碳弧气刨和切割
碳弧气刨的工作原理
碳弧气刨使用焊接技术制造金属结构时，必须先将金属切割成符合要求的形状，有时还需要刨削各种坡口，清焊根及清除焊接缺陷。
虽然对金属进行切割和刨削的方法多种多样，然而应用电弧热切割和刨削金属具有显著的诸多优点，因而被广泛应用。
实际上，电弧切割与电弧气刨的工作原理、电源、工具、材料及气源完全一样，不同之处仅仅在于具体操作略有不同。
可以认为电弧气刨是电弧切割的一种特殊形式，而碳弧气刨则是电弧气刨家族中的一员。
1.1 碳弧气刨的原理、特点及应用1.1.1 原理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。
其工作原理如图 1 所示。
图 1 碳弧气刨工作原理示意图1-碳棒2-气刨枪夹头3-压缩空气4-工件5-电弧L-碳棒外伸长α-碳棒与工件夹角1.2 特点1) 与用风铲或砂轮相比，效率高，噪音小，并可减轻劳动强度。
2) 与等离子弧气刨相比，设备简单，压缩空气容易获得且成本低。
3) 由于碳弧气刨是利用高温而不是利用氧化作用刨削金属的，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。
4) 由于碳弧气刨是利用压缩空气把熔化金属吹去，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。
5) 在清除焊缝或铸件缺陷时，被刨削面光洁铮亮，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度，故有利于清除缺陷。
6) 碳弧气刨也具有明显的缺点，如产生烟雾、噪音较大、粉尘污染、弧光辐射、对操作者的技术要求高。
1.1.3 应用1) 清焊根。
2) 开坡口，特别是中、厚板对接坡口，管对接 U 形坡口。
3) 清除焊缝中的缺陷。
4) 清除铸件的毛边、飞刺．浇铸口及缺限。
1.2 设备及材料碳弧气刨系统由电源、气刨枪、碳棒、电缆气管和压缩空气源等组成。
如图 2 所示。
图 2 碳弧气刨系统示意图1-电源2-气刨枪3-碳棒4-电缆气管5-空气压缩机6-工件[1][2][3][4][5][6]碳弧气刨1.2.1 电源碳弧气刨一般采用具有陡降外特性且动特性较好的手工直流电弧焊机作为电源。
碳弧气刨基本知识
碳弧气刨基本知识目录一、碳弧气刨基本概念 (2)1.1 碳弧气刨的定义 (2)1.2 碳弧气刨的应用领域 (3)二、碳弧气刨设备与工具 (4)三、碳弧气刨工艺原理 (5)3.1 碳弧气刨的原理 (6)3.2 碳弧气刨的工艺流程 (7)四、碳弧气刨操作技巧 (8)4.1 碳弧气刨的准备工作 (9)4.2 碳弧气刨的操作步骤 (10)4.3 碳弧气刨的安全注意事项 (11)五、碳弧气刨在实际工作中的应用案例 (12)5.1 碳弧气刨在金属切割中的应用 (13)5.2 碳弧气刨在焊接修复中的应用 (14)5.3 碳弧气刨在其他领域的应用 (15)六、碳弧气刨的优缺点及发展趋势 (16)6.1 碳弧气刨的优点 (18)6.2 碳弧气刨的缺点 (19)6.3 碳弧气刨的发展趋势 (20)一、碳弧气刨基本概念碳弧气刨是一种利用碳极电弧产生的高温，使金属表面局部熔化，从而实现表面清理和焊接的一种高效工艺方法。
在碳弧气刨过程中，电弧产生的高温足以使金属熔化并蒸发，形成一定的气体保护效果。
由于电弧的吹力作用，可以将熔化的金属及其氧化物吹掉，实现表面的清理效果。
碳弧气刨具有操作简便、生产效率高、适用范围广等优点。
它可以在各种金属材料上使用，包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
碳弧气刨还可以用于焊接前的表面清理和预处理工作，以及缺陷的检测和修复工作。
需要注意的是，碳弧气刨过程中会产生大量的烟尘和有害气体，对环境和人体健康造成一定的影响。
在使用碳弧气刨时，需要采取必要的防护措施，如佩戴防护眼镜、口罩和手套等。
1.1 碳弧气刨的定义碳弧气刨是一种利用碳极电弧产生的高温，使电极和基体金属熔化，同时用压缩空气的气流来吹除熔化金属，从而实现表面清理和局部加热加工的方法。
这种工艺在金属加工领域中被广泛应用，特别是在钢铁制造、化工设备制造等行业中，用于清除焊缝、毛刺、旧漆层以及进行局部热处理等。
在碳弧气刨过程中，一般将碳棒作为电极，通过调整电流和电压来控制电弧的温度和能量。
碳弧气刨碳棒原理和切割的适用范围
碳弧气刨碳棒原理和切割的适用范围一、基本原理碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属的局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法，如图所示。
目前，这种切割金属的方法在金属结构制造部门得到广泛应用。
碳弧气割过程中，压缩空气的主要作用是把碳极电弧高温加热而熔化的金属吹掉，还可以对碳棒电极起冷却作用，这样可以相应地减少碳棒的烧损。
但是，压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割的金属进行加工。
碳弧气割所用的电弧刨割条的外形与普通焊条相同，是利用药皮在电弧高温下产生的喷射气流，吹除熔化金属、达到刨割的目的。
工作时只需交、直流弧焊机，不用空气压缩机。
操作时其电弧必须达到一定的喷射能力，才能除去熔化金属。
二、电弧切割的适用范围（1）用电弧切割对焊缝进行清根，比过去生产中常使用的风铲生产效率可提高数倍，尤其是在仰焊和立焊位置进行焊缝清根时，其优越性更为突出。
（2）改善了工人的劳动条件：过去在使用风铲进行开坡口和清根时，噪声和振动大，长年使用风铲工作的工人，多患有耳聋性职业病，而且劳动强度也很高。
（3）可以用电弧切割来加工焊缝坡口，特别适用于开U型坡口。
（4）使用方便，操作灵活：对处于窄小空间位置的焊缝，只要轻巧的刨枪能伸进去的地方，就可以进行切割作业。
（5）可以用电弧切割清除不合格焊缝中的缺陷，然后进行修复。
也可以用电弧切割清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷。
（6）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。
（7）设备、工具简单，操作使用安全。
只要有一台直流电焊机，有压缩空气，有专用的电弧切割极及碳棒，就可以工作了。
碳弧气刨与切割应用实例
