)度以(yi)0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空氣壓力
壓(ya)縮空氣壓(ya)力(li)會直接影響到刨(bao)(bao)削速度和(he)刨(bao)(bao)槽(cao)表面(mian)質量。壓(ya)力(li)高，可提(ti)高刨(bao)(bao)削速度和(he)刨(bao)(bao)槽(cao)表面(mian)的光滑程度；反之壓(ya)力(li)過低，則造成刨(bao)(bao)槽(cao)表面(mian)粘渣。
一(yi)般要求壓(ya)(ya)縮空氣(qi)壓(ya)(ya)力為0.4～0.6MPa，壓(ya)(ya)縮空氣(qi)所含(han)水(shui)分和油可通過(guo)壓(ya)(ya)縮空氣(qi)在(zai)管路上所安(an)裝的(de)過(guo)濾(lv)器予(yu)以限制，過(guo)濾(lv)介質(zhi)選用新硅膠為好。
5. 碳極伸出長度
碳(tan)極伸(shen)出長(chang)度(du)以30～70mm為佳。伸(shen)出長(chang)度(du)過長(chang)，電阻增大，碳(tan)棒(bang)燒(shao)損嚴重；過短(duan)(duan)時，常(chang)常(chang)會由于刨(bao)槍的金屬(shu)部分(fen)與被刨(bao)工件相碰而產生短(duan)(duan)路，使電弧不(bu)穩(wen)。
刨削(xue)過程中，碳(tan)棒燒損是正常的，碳(tan)棒伸出(chu)長度(du)要斷續(xu)進行調整。當伸出(chu)長度(du)小于25mm時，應將(jiang)碳(tan)極伸出(chu)長度(du)重(zhong)新(xin)調到70～80mm。
6. 碳(tan)棒(bang)與工件(jian)間傾角(jiao)
碳棒與(yu)工(gong)件間的(de)傾(qing)角大小(xiao)主要影響刨槽深度(du)和(he)創(chuang)削(xue)速(su)(su)度(du)。傾(qing)角增大，則(ze)(ze)刨削(xue)深度(du)增加，刨削(xue)速(su)(su)度(du)減小(xiao)；反之，則(ze)(ze)刨削(xue)深度(du)減小(xiao)而刨削(xue)速(su)(su)度(du)增快。一般手工(gong)碳弧氣刨傾(qing)角以30°～45°為宜。
7. 碳弧氣刨的(de)弧長(chang)
在刨(bao)(bao)削過(guo)(guo)程中應盡可能使電弧(hu)(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)度短一些，以2～3mm為(wei)宜。電弧(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(chui)斷(duan)電弧(hu)(hu)(hu)(hu)，使電弧(hu)(hu)(hu)(hu)不(bu)穩，甚至滅弧(hu)(hu)(hu)(hu)。電弧(hu)(hu)(hu)(hu)弧(hu)(hu)(hu)(hu)長(chang)(chang)過(guo)(guo)長(chang)(chang)還會使壓(ya)縮(suo)空氣(qi)的(de)吹(chui)力(li)不(bu)集中，被熔化的(de)金屬來不(bu)及吹(chui)走，使刨(bao)(bao)口熱(re)影(ying)響區增(zeng)寬，刨(bao)(bao)口的(de)表面粗糙度也變差。
此外，在刨削過(guo)程中，碳棒不要(yao)進(jin)行(xing)擺動，只(zhi)要(yao)按(an)預先選好的角度平直(zhi)向前，就可以保證得到均(jun)勻的刨槽尺寸。
四、碳弧氣刨對不銹鋼焊(han)縫耐(nai)蝕性的影響
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，導致破壞不銹(xiu)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。
