碳弧气刨原理和使用方法
碳弧气刨技术培训教材(共 36张PPT)
6.碳棒倾角 碳棒与工件间的夹角α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45°～60°左右为
宜。
碳棒夹角与刨槽深度的关系
7.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。 刨削速度应与电流大小和刨槽深度(或碳棒与
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，刨削速度太慢时也易粘渣，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。
4-工件
2.特点 生产效率高 改善了劳动强度 使用灵活方便，有利于保证质量 3.应用 清根、返修焊件时清除缺陷 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 开焊接坡口
二.碳弧气刨设备
1.焊接电源
逆变直流电源
晶闸管整流电源
二.碳弧气刨设备
2.压缩空气源
活塞式空气压缩机
3.工具 气刨枪：
3.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， 调整碳棒伸出长度时不应停止送风，以利于碳棒冷 却。
结束时，应先断弧，过几秒后关闭送气阀门。
4. 当环境温度低于 5℃时，凡常温需预热焊接的
钢种，利用碳弧气刨清根和修理缺陷时，也必
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。
碳弧气刨原理和使用方法
碳弧气刨原理和使用方法碳弧气刨原理和使用方法一、原理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、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.切割不锈钢板、薄板6.在板材工件上打孔。
7.刨削焊缝表面的余高。
三、碳弧气刨的工艺参数（主要）1.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φ3×355φ4×355φ5×355φ6×355φ7×355φ8×355φ10×150—180150—200150—250180—300200—350250—400400—550450—600扁形3×12×3555×10×3555×12×3555×15×3555×18×3555×20×3555×25×200—300300—400350—450400—500450—550500—600550—600550—600355φ12×3553556×20×3552.刨削速度刨削速度对刨槽尺寸、表面质量都有一定影响。
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!。
水碳弧气刨原理和应用
水碳弧气刨原理和应用一、原理介绍水碳弧气刨是一种利用电流引发电弧的气体烧蚀装置，是一种切削和修复金属表面的工具。
其原理是通过在水和碳极端之间产生弧光，在极烈的热能作用下，使金属表面迅速氧化并脱落，达到刨削和修复的效果。
水碳弧气刨以其高效、精确的性能，被广泛应用于工业制造、装饰彩绘和艺术雕刻等领域。
二、原理详解1. 水碳弧气刨的工作电流为直流电流，常见的工作电压为24V，通过合适的供电装置，使电流在刨削过程中保持稳定，保证刨削的精确度。
2. 在水碳弧气刨中，水起到冷却和断电的作用，以降低刨削过程中产生的热量，同时保证刨削的效果和质量。
3. 刨削时，将碳极端和金属表面保持足够的间隙，形成电弧放电环境，通过电弧的高温作用，将金属表面迅速加热至高温状态，并引起金属表面的氧化。
4. 在氧化的过程中，金属表面的氧化物会形成一层脆性氧化皮，通过气流的作用，将这层氧化皮吹散，达到刨削和修复的效果。
5. 水碳弧气刨的电流、气流以及刨削速度可以根据不同的刨削需求进行调整，以满足不同场景下的要求。
三、应用领域1. 工业制造：水碳弧气刨广泛应用于工业制造领域，如汽车制造、航空航天制造、电子设备制造等。
在这些领域中，水碳弧气刨被用于修复金属表面的刮擦或氧化，恢复其原有的外观和性能。
2. 装饰彩绘：水碳弧气刨可以用来刨削金属制品的表面，以准备下一步的彩绘工作。
通过刨削，可以将表面的氧化物去除，使得彩绘效果更加均匀和饱满。
