碳弧气刨的操作

碳弧气刨的操作

一、碳弧气刨的使用范围

碳弧气刨是利用碳电极（即碳棒）与工件间产生的电弧热将金属局部熔化，同时借助压缩空气的气流将其吹除，实现刨削和切断金属的加工方法，如图4-26所示。

由于碳弧气刨具有生产效率高、噪声小、操作方便等优点，因此它在造船、机械制造、锅炉、压力容器等金属结构制造部门应用很广。

利用碳弧气刨可以进行焊缝清根、背面开槽和各种形式的坡口加工，还可以用于刨除焊缝中的缺陷，也可进行切割（如切割铸件的浇冒口、毛刺和切割不锈钢、铜、铝等金属材料）。除手工碳弧气刨外，自动碳弧气刨也开始在生产中应用。应用实例。

二、碳弧气刨的装置

碳弧气刨的装置如图4—28 所示，主要由电源、碳弧气刨枪、碳棒、电缆气管及压缩空气源组成。

1.电源

碳弧气刨一般采用功率较大的焊机，如 ZX5—500 型焊机（图4—29）等作为碳弧气创的电源。

 2.碳弧气刨枪

碳弧气刨枪（图4—30）应具有的性能要求是∶ 导电性良好;吹出的压缩空气集中而准确;碳棒电极夹持牢固，且更换方便;外壳绝缘良好;质量较轻。体积小、使用方便等。碳弧气刨枪有侧面送风式和圆周送风式2 种。

（1）侧面送风式碳弧气刨枪 它的特点是送风孔开在钳口附近的一侧，工作时压缩空气从这里喷出，气流恰好对准碳棒的后侧，将熔化的铁水吹走，从而达到刨槽或切割的目的。

（2）圆周送风式碳弧气刨枪 它的特点是压缩空气沿碳棒四周喷流，均匀冷却碳棒，并对电弧有一定的压缩作用，刨槽前端不堆积熔渣，便于看清刨槽位置。

3.碳弧气刨用碳棒

碳棒用作碳弧气刨时的电极材料，如图4—31所示，其断面形状多为圆形，用于焊缝的清根、开槽、清除焊接缺陷等;刨宽槽或平面时，可采用矩形碳棒。

三、碳弧气刨工艺参数的选择

碳弧气刨时的工艺参数有极性、碳棒直径、刨削电流、刨削速度、压缩空气压力、弧长、碳棒的倾角和伸出长度等。它们对刨削过程与刨削质量的影响如下∶

1.极性

对碳素钢和普通低合金钢进行碳弧气刨时，应采用直流反接，以提高电弧的稳定性，刨槽表面光滑。对铸铁进行碳弧气刨时，应采用直流正接。

2.碳棒直径与刨削电流

碳棒直径和刨削电流与钢板厚度的关系见表4—15。

3.刨削速度

刨削速度太快，刨槽深度就会减小，而且可能造成碳棒与金属相接触，使碳进入金属中形成"夹碳"缺陷。一般刨削速度的范围为0.5～1.2 m/min。

4.压缩空气压力

压缩空气压力高。刨削有力，能迅速吹走熔化的金属。反之，吹走熔化金属的作用减弱，刨削表面较粗糙。一般碳弧气刨使用的压缩空气压力为0.4~0.6 MPa。当刨削电流增大时，压缩空气的压力也应相应增加。刨削电流与压缩空气压力的关系见表4—16

5.弧长

碳弧气刨时，应尽量保持短弧，通常控制在1～2mm 范围内。弧长过短时，容易引起"夹碳";弧长过长时，电弧不稳定，造成刨槽高低不平、宽窄不均。

6.碳棒的倾角和伸出长度

碳棒的倾角一般采用25°～45°，如图4—32所示。倾角的大小主要影响刨槽的深度。倾角增大，则槽深增加。

伸出长度是指碳棒导电部分的长度。碳棒伸出长度越长，吹到铁水 上的风力也越弱，影响铁水的及时排出。如果碳棒伸出长度太短，则钳口离电弧太近，影响焊工的视角，看不清刨槽方向，同时容易造成刨枪与工件短路。一般碳棒伸出长度为 80～100 mm。当其烧损20～30 mm 时，就需要及时调整。

