碳弧气刨碳棒使用的基础知识.ppt

• 工具：
– 碳棒（通常都是实心镀铜碳棒）：圆形、扁形、
– 焊接生产中常用圆形和矩形（扁）碳棒两种。 – 圆形碳棒:主要用于焊缝的清根、背面开槽及清除焊接缺陷等； – 矩形碳棒:用于刨除构件上残留的临时焊道和焊疤、清除焊缝的余
高以及碳弧切割； – 连接形碳棒:适合用于自动或手动型焊枪，连续进给，可以减少使
用时残余的碳棒损失，刨槽精度高、平滑均匀、稳定性好，效率 高。对碳棒的要求是导电良好、耐高温、不易折断和价格低廉等。 一般采用镀铜实心碳棒，镀铜层厚度为0.3~0.4mm,碳棒的型号和 规格及额定工作电流见JB/TB154-1999 – 碳棒在保管时应保持干燥。使用前如发现碳棒受潮，应烘干后才 能使用，烘干温度180°C左右，保温10小时。
速度太快会造成碳棒与金属相碰，使碳粘于刨槽 顶部，形成所谓“夹碳”的缺陷。随着刨削速度 的增大，刨削深度将减少。引弧时刨削速度稍慢。
• 压缩空气压力：0.4-0.6MPa • 压缩空气的压力由使用的电流决定。
电流（A）
140~190 190~270 270~340 340~470 470~550
压缩空气压力（MPa）
碳棒图片
• “顺亮”牌镀铜石磨碳棒质地硬，不易受外界环境的的 变换而变换，不易变形，有良好的化学稳定性，抗酸能力 强，不与强碱反应，抗碱能力较差，在高温下能腐蚀分解 棒体。
• “顺亮”牌镀铜石磨碳棒是碳棒品牌中抗折性强度高， 随着元件温度的升高而变硬度越大。元件的电阻值，通过 电阻率真反映，是按部颁标准规定在25微欧.米测定的。
•
3-3 不锈钢的碳弧气刨
碳弧气刨碳棒的工作原理
• 碳弧气刨碳棒的工作原理 • 利用碳棒或石墨与工件间产生的电弧将金属熔化，
并用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面上加工 沟槽的方法.
碳弧气刨原理及特点
• 碳弧气刨特点 • 与用风铲或砂轮相比，效率高、噪音小、并可
减轻劳动强度， • 与等离子气刨相比，设备简单、压缩空气容易
• 碳弧气刨的应用
– 清焊根 – 返修焊件时清除缺陷 – 开焊接坡口，特别是中、厚板对接坡口，管对接U形坡口。 – 清理铸件毛边、飞刺、浇冒口及铸件中的缺陷 – 切割不锈钢中、薄板
• 碳弧气刨的缺点：
1.
烟雾污染
2.
粉尘污染
3.
弧光辐射
4.
噪音较大
5.
操作不当易引起槽道增碳
6.
对操作者的技术要求高
碳弧气刨工艺参数
• 一般采用直流反接，这样电弧稳定，熔化金属的流 动性较好，凝固温度较低，电弧发出连续的刷刷声， 刨槽宽窄一致，光滑明亮。若极性接错，电弧不稳 且发出断续的嘟嘟声。
• 碳棒的直径与电流 I=(30-50)d ： • 钢板厚度与碳棒直径之间的关系
钢板厚度
碳棒直径
钢板厚度
碳棒直径
3
一般不刨Fra Baidu bibliotek
8~12
6~8
• 清除方法是在夹碳缺陷前端引弧将夹碳处连根一起刨掉。
• Q420、Q460（低合金高强度结构钢）及调质钢在碳弧气 刨后，不论有无“夹碳”或“粘渣”均应用砂轮打磨刨槽 表面，去除淬硬层后方可进行焊接。
碳弧气刨常见的缺陷和预防措施
• 粘渣：主要由于压缩空气压力过小引起，刨 削速度与电流配合不当，刨削速度太慢或倾 角过小等因素亦会造成粘渣。
• 碳棒伸出长度80-100mm
• 碳棒从钳口到电弧端的长度为伸出长度。伸出的长度越长，钳口离电弧就越 远，压缩空去吹到熔池的风力就不足，不能将融化金属顺利吹除；另一方面 伸出长度越长，碳棒的电阻越大，烧损也就快。但伸出长度太短，会引起操 作不方便。
• 一般碳棒伸出长度为80~100mm，当碳棒烧损到30~40mm时，就需调整伸出 长度。
碳弧气刨操作技术
• 准备工作
– 检查极性、选择电流、调节碳棒伸出长度、检查压缩空气压力、调节风口 对准刨槽
• 引弧
– 先送风后引弧，引燃电弧瞬间电弧不宜拉得过长
• 刨削
– 开始慢一点， – 碳棒不应横向摆动和往复移动，只能沿刨削方向作直线运动 – 手要稳，对准准线，碳棒应端正，倾角保持不变，调整伸出长度时不应停
• 此外碳棒的直径还与刨槽宽度有关，刨槽越宽，碳棒 直径应越大，通常碳棒直径应比刨槽宽度小2mm左 右。
• 刨槽的宽度主要由碳棒直径和电流大小及操作技术来 决定。碳棒直径大，使用电流大刨槽变宽。
碳弧气刨工艺参数
• 刨削速度: 0.5-1.2m/min • 刨削速度对刨槽尺寸、表面质量都有一定的影响，