碳弧气刨与切割应用实例1．钢铁材料的碳弧气刨（1）碳弧气刨工艺适合的钢种根据碳弧气刨的原理，碳弧气刨可用于各种钢材，但在实际应用中，对某些钢种需采取工艺措施，并且有的钢种要区别情况有控制的使用。
①对低碳钢和普通低合金钢无需采取特殊的工艺措施，即可进行碳弧气刨。
②对12CrMo、15CrMo和12CrMoV钢等低合金耐热钢，需预热至200℃后才能够进行碳弧气刨。
③对15MnVN、18MnMo和29MnMo钢等也需预热，预热温度等于或高于焊接时规定的预热温度。
④对奥氏体不锈钢，可用碳弧气刨清根和刨除焊接缺陷，但某些抗晶间腐蚀要求高的焊件要有控制的使用。
⑤对某些重要用途的结构，如核电站设备中的高压容器，在进行碳弧气刨处理时应根据相应规范或技术要求进行选用。
（2）低碳钢的碳弧气刨可采用碳弧气刨对低碳钢进行清焊根、清除焊缝缺陷和加工坡口。
一般刨槽表面有一定深度为0.54～0.72mm的硬化层，碳弧气刨后硬化层的质量分数为0. 30％左右，即增加了0.07％。
由于焊前可用钢丝刷或砂轮对刨槽表面进行清理，在随后的焊接过程中，会将这层硬化层熔化去除，因此基本上不影响焊接接头的性能。
低碳钢的碳弧气刨的工艺参数见表1。
（3）低合金钢的碳弧气刨16Mn钢的碳弧气刨与低碳钢一样，当采用正确的规范及操作工艺时，碳弧气刨边缘一般都无明显的渗碳层，但由于压缩空气急冷的结果，在碳弧气刨边缘有0.5～1.2mm的热影响区。
测量该区的最高硬度值可达360～450HV左右。
焊接时该边缘金属熔入焊缝，气刨引起的热影响区消失。
而焊缝热影响区最高硬度值为223～246HV，这与机械加工的坡口焊缝情况基本相同。
16Mn钢碳弧气刨的工艺参数见表2。
16Mn碳弧气刨后焊缝化学成分与焊缝、接头的力学性能见表3和表4。
其他合金钢（如12CrMo、15CrMo、12CrMoV等）经过预热200℃左右，再经过碳弧气刨未发现缺陷。
15MnVN、18MnMoNb、20MnMo等钢种，在预热的条件下均能正常碳弧气刨，预热温度应等于或高于焊接时的预热温度。
碳弧气刨与切割的操作与安全范本（2篇）
碳弧气刨与切割的操作与安全范本碳弧气刨和切割是常见的金属加工工具，广泛应用于电子制造、汽车维修和金属加工等行业。
使用这些工具时，必须严格遵守操作规程和安全要求，以防止事故的发生。
以下是关于碳弧气刨和切割的操作与安全范本。
1. 正确佩戴个人防护装备是使用碳弧气刨和切割的第一步。
这包括穿戴适合的工作服、安全鞋、护目镜、耳塞、手套和防护面罩等。
个人防护装备的选择应根据具体操作环境和工作要求来确定。
2. 在使用碳弧气刨和切割前，必须对设备进行检查和维护。
检查电缆、气管、接头和开关等是否完好无损，确保设备正常工作。
如果发现任何故障或损坏，应及时停止使用，并联系专业人员进行维修。
3. 在操作碳弧气刨和切割前，必须了解刨削或切割材料的性质和特点，并选择适合的刨刀和切割刀片。
刨削或切割材料的选择应根据其硬度、厚度和形状等因素来确定，以确保刨削或切割效果的质量和安全。
4. 在使用碳弧气刨和切割时，必须将设备放置在平稳的工作台上，并确保周围环境干燥、通风良好。
禁止在潮湿或易燃的环境中使用碳弧气刨和切割，以防止火灾或电击等意外事故的发生。
5. 在操作碳弧气刨和切割时，必须稳定地握住工具，并保持正确的姿势和操作方法。
刨削时，应将刨刀沿着工件表面平行移动，不可过度施力。
切割时，应垂直于工件表面进行切割，以避免刀片滑动或反弹，造成伤害。
6. 在使用碳弧气刨和切割时，必须注意安全距离。
刨削或切割时，工件在碳弧气刨或切割区域的周围应保持清晰，以防止刨屑、火花或烟雾等飞溅造成伤害。
同时，应避免身体和电缆、气管等接触，以防止触电或打碰到高温部位。
7. 在操作碳弧气刨和切割时，必须定期检查和更换刨刀和切割刀片。
使用磨损或损坏的刨刀和切割刀片会影响刨削或切割效果，并增加事故的风险。
因此，应根据使用频率和刀具状况来制定检查和更换计划，以保证设备的安全和性能。
8. 在使用碳弧气刨和切割时，必须做好废料和废气的处理。
废料和废气应按照规定的方式进行收集、储存和处理，以防止污染环境和危害健康。
碳弧气刨安全技术
碳弧气刨安全技术一、碳弧气刨原理利用石墨棒或碳极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上沟槽的方法叫碳弧气刨。
碳弧气刨可以用来挑焊根、开坡口、返修焊缝缺陷及切割铸铁和不锈钢等。
与其他表面加工和切割方法比较，碳弧气刨具有如下优点：⑴与风铲相比，在开坡口及挑焊根时，可以提高工效4倍以上，尤其是在开U形坡口时，效果更加显著。
⑵与风铲相比，能减轻劳动强度，减少噪声，提高劳动条件。
⑶与风铲相比，在刨除焊缝缺陷时，操作者可直接用肉眼观察是否被刨净，焊补后的合格率很高。
⑷与氧气切割相比，能切割氧气切割难以切割的材料，如不锈钢、铸铁、铜和铝等。
⑸工具设备简单，操作方便，最适合于金属缺陷的清除工作。
碳弧气刨的缺点是气刨过程中会产生烟尘，对环境造成污染，对操作者健康有一定影响，并且需要采用功率较大的直流电源，费用较高。
二、碳弧气刨的设备和材料1.电源碳弧气刨应采用具有下降特性的直流弧焊电源，由于气刨时碳棒不熔化，负载持续率较大,而使用的电流又较大，所以就选用功率较大的电源，常用的有ZX5-630、ZX-500型整流弧焊机和AXl-500型弧焊发电机等。
2.气刨枪气刨枪的作用是夹持碳棒、传导电流和输送压缩空气，常用的有焊钳式气刨枪、扁碳棒气刨枪和圆周送风式气刨枪。
类型有焊钳式气刨枪惇；圆周送风式气刨枪；扁碳棒式气刨枪3.空气压缩机和空气导管碳弧气刨所需的压缩空气的压力范围0.4~0.8MPa,由空气压缩机或集中式供气管道供气，然后由空气导管输送至气刨枪，较新式的是气电合一的碳弧气刨软管，类型有弹簧管；附加钢丝；夹线胶管；多股导线4.碳棒碳棒在碳弧气刨时作为电极，用作传导电流和引燃电弧。
对碳棒的要求是耐高温、导电性良好和不易开裂。
常用的是镀铜实芯碳棒，镀铜的目的是更好地传导电流。
外形有圆碳棒和扁碳棒两种，圆碳棒主要用于在焊缝反面挑焊根、清焊根;扁碳棒刨槽较宽，可以用于来坡口、刨焊瘤或切割大量金属的场合。
金属极电弧切割碳弧气刨等离子切割的基本原理及常识介绍
金属极电弧切割碳弧气刨等离子切割的基本原理及常识介绍重点：金属极电弧切割，碳弧气刨，等离子切割难点：碳弧气刨基本原理，和掌握，等离子切割和掌握一．金属极电弧切割主要利用电焊条作电弧产生的电弧热来熔割工件的，应用于一般气割难以切割的金属，如：不锈钢、铸铁等。
用此方法切割时电流一般较大，工件切口表面粗糙，割缝较宽，切割处的熔渣是借助熔渣本身的重力和电弧吹力去除的。
