一、碳(tan)弧(hu)氣刨(bao)的特點
它是利用石(shi)墨(mo)棒(bang)或碳棒(bang)作(zuo)為電極(ji)，與(yu)工件間產生電弧將金屬(shu)熔化(hua)，并用壓縮空(kong)氣將熔化(hua)金屬(shu)吹除的一種表面加工溝槽的方法。
氣刨時，電弧(hu)最高溫(wen)度(du)達6000～7000℃，放出(chu)的(de)熱量能使工(gong)件表面熔化，通過碳弧(hu)氣刨噴(pen)嘴噴(pen)出(chu)的(de)壓縮空氣（0.4～0.6MPa）將(jiang)熔化了(le)的(de)金屬和所生產的(de)熔渣吹走。電弧(hu)不斷燃燒，壓縮空氣連續吹掉熔融物，實現在金屬表面上所需要加工(gong)的(de)溝(gou)槽(cao)。
這(zhe)種氣刨工藝主要(yao)用于雙面焊(han)(han)時，清(qing)除背(bei)面焊(han)(han)根(gen)、清(qing)除焊(han)(han)縫中的缺陷(xian)，也(ye)可(ke)以作(zuo)為單件或(huo)不規則的焊(han)(han)道加工坡口。
碳弧氣刨(bao)的加工功(gong)能與風鏟或砂輪相比(bi)，具有下列(lie)特(te)點：
1. 手(shou)工碳弧氣刨的靈活性(xing)較(jiao)大，可進行全位置操作。
2. 在清除焊縫或鑄件的缺陷(xian)時，可以清楚地(di)觀察(cha)到(dao)缺陷(xian)的形狀和深(shen)度。
3. 操(cao)作時的噪聲比風(feng)鏟(chan)小(xiao)，生(sheng)產效(xiao)率比它高。
4. 對于(yu)受到限制(zhi)的位置或可達性差的部位，碳弧氣刨更適(shi)于(yu)操作。
5. 碳弧氣(qi)刨(bao)時(shi)有(you)煙霧、粉(fen)塵(chen)，對環境有(you)污染，同時(shi)對操作技術要求(qiu)較高。
二、碳(tan)弧氣刨所(suo)用設備
碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)由電源、壓縮空氣(qi)氣(qi)源、刨(bao)槍(qiang)、碳(tan)棒、電纜和氣(qi)管等組成，如圖6-4所(suo)示。
電(dian)(dian)源采用陡(dou)降外特(te)性(xing)的弧焊(han)整(zheng)流(liu)器(qi)，其額(e)定電(dian)(dian)流(liu)應大于碳(tan)弧氣刨所需的電(dian)(dian)流(liu)。例如，用φ7mm的圓(yuan)形碳(tan)棒，需要(yao)碳(tan)弧氣刨的切割電(dian)(dian)流(liu)為350A，宜選用額(e)定電(dian)(dian)流(liu)為500A的弧焊(han)整(zheng)流(liu)器(qi)。
碳(tan)弧氣(qi)刨的氣(qi)刨槍主要用于(yu)夾持碳(tan)棒(bang)和(he)吹送(song)壓縮空氣(qi)。常用的氣(qi)刨槍如圖6-5所(suo)示，它有(you)側面(mian)送(song)風和(he)圓周送(song)風兩種形式。
碳(tan)棒(bang)應具有耐高(gao)溫、導電性(xing)(xing)好和不易(yi)折斷的(de)特點。為了提高(gao)其導電性(xing)(xing)和增加表面強度，往往在(zai)碳(tan)棒(bang)表面鍍一層(ceng)純(chun)銅。碳(tan)棒(bang)分圓(yuan)形(xing)和扁形(xing)（長方(fang)形(xing)斷面）兩種，圓(yuan)形(xing)碳(tan)棒(bang)主要用于焊縫反面開(kai)(kai)槽；扁形(xing)碳(tan)棒(bang)可以用于開(kai)(kai)坡口、刨焊瘤和切割大量金(jin)屬的(de)場合。
三(san)、氣刨工藝(yi)
為了獲得(de)優質的刨槽，必(bi)須有正確的工藝參數為保證(zheng)，影響氣(qi)刨質量的有下(xia)列因素：
1. 電源極性
碳弧(hu)氣(qi)(qi)(qi)刨不銹鋼(gang)時(shi)，采用直流反極(ji)性連接（電(dian)(dian)(dian)極(ji)接電(dian)(dian)(dian)源正(zheng)極(ji)），氣(qi)(qi)(qi)刨時(shi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)穩定，刨削速(su)度均勻，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)發生(sheng)連續(xu)的(de)刷(shua)刷(shua)聲，刨槽兩側寬窄一(yi)致(zhi)，表面光滑明亮。若(ruo)(ruo)采用直流正(zheng)極(ji)性連接（碳棒(bang)接電(dian)(dian)(dian)源負極(ji)），則電(dian)(dian)(dian)弧(hu)發生(sheng)抖動，并發出斷(duan)續(xu)的(de)嘟嘟聲，刨槽兩側呈(cheng)現與氣(qi)(qi)(qi)刨抖動聲相對應(ying)的(de)圓弧(hu)狀，若(ruo)(ruo)有(you)此現象發生(sheng)，應(ying)將極(ji)性更換過來再重新進行氣(qi)(qi)(qi)刨。
2. 氣刨電流與(yu)碳棒直(zhi)徑
氣刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流增大時刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)寬度(du)增大，槽(cao)深增加，刨(bao)(bao)(bao)削速(su)度(du)也增快，可以(yi)獲得較為(wei)光滑的刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)質(zhi)量。但若(ruo)氣刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流過大，碳棒燒損較快，甚至碳棒熔化，會造成嚴重(zhong)滲碳且刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)表面粗(cu)糙；若(ruo)氣刨(bao)(bao)(bao)電(dian)(dian)流過小(xiao)，則電(dian)(dian)弧不(bu)穩(wen)，刨(bao)(bao)(bao)槽(cao)小(xiao)而淺，刨(bao)(bao)(bao)削速(su)度(du)不(bu)穩(wen)定，效(xiao)率低且容(rong)易造成粘渣現象。表6-3介紹了常用碳弧氣刨(bao)(bao)(bao)的參(can)數。
