碳弧气刨及焊接缺陷
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
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。
一、碳弧气刨的原理特点及应用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。
1.碳弧气刨的特点：a.与用风铲或砂轮相比，效率高，噪音小，并可减轻劳动强度。
b.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。
c.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。
d.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，碳弧气刨仍可利用。
e.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。
f.碳弧气刨也具有明显的缺点，如产生烟雾、噪声较大、粉尘污染、弧光辐射、对操作者的技术要求高。
2．碳弧气刨的应用a.清焊根b.开坡口，特别是中、厚板对接坡口，管对接U形坡口。
c.清除焊缝中的缺陷。
d.清除铸件的毛边、飞刺、浇铸口及缺陷。
二、碳弧气刨的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。
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。
由于碳弧气刨一般使用的电流较大，且连续工作时间较长，因此，应选用功率较大的焊机。
使用工频交流焊接电源进行碳弧气刨时，由于电流过零时间较长会引起电弧不稳定，故在实际生成中一般并不使用。
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。
焊接中的常见缺陷的成因和防止措施
焊接中的常见缺陷的成因和防止措施焊接是保证结构强度的关键，是保证质量的关键，是保证安全和作业的重要条件。
如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起事故。
据对脆断事故调查表明，40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。
在进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。
因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保安全。
焊接缺陷种类很多，按其位置不同，可分为外部缺陷和内部缺陷。
常见缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等。
一、气孔气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。
产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。
此外，低氢型焊条焊接时，电弧过长，焊接速度过快；埋弧自动焊电压过高等，都易在焊接过程中产生气孔。
由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。
预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。
严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。
不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围。
埋弧焊时，应选用合适的焊接工艺参数，特别是薄板自动焊，焊接速度应尽可能小些。
二、夹渣夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。
夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。
产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。
在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。
进行埋弧焊封底时，焊丝偏离焊缝中心，也易形成夹渣。
防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。
多层焊时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣。