二．碳弧气刨（一）基本原理碳弧气刨是利用碳极和金属之间产生的高温电弧，把金属局部加热到熔化状态，同时利用压缩空气的高速气流把熔化的金属吹掉，从而实现对金属母材进行刨削和切割的一种工艺方法。
一般手弧焊直流电源可选作碳弧气刨电源，除压缩空气外小型空压机也能保证，碳弧气刨控气压力O.5—0.6Mpa外加刨枪和碳棒。
（二）工艺特点；1.生产率高；在仰视或垂直位置时优越性大，生产是风铲4倍。
2.改善劳动强度没有震耳的噪声，劳动强度小。
1．使用灵活方便：有利于保证质量，可在较小的位置施工。
（三），碳弧气刨的应用1.可用于挑焊根2.返修焊件和清除焊接缺陷，刨削焊缝余高。
3.开焊接坡口4.清理铸件毛边，飞刺，浇冒口及铸件的缺陷。
5.切割不锈钢中、薄板，以及板材上的开孔等。
（四），碳弧气刨工艺1.工艺参数及其影响1)极性：由于碳弧气刨一般都采用直流电源，所以极性对不同材料的气刨过程稳定性和质量影响是有所不同的。
常用金属材料极性选择金属材料钢铸铁钢及合金铝及合金不锈钢极性反接正接正接正接或反接反接2)碳棒直径与电流：碳弧气刨作用的电极材料是纯碳棒，碳棒表面应镀的金属是铜，碳棒直径是根据被刨削金属的厚度来选择的。
刨削金属厚度增加时，碳棒直径也相对增大，电流也需增大，碳棒直径应比刨槽宽度小2MM左右。
钢板厚度与碳棒直径的关系钢板厚度碳棒棒直径钢板厚度碳棒直径3 4——6 6——8 一般不刨45——68——1210——1515以上6——88——1010不同的开关的碳棒的电流选用也可参照经验公式I=（30—50）d I —刨削电流A d—碳棒直径MM常用碳棒规格与选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Ø3×355Ø4×355Ø5×355Ø6×355Ø7×355Ø8×355150——180150——200150——250180——300200——350250——400扁形3×12×3555×10×3555×12×3555×15×3555×18×3555×20×355200——300300——400350——450400——500500——600550——6003)刨削速度：速度太快会造成碳棒与金属相碰，使碳粘干刨槽顶端，形成“夹碳”，随刨削速度增大，刨槽深度将减小，通常刨削速度为0.5——1.2M/Min较合适。
碳弧气刨工艺
7 碳弧气刨7.1碳弧气刨的切割原理：7.1.1碳弧气刨的切割原理是直流电焊机直流反接（工件接负极），通电后，碳棒与被刨削的金属间产生电弧，电弧具有6000℃左右高温，足以将工件熔化，压缩空气随即将熔化的金属吹掉，达到刨削金属的目的。
7.1.2碳弧的优点是：效率高，清根可达45m/h，比风铲提高效率8～15倍，减轻劳动强度；灵活方便，能在狭窄处操作；操作时可看清焊缝的缺陷清除与否；可以切割氧割难以切割的金属，如生铁，不锈钢，高锰钢，铜、铝、合金等；热影响区小，只1mm左右（氧割为2～6mm），对减少构件变形很有意义；设备简单。
7.1.3碳弧气刨的缺点是：目前只能用直流焊机；有强烈弧光；烟雾粉尘多，须有通风设备；吹出的金属液体溅落在表面上，需要用砂轮来清除。
碳弧气刨专用的碳棒是由石墨制造的，为提高导电能力，碳棒外镀紫铜皮。
表7.1－1 碳刨时各种金属的极性选择7.2碳弧气刨工必须经过培训，合格后方可操作。
7.3碳棒直径和电流、空气压力的选用如表7.3－1所示。
表7.3－1 碳弧气刨常用工艺参数7.4准备工作开始清根前，要检查电缆及气管是否完好，电源极性是否正确（一般采用直流反接，即碳棒接正极），并根据碳棒直径选择并调节好电流，调节碳棒伸出长度为70～100mm。
调节好出风口，使出风口对准刨槽。
7.5起弧起弧之前必须打开气阀，先送压缩空气，随后引燃电弧，以免产生夹碳缺陷。
在垂直位置切割时，应由上向下切削。
7.6切割7.6.1避免产生“夹碳”或“粘渣”等缺陷，除采用合适的刨削速度外，并应使碳棒与工件间具有合适的倾斜角度如表7.6－1所示。
表7.6－1 碳棒与工件的倾斜角度刨槽深度（mm） 2.5 3 4 5 6 7～8 碳棒倾角25°30°35°40°45°50°7.6.2如发现“夹碳”，应在夹碳边缘5～10mm处重新起刨，深度应比夹碳处深2～3mm；“贴渣”可用砂轮打磨。
碳弧气刨与切割操作与安全
碳弧气刨与切割操作与安全简介碳弧气刨与切割是一种常用于金属加工、焊接和拆卸的切割工艺。
它通过弧光和氧化物的化学反应，将金属工件上的一小部分材料瞬间溶化和氧化，从而实现切割和刨除的目的。
然而，由于该工艺涉及高温和高能量，在操作过程中存在一定的安全风险。
因此，正确操作碳弧气刨与切割，并遵循相关的安全规程是非常重要的。
操作步骤下面是碳弧气刨与切割的基本操作步骤：步骤一：准备工作在进行碳弧气刨与切割之前，首先进行以下准备工作：1.确保使用的设备完好无损，电源接线良好。
2.确保刀具和附件的安装正确，并进行必要的检查和维护。
3.确保工作区域的清洁和整齐。
步骤二：穿戴个人防护装备在进行碳弧气刨与切割操作之前，必须穿戴个人防护装备以确保自身安全。
这包括：1.穿戴防护服、防护面罩和手套等。
2.穿戴透明眼镜以保护眼睛。
步骤三：设置刨除或切割参数根据工件材料和要求设置刨除或切割参数，包括刨除深度、切割速度和气流压力等。
务必按照设备说明书进行正确的参数设置。
步骤四：进行刨除或切割操作根据实际情况，在设定区域开始进行切割操作，注意以下事项：1.确保切割区域周围没有可燃物，并确保作业场所通风良好。
2.确保刀具与工件接触表面干净，无油污和其他杂物。
3.进行切割时，保持刀具与工件垂直接触，以免产生偏差和不稳定。
步骤五：完成后处理工作在刨除或切割操作完成后，进行下述后处理工作：1.关闭设备电源、气源等，将设备归位并进行清理和维护。
2.注意切割废料的处理，尽量避免对环境造成污染。
3.注意个人安全，及时清理和检查个人防护装备。
安全注意事项进行碳弧气刨与切割操作时，务必注意以下安全注意事项：1.确保操作者具备相关技术和经验，避免擅自操作。
2.使用前务必仔细阅读设备说明书，并了解设备的操作原理和安全要求。
3.确保操作区域通风良好，以降低有害气体的浓度。
4.调整和维护设备按照规定的方法和周期，以确保设备的正常工作和安全性。
5.在操作过程中，保持专注和集中注意力，避免分心和疲劳。
碳弧气刨及等离子切割工艺
1．碳弧气刨的工艺特点碳弧气刨过程中，因急速加热和冷却以及局部的化学反应，在刨削表面及临近区产生增碳现象和热影响区，引起组织和硬度的变化。