3. 艺术雕刻：由于水碳弧气刨可以精确控制刨削的深度和速度，因此在艺术雕刻领域也有广泛的应用。
艺术家可以利用水碳弧气刨创作出各种金属材料的雕塑作品，展示出独特的艺术魅力。
四、总结水碳弧气刨利用电弧烧蚀金属表面的原理，通过控制电流、气流和刨削速度，可以精确地刨削和修复金属表面。
广泛应用于工业制造、装饰彩绘和艺术雕刻等领域。
随着科技的不断进步，水碳弧气刨将进一步发展，为各个领域提供更加高效和精确的工具。
碳弧气刨
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。
渗碳
碳弧气刨工艺参数
4.压缩空气压力
压缩空气的压力，会直接影响创削 速度和槽表面质量。
压力高，可提高创削速度和刨槽表 面的光滑程度。
压力低，则造成刨槽表面粘渣。
一般压缩空气的压力为0.4～ 0.6MPa 压缩空气所含水分和油分可通过在压缩空 气的管路上加过滤装置予以限制。
4、碳棒
圆形
扁形
02
碳弧气刨工艺参数
碳弧气刨工艺参数
1.电源极性 2.碳棒的直径与电流 3.电弧长度 4.压缩空气压力 5.碳棒伸出长度 6.碳棒倾角 7.刨削速度
碳弧气刨工艺参数
1.电源极性
碳弧气刨碳钢和合金钢时，采用直流 反接。
直流反接气刨时，电弧稳定，刨削速 度均匀，电弧发出连续的刷刷声，刨槽两 侧宽窄一致，表面光滑照亮。
4.碳弧气刨应用
1、清根、返修焊件时清除缺陷； 2、清理铸件毛边、飞刺、浇冒口及 铸件中的缺陷； 3、切割不锈钢中、薄板； 4、开焊接坡口
二、碳弧气刨设备
1、焊接电源
晶闸管式焊机
逆变式焊机
二、碳弧气刨设备
2、压缩空气源
活塞式空气压缩机
二、碳弧气刨设备
3、工具
气刨枪
侧面送风式
圆周送风式
二、碳弧气刨设备
采用直流正接，则电弧发生抖动，并 发出断续的嘟嘟声，刨槽两侧呈现与电弧 抖动声相对应的圆弧状，刨槽表面粗糙。
碳弧气刨工艺参数
2.碳棒的直径与电流
碳棒直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 2～4mm。
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——精选推荐
碳弧气刨第一节：气刨的设备、工具及材料一、碳弧气刨的原理利用石墨棒或碳极与工件间产生的电弧将金属熔化，并利用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面上加工沟槽的方法叫碳弧气刨。
碳弧气刨是使用碳棒或石墨棒作电极，与工件间产生电弧，将金属熔化，并用压缩空气将熔化金属吹除的一种表面加工沟槽的方法。
在焊接生产中，主要用来刨槽、消除焊缝缺陷和背面清根。
碳弧气刨有下列特点：（1）手工碳弧气刨时，灵活性很大，可进行全位置操作。
可达性好，非常简便。
（2）清除焊缝的缺陷时，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度。
（3）噪声小，效率高。
用自动碳弧气刨时，具有较高的精度，减轻劳动强度。
碳弧气刨的缺点是：碳弧有烟雾、粉尘污染和弧光辐射，此外，操作不当容易引起槽道增碳。
碳弧气刨工艺规范1. 主题内容与适用范围本规范规定了手工和自动碳弧气刨工艺及操作应遵守的规则。
本规范适用于低碳钢和低合金钢的碳弧气刨，用于清根、开U型坡口、清除焊接接头缺陷等。
2. 一般要求2.1 碳弧气刨的电极材料2.1.1 应选用碳弧气刨专用的碳棒，且符合有关要求。
2.1.2 碳棒断面一般为圆形。
2.1.3 当用于自动碳弧气刨时，应选用可连接（螺纹或锥体连接）的碳棒。
当第一根碳棒被消耗时，另一根可以迅速而方便地接上，保证操作连续而不中断。
2.1.4 碳棒在保管时应保持干燥。
使用前如发现碳棒受潮，应经烘干后使用，烘干温度为120℃左右，保温2小时。
2.2 碳弧气刨枪应选用侧向送风的碳弧气刨枪，以保证金属熔渣的清除。
2.3 电源2.3.1 碳弧气刨必须采用直流电源，手工碳弧气刨应采用陡降外特性的直流电源。
自动碳弧气刨，根据控制模式，可采用陡降外特性或平特性的直流电源。
2.3.2 碳弧气刨一般所需电流较大，连续工作时间长，故应选用功率较大的直流焊机。
若选用硅整流焊机作电源时，尤应防止超载，以确保金属熔渣的清除。
2.3.3 碳弧气刨电源极性的选用根据材质而定，一般碳钢、合金钢选用直流反接。
碳弧气刨
碳弧气刨设备
• 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。
