一、碳弧氣刨的特點(diǎn)
它是利用石墨棒或碳棒作為電極，與工件間產(chǎn)生電弧將金屬熔化，并用壓縮空氣將熔化金屬吹除的一種表面加工溝槽的方法。
氣刨時(shí)，電弧最高溫度達(dá)6000～7000℃，放出的熱量能使工件表面熔化，通過(guò)碳弧氣刨噴嘴噴出的壓縮空氣（0.4～0.6MPa）將熔化了的金屬和所生產(chǎn)的熔渣吹走。電弧不斷燃燒，壓縮空氣連續(xù)吹掉熔融物，實(shí)現(xiàn)在金屬表面上所需要加工的溝槽。
這種氣刨工藝主要用于雙面焊時(shí)，清除背面焊根、清除焊縫中的缺陷，也可以作為單件或不規(guī)則的焊道加工坡口。
碳弧氣刨的加工功能與風(fēng)鏟或砂輪相比，具有下列特點(diǎn)：
1. 手工碳弧氣刨的靈活性較大，可進(jìn)行全位置操作。
2. 在清除焊縫或鑄件的缺陷時(shí)，可以清楚地觀察到缺陷的形狀和深度。
3. 操作時(shí)的噪聲比風(fēng)鏟小，生產(chǎn)效率比它高。
4. 對(duì)于受到限制的位置或可達(dá)性差的部位，碳弧氣刨更適于操作。
5. 碳弧氣刨時(shí)有煙霧、粉塵，對(duì)環(huán)境有污染，同時(shí)對(duì)操作技術(shù)要求較高。
二、碳弧氣刨所用設(shè)備
碳弧氣刨由電源、壓縮空氣氣源、刨槍、碳棒、電纜和氣管等組成，如圖6-4所示。
電源采用陡降外特性的弧焊整流器，其額定電流應(yīng)大于碳弧氣刨所需的電流。例如，用φ7mm的圓形碳棒，需要碳弧氣刨的切割電流為350A，宜選用額定電流為500A的弧焊整流器。
碳弧氣刨的氣刨槍主要用于夾持碳棒和吹送壓縮空氣。常用的氣刨槍如圖6-5所示，它有側(cè)面送風(fēng)和圓周送風(fēng)兩種形式。
碳棒應(yīng)具有耐高溫、導(dǎo)電性好和不易折斷的特點(diǎn)。為了提高其導(dǎo)電性和增加表面強(qiáng)度，往往在碳棒表面鍍一層純銅。碳棒分圓形和扁形（長(zhǎng)方形斷面）兩種，圓形碳棒主要用于焊縫反面開(kāi)槽；扁形碳棒可以用于開(kāi)坡口、刨焊瘤和切割大量金屬的場(chǎng)合。
三、氣刨工藝
為了獲得優(yōu)質(zhì)的刨槽，必須有正確的工藝參數(shù)為保證，影響氣刨質(zhì)量的有下列因素：
1. 電源極性
碳弧氣刨不銹鋼時(shí)，采用直流反極性連接（電極接電源正極），氣刨時(shí)電弧穩(wěn)定，刨削速度均勻，電弧發(fā)生連續(xù)的刷刷聲，刨槽兩側(cè)寬窄一致，表面光滑明亮。若采用直流正極性連接（碳棒接電源負(fù)極），則電弧發(fā)生抖動(dòng)，并發(fā)出斷續(xù)的嘟嘟聲，刨槽兩側(cè)呈現(xiàn)與氣刨抖動(dòng)聲相對(duì)應(yīng)的圓弧狀，若有此現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)將極性更換過(guò)來(lái)再重新進(jìn)行氣刨。
2. 氣刨電流與碳棒直徑
氣刨電流增大時(shí)刨槽寬度增大，槽深增加，刨削速度也增快，可以獲得較為光滑的刨槽質(zhì)量。但若氣刨電流過(guò)大，碳棒燒損較快，甚至碳棒熔化，會(huì)造成嚴(yán)重滲碳且刨槽表面粗糙；若氣刨電流過(guò)小，則電弧不穩(wěn)，刨槽小而淺，刨削速度不穩(wěn)定，效率低且容易造成粘渣現(xiàn)象。表6-3介紹了常用碳弧氣刨的參數(shù)。
