第四章 碳弧气刨

第四章碳弧气刨

教学目标：掌握碳弧气刨工作原理、工艺特点及应用范围，正确选择工艺参数；能够对低碳钢、低合金结

构钢、不锈钢进行正确的刨削操作，并对铸铁及有色金属进行碳弧切割。

教学重、难点：碳弧气刨工作原理、工艺特点及应用范围，正确选择工艺参数，对低碳钢、低合金结

构钢、不锈钢进行正确的刨削操作，并对铸铁及有色金属进行碳弧切割。

课时：7课时

第一课时

教学过程：

一、组织教学

二、导入新课

（一）碳弧气刨的基本原理

（1）碳弧气刨是利用碳棒与金属工件之间产生的电弧高温，将金属工件局部熔化，并利用压缩空气流将熔化金属吹掉，从而在工件上加工出刨槽的一种工艺方法，如图所示。

图碳弧气刨原理示意图

1—碳棒2—碳弧气刨钳3—压缩空气4—电弧5—工件（2）碳弧气刨是利用碳极和金属之间产生的高温电流，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这些熔化金属吹掉，从而实现对金属母材进行刨削和切割的一种加工工艺方法，如下图：

图1 碳弧气刨示意图

（二）碳弧气刨与其他切割方法的比较(引导学生复习归纳) 1、机械切割

砂轮切割

2、氧乙炔气割

(二)应用范围

1.焊缝挑焊根工作中。

2.利用碳弧气刨开坡口，尤其是U型坡口。

3.返修焊件时，可使用碳弧气刨消除焊接缺陷（挖出）。

4.清除铸件表面的毛边、飞刺、冒口和铸件中的缺陷。

5.切割不锈钢中、薄板

6.在板材工件上打孔。

7.刨削焊缝表面的余高。

三、巩固小结

四、布置作业

1.碳弧气刨原理

2.碳弧气刨的特点

第二课时

教学过程：

一、组织教学

二、复习旧知识

1.碳弧气刨原理

2.碳弧气刨的特点

3.碳弧气刨应用范围。

三、导入新课

1.碳弧气刨的工艺参数（主要）

a)碳棒规格及适用电流（表1）

电流对刨槽的尺寸影响很大，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。正常电流下，碳棒发红长度为25mm，电流小则容易产生夹碳现象。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

新型侧面送风碳弧气刨钳如图所示。

图新型碳弧气刨钳示意图

1—碳棒2—风孔3—角度可调钳口(导电嘴) 4—空

气开关5—卡紧手柄6—电缆紧固螺钉7—电缆接口8—压缩空气接头

电风合一软管

新式的电风合一的软管如图所示。

1—弹簧管

2—外附加钢丝3—夹线胶管4—多股导线

图电风合一软管

b)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。

c)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。

d)碳棒伸出长度

碳棒从钳口到电弧端的长度为伸出长度（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20—30 mm后就要进行调整。

碳棒伸出长度示意图

5.碳棒倾角

碳棒与工件沿刨槽方向的夹角称为碳棒倾角，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。碳棒的倾角一般为25°-- 45°

碳棒倾角

6.碳棒直径与板厚的关系见表

碳棒直径一般比所要求的刨槽宽度小2～4mm为佳。

7.压缩空气压力

一般要求压缩空气的压力为0.4～0.6MPa。

8.电弧长度

操作时要尽量采用短弧，一般弧长约l～2mm。

9.刨削速度

一般刨削速度为0.5～1.2m／min较合适。

三、巩固小结

四、布置作业

碳弧气刨的工艺参数有哪些？

第三课时

教学过程：

一、组织教学

二、复习旧知识

碳弧气刨的工艺参数

三、导入新课

碳弧气刨基本操作

a)准备工件刨削前应先检查电源的极性是否正

确（一般刨枪接正极、工件接负极）。检查电缆及气管是否接好。并根据工件厚度、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。

b)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。

c)刨削

i.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。

ii.刨削过程中，碳棒不应横向摆动和前后往复移

动，只能沿刨削方向作直线运动。

iii.碳棒倾角按槽深要求而定，倾角可为25°-- 45。

iv.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。

v.在垂直位置气刨时，应由上向下移动，以便焊渣

流出。

vi.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。

vii.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。

viii.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。

四、巩固小结

五、布置作业

1.碳弧气刨如何引弧？

2.碳弧气刨时如何刨削？

第四课时

教学过程：

一、组织教学

二、复习旧知识

1.碳弧气刨如何引弧？

2.碳弧气刨时如何刨削？