碳弧气刨电源
• 2.1 电源 • 碳弧气刨一向采用具有陡降外特性且动特性较好
• （2）电流与碳棒直径 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：
碳弧气刨工艺
碳弧气刨工艺
•
I=（30~50）D
式中 I——电流(A)
D——碳棒直径（mm）
• 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、刨槽表而光滑、宽度增大。在实际应
• 侧面送气气刨枪 侧面送气气刨枪结构如 图3所示。
侧面送气气刨枪嘴结构
• 侧面送气气刨枪嘴结构如图4所示。
侧面送气气刨枪
• 侧面送气气刨枪的优点：结构简单，压缩 空气紧贴碳棒喷出，碳棒长度调节方便。 缺点：只能向左或右单一方向进行气刨。
圆周送气气刨枪
• （2）圆周送气气刨枪 圆周送气气刨枪只 是枪嘴的结构与侧面送气气刨枪有所不同。 圆周送气气刨枪嘴结构如图5所示。
适用电流Ａ 200-250 240-280 260-300 350-400 400-450 450-500 480-530 500-550 550-600
碳弧气刨工艺
• 3 碳弧气刨工艺
• （1）电源极性 碳弧气刨一般采用直流反 接（工件接负极）。这样电弧稳定，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。
碳弧气刨基本知识
碳弧气刨基本知识一、碳弧气刨的原理：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工沟槽的方法叫做碳弧气刨。
1、电源：应采用具有下降特性的直流弧焊电源。
2、气刨枪：应具有导电性好，电极夹持牢固，更换电极方便，压缩空气吹出来集中而准确，外壳绝缘良好，重量轻，使用方便，常用的是焊钳式刨枪、扁碳棒气刨枪、圆周送风式气刨枪。
3、空气导管：目前采用的是风电合一的气刨软管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，常用的是镀铜实心碳棒，镀铜的目的是更好的传导电流。
外形有圆碳棒和扁碳棒两种，圆碳棒主要是用于在焊缝背面清理焊根，扁碳棒刨槽较宽，可以用于开坡口，刨焊瘤或切割量较大的金属。
对碳棒的要求是耐高温，导电性良好和不易开裂。
碳弧气刨用碳棒规格及适用电流经验公式：I＝（30~50）d 二、碳弧气刨工艺参数：主要包括电源极性、碳棒直径、电流、气刨速度、压缩空气压力、电弧长度、碳棒伸出长度、碳棒与工作倾角和刨缝装配间隙等三、操作方法：1、准备工作：开始气刨前，要检查电源极性，根据碳棒直径选择电流。
碳棒直径的选择与材料厚度及刨槽宽度、深度有关。
碳棒直径一般选择比刨槽宽度小2－4mm。
调节碳棒伸出长度至80－100mm左右，调节好出风口，使风口对准刨槽。
2、起弧：刨削时，首先打开气阀，随后引燃电弧，以免产生“夹碳”，在垂直位置气刨时，应由上向下移动，便于熔渣被吹出。
碳棒的倾角按要求的槽深来定，刨削要求深的倾角就应大些，一般按45度左右。
3、刨削：刨削起弧后手把要按轻一点，速度要慢一点，要保持均匀的刨削速度，刨削时能听到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，应该在弧坑上引弧，以免使刨削产生严重的凹痕。
4、运条条件及要求：运条的特点是不能横向摆动，也不能前后摆动，否则刨出的槽不光滑，不整洁。
如一次刨出的槽不够宽或不够深，可以重复再刨，直到达到要求为止。
碳弧气刨原理
碳弧气刨原理
碳弧气刨是一种常用的金属切削工具，它利用高温电弧和气流的作用来完成对
工件的切削加工。
碳弧气刨原理主要包括电弧发生原理、气流作用原理和切削原理三个方面。
首先，让我们来了解一下碳弧气刨的电弧发生原理。
碳弧气刨通过电源将电能
转化为电弧能量，电流经过碳棒产生高温电弧，电弧的温度高达3000-6000摄氏度，能够使工件表面瞬间熔化并蒸发，从而实现切削加工。
电弧发生时，还会产生强烈的光和热，因此在使用碳弧气刨时需要注意保护眼睛和皮肤，以免受到伤害。
其次，气流作用原理也是碳弧气刨实现切削加工的重要原理之一。
碳弧气刨通
过喷嘴向切削区域喷射高压空气，气流的作用可以将熔化的金属颗粒吹散，同时也可以冷却切削区域，防止工件过热变形。
气流的加速和喷射方向对切削效果有着重要的影响，合理的气流设计可以提高碳弧气刨的切削效率和精度。
