碳弧气刨工艺及参数优化

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：碳弧气刨工艺参数的选择主要结合以下几个方面来考虑并匹配。若速度太快，易造成碳棒与金属短路、电弧熄灭，使碳棒粘在刨槽顶端，形成“夹碳”缺陷。手工碳弧气刨时，外伸长度过大，压缩空气喷嘴离电弧远，造成风力不足，难以将熔渣顺利吹除，且碳棒易发红折断。表1-8-12 碳弧气刨的工艺参数

碳弧气刨工艺参数的选择主要结合以下几个方面来考虑并匹配。

1.碳弧电源极性

碳弧气刨一般采用直流反接（工件接负极）。这样气刨时电弧稳定，熔化金属的流动性较好，凝固温度较低，因此刨削过程稳定，速度均匀，电弧发出连续的“刷刷”声，刨槽宽窄一致，表面光洁。反之则电弧不稳且发出断续的“嘟嘟”声。

2.碳弧电流与碳棒直径

碳弧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=（30～50）D

式中 I——电流，单位为A；

D——碳棒直径，单位为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、刨槽表面光滑、宽度增大。实际应用中，一般选用较大的电流，但电流过大时，碳棒易发红，烧损很快，镀铜皮脱落，甚至碳棒熔化，造成严重渗碳。

碳棒直径的选择一般按工件厚度来确定。但也要考虑槽宽的需要。通常碳棒直径应比所要求刨槽宽度小2～4mm，碳棒直径的选择见表1-8-11。

表1-8-11 碳棒直径的选择

3.刨削速度

刨削速度影响刨槽尺寸、表面质量以及刨削过程的稳定性。刨削速度必须与气刨电流大小和刨槽深度相匹配。若速度太快，易造成碳棒与金属短路、电弧熄灭，使碳棒粘在刨槽顶端，形成“夹碳”缺陷。故一般刨削速度以0.5～1.2m/min为宜。

4.压缩空气压力

压缩空气压力直接影响刨削速度和刨槽的表面质量。提高压缩空气压力则切削能力增强，可提高刨削速度和刨槽表面的光滑程度。一般要求压缩空气的压力为0.4～0.6MPa。压力低于0.4MPa，熔融金属难以全部吹除，影响刨削正常进行，效率明显降低，且槽道表面粗糙，渗碳层增厚。大电流气刨时，金属熔化量增加，要求压缩空气压力和流量也相应增加。

5.碳棒外伸长度

碳棒从导电嘴到碳棒燃弧端的长度为外伸长。手工碳弧气刨时，外伸长度过大，压缩空气喷嘴离电弧远，造成风力不足，难以将熔渣顺利吹除，且碳棒易发红折断。一般外伸长度以80～100mm为宜。随着碳棒逐渐烧损，碳棒的外伸长不断减少，当外伸长减少至20～30mm时，就必须重新调整。

6.碳棒与工件倾角

碳棒与工件倾角α大小会影响刨削深度和刨削速度。倾角增大，则刨削深度增加但刨削速度减小。一般以α=45°左右为宜。

7.碳弧长度

碳弧气刨时，弧长过大，电弧不稳定，易造成熄弧或槽道不整齐，故一般以弧长1～2mm为宜。弧短一些有利于提高生产效率，但过短又易引起“夹碳”缺陷。碳弧气刨的工艺参数见表1-8-12。

表1-8-12 碳弧气刨的工艺参数