一、碳弧氣刨的特點(diǎn)

  它是利用石墨棒或碳棒作為電極，與工件間產(chǎn)生電弧將金屬熔化，并用壓縮空氣將熔化金屬吹除的一種表面加工溝槽的方法。

  氣刨時，電弧最高溫度達(dá)6000～7000℃，放出的熱量能使工件表面熔化，通過碳弧氣刨噴嘴噴出的壓縮空氣（0.4～0.6MPa）將熔化了的金屬和所生產(chǎn)的熔渣吹走。電弧不斷燃燒，壓縮空氣連續(xù)吹掉熔融物，實(shí)現(xiàn)在金屬表面上所需要加工的溝槽。

  這種氣刨工藝主要用于雙面焊時，清除背面焊根、清除焊縫中的缺陷，也可以作為單件或不規(guī)則的焊道加工坡口。

  碳弧氣刨的加工功能與風(fēng)鏟或砂輪相比，具有下列特點(diǎn)：

    1. 手工碳弧氣刨的靈活性較大，可進(jìn)行全位置操作。

    2. 在清除焊縫或鑄件的缺陷時，可以清楚地觀察到缺陷的形狀和深度。

    3. 操作時的噪聲比風(fēng)鏟小，生產(chǎn)效率比它高。

    4. 對于受到限制的位置或可達(dá)性差的部位，碳弧氣刨更適于操作。

    5. 碳弧氣刨時有煙霧、粉塵，對環(huán)境有污染，同時對操作技術(shù)要求較高。

二、碳弧氣刨所用設(shè)備

  碳弧氣刨由電源、壓縮空氣氣源、刨槍、碳棒、電纜和氣管等組成，如圖6-4所示。

  電源采用陡降外特性的弧焊整流器，其額定電流應(yīng)大于碳弧氣刨所需的電流。例如，用φ7mm的圓形碳棒，需要碳弧氣刨的切割電流為350A，宜選用額定電流為500A的弧焊整流器。

  碳弧氣刨的氣刨槍主要用于夾持碳棒和吹送壓縮空氣。常用的氣刨槍如圖6-5所示，它有側(cè)面送風(fēng)和圓周送風(fēng)兩種形式。

  碳棒應(yīng)具有耐高溫、導(dǎo)電性好和不易折斷的特點(diǎn)。為了提高其導(dǎo)電性和增加表面強(qiáng)度，往往在碳棒表面鍍一層純銅。碳棒分圓形和扁形（長方形斷面）兩種，圓形碳棒主要用于焊縫反面開槽；扁形碳棒可以用于開坡口、刨焊瘤和切割大量金屬的場合。

三、氣刨工藝

 為了獲得優(yōu)質(zhì)的刨槽，必須有正確的工藝參數(shù)為保證，影響氣刨質(zhì)量的有下列因素：

 1. 電源極性

   碳弧氣刨不銹鋼時，采用直流反極性連接（電極接電源正極），氣刨時電弧穩(wěn)定，刨削速度均勻，電弧發(fā)生連續(xù)的刷刷聲，刨槽兩側(cè)寬窄一致，表面光滑明亮。若采用直流正極性連接（碳棒接電源負(fù)極），則電弧發(fā)生抖動，并發(fā)出斷續(xù)的嘟嘟聲，刨槽兩側(cè)呈現(xiàn)與氣刨抖動聲相對應(yīng)的圓弧狀，若有此現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)將極性更換過來再重新進(jìn)行氣刨。

 2. 氣刨電流與碳棒直徑

   氣刨電流增大時刨槽寬度增大，槽深增加，刨削速度也增快，可以獲得較為光滑的刨槽質(zhì)量。但若氣刨電流過大，碳棒燒損較快，甚至碳棒熔化，會造成嚴(yán)重滲碳且刨槽表面粗糙；若氣刨電流過小，則電弧不穩(wěn)，刨槽小而淺，刨削速度不穩(wěn)定，效率低且容易造成粘渣現(xiàn)象。表6-3介紹了常用碳弧氣刨的參數(shù)。

   碳棒直徑的選擇與鋼板厚度有關(guān)，見表6-4。它與所要求的刨槽寬度有關(guān)，碳棒直徑越大，則刨槽越寬。一般碳棒直徑應(yīng)比所要求的刨槽寬度小2～4mm。

 3. 刨削速度

   它必須與氣刨電流、風(fēng)壓相適應(yīng)，才能保證氣刨過程的正常進(jìn)行。速度過快或碳棒極向下送進(jìn)時過猛，碳極頭部將碰到液態(tài)金屬或碰到未熔化的金屬上，電弧就會因短路而熄滅。速度過快，還會使碳極的頭部脫落，粘在未熔化的金屬上，產(chǎn)生夾碳缺陷。出現(xiàn)這種情況時，應(yīng)在缺陷前端重新引弧，反手輕輕刨掉一層，將缺陷清除掉，再繼續(xù)刨削。氣刨速度過慢，則電弧拉長，會引起電弧不穩(wěn)定，甚至熄弧。

   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到刨削速度和刨槽表面質(zhì)量。壓力高，可提高刨削速度和刨槽表面的光滑程度；反之壓力過低，則造成刨槽表面粘渣。

   一般要求壓縮空氣壓力為0.4～0.6MPa，壓縮空氣所含水分和油可通過壓縮空氣在管路上所安裝的過濾器予以限制，過濾介質(zhì)選用新硅膠為好。

 5. 碳極伸出長度

   碳極伸出長度以30～70mm為佳。伸出長度過長，電阻增大，碳棒燒損嚴(yán)重；過短時，常常會由于刨槍的金屬部分與被刨工件相碰而產(chǎn)生短路，使電弧不穩(wěn)。

   刨削過程中，碳棒燒損是正常的，碳棒伸出長度要斷續(xù)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)伸出長度小于25mm時，應(yīng)將碳極伸出長度重新調(diào)到70～80mm。

 6. 碳棒與工件間傾角

   碳棒與工件間的傾角大小主要影響刨槽深度和創(chuàng)削速度。傾角增大，則刨削深度增加，刨削速度減小；反之，則刨削深度減小而刨削速度增快。一般手工碳弧氣刨傾角以30°～45°為宜。

 7. 碳弧氣刨的弧長

   在刨削過程中應(yīng)盡可能使電弧長度短一些，以2～3mm為宜。電弧弧長過短，容易引起夾碳缺陷；弧長過長，冷空氣吹斷電弧，使電弧不穩(wěn)，甚至滅弧。電弧弧長過長還會使壓縮空氣的吹力不集中，被熔化的金屬來不及吹走，使刨口熱影響區(qū)增寬，刨口的表面粗糙度也變差。

   此外，在刨削過程中，碳棒不要進(jìn)行擺動，只要按預(yù)先選好的角度平直向前，就可以保證得到均勻的刨槽尺寸。

四、碳弧氣刨對不銹鋼焊縫耐蝕性的影響

  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(dǎo)致破壞不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(chǎn)生的金屬飛濺一熔渣，其w（C）高達(dá)1.3％，但氣刨過程中滲碳的液態(tài)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(jīng)實(shí)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(xù)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(tài)金屬很快被吹走，不再繼續(xù)對氣刨面起加熱作用。可以這樣認(rèn)為碳弧氣刨的熱影響區(qū)比焊條電弧焊小，在正確的操作規(guī)范下，熱影響區(qū)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。