最后，我们来谈谈碳弧气刨的切削原理。
碳弧气刨利用高温电弧和气流的协同
作用，可以对各种金属材料进行切削加工，包括钢铁、铝合金、铜等。
在切削过程中，电弧瞬间加热工件表面，使其熔化并蒸发，而气流则将熔化的金属颗粒吹散，从而实现对工件的切削。
由于电弧和气流的高能量作用，碳弧气刨在切削速度和效率上都具有明显的优势。
综上所述，碳弧气刨是一种高效、精密的金属切削工具，其原理包括电弧发生
原理、气流作用原理和切削原理。
通过合理的电弧和气流设计，碳弧气刨可以实现对各种金属材料的高效切削加工，广泛应用于机械加工、航空航天等领域。
在使用碳弧气刨时，需要注意保护措施，确保安全高效地完成切削任务。
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。
碳弧气刨
碳弧气刨作者：蔡占河来源：《中国科技博览》2014年第27期中图分类号：TG444 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0304-02碳弧气刨是焊接金属材料、制造特种设备的一项重要工艺。
碳弧气刨质量直接影响到焊接质量。
了解碳弧气刨时常见缺陷及其产生的原因并掌握防止措施，制定合理的碳弧气刨工艺，会更好地保证碳弧气刨的质量，从而保证焊接的质量。
本人根据工作经验谈一点看法。
一、碳弧气刨的特点和应用范围：碳弧气刨是利用碳棒与工艺之间，在通电后产生的电弧高温，将工件局部熔化，并利用压缩空气将熔化金属吹除的一种工艺方法。
基本原理如图1。
1.碳弧气刨的特点：（1）手工碳弧气刨机动性强。
由于操作空间小，对空间较小的受限的位置，可进行全位置操作。
（2）当进行清除焊缝或工件的缺陷时，可见性强，在一层一层清除过程中，操作者借助电弧光可以清除观察到缺陷的位置、形状和深度，直至缺陷被彻底清除。
（3）碳弧气刨噪声小，精度高，降低劳动强度，提高效率，设备简单。
（4）能切割氧-炔焰难于切割的金属材料。
（5）碳弧气刨的缺点：烟雾和粉尘大，弧光较强，要求采用较大功率的直流电压，成本较高，对作业人员的操作技能要求较高，操作不当容易引起刨削处増碳。
2.碳弧气刨应用范围：（1）用于低碳钢、低合金钢和不锈钢材料双面焊接时清除焊根。
（2）可清除工件或工件焊缝中超标缺陷。
（3）可用于不规则焊缝坡口加工，特别是U形坡口加工。
（4）可切割金属材料，注意碳弧气刨不适宜应用于对冷裂纹敏感的低合金钢厚板。
二、碳弧气刨工艺碳弧气刨工艺参数包括电原极性、碳棒直径与电流、碳棒直径与板厚、碳棒伸出长度、碳棒倾角、压缩空气压力，电弧长度、刨削速度等。
1、电源极性低碳钢、低碳金钢和不锈钢进行碳弧气刨时，采用直流反接，即工件接负极，碳弧气刨钳接正极，如图2所示。
采用直流反接进行碳弧气刨时，电弧稳定，刨削速度均匀，电弧发出连续的刷刷声，刨槽两侧宽窄一致，刨槽表面光滑明亮。
碳弧气刨原理和使用方法
碳弧气刨原理和使用方法碳弧气刨是一种常见的金属加工工具，主要用于对金属材料表面进行刨削和研磨。
它采用碳弧气体作为刨削工具，通过高温、高速的碳弧气体接触金属表面，产生摩擦力，从而实现对金属表面的削减和研磨。
碳弧气刨的原理是利用炭素棒产生的弧光电弧，快速加热空气，形成高温、高速度的气流，然后通过喷嘴将气流引导到要刨削的金属表面。
当高温气流接触金属表面时，会产生强大的摩擦力，将金属表面的材料削减下来。
与传统的机械式刨床相比，碳弧气刨具有加工效率高、加工精度高、加工过程不产生振动和噪音等优点。
使用碳弧气刨时，需要注意以下几个方面：1. 选择适当的碳弧气刨：根据具体的加工需求选择适当的碳弧气刨。
不同尺寸和功率的碳弧气刨适用于不同的加工任务，选择合适的碳弧气刨可以提高加工效率和加工质量。
2. 调节气流和温度：根据加工材料的硬度和要求，调节碳弧气刨的气流和温度。
较硬的材料需要较高的气流和温度，而较软的材料则需要较低的气流和温度。
在加工过程中可以根据实际情况调整气流和温度的大小，以达到最佳的加工效果。
3. 控制刨削力度：根据具体的加工需求，控制碳弧气刨的刨削力度。
过大的刨削力度会导致加工表面粗糙或损坏，而过小的刨削力度则会降低加工效率。
在加工过程中需要根据加工材料的硬度和要求，对刨削力度进行合理控制。
4. 加工前准备：在使用碳弧气刨加工之前，需要对要加工的金属材料进行充分的准备。
清洁金属表面，除去表面的油污和杂质，使得刨削过程更加顺畅。
同时，也需要对加工区域进行安全防护，以保障操作人员的安全。