碳棒(bang)直徑(jing)(jing)的選擇與鋼板厚度(du)有關，見表(biao)6-4。它與所要(yao)求的刨(bao)槽寬(kuan)度(du)有關，碳棒(bang)直徑(jing)(jing)越大，則刨(bao)槽越寬(kuan)。一般碳棒(bang)直徑(jing)(jing)應比(bi)所要(yao)求的刨(bao)槽寬(kuan)度(du)小2～4mm。
3. 刨削速度
它必(bi)須與氣(qi)(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)電(dian)流、風壓相(xiang)適應，才能(neng)保證氣(qi)(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)過程的正常進(jin)(jin)行。速度過快或碳棒極向下送進(jin)(jin)時過猛，碳極頭部(bu)將(jiang)碰到液態金屬(shu)(shu)或碰到未熔化的金屬(shu)(shu)上，電(dian)弧(hu)就會因短路而熄滅。速度過快，還會使碳極的頭部(bu)脫落，粘在未熔化的金屬(shu)(shu)上，產生夾碳缺(que)陷。出現這種情況時，應在缺(que)陷前(qian)端重新引弧(hu)，反手(shou)輕輕刨(bao)(bao)(bao)掉一(yi)層，將(jiang)缺(que)陷清(qing)除掉，再繼續刨(bao)(bao)(bao)削。氣(qi)(qi)(qi)刨(bao)(bao)(bao)速度過慢，則電(dian)弧(hu)拉長，會引起電(dian)弧(hu)不穩定，甚至(zhi)熄弧(hu)。
一般刨削速度以(yi)0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮(suo)空(kong)氣壓力
壓縮空氣壓力(li)會直接影響到刨削(xue)速(su)度和(he)刨槽表(biao)面(mian)(mian)質量。壓力(li)高，可提高刨削(xue)速(su)度和(he)刨槽表(biao)面(mian)(mian)的光滑程度；反(fan)之壓力(li)過低(di)，則造成刨槽表(biao)面(mian)(mian)粘渣。
一般要(yao)求(qiu)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)壓力為0.4～0.6MPa，壓縮(suo)空(kong)氣(qi)所含水分和油可(ke)通過(guo)壓縮(suo)空(kong)氣(qi)在管(guan)路上所安裝的過(guo)濾(lv)器(qi)予以(yi)限制(zhi)，過(guo)濾(lv)介質選用新硅(gui)膠為好。
5. 碳極伸出長度
碳極(ji)伸(shen)出長度以30～70mm為佳。伸(shen)出長度過(guo)長，電(dian)(dian)阻增大，碳棒燒損嚴(yan)重(zhong)；過(guo)短(duan)時，常常會由(you)于刨槍的金屬部(bu)分與被刨工件(jian)相碰而產生短(duan)路，使電(dian)(dian)弧不穩。
刨(bao)削過程中，碳(tan)棒(bang)燒損(sun)是(shi)正常的，碳(tan)棒(bang)伸出長度(du)要斷續進行調整。當伸出長度(du)小于25mm時，應將碳(tan)極伸出長度(du)重新(xin)調到70～80mm。
6. 碳棒與(yu)工(gong)件間傾(qing)角(jiao)
碳(tan)棒(bang)與工件間的傾(qing)角(jiao)大小(xiao)主要影(ying)響刨(bao)槽深度和(he)創削(xue)速度。傾(qing)角(jiao)增大，則(ze)(ze)刨(bao)削(xue)深度增加，刨(bao)削(xue)速度減(jian)小(xiao)；反之，則(ze)(ze)刨(bao)削(xue)深度減(jian)小(xiao)而刨(bao)削(xue)速度增快。一般手工碳(tan)弧氣(qi)刨(bao)傾(qing)角(jiao)以30°～45°為宜(yi)。
7. 碳弧氣刨的(de)弧長(chang)
在刨(bao)削(xue)過程中(zhong)應盡可能使電弧(hu)長(chang)度(du)(du)短一些，以2～3mm為(wei)宜。電弧(hu)弧(hu)長(chang)過短，容易引起夾碳缺陷；弧(hu)長(chang)過長(chang)，冷空(kong)(kong)氣(qi)吹(chui)斷(duan)電弧(hu)，使電弧(hu)不(bu)穩(wen)，甚至滅弧(hu)。電弧(hu)弧(hu)長(chang)過長(chang)還會使壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)的吹(chui)力不(bu)集中(zhong)，被熔化的金屬來不(bu)及吹(chui)走，使刨(bao)口(kou)熱影(ying)響區(qu)增寬(kuan)，刨(bao)口(kou)的表面(mian)粗糙度(du)(du)也變(bian)差。
此(ci)外，在(zai)刨削過程中，碳棒(bang)不(bu)要(yao)進行擺動，只要(yao)按預先選好的角度平(ping)直(zhi)向前，就(jiu)可以保證(zheng)得到均勻的刨槽尺寸。
四、碳弧氣刨對不銹鋼(gang)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，導致破壞不(bu)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。