• 元件的表面负荷电流密度与黑碳棒的原料配方和压制密度 有密切关系，可以根据需要任意调整。
• 成为当今应用最广泛的非金属材料。切割钢铁时，不需要 像氧一乙炔焰切割那样使用易燃、易爆气体，成本低，操 作使用安全。可以用电弧切割的方法加工多种不能用气割 加工的金属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等，效率高，且均 能得到较为理想的效果。
0.35~0.4 0.4~0.5 0.5~0.55 0.5~0.55
0.5~0.6
• 电弧长度：1-2mm
• 碳弧气刨时，弧长过长，电弧不稳定，易熄弧或槽道不整 齐。弧短有利于提高生产效率。但过短易引起：“夹碳” 缺陷。
• 碳棒倾角：25-45°
• 碳棒与刨件沿刨槽方向的夹角称为碳棒倾角。倾角大小主要会影响刨槽深度 和刨削速度，倾角增大，则刨削深度增加，刨削速度减小。
扁形
3X12X355
5X10X355 5X12X355 5X15X355 5X18X355 3X20X355
200~300 300~400 350~450 400~500 500~600 550~600
碳弧气刨工艺参数
• 对于一定直径的碳棒，如果电流较小，则电弧不稳， 且易产生夹碳缺陷；适当增加气刨电流。刨槽加宽， 刨深也增加，而且可以提高气刨的线速度和获得光滑 的刨槽，在实际 应用中，一般选用较大的电流。但 过大的电流，碳棒易发红，镀铜皮脱落，碳棒烧损很 快，甚至碳棒融化，造成严重渗碳。因此气刨电流收 碳棒直径约束
获得，且成本低 • 由于碳弧气刨是利用氧化作用刨切金属的，因
而不但适用于黑色金属，而且还适用于不锈钢、 铝、铜等有色金属及其合金 • 由于碳弧气刨是利用压缩空气把融化金属吹走， 因而可进行全位置操作，手工碳弧气刨的灵活性 和可操作性较好，因而在狭窄工位或可达性差的 部位，碳弧气刨仍可使用
碳弧气刨原理及特点
碳弧气刨碳棒使用的基础知识
碳弧气刨知识
• 第一节 碳弧气刨的简单工艺：
• 1-1 碳弧气刨的原理及特点
•
1-2 碳弧气刨工艺
• 第二节 碳弧气刨的设备、工具和材料：
•
2-1 碳弧气刨的设备
•
2-2 碳弧气刨的工具和材料
• 第三节 低碳钢、低合金钢、不锈钢的碳弧气刨：
•
3-1 低碳钢的碳弧气刨
•
3-2 低合金钢的碳弧气刨
• 产生粘渣应用扁铲或手提砂轮清除。 • 刨槽不正或深浅不匀主要是由于操作不当引
起的。
碳弧气刨常见的缺陷和预防措施
• 铜斑：由于碳棒表面铜层质量欠佳，操作时铜 层剥落熔化后粘附在刨槽内。焊前必须彻底清 除，以免影响焊接质量。
• 烧穿：对于薄板（小于5或6mm)容易烧穿，应 选用较小直径的碳棒，配合较低的电流，采用 较高的气刨速度和合适的倾角，可以防止烧穿。
止送风，以利于碳棒冷却 – 结束时，应先断弧，过几秒后关闭送气阀门。 – 碳弧气刨后的坡口，在焊前必须彻底清除氧化皮，铁渣、碳灰和铜斑等杂
物，并仔细检查焊缝根部是否完全刨透或缺陷是否完全清除。 – 碳弧气刨的方向，一般自右向左，或自上而下。
碳弧气刨设备、工具
• 设备： •
电源、压缩空气源、储气罐
• 工具： 气刨矩
碳弧气刨常见的缺陷和预防措施
• 夹碳：刨削速度太快或碳棒送进过猛，使碳棒头部碰到铁 水或未融化的金属上，电弧就会因短路而熄灭。由于温度 很高当碳棒再往前送或向上提起时，头部脱落并粘在未融 化的金属上，发生夹碳缺陷。
• 发生夹碳后，在夹碳处的电弧就不能再引燃，阻碍了碳弧 气刨的正常进行。夹碳处焊后易产生裂纹或气孔，因此夹 碳缺陷必须彻底清除。
• 极性：一般都用直流电源
• 极性：采用直流电源时，焊件与电源输出端正、负极的接法 • 焊件接电源正极，焊条接电源负极的接法叫正接，也称正极性 • 焊件接电源负极，焊条接电源正极的接法叫反接，也称反极性
金属材料 钢 铸铁 铜及其合金 铝及其合金 不锈钢
极性
反接 正接
正接
正接或反接 反接
碳弧气刨工艺参数
4~6
4
10~15
8~10
6~8
5~6
15以上
10
碳弧气刨工艺参数
• 常见碳棒规格与选用电流：
断面形
规格（mm） 适用电流（A） 断面形状 规格（mm） 适用电流（A）
圆形
φ3X355
φ4X355 φ5X355 φ6X355 φ7X355 φ8X355
150~180
150~200 150~250 180~300 200~350 250~400