（1）碳弧气刨常见缺陷及防止措施1) 夹碳刨削速度太快或碳棒送进过速，使碳棒头部触及铁水或未熔化的金属上，电弧就会因短路而熄灭。
由于温度很高，当碳棒再往前送或上提时，端部脱落并粘在未熔化金属上，产生“夹碳”缺陷。
发生夹碳后，在夹碳处电弧不能再引燃，这样就阻碍了碳弧气蚀的继续进行。
此外，夹碳外还形成一层硬脆且不容易清除的碳化铁（碳含量达6.7％）。
这种缺陷必须注意防止和消除，否则焊后容易出现气孔和裂纹。
清除的方法是在缺陷的前端引弧，将夹碳处连根一起刨除，或用角形磨光机磨掉。
2) 粘渣碳弧气刨操作时，吹出来的铁水叫“渣”，表面是一层氧化铁，内部是含碳很高的金属。
如果粘潭在刨槽的两侧，即产生粘渣。
粘渣主要是由于压缩空气压力小引起的，但刨槽速度与电流配合不当，刨削速度太慢也易粘渣，在采用大电流时更为明显。
其次在倾角过小时也易粘渣。
粘渣可采用风铲清除。
3) 刨槽不正或深浅不均碳棒歪向刨槽的一侧就会引起刨槽不正，碳棒运动时上下波动就会引起刨槽的深度不均，碳棒的角度变化同样能使刨槽的深度发生变化。
刨槽前，注意碳棒与工件的相对位置，提高操作的熟练程度。
4) 刨偏刨削时往往由于碳棒偏离预定目标造成刨偏。
碳弧气刨速度大约比电弧焊高2～4倍，技术不熟练就容易刨偏。
刨偏与否和所用气刨枪结构也有一定的关系。
例如，采用带有长方槽的圆周送风式和侧面送风式枪，均不易将渣吹到正前方，不妨碍刨削视线，因而减少了刨偏缺陷。
5) 铜斑采用表面镀铜的碳棒时，有时因镀铜质量不好，会使铜皮成块剥落，剥落的铜皮成熔化状态，在刨槽的表面形成铜斑。
在焊前用钢丝刷或砂轮机将铜斑清除，就可避免母材的局部渗铜。
如不清除，铜渗入焊缝金属的量达到一定数值时，就会引起热裂纹。
为避免这种缺陷要选用镀层质量好的碳棒，采用合适的电流，并注意焊前用钢丝刷或砂轮机清理干净。
碳弧气刨和切割
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）其工伯原理示意图如图所示。
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）清焊根。
（2）清除焊缝缺陷。
（3）开坡口（特别是V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。
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。
碳弧气刨及等离子切割工艺
碳弧⽓刨及等离⼦切割⼯艺1．碳弧⽓刨的⼯艺特点碳弧⽓刨过程中，因急速加热和冷却以及局部的化学反应，在刨削表⾯及临近区产⽣增碳现象和热影响区，引起组织和硬度的变化。
（1）碳弧⽓刨常见缺陷及防⽌措施1) 夹碳刨削速度太快或碳棒送进过速，使碳棒头部触及铁⽔或未熔化的⾦属上，电弧就会因短路⽽熄灭。
由于温度很⾼，当碳棒再往前送或上提时，端部脱落并粘在未熔化⾦属上，产⽣“夹碳”缺陷。
发⽣夹碳后，在夹碳处电弧不能再引燃，这样就阻碍了碳弧⽓蚀的继续进⾏。
此外，夹碳外还形成⼀层硬脆且不容易清除的碳化铁（碳含量达6.7％）。
这种缺陷必须注意防⽌和消除，否则焊后容易出现⽓孔和裂纹。
清除的⽅法是在缺陷的前端引弧，将夹碳处连根⼀起刨除，或⽤⾓形磨光机磨掉。
2) 粘渣碳弧⽓刨操作时，吹出来的铁⽔叫“渣”，表⾯是⼀层氧化铁，内部是含碳很⾼的⾦属。
如果粘潭在刨槽的两侧，即产⽣粘渣。
粘渣主要是由于压缩空⽓压⼒⼩引起的，但刨槽速度与电流配合不当，刨削速度太慢也易粘渣，在采⽤⼤电流时更为明显。
其次在倾⾓过⼩时也易粘渣。
粘渣可采⽤风铲清除。
3) 刨槽不正或深浅不均碳棒歪向刨槽的⼀侧就会引起刨槽不正，碳棒运动时上下波动就会引起刨槽的深度不均，碳棒的⾓度变化同样能使刨槽的深度发⽣变化。
刨槽前，注意碳棒与⼯件的相对位置，提⾼操作的熟练程度。
4) 刨偏刨削时往往由于碳棒偏离预定⽬标造成刨偏。
碳弧⽓刨速度⼤约⽐电弧焊⾼2～4倍，技术不熟练就容易刨偏。
刨偏与否和所⽤⽓刨枪结构也有⼀定的关系。
例如，采⽤带有长⽅槽的圆周送风式和侧⾯送风式枪，均不易将渣吹到正前⽅，不妨碍刨削视线，因⽽减少了刨偏缺陷。
5) 铜斑采⽤表⾯镀铜的碳棒时，有时因镀铜质量不好，会使铜⽪成块剥落，剥落的铜⽪成熔化状态，在刨槽的表⾯形成铜斑。
在焊前⽤钢丝刷或砂轮机将铜斑清除，就可避免母材的局部渗铜。
如不清除，铜渗⼊焊缝⾦属的量达到⼀定数值时，就会引起热裂纹。
为避免这种缺陷要选⽤镀层质量好的碳棒，采⽤合适的电流，并注意焊前⽤钢丝刷或砂轮机清理⼲净。
碳弧气刨与切割的操作与安全
碳弧气刨与切割的操作与安全碳弧气刨是一种常用的切割工具，广泛应用于金属、建筑、汽车等行业。
它能够高效地切割各种材料，并且操作相对简单。
然而，在使用碳弧气刨时，仍然应该注意一些操作与安全事项，以确保工作的顺利进行，并避免事故的发生。
以下是一些关于碳弧气刨的基本使用操作和安全事项的介绍。
操作注意事项：1. 首先，应该仔细阅读并理解碳弧气刨的使用说明书，了解工具的特点、性能、操作方式以及安全事项。
2. 在工作之前，应检查碳弧气刨是否处于正常工作状态，是否有磨损、松动等情况，如有异常应及时进行维修或更换。
3. 在进行切割操作前，应确保工作区域周围没有易燃物质，并保持良好的通风环境，以避免气刨产生的火花引发火灾。
4. 切割时，应将工件固定好，以防止其晃动或滑动。
如果需要切割金属，可使用夹具将其固定在工作台上，以确保切割的准确性和安全性。
5. 在操作碳弧气刨时，要保持稳定的姿势，并用双手握住工具，确保操作的稳定和准确。
6. 在切割过程中，应平稳地推动气刨，避免用力过猛或过轻，以免影响切割效果或发生意外。
7. 注意切割方向，避免切割到其他物体或人员。
确保切割方向和切割线的规划是合理的。
8. 在切割完成后，应关闭碳弧气刨的电源，并将其放置在安全的地方，以防止无意中碰撞或触碰到刀片。
安全注意事项：1. 在使用碳弧气刨之前，应穿戴好个人防护装备，包括护目镜、防护手套、防护服等。
这些装备可以保护工人的眼睛、手部和身体，避免因意外事故而导致伤害。
2. 在工作期间，应密切关注周围的工作环境，及时清理碳弧气刨产生的碎片和废料，以确保工作区域的整洁和安全。
3. 当碳弧气刨产生大量火花时，应避免将其靠近易燃物体，以避免引发火灾。
4. 在操作碳弧气刨时，应避免将手指或其他物体靠近刀片，以防切割时发生意外伤害。
5. 若碳弧气刨出现异常情况，如切割不畅、起火等，应立即停止使用，并采取相应的安全措施，如关闭电源，用灭火器进行扑救等。
