碳弧气刨的工作原理

1、总结总结碳/气刨使用年按技术制造金属结构时，必须先将金属切割应符合要求的柩状，有时还需要创谓各 珅坡口，清岸根及清除焊接使陷。虽然对金属进行切割和切削的方法多珅多样，然而应用电 总热切割和刚削金属具有显著的诸多优点，因而彼广廷应用。实际上,电弧切割与电弧气刨 的工作原理、电源、工具、H料及气源完全一样，不同之处仅仗在于具体操作略有不同。可 以认为电弧气刚是电总切割的一种特殊形式，而碳鬼气债则是电弧气刨家族中的一员。碳/气包的原理、特点及应用原理碟通气创是利用在碳棒与工件之间产生的电施热将金属烙化，同时用压缩空气将这些熔化 金属欧控，从而在金属上债削出沟槽的一种热加工工艺。其工作除理如图1所示。

2、图1糕见气创工作原理示意图1-碳棒2-气债枪夹头3-压缩空气4-工件5-电弘L-碳棒外伸长a碳棒与工件夹角1.2特点1）与用贝俨或砂轮相比，效率高，噪音小，并可域轻劳动轻度。2）与等离子也气创相比，设备简单，压缩空气容易获得且成本低。3）由于碳总气的是利用高温而不是利用氧化作用创消金属的，因而不但适用于黑色金属, 而且还适用于不锈M、困、制等有色金属及其合金。4）由于碳4气刚是利用压缩空气把熔化金属吹去，因而可进行全位置操作；手工碳见气 刨的灵活性和可操作性较好，因而在获窄工位或可达性差的部位，碳总气债仍可使用。5）在清除焊缝或铸件缺陷时，被5削面光洁铮亮,在电弧下可清楚地观察钟缺陷的柩状 和

3、深度，故有利于精除缺馅。6）碳弘气创也具有明显的缺点，如产生周寥、蟆音较大、柳生传染、玄光幅射、对操作 者的技术要求高。11.3 3用D SSffio2）开坡口，特别是中、厚板对接坡口，管对接U柩坡口。3）清除焊缝中的献略。4）清除债件的毛边、飞刺.浇转口及缺限。设备及材料 碳4气削系就由电源、气刨枪、碳棒、电缆气管和压缩空气源等组成。如S 2碳弧气创系藐示意图1-电源2-气倒枪3-碳棒4-电缆气管5-空气压缩机6-工件1 2 3 4 5 6碳/气刨电源 碳总气的一般采用具有睦择外特11且动持11较好的手工直潦电售岸机作为 电源。由于碳弘气创一般使用的电流较大，且连续工作时间较长，因此，应选用

4、功率较大 的岸机。用如，当便用7mm的碳棒时，碳弧气创电潦为350A ,故宜选用额定电流为 500A的手工直流电弘岸机作为电源。使用工骑交流焊接电源进行碳总气债时，由于电通过 零时间较长会引起电总不稳定，放在实斥生产中一般并不便用。近年来研制成功的交流方 波岸接电激，尤其是逆变式交流方源焊接电源的过零时间极W,且动态特性和控制性能优 良，可应用于碳施气刨。气倒枪 碳售气倒枪的电极夹头应导电性良好、夹杼牢固，外壳绝缘及免热性能 良好，更换碳棒方便，压缩空气喷射集中而由硝，更量轻和使用方便。球施气刨枪就是在 岸条电弧岸附的基搬上，增加了压缩空气的进气管和喷嘴而制成。碳总气切枪有网面送气 和同周送气

