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碳弧气刨和切割 一、原理 碳弧气刨是利用碳棒与工件间经通电后产生电弧，使工件局部熔化，同时用压缩空气将熔化金属吹掉，从而在工件表面刨削出沟槽的金属表面加工方法（沟槽沿工件厚度逐层刨削至工件厚度，则呈现为切割现象）其工作原理示意图如图所示： 图1 碳弧气刨示意图 二、特点 （1）与风铲或砂轮加工沟槽相比，效率高，噪音低，空间位置的可操作性强，劳动强度低。 （2）碳弧气刨与气割的原理完全不一样，故而不但适用于低合金钢的气刨与切割，而且还适用于高合金钢、有色金属及其合金的气刨与切割， （3）在清除焊缝或铸件缺陷时，在电弧下可清楚地观察到缺的形状和深度，有利于缺陷的根除，且刨削面光洁铮亮，见图。 （4）采用自动碳弧气刨时，刨槽的精度高、稳定性好，刨槽平滑均匀，刨削速度可达手工刨削速度的五倍，而且碳棒消耗量也少。 （5）碳弧气刨时烟雾较大、噪音较大、粉尘污染和弧光辐射强，操作不当易引起槽道增碳，焊后焊缝中易产生气孔和裂纹。 三、应用 （1）焊缝清焊根工作。 （2） 返修焊件时，可使用碳弧气刨消除焊接缺陷（挖出）。 （3）利用碳弧气刨开坡口（特别是V、U型坡口） （4）清除铸件毛刺、飞边、浇冒口及铸件中的缺陷。 （5）可切割低碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、铝及铝合金、铜及铜合金等。 （6）切割不锈钢中、薄板 （7）在板材工件上打孔。 （8）刨削焊缝表面的余高。 四、碳弧气刨类型 碳弧气刨用的碳棒又称碳焊条、碳电极或碳精棒。 碳棒有直流圆形碳棒、直流半圆形碳棒、直流圆形空心碳棒、直流矩形碳棒、直流连接式圆形碳棒及交流圆形有芯碳棒等形式（所有碳棒外层镀铜0.3-0.4mm）。圆形碳棒主要用于焊缝清根，开坡口，清理焊缝缺陷等。矩形（扁）碳棒主要用于刨除焊件上的残留的焊疤，临时焊缝，焊缝余高或焊瘤，也可作为切割之用。 碳棒型号表示方法如下： （1）圆形碳棒型号为： B X XX 表 表 表 示 示 示 碳 棒 碳 棒 碳 棒 弧 直 气 径 刨 （mm） （2）矩形（扁）碳棒型号为： B X XX 表 表 表 示 示 示 碳 棒 碳 棒 碳 棒 厚 宽 度 度 在型号后面有的附加字母，其字母含义： （1）末尾带“K”，表示直流圆形空心碳棒。 （2）末尾带“L” 表示直流连接式圆形碳棒。 （3）末尾带“J”，表示直流圆形有芯碳棒。 五、碳弧气刨工艺参数 1、电源极性 碳弧气刨一般采用功率较大，具有陡降外特性的直流焊机，常选用直流反接（工件接负极），这样电弧稳定，并可使碳钢和合金钢液态金属因渗碳而熔点降低，流动性增加，刨槽宽窄均匀，表面光洁，极性的选择参见表。 2、电流与碳棒直径 碳弧气刨所用碳棒规格与工作电流列于表，也可参照下列经验公式选取。 I=（30——50）d 式中I——气刨电流（A） d——碳棒直径（mm） 电流对刨槽的尺寸影响很大，对一定规格的碳棒，如电流过小，则电弧不稳，易产生“夹碳”缺陷；电流增加时，刨槽的宽度增加，深度增加更多，采取大电流可以提高刨削速度，并获得较光滑的刨槽。但电流过大时，碳棒头易发红，镀铜层易脱落，形成“铜斑”缺陷，若造成碳棒熔化，将使刨槽表面严重渗碳。正常电流下，碳棒发红长度为25mm，实际生产中可参考表 1、选用电流 表1 碳棒规格及适用电流 断面形状 规格（mm） 适用电流（A） 断面形状 规格（mm） 适用电流（A） 圆形 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 一般刨槽的宽度比碳棒直径大2-4mm，刨槽深度约为碳棒直径的0.7倍为宜。 2、刨削速度 刨削速度对刨槽尺寸、表面质量都有一定影响。速度太快会造成碳棒与金属相碰，会使碳粘于刨槽顶端，形成“夹碳”的缺陷。相反，速度过慢又易出现“粘渣”问题。通常刨削速度为0.5—1.2m/min较合适。 3、压缩空气压力 当压缩空气压力低于0.4Mpa时，刨槽表面会残留一层富碳层，刨槽表面粗糙，常用的压力的为0.4-0.6Mpa。压缩空气所含水、测量应予以限制。 4、电弧长度 气刨时，电弧长会引起电弧不稳定，甚至造成