封底焊渣应彻底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。
桥梁钢结构工程通用工艺-碳弧气刨作业指导书
桥梁钢结构工程通用工艺碳弧气刨作业指导书编制：审核：批准：版本：01一、适用范围1、适用于低碳钢、低合金钢、优质碳素钢及不锈钢的焊缝清根及返修工序。
2、应用于双面焊时，焊缝背面的清根开槽；开设焊接坡口；返修有焊接缺陷的焊缝时，清除缺陷并开设坡口等。
二、引用标准及术语1、引用标准有GB/T3375-1994《焊接术语》、JB/T8154-2006《碳弧气刨碳棒》。
2、碳弧气刨——利用石墨棒或碳极与金属工件间产生的电弧将金属工件局部熔化，并用压缩空气将其吹掉，从而在工件加工出刨槽的一种工艺方法。
三、工艺参数1、电源极性采用直流反接。
2、碳棒直径应根据被刨板材的厚度及所要求的刨槽宽度决定，其碳棒直径、刨削电流、气体压力及碳棒伸出长度应符合1规定。
表1碳棒规格、适用电流、气体压力及伸出长度板厚(mm)碳棒直径刨削电流(A)气体压力(MPa)伸出长度(mm)≤10Φ6292～3580.4～0.4580～90 10～14Φ8360～4400.45～0.580～100≥14Φ10540～6600.5～0.680～120注：实际选择碳棒直径时，还应参考所刨槽的宽度，所选的碳棒直径应比所要求的槽宽小2～4mm。
3、刨削速度一般以0.5～1.2m/min为宜，也可根据实际情况灵活掌握，但要避免夹碳或沾渣等缺陷。
4、碳棒与工件间的夹角应根据被刨的槽深而定，刨削要求深的其夹角就应大些，当刨削较深时，刨削2～3次，其规定应符合表2的规定。
表2刨槽深度对应碳棒与工件间夹角刨槽深度(mm) 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0≥7.0碳棒与工件间夹角25°30°35°40°45°50°5、操作尽量采用短弧操作，以提高生产效率和碳棒利用率。
电弧长度一般以1～2mm为宜，过长会引起操作不稳定，甚至熄弧。
在刨削过程中，电弧长度的变化应尽量小，以保证得到均匀的刨槽尺寸。
四、碳弧气刨操作1、气刨前应根据被刨削的金属材料正确选择电源极性。
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。
碳弧气刨工艺手则
编号
W-02-01
第1页
共3页
1应用范围
1.1碳弧气刨可用于清理焊根、清除焊接缺陷，在特殊情况下开焊接坡口。
1.2常用钢种上的应用范围
1.2.1以下钢种推荐采用碳弧气刨：
10号、20号、A3、20R以及相类似的低碳钢种。
16MnR等σs≤390MPa的低合金强度钢。
1.2.215CrMo等Cr-Mo耐热钢，但气刨前必要时需进行预热，预热温度最低不得低于该钢种的焊接预热温度。气刨后对其刨槽用肉眼认真检查，必要时，应进行打磨超探或磁粉探伤，确认无缺陷时，方可进行焊接。
3.2碳棒的伸出长度以90~110mm较为合适，当烧损至40~60mm时就需调整。
3.2.1伸出长度过大：压缩空气吹到熔池的风力不足，不能顺利将熔渣吹走，同时碳棒的烧损也大。
3.2.2伸出长度过小：会引起操作不便，碳棒调整频繁。
3.3碳棒的水平倾角α一般采用450,如果倾角大，刨层深度增大。
3.4碳弧气刨弧长大约等于1~2mm操作时，要求尽量保持短弧和减小弧长变化，以提高刨层质量、提高生产效率、提高碳棒利用率，但弧长太短时，容易引起“夹碳”。
4.3刨削时，应注意场地防火，注意避开设备，电器及易燃物品等。
4.4其它安全措施见《压力容器焊接规程》。
12~18
20以上
碳棒直径(mm)
φ6
φ6~8
φ8
φ8~10
电流(A)
200~300
250~350
300~400
350--500
3.1.1在上表所给出的电流范围内，采用大电流，可提高刨削速度，并获得较光滑的刨层质量。相应地，刨层宽度、深度也较大。
3.1.2在清除焊缝缺陷时，建议采用较小的电流，以降低刨削速度和每次刨削的厚度，以利于发现缺陷。
碳弧气刨碳棒使用的基础知识
• 常见碳棒规格与选用电流：
2021/3/27
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
6
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
2021/3/27
碳弧气刨工艺参数,千万不要忽视!
碳弧气刨工艺参数，千万不要忽视！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。
钢结构工程焊接缺陷返修一般规定
钢结构工程焊接缺陷返修一般规定
钢结构工程焊接缺陷返修一般规定是什么，下面本店铺为大家详细介绍一下，以供参考。
