電弧氣刨原理

一、 原理

碳弧氣刨是利用碳極和金屬之間產生的高溫電流，把金屬局部加熱到熔化狀態(tài)，同時利用壓縮空氣的高速氣流把這些熔化金屬吹掉，從而實現對金屬母材進行刨削和切割的一種加工工藝方法。

二、 應用范圍

1. 焊縫挑焊根工作中。

2. 利用碳弧氣刨開坡口，尤其是U型坡口。

3. 返修焊件時，可使用碳弧氣刨消除焊接缺陷(挖出)。

4. 清除鑄件表面的毛邊、飛刺、冒口和鑄件中的缺陷。

5. 切割不銹鋼中、薄板

6. 在板材工件上打孔。

7. 刨削焊縫表面的余高。

三、 碳弧氣刨的工藝參數(主要)

1. 碳棒規(guī)格及適用電流(表1)

電流對刨槽的尺寸影響很大，電流增加時，刨槽的寬度增加，深度增加更多，采取大電流可以提高刨削速度，并獲得較光滑的刨槽。但電流過大時，碳棒頭易發(fā)紅，鍍銅層易脫落。正常電流下，碳棒發(fā)紅長度為25mm，電流小則容易產生夾碳現象。實際生產中可參考表1選用電流。

表1 碳棒規(guī)格及適用電流

斷面形狀

規(guī)格(mm)

適用電流(A)

斷面形狀

規(guī)格(mm)

適用電流(A)

圓形

φ3×355

φ4×355

φ5×355

φ6×355

φ7×355

φ8×355

φ10×355

φ12×355

150-180

150-200

150-250

180-300

200-350

250-400

400-550

450-600

扁形

3×12×355

5×10×355

5×12×355

5×15×355

5×18×355

5×20×355

5×25×355

6×20×355

200-300

300-400

350-450

400-500

450-550

500-600

550-600

550-600

2. 刨削速度

刨削速度對刨槽尺寸、表面質量都有一定影響。速度太快會造成碳棒與金屬相碰，會使碳粘于刨槽頂端，形成"夾碳"的缺陷。相反，速度過慢又易出現"粘渣"問題。通常刨削速度為0.5-1.2m/min較合適。

3. 電弧長度

氣刨時，電弧長會引起電弧不穩(wěn)定，甚至造成息弧。操作一般宜用短弧，以提高生產效率和碳棒利用率。一般電弧長度以1-2mm為宜。

4. 碳棒伸出長度

碳棒從鉗口到電弧端的長度為伸出長度(如圖1所示)伸出長度越長，鉗口離電弧越遠，壓縮空氣吹到熔池的吹力就不足，不能將熔化的金屬順利吹掉;另一方面伸出長度越長，碳棒的電阻越大，燒損也越快。操作時，碳棒合適的伸出長度為80-100 mm，當燒損到20-30 mm后就要進行調整。

5. 碳棒傾角

碳棒與工件沿刨槽方向的夾角稱為碳棒傾角，刨槽的深度與傾角有關。傾角增大，刨槽深度增加;反之，傾角減小，則刨槽深減小。碳棒的傾角一般為25°-- 45°

四、 基本操作

1. 準備工件 刨削前應先檢查電源的極性是否正確(一般刨槍接正極、工件接負極)。檢查電纜及氣管是否接好。并根據工件厚度、槽的寬度選擇碳棒直徑和調節(jié)好電流。調節(jié)碳棒伸出長度為80-100mm。檢查壓縮空氣管路和調節(jié)壓力，調正風口并使其對準刨槽。

2. 引弧 引弧時，應先緩慢打開氣閥，隨后引燃電弧，否則易產生"夾碳"和碳棒燒紅。電弧引燃瞬間，不宜拉的過長，以免熄滅。

3. 刨削

① 因為開始刨削時鋼板溫度低，不能很快熔化，當電弧引燃后，此時刨削速度應慢一點;否則易產生夾碳。當鋼板熔化且被壓縮空氣吹去時，可適當加快刨削速度。

② 刨削過程中，碳棒不應橫向擺動和前后往復移動，只能沿刨削方向作直線運動。

③ 碳棒傾角按槽深要求而定，傾角可為25°-- 45。

④ 刨削時，手的動作要穩(wěn)，對好準線，碳棒中心線應與刨槽中心線重合。否則，易造成刨槽形狀不對稱。

⑤ 在垂直位置氣刨時，應由上向下移動，以便焊渣流出。

⑥ 要保持均勻的刨削速度。刨削時，均勻清脆的"嘶、嘶"聲表示電弧穩(wěn)定，能得到光滑均勻的刨槽。每段刨槽銜接時，應在弧坑上引弧，防止碰觸刨槽或產生嚴重凹痕。

⑦ 刨削結束時，應先切斷電弧，過幾秒后再關閉氣閥，使碳棒冷卻。

⑧ 刨槽后應清除刨槽及其邊緣的鐵渣、毛刺和氧化皮，用鋼絲刷清除刨槽內碳灰和"銅斑"。并按刨槽要求檢查焊縫根部是否完全刨透，缺陷是否完全清除。

4. 焊縫返修時刨削缺陷

焊縫經探傷后，發(fā)現有超標準的缺陷，可用碳弧氣刨進行刨除。根據檢驗人員在焊逢上做出的缺陷位置的標記來進行刨削，刨削過程中要注意一層一層地刨，每層不要太厚。當發(fā)現缺陷后，要輕輕地再往下刨一二層，直到將缺陷徹底刨掉為止。