一、何为碳弧气刨?
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,从而在金属上刨削出沟槽的一种热加工工艺。
二、工艺特点
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、热输入值较高等。
三、常见缺陷及预防措施
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。
四、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。
五、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。运条的要求是:准、平、正。准是深浅准和刨槽线准。为了保证刨的准,可以先刨出一道浅槽,然后按浅槽的宽度逐层往深刨。平就是刨活时手要稳,刨出的槽才能平,否则刨出的槽深浅不一致。正就是刨槽的中心与碳棒的中心一致,否则刨槽形状不对称。 5)排渣:刨活时压缩空气是从后向前吹,调整好压缩空气的出风口,使风口能对准刨槽,那么渣都吹到电弧的前部,这样刨出的槽两侧渣少,节省清渣时间。实践证明,再碳弧气刨中,将吹风口稍微调偏一点,使吹出的渣一部分吹到槽的外测,防止渣将前面的准线盖上,影响操作。如果掌握好,使大部分渣往前吹,少部分渣往外翻,即能得到理想的工作效果。 6)收弧:碳弧气刨收弧时,应先断弧,过几秒后再停气,使碳棒冷却。碳弧气刨收弧后,不允许熔化的铁水留在刨槽里,因为熔化的铁水中,碳和氧都比较多,而且碳弧气刨的收弧处,往往也是焊缝的弧坑处。另外,弧坑处比较容易出现裂纹和气孔,所以如果碳刨后的铁水没清除干净,它就成焊接后出现缺陷的一个主要祸根。因此,碳弧气刨收弧后必须将刨后的铁水清除干净,用砂轮打磨干净后,再进行焊接。
|