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1、碳弧气刨作业指导书0. 适用范围本作业指导书规定了碳弧气刨工艺及操作应遵守的规则。适用于我厂低碳钢和低合金钢的碳弧气刨操作，用于清根、开坡口、清除焊接接头缺陷等。1. 碳弧气刨的原理、特点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。其工作原理如下图所示。母 材电 弧压 缩 空 气碳 棒气 刨 枪-+碳棒前进方向气 刨 方 向L(外伸长度)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。如下图所示。电 源空 气 压 缩 机气 管 及 电 缆碳 刨 枪碳 棒工 件-+1.2 特点1.2.1
2、与用风铲或砂轮相比，效率高，噪音小，并可减轻劳动程度。1.2.2与等离子弧气刨相比，设备简单，压缩空气易获得且成本低。1.2.3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。1.2.4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。1.2.5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。1.2.6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
3、操作者的技术要求高。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
4、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(500A 以上 )的直流焊机。若选用硅整流焊机作电源时，要注意防止超载，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。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。2.4 压缩空气2.4.1压缩空气必须清洁干燥，必要时应采取过滤装置。2.4.2碳弧气刨用压缩空气应有足够的压力和流量。压缩空气的压力会直接影响刨削速度和刨槽表面质量。压力高， 可提
5、高刨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。 一般常用的压力为0.4 0.6MPa，流量应控制在0.85 1.7m3/min 之间。2.5 碳弧气刨操作工2.5.1从事碳弧气刨的人员应经过培训合格。2.5.2碳弧气刨作业人员应熟悉所使用的设备，并能够正确操作。3. 操作前的准备3.1 清理工作场地，在10m范围内应无易燃、易爆物品。3.2 碳弧气刨前应作如下检查：3.2.1电源线及接地（焊件）线连接应牢固。自动碳弧气刨时，信号（电弧电压）线应可靠地接在焊件上。3.2.2气路连接应可靠、畅通、无泄漏现象。仪表完好。3.2.3采用自动碳弧气刨时，小车导轨与焊件气刨线应平行。3.2
6、.4当气刨环缝时，液轮架运转应可靠，且不跑偏。3.2.5碳弧气刨的电源极性、碳棒直径、气刨电流、行走速度、压缩空气的压力及碳棒的伸出长度等应符合工艺要求。3.3 对于需要预热的材料，在气刨前应按相应的焊接工艺要求进行预热。4. 操作要求4.1 自动碳弧气刨按操作说明书进行，当一切准备就绪，在按下启动按钮后，除连接碳棒需手动外，一切均自动进行，直至气刨结束时按下停止按钮。4.2 手工碳弧气刨按下列要求进行操作。4.2.1将碳棒夹持在碳弧气刨枪上，碳棒伸出长度一般为80 100mm ，当烧至 3040mm时，应将碳棒重新夹持到伸出长度。从导电嘴到碳棒端点的长度为碳棒外伸长度。手工碳弧气刨时，外伸长
7、大，压缩空气的喷嘴离电弧就远，造成风力不足，不能将熔渣顺利吹掉，而且碳棒也容易折断。4.2.2应先送风后引弧，防止引弧时产生夹碳现象。4.2.3为了保证刨槽光滑和电弧的稳定，碳弧气刨操作中弧长应始终保持在23mm 。4.2.4碳棒与工件间的夹角，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。碳棒与焊件夹角一般为2540。4.2.5引弧后的气刨速度应稍慢一点，待金属材料被充分加热后再调至正常气刨速度。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。刨削速度须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，易造成碳棒与金属短路、电弧熄灭，形成夹
8、碳、夹铜缺陷。一般刨削速度为0.51.2m/min 左右为宜。4.2.6气刨结束后应先熄弧后断气，以使碳棒冷却。4.3 一般低碳钢碳弧气刨后，在刨槽表面产生的硬化层厚度约为0.5mm 1.0mm，气刨结束后应彻底清除刨槽及其两侧的硬化层、氧化皮、粘渣、飞溅等附着物。5. 工艺参数手工碳弧气刨时，主要按碳棒直径选用电流（见下表）：规格（ mm ）7 8 9 10 12 电流（ A）340370 400430 450500 500550 550600 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：I=50D 式中 I- 电流(A),D- 碳棒直径（ mm ）对于一定直径的碳棒，如果电
9、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。在实际应用中，一般选用较大的电流，但电流过大时， 碳棒烧损很快， 甚至碳棒熔化， 造成严重渗碳，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24mm 。6. 检查6.1 气刨槽应无夹碳、粘渣、铜斑及裂纹或需清除的其他缺陷，否则应及时清除。6.2自动气刨刨槽尺寸允许偏差：宽度允差1mm 、深度允差 10.5mm 、刨槽中心相对焊缝中心的偏移 1mm 。6.3手工气刨刨槽尺寸允许偏差：宽度允差2mm 、深度允差 21mm 、刨槽中心相对焊缝中心的偏移 2mm 。7. 安全事项7.1 操作者应穿戴好必要的劳动保护用品。7.2 碳弧气刨时不准用氧气代替压缩空气。7.3 不允许把碳弧气刨枪浸在水中冷却。7.4 工作场地应通风良好，尤其是在通风不好的空间内操作时，必须加强通风，排除烟尘。