1焊缝金属或母材的缺欠超过相应的质量验收标准时，可采用砂轮打磨、碳弧气刨、铲凿或机械等方法彻底清除。
采用焊接修复前，应清洁修复区域的表面。
2焊缝缺陷返修应符合下列规定：
1、焊缝焊瘤、凸起或余高过大应采用砂轮或碳弧气刨清除过量的焊缝金属；
2、焊缝凹陷、弧坑、咬边或焊缝尺寸不足等缺陷应进行补焊；
3、焊缝未熔合、焊缝气孔或夹渣等在完全清除缺陷后应进行补焊；
4、焊缝或母材上裂纹应采用磁粉、渗透或其他无损检测方法确定裂纹的范围及深度，应用砂轮打磨或碳弧气刨清除裂纹及其两端各50mm长的完好焊缝或母材，并应用渗透或磁粉探伤方法确定裂纹完全清除后，再重新进行补焊。
对于拘束度较大的焊接接头上裂纹的返修，碳弧气刨清除裂纹前，宜在裂纹两端钻止裂孔后再清除裂纹缺陷。
焊接裂纹的返修，应通知焊接工程师对裂纹产生的原因进行调查和分析，应制定专门的返修工艺方案后按工艺要求进行；
5、焊缝缺陷返修的预热温度应高于相同条件下正常焊接的预热
温度30℃~50℃，并应采用低氢焊接方法和焊接材料进行焊接；
6、焊缝返修部位应连续焊成，中断焊接时应采取后热、保温措施；
7、焊缝同一部位的缺陷返修次数不宜超过两次。
当超过两次时，返修前应先对焊接工艺进行工艺评定，并应评定合格后再进行后续的返修焊接。
返修后的焊接接头区域应增加磁粉或着色检查。
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焊缝常见缺陷
目的与分类
焊缝缺陷是造成锅炉、压力容器失效和事 故的主要原因。 所谓焊缝和焊接接头的缺陷通常分为两类： 即外部缺陷和内部缺陷。常见的焊缝外部 缺陷有：焊缝形状和尺寸不符合要求、焊 瘤、咬边、烧穿、未焊透、夹渣、气孔、 焊接裂纹等。常见的焊缝内部缺陷有：未 焊透、夹渣、气孔、焊接裂纹等。
（1）产生原因及危害：焊件坡口角度和装配 间隙过小，钝边太大和坡口边缘不齐，电流小而 运条速度过快，焊条倾斜角度不正确等，此外， 焊件坡口表面清理不净、背面清根不彻底也容易 产生未焊透。未焊透减少了焊缝的有效工作截面， 造成严重的应力集中，大大降低了焊接强度，因 此，船体重要结构均不允许存在未焊透。 （2）防止措施：正确选定坡口形式和装配间 隙，认真清除坡口边缘两侧污物。选择合适的焊 接电流，运条时随时注意调整焊条角度，使熔敷 金属和母材之间充分均匀地加热和熔化，合为一 体。
（1）产生原因及危害：施焊前未将焊道上的铁锈、油污去
（2）防止措施：施焊前将坡口表面两侧清理干净，铁锈是 使焊缝金属产生气孔的原因之一，特别是当铁锈隐藏在焊件装 配间隙内部时，所受影响更大。已装配好的焊件不易将内部铁 锈除净，因此除锈洁净工作应在装配前进行。焊前应将电焊条 按说明书中规定的温度和时间烘培，并应保温防潮。焊接电流 要适中，碱性焊条应采用短弧焊接。
焊瘤：焊接过程中溶化金属流淌到焊缝之 外未溶化的母材上所形成的金属瘤。
（1）产生原因及危害：产生焊瘤的主要原因，一 是操作不熟练和运条方法不当；二是电弧拉得过长、 焊速太慢、溶池温度过高等。焊瘤在横、立、仰焊中 最为常见，在平焊的焊缝背面有时也可产生。焊瘤使 焊缝的实际尺寸发生偏差，尺寸变化较大处易引起应 力集中，且焊瘤下面往往存在夹渣。 （2）防止措施：尽量采用短弧焊接（弧长≤焊条 直径），适当加快焊速使溶池温度不致过高，选择合 适的焊接电流，保持正确的运条角度（与焊件夹角45 度为宜）。
焊缝的成形尺寸不符合要求
咬边
未焊透和未熔合
焊瘤
焊穿及塌陷
优点：（ 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。 缺点：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。
咬边：沿焊趾的母材部位产生的沟槽和 凹陷。 .
（1）产生原因及危害：焊接电流过大，电弧 过长且偏吹，运条角度不当及焊速不合适，均可 引起咬边。咬边缺陷多见于横、立、仰焊。咬边 不仅减少了焊接接头的有效工作截面，而且在咬 边处造成严重的应力集中。在承受动载荷或交变 载荷的部位，如船舯0.4L(船长)范围内，尾机型 船舶的机舱附近，对焊缝咬边有严格限制。 （2）防止措施：选择合适的焊接电流和焊接 速度，电弧不应过长，选用正确的焊条角度和运 条方法。
气孔：焊接时，熔池中的气体在金属凝固 时未能逸出而形成的空穴。气孔是常见的一种 焊接缺陷，露在焊缝表面的称表面气孔，位于 焊缝内部的叫做内部气孔。
净，在高温电弧作用下分解后放出气体；电焊条受潮或焊条烘 干的温度或时间不够；焊接电弧过长使电弧区进入较多空气， 焊接电流过小而焊速过快，气体来不及从熔化金属中逸出；母 材或焊芯金属含碳量过高，以及焊接极性不正确等，均能造成 气孔。气孔也使焊缝的有效工作截面减少，接头强度降低，水 密性能变坏。
