浅谈低碳钢碳弧气刨

　　摘要：本文简要介绍了碳弧气刨的特点、工艺参数及其影响，并且介绍了低碳钢碳弧气刨时的操作要领。

　　关键词：碳弧气刨；极性；碳棒

　　中图分类号：TG444文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）27-0033-02

　　0引言

　　碳弧气刨是利用在碳棒与工件之间产生的电弧热将金属熔化，同时用压缩空气将这些熔化金属吹掉，从而在金属上刨削出沟槽的一种热加工工艺，是一种常见的金属热加工手段，广泛用于造船、化工、锅炉等加工领域。

　　1碳弧气刨的特点

　　①生产效率高；采用碳弧气刨比风铲可提高生产率4倍，在仰位和垂直位置时，优越性更大。②改善了劳动强度，与风铲相比没有震耳的噪声，劳动强度小。③使用灵活方便、有利于保证质量：它可在较窄小的位置施工，尤其在返修焊缝时，便于观察焊接缺陷。

　　2工艺参数及其影响

　　2.1极性由于碳弧气刨一般都采用直流电源，经验证明极性对不同材料的气刨过程的稳定性和质量的影响是有所不同的。常用金属材料碳弧气刨时的极性：钢采用直流反极性；铸铁和铜及铜合金采用正极性，即气刨钳接负极，工件接正极；铝及铝合金气刨时采用正极性或反极性；而不锈钢气刨时，则采用直流反极性。

　　2.2碳棒直径与电流碳棒直径是根据本刨削金属厚度来选择。被刨削钢板厚度增加时，碳棒直径也需增大。因为当工件厚度增大时，起散热则越快，为了加快金属的熔化和刨削速度，所以电流也需相应增大。不同形状碳棒的电流选用可根据下列经验公式选取：I=（30～50）d

　　式中：I--刨削电流（A）；d--碳棒直径（mm）。

　　此外，碳棒的直径还与刨槽宽度有关，通常碳棒直径应比刨槽宽度小2mm左右。

　　2.3刨削速度刨削速度对刨槽尺寸和表面质量都有一定的影响，刨削速度太快会造成碳棒与金属相碰，使碳粘在刨槽的顶端，形成所谓"夹碳"的缺陷。刨削速度增大，刨槽深度见效，一般刨削速度0.5～1.2m/min较合适。

　　2.4压缩空气的压力压缩空气的压力高，能迅速地吹走液体金属使碳刨过程顺利进行，常用的压缩空气压力为0.4～0.6Mpa。压缩空气的压力主要是根据电流的大小而定。压缩空气的水分应适当控制，水分和油分过多会使刨槽表面质量变坏。

　　2.5电弧长度碳刨时，电弧的长度约在1～2mm为宜。电弧过长，引起操作不稳定，甚至熄弧，因此操作时要尽量保持短弧，这样可以提高生产效率，还可以提高碳棒的利用率；但电弧过短，又容易引起"夹碳"缺陷。此外，在刨削过程中，电弧长度变化应尽量小，以保证得到均匀的刨槽尺寸。

　　2.6碳棒倾角碳棒与刨件沿刨槽方向的夹角称为碳棒倾角。倾角的大小影响刨槽的深度，倾角增大槽深增加，碳棒倾角一般为25°～45°。

　　2.7碳棒伸出长度碳棒从钳口到电弧端的长度叫伸出长度。碳棒伸出长度越长，钳口离电弧越远，压缩空气吹到熔池的风力就不足，不能顺利地将熔化金属吹走；伸出长度越长，碳棒的电阻增加，烧损也就越快。但伸出长度太短，会引起操作不方便。操作实验证明，碳棒一般伸出长度为80～100mm较合适。当碳棒烧剩到20～30mm时，应进行调整。

　　3低碳钢的碳弧气刨的操作要领

　　清除工件表面污垢后，调节好压缩空气的出口和压力，使风口正好对准碳棒的后侧，调整好刨削位置及姿势后便可开始刨削。

　　3.1引弧引弧的操作与手工电弧焊的引弧方法相类似。由于焊机短路电流很大，引弧前应先送风冷碳棒，否则碳棒很快会被烧红，而此时钢板处于冷态来不及熔化，很容易造成夹碳。对引弧处的槽深要求不同，引弧阶段运行的轨迹也不一样。如要求引弧处的槽深与整个槽的深度相同时，只将碳棒向下给进，暂时不往前运行，待刨到要求的槽深时，再将碳棒平稳地向前移动。如果允许开始时槽浅一些，则碳棒一边往前移动，一边往下送进。