碳弧氣刨基礎知識培訓

1、碳弧氣刨基礎知識碳弧氣刨基礎知識n 使用焊接技術制造金屬結構時必須先將金屬切割成符合要求的形狀，有時還需要刨削各種坡口，清除焊根及清除焊接缺陷，雖然對金屬進行切割和刨削的方法多種多樣。然而應用電弧熱切割和刨削金屬具有顯著地諸多優(yōu)勢，因而被廣泛應用，實際上，電弧切割與電弧氣刨的工作原理、電源、工具、材料及起源完全一樣，不同之處僅僅在于具體操作略有不同。可以認為電弧氣刨是電弧切割的一種特殊形式。而碳弧氣刨則是電弧氣刨家族中的一員。焊工焊工 VS “裁縫裁縫”n實物才是我們需要的(或者說有價值的)；n天然實物是不少見,但直接實用的并不多見；n大多數我們使用的實體都是經過我們加工，組合過的n組合加工包

2、括：定位、夾緊、連接；n四大類連接：螺栓連接、鉚接、粘接、焊接；n焊工就是特定物質(金屬等)的“裁縫”如何做好一件衣服呢？如何做好一件衣服呢？怎樣開展一次怎樣開展一次碳弧氣刨碳弧氣刨工作呢？工作呢？切割技術切割技術n冷切割p機械去除：n熱切割p熔化切割n碳弧氣刨碳弧氣刨n等離子切割n激光切割np燃燒切割n氧氣切割焊工裁縫如果只會“縫”，不會“裁”？第九章第九章 碳弧氣刨知識碳弧氣刨知識n第一節(jié) 碳弧氣刨的簡單工藝：n 1-1 碳弧氣刨的原理及特點n 1-2 碳弧氣刨工藝n第二節(jié) 碳弧氣刨的設備、工具和材料：n 2-1 碳弧氣刨的設備n 2-2 碳弧氣刨的工具和材料n第三節(jié) 低碳鋼、低合金鋼、不

3、銹鋼的碳弧氣刨：n 3-1 低碳鋼的碳弧氣刨n 3-2 低合金鋼的碳弧氣刨n 3-3 不銹鋼的碳弧氣刨碳弧氣刨原理及特點碳弧氣刨原理及特點n碳弧氣刨工作原理p利用碳棒或石墨與工件間產生的電弧將金屬熔化，并用壓縮空氣將其吹掉，實現在金屬表面上加工溝槽的方法碳弧氣刨原理及特點碳弧氣刨原理及特點n碳弧氣刨特點p 與用風鏟或砂輪相比，效率高、噪音小、并可減輕勞動強度，p 與等離子氣刨相比，設備簡單、壓縮空氣容易獲得，且成本低p 由于碳弧氣刨是利用氧化作用刨切金屬的，因而不但適用于黑色金屬，而且還適用于不銹鋼、鋁、銅等有色金屬及其合金p 由于碳弧氣刨是利用壓縮空氣把融化金屬吹走，因而可進行全位置操作，手

4、工碳弧氣刨的靈活性和可操作性較好，因而在狹窄工位或可達性差的部位，碳弧氣刨仍可使用碳弧氣刨原理及特點碳弧氣刨原理及特點n碳弧氣刨的應用p清焊根p返修焊件時清除缺陷p開焊接坡口，特別是中、厚板對接坡口，管對接U形坡口。p清理鑄件毛邊、飛刺、澆冒口及鑄件中的缺陷p切割不銹鋼中、薄板n碳弧氣刨的缺點：n 煙霧污染n 粉塵污染n 弧光輻射n 噪音較大n 操作不當易引起槽道增碳n 對操作者的技術要求高碳弧氣刨工藝參數碳弧氣刨工藝參數n極性：一般都用直流電源n 極性：采用直流電源時，焊件與電源輸出端正、負極的接法n 焊件接電源正極，焊條接電源負極的接法叫正接，也稱正極性n 焊件接電源負極，焊條接電源正極的

5、接法叫反接，也稱反極性金屬材料金屬材料鋼鋼鑄鐵鑄鐵銅及其合金銅及其合金鋁及其合金鋁及其合金不銹鋼不銹鋼極性反接正接正接正接或反接反接一般采用直流反接，這樣電弧穩(wěn)定，熔化金屬的流動性較好，凝固溫度較低，電弧發(fā)出連續(xù)的刷刷聲，刨槽寬窄一致，光滑明亮。若極性接錯，電弧不穩(wěn)且發(fā)出斷續(xù)的嘟嘟聲。碳弧氣刨工藝參數碳弧氣刨工藝參數n碳棒的直徑與電流I=(30-50)d鋼板厚度鋼板厚度碳棒直徑碳棒直徑鋼板厚度鋼板厚度碳棒直徑碳棒直徑3一般不刨812684641015810685615以上10鋼板厚度與碳棒直徑之間的關系鋼板厚度與碳棒直徑之間的關系：常見碳棒規(guī)格與選用電流：常見碳棒規(guī)格與選用電流：斷面形狀斷面形