大家下午好
欢迎莅临指导
河南省煤炭高级技工学校 杨宝平
一、碳弧气刨 二、焊缝常见缺陷
碳弧气刨
碳弧气刨简介
碳弧气刨是指使用石墨棒或碳棒与工 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。
碳弧气刨的原理
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。 焊接就是通过加热或加压，或两者并用， 并且用或不用填充材料，使焊件达到结合 的一种加工工艺方法。
裂纹：最危险的焊接缺陷，通常发生在 焊缝金属及热影响区（焊缝两侧20mm范围）
（2）防止措施：防止产生热裂纹应选用适宜的焊接材料， 严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。严格控制焊缝截面形 状，避免突高，扁平圆弧过渡，适当提高焊缝形状系数。确 定合理的焊接工艺参数，一般 6mm 左右厚的板对接焊，焊 接坡口各搭接 2 ～ 3mm ，焊缝宽度以 12mm 左右为宜，焊 缝增强高1～2mm为宜，不应超过3mm。施焊后暂缓清除 焊渣，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。 防止产生 冷裂纹，重要结构应选用碱性焊条，焊条在施焊前一定要进 行烘干处理，因为未经烘干的焊条内含水分较多，在高温电 弧作用下会分解出大量的氢，从而增加焊缝中的氢含量；仔 细清理焊道表面的油污锈迹，避免氢的侵入，使焊接金属中 的气体能够充分逸出；选用合理的焊接工艺参数和施焊程序， 以减小焊接应力。对淬火倾向大的钢材，应采取预热、缓冷 或焊后热处理等措施。
碳弧气刨的特点
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。
烧穿：常见于薄板焊接时，在焊缝 上形成穿孔。
（1）产生原因及危害：电流过大而焊速太慢， 焊件装配间隙太大等，都有可能引起烧穿，使焊 缝的强度和水密性荡然无存。
（2）防止措施：正确选择焊接电流和焊接速 度，严格控制焊件的装配间隙并保持均匀一致， 电弧在焊缝接头处不能长时间停留，要匀速运条。
未焊透：焊接时接头根部未完全熔 透的现象。
碳弧气刨时注意事项
注意防止触电和发生火灾外。 注意风向，按顺风方向刨削，避免钢水及熔渣烧 坏工作服或烫伤皮肤，要特别注意工地防火。 在容器或舱室内操作时，必须加强通风，及时排 除烟尘，改善工作环境。 因刨削电流大，应防止电焊机过载烧毁。特别是 刨削电流大、焊机额定电流小时，要根据负载持 续率，掌握好每次连续刨削的时间，以免焊机过 载。 必须使用碳弧气刨的专用石墨棒，这种石墨棒杂 质含量小，操作时产生的有害气体对环境污染
1、焊缝形状和尺寸不符合要求 2、焊瘤 3、咬边 4、烧穿 5、未焊透 6、夹渣 7、气孔 8、焊接裂纹
焊缝形状和尺寸不符合要求：即焊缝宽 度沿长度方向宽窄不齐、焊缝截面不丰满或 增强高过高。
（1）产生原因及危害：焊缝宽度不一致是由各种 因素造成的，如焊条不正确的摇动和移动不均匀， 焊件边缘切割不齐等。在焊接过程中当电流过小或 焊接速度太慢时，会使焊缝的增强高过高。有人误 认为焊缝的增强高愈高，焊缝强度也愈大，殊不知 增强高过高会引起应力集中，易产生裂纹。尺寸过 小的焊缝，有效工作截面减少，焊接接头强度降低； 尺寸过大的焊缝将引起应力集中。 （2）防止措施：选择合理的坡口角度（45°为 宜）和均匀的装配间隙（2mm为宜）；保持正确的 运条角度匀速运条；根据装配间隙变化，随时调整 焊速及焊条角度；视钢板厚度正确选择焊接工艺参 数。
裂纹：最危险的焊接缺陷，通常发生在焊 缝金属及热影响区（焊缝两侧20mm范ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）内。
（1）产生原因及危害：焊接裂纹通常分为热裂纹和冷裂 纹两种。热裂纹产生的原因：在焊缝金属的晶界上存在低熔 点共晶体，它削弱了晶粒间的联系，在高温和受到极大应力 作用时，就容易在晶粒之间引起开裂。焊缝金属中含硫、铜 等杂质较多时，容易产生热裂纹。冷裂纹产生的原因：碳和 合金元素的含量过高，使母材金属可焊性变坏，焊缝及热影 响区存在淬硬组织，焊缝金属中氢含量较高且集中。上述焊 缝金属中的各种缺陷以及金属的显著过热，会形成较大的焊 接拉伸应力导致冷裂纹。冷裂纹具有延迟性质，有的在焊后 立即出现，也有的在焊后几小时，或数天后至个把月才发生 裂纹，因此它具有更大的危险性，须引起高度重视。焊接裂 纹将引起严重的应力集中，减少有效工作截面，破坏焊接接 头的不渗透性，使船艇抗沉性能变坏，并随时间的增长裂纹 不断扩展，从而导致焊接构件断裂。所以船体结构均不允许 存在焊接裂纹，一旦发现应立即铲除重焊。