6. 及时维护和保养碳弧气刨，检查刀片的磨损情况，并定期进行维修和更换，以确保工具的安全和正常工作。
碳弧气刨与切割的操作与安（三篇）
碳弧气刨与切割的操作与安②根据碳棒直径选择并调节好电流，使气刨枪夹紧碳棒并调节碳棒外伸长为80～100mm左右，消耗到30～40mm时要重新调整伸出长度；打开气阀并调节好压缩空气流量，使气刨枪气口和碳棒对准待刨削的部位。
③引弧前应先送进压缩空气流，以免槽道产生夹碳现象。
刨削结束时应先拉断电弧，再关闭压缩空气。
通过碳棒与工件轻轻接触引燃电弧。
碳棒与工件的夹角开始时要小，逐渐将夹角增大至所需的角度。
刨削过程中，弧长、刨削速度及夹角三者应配合适当。
④碳棒中心线应与刨槽中心线重合，否则刨槽形状不对称。
⑤刨削速度要保持均匀，均匀清脆的嘶嘶声表示电弧稳定，这时能得到光滑均匀的刨槽。
速度太快易短路，太慢易断弧，刨槽质量差。
每一小段刨槽衔接时，应在弧坑上引弧，防止触伤刨槽或产生凹痕。
⑥在垂直位置刨削时，应由上向下操作，这样重力的作用有利于除去熔化金属；在平位置刨削时，既可从右向左，也可从左向右操作；在仰位置刨削时，熔化金属由于重力的作用很容易落下，应注意防止熔化金属烫伤操作人员。
⑦焊缝背面开槽，要注意保持一定的碳棒角度，电弧宜短些（弧长约3mm左右），并均匀地向前刨削，以获得尺寸一致，表面光洁的槽道。
刨削厚板中的深坡口时要采取分段逐层刨削的办法。
⑧在刨削过程中，如果碳棒与刨口发生短路，该处会形成含碳量很高的硬脆层，必须将其去除，然后才能继续刨削。
清除焊缝中的裂纹时，应先将裂纹两刨去一部分，以免裂纹扩展。
然后以较大的刨削量连续向下刨，直至裂纹完全被刨除。
⑨刨槽结束后应进行仔细检查，槽道的宽度和深度是否一致；焊根中的缺陷是否完全清除；以及要注意是否存在夹碳现象。
还应清除槽及边缘的铁渣、毛剌和氧化皮等，用铁丝刷清除刨槽内炭灰和铜斑。
2．碳弧气刨的安全防护①碳弧气刨由于弧光较强，操作人员应戴上深色护目镜。
防止喷吹出来的熔融金属烧损作业服及对眼睛的伤害，工作场地应注意防火。
②气刨时烟尘大，由于碳棒使用沥青粘结而成，表面镀铜，因此烟尘中含有1％～1.5％的铜，并产生有害气体，所以操作者宜佩戴送风式面罩。
碳弧气刨和切割
碳弧气刨和切割碳弧气刨和切割一、碳弧气刨与切割原理碳弧气刨及切割是利用碳棒与工件之间产生的电弧，将金属局部加热到熔融状态，同时用压缩空气的气流把熔融金属吹掉，从而达到对金属进行刨削或切割的一种工艺方法，如图3-5所示。
在碳弧气刨中，压缩空气的要紧作用是把碳极电弧高温加热而熔化的母材金属吹掉，同时还能够对碳棒起冷却作用，减少碳棒的损耗。
但压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于“刨削”或阻碍电弧的稳固燃烧。
二、应用范畴目前，碳弧气刨这种方法已广泛应用在造船、机械制造、锅炉、压力容器等金属结构制造部门。
(1)要紧用于双面焊时，清理背面焊根。
(2)清除焊缝中的缺陷。
(3)自动碳弧气刨用来为较长的焊缝和环焊缝加工坡口；手工碳弧气刨用来为单件、不规则的焊缝加工坡口。
(4)清除铸件的毛边，清除浇冒口和铸件中的缺陷。
(5)切割高合金钢、铝、铜及其合金等。
碳弧气刨比风铲的噪声小，能减轻劳动强度。
但碳弧有烟雾、粉尘污染及弧光辐射，因此要注意通风，以免对人身健康有不利阻碍。
三、手工碳弧气刨操作规程1．预备工作(1)检查气刨枪的导气管是否畅通，导气管不得有漏气现象。
(2)检查气刨枪的导电嘴、碳棒夹。
对漏电及损坏部件进行修理更换。
(3)检查电源极性，调整电流，碳棒伸出长度以80～100mm为宜。
(4)检查压缩空气的压力，当压力＜0．4MPa时不得进行操作。
(5)清理工作场地，去除易燃、易爆物品。
(6)穿好防护鞋、防护服，戴好防护罩，做好其他安全爱护措施。
2．安全技术(1)在雨雪天和大风天不得进行露天气刨和切割。
(2)露天作业时，应尽可能顺风向操作，防止被吹散的铁水及熔渣烧伤。
并注意场地的防火。
(3)在容器或舱室内部作业时，内部尺寸不能过于狭小，而且必须加强通风，以便排除烟尘，而且要求两人以上。
(4)气刨时使用的电流较大，应注意防止电源过载或长时刻连续使用而发热。
(5)操作地点的防火距离要大于一样电焊、气割作业的防火距离。
碳弧气刨与切割
第七章!碳弧气刨与切割碳弧气刨作为一种消除金属的加工方法在焊接结构生产中被广泛应用!主要包括将金属切割成符合要求的形状"刨削各种坡口"清焊根及清除焊接缺陷等#碳弧气刨是电弧切割的一种特殊形式!其工作原理"电源"工具"材料及气源等与电弧切割相同#由于碳弧气刨具有操作使用方便"切割质量好"能切割气割法不能或难以切割的金属等优点!被广泛应用于不锈钢"铸铁"铜"铝等金属材料的切割#第一节!碳弧气刨与切割的原理及特点一!碳弧气刨原理碳弧气刨是利用碳电极$即碳棒%和金属工件之间产生的电弧热迅速将工件局部加热到熔化状态!同时借压缩空气流的动量把熔融金属吹除!从而实现刨削或切断金属的一种工艺方法#碳弧气刨示意见图#")目前!碳弧气刨加工主要使用直流电#最近国内开发出了交流电碳弧气刨工艺!但交流碳弧气刨的刨削效率比直流电低!还存在槽道内易残留碳的缺点#其优点除交流电源设备比较简单外!刨成的槽道底部扩展成e形!有利于随后的焊接施工工艺&另外!可用于刨削铸铁!由于电弧的间歇点燃!使操作可顺利地进行#二!碳弧气刨的分类及特点碳弧气刨根据气刨的装置可分为手工碳弧气刨"自动碳弧气刨"半自动碳弧气刨"碳弧水气刨等#目前比较常用的是手工碳弧气刨及自动碳弧气刨#由于碳弧水气刨易产生烟雾和粉尘!严重污染环境!影响工人的身体健康!因此在实际生产中应用较少#图#")!碳弧气刨示意)"碳棒&,"气刨枪夹头&1"压缩空气&+"工件&$"电弧!;"碳棒伸出长度&#"碳棒与工件夹角’’)#!!碳弧气刨的特点主要有以下几个方面!#与风铲相比"生产效率比风铲高+倍左右"尤其是在全位置时优越性更大"从而降低了工件的加工费用!$劳动强度明显降低"尤其在空间位置刨槽时更为明显!噪声也比风铲时要低!%与等离子弧气刨相比"设备简单"压缩空气容易获得且成本低!操作较为简单"对人员要求较低"工人稍加培训即能从事操作"又可便于推广应用!&在清除焊缝或铸件缺陷时"被刨削面光洁锂亮"在电弧下容易发现各种细小的缺陷"有利于焊接质量的提高!在狭窄部位使用碳弧气刨时"操作方便!’由于碳弧是利用高温而不是利用氧化作用刨削金属"因而不但适用于黑色金属"还可用于氧气切割法不能或难以切割的金属"如铸铁#不锈钢和铜等材料!并适合在没有等离子的情况下应用!