5、两种类型。（1）制面送气气刨枪制面送气气倒相结构如图3所示。网面送气气切枪畸结构如图4 所示。图3则面送气气刨枪结构示意图1-电缆气管2-气刨枪体3-喷喝4-喷气孔闸面送气气刨枪的优点：笫构简单，压缩空气紧贴糕棒原出，周棒长度调节方便。散点: 只能向左或右单一方向进行气刨。(2)圆周送气气刨枪HI周送气气制枪只是枪喷的结构与制面送气气创枪有所不同。问周 送气气债枪啾结构如图5所示。圆周送气气刨枪的优点：喷嘴外部与工件免缘，压缩空 气由碳棒四周喷出。糕棒冷却均匀，适合在各个方向操作。快点：结构比较复杂。图4恻面送气气刨柩嘴绐构示意图图5同周送气气剧枪嘴结构示意图1-电缆气管的掾孔2-气道3-糕棒

6、孔4一累固碳棒的掾孔减捧 碳棒是由碳、石墨加上适当的拈合剂，通过挤压成形，培熠后援一层铜而 制成。碳棒壬要分同族棒、扁碳棒和半园碳棒三抻，其中冏碳棒最常用。对碳棒的要求是 耐高温，导电性良好，不易断裂，使用时散发则穿及粉生少。眯弧气刨的碳棒规格及适用 电流如表1所示。碳/气像表1碳棒规格及适用电流断面柩状焜格/ mm适用电流/A形3x355150-1804x355150-2005x355150-2506x355180-3007x355200-3508x355250-4009x355350-45010 x355350-500扁13x12x355200-3004 x 8 x 355180-2704

7、x12x355200-4005 x 10 x 355300-4005x12x355350-4505 x 15 x 355400-5005 x 18 x 355450-5505 x 20 x 355500-6001.3碳/气的工艺工艺参数及其第* (1)电源极性 碳曹气创一毁采用直流反接(工件接负 极)。这样电弧稳定，熔化金属的流动性较好，溪固温度较低，因此反按时创谓过程稳定, 电弧发出连续的刷刷声，刨It宽窄一致，光滑明亮。若极性接错，电售不稳且发出曲续的 唱啕声。(2)电流与碳棒直径 电流与碳棒直存成正比关系，一般可参阳下面的经盼公式选择 电流：/=(30 50) P式中 /一一电流(A)；

8、。一一碳棒直径(mm) o对于一定直径的碳棒，如果电流较小，则电曹不稳，且易产生夹储缺陷；适当增大电 流，可提高削例速度、切槽表面光清、宽度增大。在实尿，应用中，一般选用较大的电流, 但电说过大时，周棒烧损很快，甚至碳棒熔化，造应野垂接碳小碳棒直径的选择主要根梃 所需豹一般碳棒直径应比所要求的创II宽度小2 4mm o(3)刨削速度 创削速度对刨槽尺寸，表面质量和债耨过程的稳定性有一定的L-。 刨削邃度须与电流大小和刨傅深度(或碳棒与工件间的夹角)相也配。创削速度太快， 易造成糕棒与金属彩路、电弧滤火，形成夹碳缺陷。一般刚削邃度为0.5 1.2m/min左 右为宜。(4)压缩空气压力 压缩空气

9、的压力会直接爵响债削速度和创傅表面质量；压力高， 可提高刨削速度和刚椅表面的光滑程度；压力低，则造成创槽表面拈潘。一殷要求压缩空 气的压力为0.4 0.6Mpa。压缩空气所含水分和油分可通过在压缩空气的管路中加过能 装置予以限制。(5)糕棒的外伸长 碳棒从导电喝到用棒端点的长度为外伸长。手工碳弘气倒时，外 伸长大，压缩空气的崎喝离电弧就近，造成反力不足，不能将熔渣醺利收控，而且碳棒也 容易折断。一殷外伸长为80 100mm为宜。随着碳棒烧损,碳棒的外伸长不断其少， 当外伸长殿少至20 30mm时，回将外伸长垂新调至80 100mm。(6)碳棒与工件间的夹角 碳棒与工件间的夹角a(如图1所示)大

