碳弧气刨工艺参数及其影响因素

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：碳弧气刨的工艺参数包括电源极性、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。即工件接负极，碳弧气刨枪接正极。刨削电流在碳弧气刨操作中是一个很重要的工艺参数，对刨槽的尺寸影响很大。

碳弧气刨的工艺参数包括电源极性、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、低合金钢和不锈钢进行碳弧气刨时，采用直流反接（便于熔池大幅度增碳，降低其熔点增加其流动性）。即工件接负极，碳弧气刨枪接正极。用这种连接方式进行碳弧气刨时电弧稳定，刨削速度均匀，电弧发生连续的“刷刷”声，刨槽两侧宽窄一致，刨槽表面光滑明亮。

2.电流

一般碳弧气刨刨削电流与碳棒直径成正比关系，可按经验公式选择电流。工作电流I＝（35～50）碳棒直径d，矩形棒按大边一半为d，如规格为5mm×12mm矩形碳棒，额定电流为300A。

刨削电流在碳弧气刨操作中是一个很重要的工艺参数，对刨槽的尺寸影响很大。如果刨削电流较小，则电弧不稳，并且容易产生夹碳现象；但刨削电流过大时，刨槽宽度增大，刨槽深度也加深，碳棒烧损较快，甚至碳棒熔化，造成刨槽严重渗碳。只有电流选择适当时，才能获得表面光滑、宽度和深度均匀的刨槽。一般地，为了提高刨削速度，可按经验公式的上限作为刨削电流。

注意：在清除焊缝缺陷时，如果电流较大，刨削速度和刨槽深度都增大，不利于发现焊缝缺陷，所以在返修焊缝缺陷时，刨削电流应选取小一些。

3.碳棒直径与板厚

碳棒直径的选择是根据被刨削的钢板厚度决定的。钢板越厚，散热越快。为了提高刨削速度，使被刨削金属熔化快，就要加大刨削电流，所以也要选择直径较大的碳棒。碳棒直径与板厚的关系见表3-41。

表3-41 碳棒直径与板厚的关系（单位：mm）

碳棒直径的选择与刨槽宽度也有关系，碳棒直径越大，则刨槽越宽。碳棒直径一般比所要求的刨槽宽度小2～4mm为佳。

4.碳棒伸出长度

碳棒从碳弧气刨枪的电极到电弧端的长度为伸出长度。手工碳弧气刨时，伸出长度过大，电极离电弧就远，造成压缩空气吹到熔化金属处的风力不足，不能顺利地将熔渣吹掉，而且碳棒也容易烧损。但是伸出长度太短，会引起操作不便。操作时碳棒伸出长度以80～100mm为宜，当烧损至20～30mm后，应重新调整。

5.碳棒倾角

刨削时碳棒与刨槽倾角以45°左右为宜。倾角大，刨槽深；倾角小，刨槽浅。操作时使碳棒中心线与接缝中心线重合。

6.压缩空气压力

压缩空气的主要作用是吹走被熔化金属。压力高，刨削有力；压力过低，熔渣吹不掉。一般要求压缩空气的压力为0.4～0.6MPa；低于0.4MPa不能正常工作。选用碳棒直径增大时，压缩空气压力和流量也增大。压缩空气所含水分和油分应清除。必要时加过滤装置，保证刨槽质量。

7.电弧长度

当弧长较长时，电弧不稳定，甚至发生熄弧。一般弧长约1～2mm，尽量采用短弧，这样不仅使碳弧气刨能顺利进行，而且可以提高生产率和碳棒的利用率，但电弧太短，容易引起“夹碳”缺陷。在刨削过程中弧长应尽量保持不变，以保证刨槽尺寸均匀。

8.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，刨削速度与刨削电流大小及刨槽深度是相匹配的。刨削速度增加，刨槽宽度和刨槽深度减小。刨削速度太快，易造成碳棒与金属工件短路，电弧熄灭，形成刨槽夹碳缺陷。一般刨削速度为0.5～1.2m／min较合适。

碳弧气刨工艺参数及其影响因素

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