(碳弧气刨与切割的缺点主要是$操作不当"易使槽道增碳%碳弧有烟雾#粉尘等污染物及弧光"在狭小的空间内及通风不良处操作时"应采用相应的通风设备!三!碳弧气刨的应用范围碳弧气刨及切割由于具有高效率#劳动强度低等优点"因而目前被广泛应用在造船#机械制造#锅炉#金属结构制造等部门"成为生产中不可缺少的工艺技术手段!除手工碳弧气刨外"自动碳弧气刨机也开始在生产中应用!图#",所示为碳弧气刨及切割工艺主要应用的实例!图#",!碳弧气刨及切割工艺应用实例示意目前碳弧气刨及切割工艺主要应用在以下几个方面$#应用于焊缝清根和背面开槽%$修补焊缝缺陷时"用于清除焊接缺陷并开坡口"特别是e形坡口%%切割不锈钢等金属的中#厚板材%&&)##!&清除铸件表面飞边!飞溅等缺陷及割除浇冒口"’在板材上开孔"(刨除焊缝表面的余高#第二节!碳弧气刨与切割工艺一!碳弧气刨的工艺特点碳弧气刨过程中$因急速加热和冷却以及局部的化学反应$在刨削表面及临近区产生增碳现象和热影响区$引起组织和硬度的变化#%)&碳弧气刨常见缺陷及防止措施)&夹碳刨削速度太快或碳棒送进过速$使碳棒头部触及铁水或未熔化的金属上$电弧就会因短路而熄灭#由于温度很高$当碳棒再往前送或上提时$端部脱落并粘在未熔化金属上$产生’夹碳(缺陷#发生夹碳后$在夹碳处电弧不能再引燃$这样就阻碍了碳弧气刨的继续进行#此外$夹碳处还形成一层硬脆且不容易清除的碳化铁%碳含量达!*#6&#这种缺陷必须注意防止和清除$否则焊后容易出现气孔和裂纹#清除的方法是在缺陷的前端引弧$将夹碳处连根一起刨除$或用角形磨光机磨掉#,&粘渣碳弧气刨操作时$吹出来的铁水叫’渣($表面是一层氧化铁$内部是含碳很高的金属#如果粘渣在刨槽的两侧$即产生粘渣#粘渣主要是由于压缩空气压力小引起的$但刨槽速度与电流配合不当$刨削速度太慢也易粘渣$在采用大电流时更为明显#其次在倾角过小时也易粘渣#粘渣可采用风铲清除#1&刨槽不正或深浅不均碳棒歪向刨槽的一侧就会引起刨槽不正$碳棒运动时上下波动就会引起刨槽的深度不均$碳棒的角度变化同样能使刨槽的深度发生变化#刨槽前$注意碳棒与工件的相对位置$提高操作的熟练程度#+&刨偏刨削时往往由于碳棒偏离预定目标造成刨偏#碳弧气刨速度大约比电弧焊高,!+倍$技术不熟练就容易刨偏#刨偏与否和所用气刨枪结构也有一定的关系#例如$采用带有长方槽的圆周送风式和侧面送风式枪$均不易将渣吹到正前方$不妨碍刨削视线$因而减少了刨偏缺陷#$&铜斑采用表面镀铜的碳棒时$有时因镀铜质量不好$会使铜皮成块剥落$剥落的铜皮成熔化状态$在刨槽的表面形成铜斑#在焊前用钢丝刷或砂轮机将铜斑清除$就可避免母材的局部渗铜#如不清除$铜渗入焊缝金属的量达到一定数值时$就会引起热裂纹#为避免这))4)!#种缺陷要选用镀层质量好的碳棒!采用合适的电流!并注意焊前用钢丝刷或砂轮机清理干净"#,$碳弧气刨的热影响区组织和硬度碳弧气刨过程中!热影响区的特性取决于被刨削金属的化学成分和显微组织"表# ")列出一些典型钢种的热影响区宽度%组织和硬度的变化"随着钢中碳和合金元素含量的增多!热影响区宽度及显微硬度值增大"但是奥氏体钢未发生组织变化和硬度升高现象"表#")!碳弧气刨对钢的热影响区宽度!组织和硬度的影响材!!料母!!材热影响区组!织显微硬度&-./宽度&&&刨削金属表面组织显微硬度&-./T,1$铁素体%珠光体),#+!)+$%)*%铁素体和珠光体)$):!,)$!)+-(,铁素体%珠光体")*,索氏体"),L R O’1;铁素体%珠光体)+#%!,%$4)*%!)*1索氏体+%)4!+!%!,%L R-U5铁素体%珠光体)+,)!):!%)*,索氏体和托氏体,:+%!+,1++%L R铁素体%珠光体)#!+!,)$!%*:!)*$托氏体和马氏体+:%%!#4+%)L R)#O’,马氏体%铁素体+1),!+#%#)*$!)*:马氏体%铁素体++)%!$44%)L R)#O’)1-U F’奥氏体%碳化物,)$!!,#++"奥氏体%碳化物):!%!,#++%4L R,%O’)%-(!奥氏体%碳化物,,$+!,#++"奥氏体%碳化物,,$+!,#++#1$碳弧气刨槽道表层的增碳碳弧气刨时!增碳主要发生在槽道表层碳含量%*,16的钢在厚%*$+!%*#,&&表面层中!碳的质量分数增至%*16!即仅增加%*%#6"而)4"4型不锈钢槽道表面的增碳层厚度仅为%*%,!%*%$&&!最厚处也不超过%*))&&"表#",列出)4"4型不锈钢碳弧气刨区碳的质量分数的分析结果"表#",!)4"4型不锈钢碳弧气刨区碳的质量分数的分析结果取样部位L&6取样部位L&6碳刨飞溅金属)*1槽道表层%*,!%*1&&处%*%#$槽道边缘粘渣)*,母材%*%#%!%*%#$离表面深%*,!%*1&&处的碳的质量分数同母材含量十分接近!但粘渣的含量高达)*,6"而且在刨削深槽或多程刨削时!也可能产生厚度达%*,!%*1&&的增碳层"碳弧气刨加工的坡口或背面虽存在增碳和热影响区!但经过焊接后都被熔化!在焊缝中未发现增碳现象!其力学性能也与用机械加工的坡口相同"但是粘渣和炭灰等必须从槽道中清除!对于某些重要结构件!则需用砂轮去除厚%*$!%*4&&表面层后才能施焊"#+$碳弧气刨的焊接接头的力学性能用碳弧气刨削除焊缝的余高!对接头的强度没有影响!但是会使接头的延性降低!冷弯角低于)%$A"若用砂轮磨去厚%*,!%*$&&表层后!延性可以恢复"碳刨后的零件’:#!)’!除不锈钢零件"通过回火处理即可消除增碳层和热影响区的组织变化#表#"1列出碳弧气刨对)4"4型不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀性能的影响#表#"1!碳弧气刨对)4"4型不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀性能的影响碳棒直径$&&电流$;空气压力$-./刨槽清理方法腐蚀情况$)4%!,)%,:+不锈钢丝刷砂轮打磨合格$)4%!,)%1:,不锈钢丝刷砂轮打磨合格$)4%!,)%+:%不锈钢丝刷砂轮打磨合格$)4%!,)%$1:不锈钢丝刷砂轮打磨合格!!注%)*焊缝含碳量为%*%+6#,*腐蚀情况的结果是指焊后状态试样的腐蚀试验结果#二!碳弧气创的工艺参数!)"碳棒直径碳棒直径通常根据钢板的厚度选用&但也要考虑刨槽宽度的需要&一般直径应比所需的槽宽小,!+&&#表#"+列出碳棒直径选用与板厚的关系#表#"+!碳棒直径选用与板厚的关系板厚$&&碳棒直径$&&板厚$&&碳棒直径$&&+!!+#)%#!)%!!4$!!#)$#)%4!),!!