10、小，壬要会勒响 创情深度和债削速度。夹角增大，则的M深度增加，刚削速度减小。一般手工碳售气制采 用夹角45左右为宜。常见缺陷及排除措脑(1)夹球 刨削速度和碟棒送达速度不稳，造应死路填也, 碳棒扣在未熔化的金属上，易产生夹储缺陷。夹碳献略处会形成一层含碳量高达6.7 %的 便脆的碳化扶。若夹碳残存在坡口中，惇后易产生气孔和裂纹。排除措论：夹碳主要是操作不黑缥造成的，因此应提高操作技术水平。在操作过程中要 细心观察，及时调整债削速度和碳棒送进邃度。发生夹球后，可用砂花、贝赞或垂新用气 假将夹碳部份浦除干净。(2) Wit用曹气创收出的物质俗称为清。它实质上主要是氧化扶和碳化铁等化合物，易 祜在助

11、傅的两恻而形成粘渣，惇按时容易形成气孔。排除搭做：祜港的主要原因是压缩空气压力偏小。发生粘清后，可用的畛刷、砂轮或用 债等工具将其消除。(3)洞用碟棒表面的铜皮成块剥落，熔化后.集中熔敷到刚楮表面某处而形成铜用。 焊按时，垓部位岸缝金属的含铜量可能增加很多而引起热裂纹。排除指的：碳棒债铜质量不好、电流过大都会造成铜皮成块剥落而形成铜斑。Bitt,应 选用质量好的碳棒和选择合适的电流乙发生制用后，可用尔畛刷、砂轮或更新用气的将制 用消除干净。成/气可(4)刨棺尺寸和步状不规则在碳弧气刚操作；过程中小有时会产生刚情不正，深浅不匀 甚至刚储的缺陷。排除指驰：产生这种缺陷的壬要原因是掾作技木不熟练，因

12、此应从以下几个方面改善操 作技术：保持刚削速度和碳棒送进速度稳。在刨相过程中，碳：棒的空间位置尤其是 碳棒夹角应合理且保持稳定。；刚削时应集中注意力，便糕棒对由预定创削路径。在消 悍根时，应将碳棒对准装配间隙。1.3.3就*气创的操作根据碳棒直径选择并调节好电流，便气创枪夹紧碳棒并调节 碳棒外伸长为80 100mm左右：打开气阀并调节好压缩空气流星，使气削枪气口和碳 棒对选恃倒部位。(2)通过碳棒与工件轻轻接触引域电机, 开始时，碳棒与工件的夹角要小，逐渐将夹角 增大到所需的角度。在刚削过程中，弧长个刨削速度和夹角大小三者适当配合时，电施稳 定、刚槽表面滑明亮：否H电情不稳、刨糟表面可能出现夹

13、糕和拈潘等秋眉。(3)在垂直N置时，应由上向下操作，这样垂力的作用有利于除去熔化金属；在平位置 时，既可从左向右，也可从右向左操作；在仰位置时，塔化金属由于重力的作用很容易落 下，这时应注意防止熔化金属烫伤操作人员。(4)碇棒与工件之间的夹角由傅深而定，创削要求深，夹角就应大一些。然而，一次刨 削的深度也大，对操作人员的技术要求越高，且容易产生胡略。HUto刚槽较深时，住住 要求削削2 3次。(5)要保排均匀的削削速度。均匀清脆的崛嘀声表示电弧稳定，能得到光滑均匀的倒槽。 邃度太快易短珞：太慢又易断弧。每段创傅衔按时，应在弧坑上引弧，以防止弄侪刨椅或 产生严垂凹痕。低碳掬及合金铜的族弘气可低碳

14、钢 可采用；碳施气刨对低碳飒清焊根、清除焊缝献眉和加工城口。一毁创 槽表面有一深度为0.54 0.72mm的硬化层，但它基本上不助响岸接接头的性能。这是 IS为岸前可用钢畛刷或砂轮对创相表面进斤清理，而在随后的焊接中，又将这层硬化层烙 ft To不镑铜 可采用碳弧气刨对不铸M清岸根、清除岸缝献路和加工坡口。对不错的 进行族曹气削后，按下述原则和如图6所示顺Jf进行惇按，不会筋响不诱拥的抗品间偶强 性能。图6不诱例多层岸焊接颤序A-介质接触面B-nW (1-5)各层岸道的焊接顺If(1)先在介质接触面的一例进行贰层焊按，以便在非介质接触面的一，清岸根，并避免 碳4气刨的飞盘物对介质接触面的损伤。