5. 加工后处理：在碳弧气刨加工完成之后，需要对加工表面进行处理。
去除刨削过程中产生的毛刺和杂质，使得加工表面更加光滑和平整。
同时，也需要对加工区域进行清洁，以确保下一次加工的质量和效果。
综上所述，碳弧气刨是一种常见且有效的金属加工工具，通过调节气流和温度，控制刨削力度，可以实现对金属表面的高效削减和研磨。
在使用之前，需要做好加工前准备和加工后处理工作，保证加工的质量和效果。
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。
碳弧气刨碳棒使用的基础知识
• 常见碳棒规格与选用电流：
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CHENLI
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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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
碳弧气刨碳棒使用的基础知识
扬州顺亮设备有限公司 研发部：李青
2021/3/27
CHENLI
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
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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
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碳弧气刨的原理及应用
碳弧气刨的原理及应用1. 碳弧气刨的原理碳弧气刨是一种常用的金属加工工具，它通过利用碳棒与工件间的电弧放电产生的高温和高能量，实现对工件的刨削。
碳弧气刨的原理主要包括以下几个方面：•电弧放电刨削：碳弧气刨通过控制电弧放电的形成和消失，实现对工件的刨削。
当电弧放电时，弧焰接触到工件表面，产生高温和高能量的热源，使工件局部升温和熔化，然后通过气流将熔化的金属颗粒排除，从而实现刨削作用。
•气流冷却：在碳弧气刨的刨削过程中，由于电弧放电产生的高温热源，容易对刀具造成热损伤。
为了解决这个问题，碳弧气刨采用了气流冷却的方法。
通过喷射高速气流在切削区域降低温度，减少刀具磨损和热变形，提高刨削精度和工具寿命。
•刀具形状和角度：碳弧气刨的刀具形状和角度对刨削效果和加工质量起着重要作用。
常见的刀具形状包括圆柱形、球形、圆锥形等，根据不同的加工要求选用不同的刀具。
刀具的角度和刨削方向也会影响加工效果，通常通过调整刀具角度和刨削路径来实现。
2. 碳弧气刨的应用碳弧气刨具有刨削效率高、刨削质量好、加工适应性强等特点，因此在各种金属加工领域得到了广泛应用。
以下是碳弧气刨常见的应用领域：•铸造件修复：在金属铸造过程中，常常会出现一些缺陷或不合格的铸造件。
碳弧气刨通过刨削的方式去除铸件表面的缺陷部分，使其达到设计要求。
•焊接接头处理：在焊接过程中，焊接接头常常会出现一些不平整、凸起或凹陷的问题。
碳弧气刨可以通过刨削的方式修整焊接接头，使其平整光滑，提高焊接接头的质量。
•金属零件修整：在金属加工中，有些金属零件需要进行修整或调整尺寸。
碳弧气刨可以精确刨削金属零件，实现加工精度要求。
•模具修复：在模具制造和使用过程中，模具表面常常会出现一些磨损、划痕或凹陷。
碳弧气刨可以对模具进行修复，恢复模具的使用功能。
•金属表面清洁：在某些情况下，金属表面可能会附着一些污渍或氧化物。
碳弧气刨以其高效的刨削能力可以清除金属表面的污渍和氧化物，使其恢复原有的光亮表面。
水碳弧气刨原理和应用(一)
水碳弧气刨原理和应用(一)水碳弧气刨原理和应用1. 原理介绍水碳弧气刨是一种利用电弧放电将金属工件融化、汽化以及冷凝的加工方法。
它利用水碳弧气的高温、高压和高速等特性，通过切削和冷却作用，达到高效加工金属表面的目的。
2. 应用领域金属加工水碳弧气刨在金属加工方面具有广泛的应用。
主要应用于以下几个方面：•铸造件修复：水碳弧气刨可以修复铸造件上的气孔、裂纹和烧伤等缺陷，提高零件的质量和使用寿命。
•零件精修：通过水碳弧气刨处理，可以使零件表面的毛刺、锈蚀和氧化层等缺陷得到有效修复，提高零件的光洁度和表面质量。
•特殊加工：水碳弧气刨可以实现对复杂形状的金属零件进行特殊加工，如内孔加工、凸台加工等。