#!,"电源极性碳素钢和普通低合金钢碳弧气刨时&一般采用直流反接&即工件接负极&碳棒接正极#这样可以使电弧稳定#实验表明&普通低合金钢采用反极性碳弧气刨&其熔化金属的碳含量高达)*++6&这是由于碳的正离子被吸引到工件表面&被阴离子还原成碳原子&熔入熔化的金属中#而正极性时碳含量为%*146#碳含量较高的熔化金属的流动性较好&凝固温度较低&因此反接时刨削过程稳定&电弧发出刷刷声&刨槽宽窄一致&光滑明亮#若极性接错&电弧不稳且发出断续的嘟嘟声#部分金属材料碳弧气刨时电源极性的选择要求见表#"$#’%4!)’表#"$!部分金属材料碳弧气刨时电源极性的选择要求材!料电源极性备!注材!料电源极性备注碳素钢反接合金钢反接!正接时电弧不稳定!刨槽表面不光滑铜及铜合金正接"铅及铅合金正接或反接"铸铁正接反接亦可!但操作性比正接差锡及锡合金正接或反接""1#电流与碳棒直径刨削电流的选择根据碳棒规格和刨槽尺寸选用$电流与碳棒直径成正比关系!一般可参照下面的经验公式选择电流!即’0"1%%$%#<式中!’%%%电流!;&<%%%碳棒直径!&&$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&适当增大电流!可提高刨削速度!使刨槽表面光滑’宽度增大$在实际应用中!一般选用较大的电流!但电流过大时!碳棒头部过热而发红!镀铜层易脱落!碳棒烧损很快!甚至碳棒熔化滴入槽道内!使槽道严重渗碳$正常电流下!碳棒发红长度约为,$&&$碳棒直径的选择主要根据所需的刨槽宽度而定!碳棒直径越大!则刨槽越宽$一般碳棒直径应比所要求的刨槽宽度小+&&$"+#刨削速度刨削速度对刨槽尺寸’表面质量和刨削过程的稳定性有一定的影响$刨削速度需与电流大小和刨槽深度"或碳棒与工件间的夹角#相匹配$刨削速度太快!易造成碳棒与金属接触!使碳凝结在刨槽的顶端!造成短路’电弧熄灭!形成夹碳缺陷$一般刨削速度为%*$!)*,&(&’(为宜$"$#压缩空气压力压缩空气的压力会直接影响刨削速度和刨槽表面质量$压力太小熔化的金属吹不掉!刨削很难进行$压力低于%*+-./时!就不能进行刨削$压缩空气压力过高!刨削有利$当电流大时!熔化金属也增加$当电流较小时!高的压缩空气压力易使电弧不稳!甚至熄弧$碳弧气刨常用的压缩空气压力为%*+!%*!-./$压缩空气所含水分和油分都应清除!可通过在压缩空气的管道中加过滤装置!以保证刨削质量$"!#碳棒的伸出长度碳棒伸出长度指碳棒从碳棒枪钳口导电处至电弧始端的长度$手工碳弧气刨时!伸出长度大!压缩空气的喷嘴离电弧就远!电阻也增大!碳弧易发热!碳棒烧损也较大$并且造成风力不足!不能将熔渣顺利吹掉!而且碳棒也容易折断$一般外伸长为4%!)%%&&为宜$随着碳棒烧损!碳棒的外伸长不断减少!当外伸长减少到,%!1%&&时!应将外伸长重新调至4%!)%%&&$"##碳棒与工件间的夹角))4!))碳棒与工件间的夹角1!如图#")所示"大小#主要会影响刨槽深度和刨削速度$夹角增大#则刨削深度增加#刨削速度减小$一般手工碳弧气刨采用夹角+$A!!%A左右为宜$碳棒夹角与刨槽深度的关系见表#"!$表#"!!碳棒夹角与刨槽深度的关系碳棒夹角%!A",$1$+%+$$%4$刨槽深度%&&,*$1*%+*%$*%!*%#!4!4"电弧长度碳弧气刨操作时#电弧长度过长会引起电弧不稳#甚至会造成熄弧$操作时电弧长度以)!,&&为宜#并尽量保持短弧$这样可以提高生产效率#同时也可提高碳棒的利用率$但电弧太短时#容易引起&夹碳’缺陷$刨削过程弧长变化尽量小以保证得到均匀的刨削尺寸$!:"刨缝装配间隙当板厚不大或施工条件限制需先装配接头后刨削时#接头根部间隙应严格控制$否则刨削薄板易刨穿#刨较厚的板则熔渣氧化铁嵌入缝隙#不宜去除#影响焊接质量$表# "#列出自动碳弧气刨的典型工艺参数$表#"#!自动碳弧气刨的典型工艺参数碳棒直径%&&电流%;电弧电压%5切割速度%&&(&’(压缩空气%-./碳棒倾角!A"碳棒伸出长度%&&刨槽尺寸%&&宽度深度.!,4%!1%%+%),%% .41,%!1$%+,)+%%%*$!%*!+%1$,$4*,!4*$+!+*$),!),*+$*1!$*#第三节!碳弧气刨与切割的操作及安全一!碳弧气刨的操作#开始气刨前#要检查电缆及气管是否完好#电源极性是否正确$$根据碳棒直径选择并调节好电流#使气刨枪夹紧碳棒并调节碳棒外伸长为4%! )%%&&左右#消耗到1%!+%&&时要重新调整伸出长度)打开气阀并调节好压缩空气流量#使气刨枪气口和碳棒对准待刨削的部位$%引弧前应先送进压缩空气流#以免槽道产生&夹碳’现象$刨削结束时应先拉断电弧#再关闭压缩空气$通过碳棒与工件轻轻接触引燃电弧$碳棒与工件的夹角开始时要小#逐渐将夹角增大至所需的角度$刨削过程中#弧长*刨削速度及夹角三者应配合适当$ &碳棒中心线应与刨槽中心线重合#否则刨槽形状不对称$碳棒与工件的相对位置见图#"1$’刨削速度要保持均匀#均匀清脆的嘶嘶声表示电弧稳定#这时能得到光滑均匀的刨槽$速度太快易短路#太慢易断弧#刨槽质量差$每一小段刨槽衔接时#应在弧坑上引弧# (,4!)(图#"+!碳棒与工件的相对位置防止触伤刨槽或产生凹痕!(在垂直位置刨削时"应由上向下操作"这样重力的作用有利于除去熔化金属#在平位置刨削时"既可从右向左"也可从左向右操作#在仰位置刨削时"熔化金属由于重力的作用很容易落下"应注意防止熔化金属烫伤操作人员!)焊缝背面开槽"要注意保持一定的碳棒角度"电弧宜短些$弧长约1&&左右%"并均匀地向前刨削"以获得尺寸一致"表面光洁的槽道!刨削厚板中的深坡口时要采取分段逐层刨削的办法!*在刨削过程中"如果碳棒与刨口发生短路"该处会形成含碳量很高的硬脆层"必须将其去除"然后才能继续刨削!清除焊缝中的裂纹时"应先将裂纹两端刨去一部分"以免裂纹扩展!然后以较大的刨削量连续向下刨"直至裂纹完全被刨除!2刨槽结束后应进行仔细检查"槽道的宽度和深度是否一致#焊根中的缺陷是否完全消除#以及要注意是否存在&夹碳’现象!还应清除刨槽及边缘的铁渣(毛刺和氧化皮等"用钢丝刷清除刨槽内炭灰和&铜斑’!二!碳弧气刨的安全防护#碳弧气刨由于弧光较强"操作人员应戴上深色护目镜!防止喷吹出来的熔融金属烧损作业服及对眼睛的伤害"工作场地应注意防火!$气刨时烟尘大"由于碳棒使用沥青粘结而成"表面镀铜"因此烟尘中含有)6!)* $6的铜"并产生有害气体"所以操作者宜佩戴送风式面罩!在容器或狭小部位操作时"必须加强环境抽风和及时排出烟尘的措施!%碳弧气刨时"使用的电流较大"应注意防止焊机运行过载和长时间使用而产生过热现象!气刨时"产生的噪声较大"操作者应佩戴耳塞!除上述安全防护措施外"还应遵守焊条电弧焊的有关防护措施的规定!)))41!。