6、狀規(guī)格（規(guī)格（mm） 適用電流（適用電流（A）斷面形狀斷面形狀規(guī)格（規(guī)格（mm） 適用電流（適用電流（A）圓形3X3554X355 5X355 6X355 7X355 8X355150180150200 150250 180300 200350 250400扁形3X12X3555X10X355 5X12X355 5X15X355 5X18X355 3X20X355200300 300400 350450 400500 500600 550600 碳弧氣刨工藝參數碳弧氣刨工藝參數n 對于一定直徑的碳棒，如果電流較小，則電弧不穩(wěn)，且易產生夾碳缺陷；適當增加氣刨電流。刨槽加寬，刨深也增加，而且可以提

7、高氣刨的線速度和獲得光滑的刨槽，在實際 應用中，一般選用較大的電流。但過大的電流，碳棒易發(fā)紅，鍍銅皮脫落，碳棒燒損很快，甚至碳棒融化，造成嚴重滲碳。因此氣刨電流收碳棒直徑約束n此外碳棒的直徑還與刨槽寬度有關，刨槽越寬，碳棒直徑應越大，通常碳棒直徑應比刨槽寬度小2mm左右。n刨槽的寬度主要由碳棒直徑和電流大小及操作技術來決定。碳棒直徑大，使用電流大刨槽變寬。碳弧氣刨工藝參數碳弧氣刨工藝參數n刨削速度: 0.5-1.2m/minn刨削速度對刨槽尺寸、表面質量都有一定的影響，速度太快會造成碳棒與金屬相碰，使碳粘于刨槽頂部，形成所謂“夾碳”的缺陷。隨著刨削速度的增大，刨削深度將減少。引弧時刨削速度稍慢

8、。碳弧氣刨工藝參數碳弧氣刨工藝參數n壓縮空氣壓力：0.4-0.6MPan壓縮空氣的壓力由使用的電流決定。電流（電流（A）壓縮空氣壓力（壓縮空氣壓力（MPa）1401901902702703403404704705500.350.40.40.50.50.550.50.550.50.6 壓縮空氣的壓力高，刨削有力，因此壓力高是有利的，碳弧刨削常用的壓縮空氣壓力為0.50.6MPa，流量為0.851.7立方米/秒。 對壓縮空氣的要求：應適當控制水分和油（在壓縮空氣的管路中加過濾裝置予以控制），因其過多時會使刨槽表面質量變壞。碳弧氣刨工藝參數碳弧氣刨工藝參數n電弧長度：1-2mmn碳弧氣刨時，弧長過長

9、，電弧不穩(wěn)定，易熄弧或槽道不整齊。弧短有利于提高生產效率。但過短易引起：“夾碳”缺陷。n碳棒傾角：25-45n碳棒與刨件沿刨槽方向的夾角稱為碳棒傾角。傾角大小主要會影響刨槽深度和刨削速度，傾角增大，則刨削深度增加，刨削速度減小。n碳棒伸出長度80-100mmn碳棒從鉗口到電弧端的長度為伸出長度。伸出的長度越長，鉗口離電弧就越遠，壓縮空去吹到熔池的風力就不足，不能將融化金屬順利吹除；另一方面伸出長度越長，碳棒的電阻越大，燒損也就快。但伸出長度太短，會引起操作不方便。n一般碳棒伸出長度為80100mm，當碳棒燒損到3040mm時，就需調整伸出長度。碳弧氣刨操作技術碳弧氣刨操作技術n準備工作p檢查極

10、性、選擇電流、調節(jié)碳棒伸出長度、檢查壓縮空氣壓力、調節(jié)風口對準刨槽n引弧p先送風后引弧，引燃電弧瞬間電弧不宜拉得過長n刨削p開始慢一點，p碳棒不應橫向擺動和往復移動，只能沿刨削方向作直線運動p手要穩(wěn)，對準準線，碳棒應端正，傾角保持不變，調整伸出長度時不應停止送風，以利于碳棒冷卻p結束時，應先斷弧，過幾秒后關閉送氣閥門。p碳弧氣刨后的坡口，在焊前必須徹底清除氧化皮，鐵渣、碳灰和銅斑等雜物，并仔細檢查焊縫根部是否完全刨透或缺陷是否完全清除。p碳弧氣刨的方向，一般自右向左，或自上而下。碳弧氣刨設備、工具碳弧氣刨設備、工具n設備：p電源、壓縮空氣源（我處儲氣罐）碳弧氣刨設備、工具碳弧氣刨設備、工具n工