四、碳弧气创的操作要领

碳弧气刨时，要求铸件气刨处宽窄和深浅均匀一致，中心线对称，不发生偏斜;表面光洁平滑，无黏渣和铜斑，符合碳弧气刨的技术要求，经刨削的表面不能有裂纹。

碳弧气刨操作的基本要领是"准、平、正"。 

1.准

对刨槽的基准线要看得准，掌握好刨槽的深浅。根据压缩空气和空气的摩擦作用所发出的"咝咝"声的变化判断和控制弧长的变化。声音均匀而清脆，表示电弧稳定，弧长无变化。此时，刨出的槽既光滑又深浅一致。

2.平

气刨时手要端得平稳，不要上下抖动。刨槽表面不应出现明显的凹凸不平。 

3.正

气刨时碳棒夹持要端正。碳棒倾角不能忽大、忽小。碳棒的中心线要与刨槽的中心线重合，以保持刨槽的形状对称。

五、碳弧气刨常见缺陷及预防措施

碳弧气刨操作过程中容易出现夹碳、黏渣、铜斑等缺陷。这些常见缺陷的产生原因和预防措施如下∶

1.夹碳

出现夹碳缺陷的主要原因是∶ 刨削速度太快或碳棒送进过猛，使碳棒头部触及铁水或未熔化的金属上。预防措施∶操作中，应将刨削速度控制在要求范围内，并注意引弧动作保持稳定，手把操作要稳，严格控制短弧。

2.黏渣

产生黏渣缺陷的主要原因是∶ 压缩空气压力不足，刨削速度过慢。预防措施∶适当增大压缩空气压力，调整刨削速度。气刨过程中，应及时用扁铲将黏渣铲除。否则，在后续的焊接过程中还会引起夹渣缺陷。

3.铜斑

出现铜斑现象的主要原因是∶碳棒表面镀铜质量不好;或者压缩空气终端使碳棒冷却效果不良。预防措施∶由于碳棒上的铜皮脱落掉入刨槽中熔化会形成铜斑，因此应及时用钢丝刷将铜斑刷净，以防焊接时渗铜。

六、碳弧气刨技能训练 

1.碳弧气刨设备的连接

碳弧气刨由碳弧气刨电源（如ZX5—630型弧焊机、电统与刨枪、胶管、压缩空气机、碳棒等组成。按碳弧气刨外部接线示意图将碳弧气刨电源刨枪、压缩空气机等各部件连接起来，如图4—33所示。

2.碳弧气刨

某铸件经过检验，发现外观不光滑平整，存在毛刺。该铸件材质为铸铁，且工件表面以平面为主。铸件如图4—34所示。要求∶用碳弧气刨将铸件表面的毛刺清除干净，对铸件表面进行处理，从而去掉凹陷的外观缺陷。碳弧气刨操作见表4—17。 

安全提示

（1）在进行刨削时，压缩空气不允许中断。否则，造成碳棒急剧升温，外层的镀铜层熔化脱落，导致电阻增高进而烧坏气刨枪。

（2）刨削时，碳棒不断烧损，应及时调整碳棒伸出长度。当碳棒端头离刨枪铜头的距离小于30mm 时，应立即调整或更换碳棒，以免烧坏刨枪。

（3）未切断电源之前，应避免气刨枪铜头直接接触工件，否则会烧坏气刨枪。

（4）露天作业时，尽可能顺风向操作，以防止吹散的铁水及熔渣烧坏工作服或将人烧伤。

（5）气刨时使用的电流比较大，应注意防止焊机因过载或连续使用而发热。

（6）操作者应注意站立位置，防止飞溅金属烫伤。