刀具磨损修复水碳弧气刨在刀具磨损修复方面有着独特的优势。
主要应用于以下几个方面：•切削刀具修复：通过水碳弧气刨，可以修复过度磨损、损坏和变形等问题，提高刀具的使用寿命和切削效果。
•钻头修复：钻头在使用过程中会出现磨损和断裂的现象，通过水碳弧气刨，可以修复钻头的刃口，提高钻削质量和效率。
•刀片修复：刀片在加工过程中会受到磨损和损坏，通过水碳弧气刨可以修复刀片的切削边，延长刀片的使用寿命。
焊接缺陷修复水碳弧气刨在焊接缺陷修复方面有着广泛的应用。
主要应用于以下几个方面：•焊缝净化：水碳弧气刨可以清除焊缝中的污染物，提高焊缝的质量和可靠性。
•焊接缺陷修复：通过水碳弧气刨，可以修复焊接过程中出现的气孔、裂纹、焊缝收缩等缺陷，提高焊接质量。
•焊接零件表面处理：水碳弧气刨可以对焊接零件的表面进行处理，去除焊渣和氧化层，提高表面质量和可焊性。
3. 总结水碳弧气刨作为一种先进的加工技术，具有广泛的应用领域，包括金属加工、刀具磨损修复和焊接缺陷修复等方面。
通过对水碳弧气刨的理解和应用，可以有效地提高加工和维修的效率，提高产品质量。
8.6 碳弧气刨的原理及应用
第一节碳弧气刨的原理及应用
教学目标：
1.掌握碳弧气刨的原理
2.了解碳弧气刨的应用
3.了解碳弧气刨的特点
教学重点：
1.碳弧气刨的基本原理
2.碳弧气刨的特点
课时：1课时
教学过程：
一、碳弧气刨的基本原理
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8-1所示。
图8-1 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
二、碳弧气刨的特点
1）它不需要较大的操作空间，灵活性很大，可进行全位置操作。
2）可以清楚地观察到缺陷的形状和深度，提高了焊工返修的合格率。
3）碳弧气刨噪声小、效率高、劳动强度低，使用的设备简单。
4）能够切割用氧乙炔火焰难于切割的金属材料。
5）碳弧气刨的缺点是：碳弧气刨有较大烟雾、较多粉尘污染及较强弧光辐射；并且需要功率较大的直流
电源，费用较高；对操作技术要求较高。
三、碳弧气刨的应用范围
1）主要用于低碳钢、低合金钢和不锈钢材料双面焊接时，清除焊根。
2）对于重要的金属结构件、常压容器和压力容器，存在
不允许的超标准焊缝缺陷时，可用碳弧气刨工艺清除焊缝中的缺陷后，进行返修。
3）手工碳弧气刨常用来为小件、单件或不规则的焊缝加工坡口，特别是加工U形坡口时，更加显示出该工艺的优点。
4)清除铸件的飞边、毛刺、浇注系统、冒口和铸件的表面缺陷。
5)切割高合金钢、铜、铝及其合金等。
对冷裂纹敏感的低合金钢厚板不宜采用碳弧气刨。
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碳弧气刨原理和使用方法
一、原理
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、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.切割不锈钢板、薄板
6.在板材工件上打孔。
7.刨削焊缝表面的余高。
三、碳弧气刨的工艺参数（主要）
1.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。
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.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。
4.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。
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°
四、基本操作
1.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。
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，碳棒不应横向摆动和前后往复移动，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。
4.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。