11、具：p氣刨槍：側面送風式、圓周送風式碳弧氣刨設備、工具碳弧氣刨設備、工具n工具：p碳棒（通常都是實心鍍銅碳棒）：圓形、扁形p焊接生產中常用圓形和矩形（扁）碳棒兩種。圓形碳棒主要用于焊縫清根、背面開槽及清除焊接缺陷等，矩形碳棒用于刨除焊件上殘留的臨時焊疤、清除焊縫余高和焊瘤，有時也用作碳弧切割。對碳棒的要求是導電良好、耐高溫、不易折斷和價格低廉等。一般采用鍍銅實心碳棒，鍍銅層厚度為0.30.4mm,碳棒的型號和規(guī)格及額定工作電流見JB/TB154-1999p碳棒在保管時應保持干燥。使用前如發(fā)現碳棒受潮，應烘干后才能使用，烘干溫度180C左右，保溫10小時。常用材料碳弧氣刨工藝性常用材料碳弧氣刨工

12、藝性n低碳鋼（優(yōu)良）p表面會有一層硬化層0.54-0.72mm（最多不超過1mm），非滲碳，而是急冷后的淬組織，不影響刨后的焊接質量n低合金鋼（良好）p刨槽表面易形成淬硬組織而產生裂紋，刨削時應采取一定的工藝措施（預熱）p一些強度等級高，不宜采用碳弧氣刨工藝n不銹鋼（良好）p刨槽邊緣的熔渣含碳量高，但刨后認真清理，不會影響焊接質量p刨后不銹鋼表面有輕微滲碳層0.02-0.05mm（最多不超過0.11mm）p刨后熱影響區(qū)僅1mm，比手工電弧焊小p備注：不銹鋼的成分是合金，含量最多的是鐵，不銹鋼中主要合金元素是Cr （鉻）只有當Cr含量達到一定值時，鋼才有耐蝕性。因此不銹鋼一般Cr均在13%以上，

13、不銹鋼中還有Ni、 Ti、 Mn等元素，大多數不銹鋼的含碳量均較低，有些不休鋼的含碳量低于0.03%。碳弧氣刨常見的缺陷和預防措施碳弧氣刨常見的缺陷和預防措施n夾碳：刨削速度太快或碳棒送進過猛，使碳棒頭部碰到鐵水或未融化的金屬上，電弧就會因短路而熄滅。由于溫度很高當碳棒再往前送或向上提起時，頭部脫落并粘在未融化的金屬上，發(fā)生夾碳缺陷。n發(fā)生夾碳后，在夾碳處的電弧就不能再引燃，阻礙了碳弧氣刨的正常進行。夾碳處焊后易產生裂紋或氣孔，因此夾碳缺陷必須徹底清除。n清除方法是在夾碳缺陷前端引弧將夾碳處連根一起刨掉。nQ420、Q460（低合金高強度結構鋼）及調質鋼在碳弧氣刨后，不論有無“夾碳”或“粘渣”

14、均應用砂輪打磨刨槽表面，去除淬硬層后方可進行焊接。碳弧氣刨常見的缺陷和預防措施碳弧氣刨常見的缺陷和預防措施n粘渣：主要由于壓縮空氣壓力過小引起，刨削速度與電流配合不當，刨削速度太慢或傾角過小等因素亦會造成粘渣。n產生粘渣應用扁鏟或手提砂輪清除。n刨槽不正或深淺不勻主要是由于操作不當引起的。碳弧氣刨常見的缺陷和預防措施碳弧氣刨常見的缺陷和預防措施n銅斑：由于碳棒表面銅層質量欠佳，操作時銅層剝落熔化后粘附在刨槽內。焊前必須徹底清除，以免影響焊接質量。n燒穿：對于薄板（小于5或6mm)容易燒穿，應選用較小直徑的碳棒，配合較低的電流，采用較高的氣刨速度和合適的傾角，可以防止燒穿。*典型的碳弧氣刨工藝過

15、程（拓展）典型的碳弧氣刨工藝過程（拓展）n焊接準備p明白任務n結構的形狀和尺寸n碳弧氣刨部位的材質和厚度n碳弧氣刨的細節(jié)，刨槽寬度、深度等。p過程規(guī)劃n定碳弧氣刨的方法n定碳弧氣刨的電源n定碳弧氣刨的材料n預定碳弧氣刨的工藝參數n碳弧氣刨過程控制事項p生產準備n準備生產資料，關注安全生產及勞動保護n焊接過程控制p如碳弧氣刨：引弧，運條，收弧。關注“控制“n焊后處理p脫氫，防腐等n檢驗p需求管理簡介*焊接過程控制焊接過程控制（拓展）（拓展）以焊條電弧焊為例，焊接過程包括：n引弧n運條n收弧什么叫控制？就是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。如何控制？1、建立標準（什么是合格）2、現場采集數據（如何采集，如何傳遞）3、比對，出結果（數據與標準）4、結果合格，繼續(xù)5、結果不合格呢？采取措施控制6、再采集數