15、(2)尽量采用不对称的X形坡口，而介质接触而一则的坡口较大，口便用弧气刚远离介 质接俄面。(3)与介质接膜表面的焊缝最后施焊，以保证焊缝的抗腐蚀性。为了防止碳售气刚对不诱牺抗品间腐蚀性能的影够，将不诱纲的债槽表面用诊轮磨削干 净以后，再进行焊按。对于接触僵腐蚀介质的超低碳不锈的，不允许使用碳弧气刚清埠根, 而应采用砂轮磨削。0345 和 0390 铜可采用碳版气刚对Q345和Q390 M清埠根、清除岸缝缺陷和加工城口。对岸前要求预 热的合金犯，应在慎热的情况下进行碳弧气刚。具预热温度向等于或略高于岸前预热温度。 某些对泠裂纹十分敏感的高强合金羽厚板，不宜采用碳见气创。自动我暮气可自初极/气侵的

16、优点1)气创小车和碳棒送进机构可自研控制、无级调速。2)侵傅的精度高、稳定性好。3)倒，傅平滑均匀、倒棺边缘变形小。4)倒削速度比手工碳施气则速度高五倍左右。5)碳棒消耗量比手工碳服气刨少。自动碳，气钠设备 自动碳见气创机与全位置打走机构如图7所示。碳重气翎图7自动碳弘气刨机与全位置行走机构示意图1-主电路接触器（箱内）2-控制箱3-牵引胆行器电缆4-水平调节器5-电缆气管6- 电机控制电期7-垂直调节器8-同服电动机9-气刚头10-碳棒11-北道12-牵引胆 行器13-定位能扶14-压缩空气调压气15-褐控器碳,水气田碳弘气债产生的烟雾和新尘，严重忻梁环境，筋响工人的身体健康，特别是在密闭的

17、容 器内操作，情况更为恶劣，采用一段的通区口舱都不能解决问题。为了控制碳弧气刚引起 的幽寥和就生防染，根梃水喷雾可以消恻灭尘的道理，有些工厂应用了碳弘水气刨。碳，水气例段备用施水气刚设备类做废4气刨设备，但增力0 了一个供水器和供图8碳总水气削设备示意图1-工件2-气刚枪3-电源4-供水器5-空气压缩器供水器是提供水雾的装置，其结构见图9。压缩空气经管道垂与容器取通，水经透水管 3注入容器2，水面H到H高度（低于出气管4的展抽）后，关闭进水阳口。此时打开 出气管4的阀门，就有压缩空气从出气管排出。再打开出水管5的附门，就有压力水从 出水管喷出。若同时打开4和5 ,压缩空气和压力水经三通接头6混

18、合，从而喷射出压 缩空气和水窖占调节出气管4的附门和出水管5的阀门，可改变贝量及水雾的大小。当 供水器内的水面高度低于h时，神号不出水雾。因水在工作中呈客状，消耗量较少，一次灌注可用数日。图9供水器示意图1-压缩空气进气管2-容器3-选水管4-压缩空气出气管5-出水管6-水、气、混合三9成受水气债的关健，在于制造合理的供水器，以获得均匀诉散的水雾。但还必须注意压 缩空气与压力水混合的三通管接头6 ,应该使它尽可能地靠正气制枪(一般在10mm 口 内)这样才能保证气倒枪喷出推披的水雾。将嵌总气债枪梢作也造即可作为强曹水气创枪。掰如，将圆周送气气创他的内体(0 10)和外套在左端尾部钎捍以保密封,同时将内体上的气道内径由1mm政力1.5mm 0碳水气