20+等离子切割和碳弧气刨+2
(3)气体流量Q
• 在其它条件相同时， Q的增加使弧柱热收缩效应 增强，能量更集中
• 随Q的增加，U增高→电弧功率提高，弧柱T升高 ，v增加
• 同时电弧喷射速度加快，冲力提高，也有利于提 高v和切割质量
• Q过大时，部分能量由冷空气带走，使熔化金属的 热量减少
• 影响电弧燃烧稳定性和正常的切割
• 为充分利用等离子弧热量，便 于操作
• 喷嘴到工件表面的距离h控制 在10mm以内
• 有时为了某种工艺或材料而使用交流电源， 常见于等离子弧焊。
• 也有用一般弧焊机代替，将几台相同电流种 类和外特性的焊机串联。
2.等离子弧电极材料
• 后电极材料与TIG的电极材料相同，有钨极、 钍钨极和铈钨极。
• 纯钨的熔点3400℃，沸点5000℃，基本能满足 要求。
• 纯钨应很好给予冷却，以减少烧损。
（3）联合型等离子弧
• 转移型等离子弧和 非转移型等离子弧 同时存在
• 这种类型的等离子 弧主要用于 微弧焊 粉末材料的喷焊
二、等离子弧电源、电极及工作气体
1.等离子弧电源
• 电源输出电流与 电源两端电压之 间的关系为电源 外特性。
• 等离子弧要求电 源具有陡降的外 特性。
• 常用的电源多数是具有陡降外特性的直流弧 焊电源，有专门的型号。
• 氮会溶于钢中形成氮化铁，引起强度增高， 塑性降低
• 氮的纯度应不低于99.5%，若其中含O2或水 较多时，会使钨极严重烧损
工作气体—氩气
• Ar是惰性气体，即不与各种金属起化学反应
也不溶于金属 • 对切割化学性能甚为活泼的金属来说，高纯
度的Ar是良好的保护介质
• 氩气比空气重，在空气中的含量约1%，提取 成本高
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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
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，甚至造成息弧。
操作一般宜用短弧，以提高生产效率和碳棒利用率。
一般电弧长度以1—2mm为宜。
a)碳棒伸出长度
碳棒从钳口到电弧端的长度为伸出长度（又称外伸长）（如图1所示）伸出长度越长，钳口离电弧越远，压缩空气吹到熔池的吹力就不足，不能将熔化的金属顺利吹掉；另一方面伸出长度越长，碳棒的电阻越大，烧损也越快。
操作时，碳棒合适的伸出长度为80—100 mm，当烧损到30—40mm后就要进行调整。
b)碳棒倾角
碳棒与工件沿刨槽方向的夹角称为碳棒倾角一般取25度-45度，刨槽的深度与倾角有关。
倾角增大，刨槽深度增加；反之，倾角减小，则刨槽深减小。
手工碳弧气刨采用45度左右为宜。
C)碳棒剩余长度
碳棒总长度为355mm，在使用中碳棒剩余总长度低于50—80mm时易导致刨枪烧损或绝缘外套烧损现象，碳棒剩余过长时会产生不必要的浪费。
六、碳弧气刨常见缺陷及排除措施
1、夹碳
刨削速度过快或碳棒送进过速，使碳棒端部与熔化金属或未熔化金属短路，电弧熄灭，碳棒粘在未熔化的金属上，便产生“夹碳”缺陷。
若不清除，随后焊接时易产生气孔和裂纹。
为此，需提高操作工作的操作技能，以“夹碳”缺陷应使用砂轮或重新气刨以彻底清除干净。
2、粘渣
刨削速度过慢，使熔化金属量增多，压缩空气不易将其吹除干净，这部分形成的渣，容易粘在刨槽两侧而形成“粘渣”。
当刨削时，倾向过小，熔渣被吹到电弧前面，得不到压缩空气的及时冷却、吹除，也会形成“粘渣”。
随后焊接时易产生气孔。
发生“粘渣”后，可用钢丝刷、砂轮等工具将其清除。
3、刨槽尺寸和形状不规则
碳弧气刨操作过程中，由于操作不当会造成刨槽歪斜，深浅不匀，甚至刨偏等缺陷。
提高操作技能是克服上述缺陷的最好办法。
操作中要保持刨削速度和碳棒送进速度均匀；碳棒与工件时间倾角要稳定；操作过程要注意力集中，使碳棒及侧面送风时的风口始终对正预定的刨削线路进行刨削。
4、铜斑
铜斑碳棒表面镀铜皮成块剥落，熔化后集中熔化到刨槽表面某处而形成“铜斑”。
焊接后，该部位含铜量剧增，可能引起烛缝裂纹。
产生“铜斑”的原因是镀铜质量差，碳棒工作电流太大。
为此，应选用质量好的镀铜碳棒及推荐的工作电流。
可用钢丝刷、砂轮或重新气刨来清除“铜斑”。
七、基本操作
1、气刨前准备工作
1）检查气刨枪是否完好
2）检查导气管是否通畅，导气管不得有漏气现象
3）检查导电夹头、碳棒嘴头，对漏气及损坏的部件进行修理或更换
4）检查电源极性是否正确（一般刨枪接正极、工件接负极），选择碳棒直径，调解好电流
5）检查压缩空气压力，控制在0.49Mpa以上
6）操作前穿戴好防护服、保护前、防护罩，注意周围的环境，防止起火或烫伤他人7）在容器内操作时，必须采取通气、通风及排除烟尘等措施，在封闭容器内作业时，不得少于2人
8）根据工件厚度、槽的宽度选择碳棒直径和调节好电流。
调节碳棒伸出长度为80—100mm。
检查压缩空气管路和调节压力，调正风口并使其对准刨槽。
2、引弧引弧时，应先缓慢打开气阀，随后引燃电弧，否则易产生“夹碳”和碳棒烧
红。
电弧引燃瞬间，不宜拉的过长，以免熄灭。
3、刨削
1）因为开始刨削时钢板温度低，不能很快熔化，当电弧引燃后，此时刨削速度应慢一点；否则易产生夹碳。
当钢板熔化且被压缩空气吹去时，可适当
加快刨削速度。
2）刨削过程中，碳棒不应横向摆动或前后往复移动，只能沿刨削方向作直线运动。
3）碳棒倾角按槽深要求而定，倾角可为25°-- 45。
4）刨削时，手的动作要稳，对好准线，碳棒中心线应与刨槽中心线重合。
否则，易造成刨槽形状不对称。
5）在垂直位置气刨时，应由上向下移动，以便焊渣流出。
6）要保持均匀的刨削速度。
刨削时，均匀清脆的“嘶、嘶”声表示电弧稳定，能得到光滑均匀的刨槽。
每段刨槽衔接时，应在弧坑上引弧，防止碰触刨
槽或产生严重凹痕。
7）刨削结束时，应先切断电弧，过几秒后再关闭气阀，使碳棒冷却。
8）刨槽后应清除刨槽及其边缘的铁渣、毛刺和氧化皮，用钢丝刷清除刨槽内碳灰和“铜斑”。
并按刨槽要求检查焊缝根部是否完全刨透，缺陷是否完全清除。
b)焊缝返修时刨削缺陷
焊缝经探伤后，发现有超标准的缺陷，可用碳弧气刨进行刨除。
根据检验人员在焊逢上做出的缺陷位置的标记来进行刨削，刨削过程中要注意一层一层地刨，每层不要太厚。
当发现缺陷后，要轻轻地再往下刨一二层，直到将缺陷彻底刨掉为止。
如图2所示
图2刨除焊缝后的槽形。