碳棒直徑的選擇與鋼板厚度有關(guān)，見(jiàn)表6-4。它與所要求的刨槽寬度有關(guān)，碳棒直徑越大，則刨槽越寬。一般碳棒直徑應(yīng)比所要求的刨槽寬度小2～4mm。
3. 刨削速度
它必須與氣刨電流、風(fēng)壓相適應(yīng)，才能保證氣刨過(guò)程的正常進(jìn)行。速度過(guò)快或碳棒極向下送進(jìn)時(shí)過(guò)猛，碳極頭部將碰到液態(tài)金屬或碰到未熔化的金屬上，電弧就會(huì)因短路而熄滅。速度過(guò)快，還會(huì)使碳極的頭部脫落，粘在未熔化的金屬上，產(chǎn)生夾碳缺陷。出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)在缺陷前端重新引弧，反手輕輕刨掉一層，將缺陷清除掉，再繼續(xù)刨削。氣刨速度過(guò)慢，則電弧拉長(zhǎng)，會(huì)引起電弧不穩(wěn)定，甚至熄弧。
一般刨削速度以0.8～1.2m／min為宜。
4. 壓縮空氣壓力
壓縮空氣壓力會(huì)直接影響到刨削速度和刨槽表面質(zhì)量。壓力高，可提高刨削速度和刨槽表面的光滑程度；反之壓力過(guò)低，則造成刨槽表面粘渣。
一般要求壓縮空氣壓力為0.4～0.6MPa，壓縮空氣所含水分和油可通過(guò)壓縮空氣在管路上所安裝的過(guò)濾器予以限制，過(guò)濾介質(zhì)選用新硅膠為好。
5. 碳極伸出長(zhǎng)度
碳極伸出長(zhǎng)度以30～70mm為佳。伸出長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，電阻增大，碳棒燒損嚴(yán)重；過(guò)短時(shí)，常常會(huì)由于刨槍的金屬部分與被刨工件相碰而產(chǎn)生短路，使電弧不穩(wěn)。
刨削過(guò)程中，碳棒燒損是正常的，碳棒伸出長(zhǎng)度要斷續(xù)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)伸出長(zhǎng)度小于25mm時(shí)，應(yīng)將碳極伸出長(zhǎng)度重新調(diào)到70～80mm。
6. 碳棒與工件間傾角
碳棒與工件間的傾角大小主要影響刨槽深度和創(chuàng)削速度。傾角增大，則刨削深度增加，刨削速度減??；反之，則刨削深度減小而刨削速度增快。一般手工碳弧氣刨傾角以30°～45°為宜。
7. 碳弧氣刨的弧長(zhǎng)
在刨削過(guò)程中應(yīng)盡可能使電弧長(zhǎng)度短一些，以2～3mm為宜。電弧弧長(zhǎng)過(guò)短，容易引起夾碳缺陷；弧長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，冷空氣吹斷電弧，使電弧不穩(wěn)，甚至滅弧。電弧弧長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)還會(huì)使壓縮空氣的吹力不集中，被熔化的金屬來(lái)不及吹走，使刨口熱影響區(qū)增寬，刨口的表面粗糙度也變差。
此外，在刨削過(guò)程中，碳棒不要進(jìn)行擺動(dòng)，只要按預(yù)先選好的角度平直向前，就可以保證得到均勻的刨槽尺寸。
四、碳弧氣刨對(duì)不銹鋼焊縫耐蝕性的影響
碳弧氣刨不銹鋼時(shí)，它可以通過(guò)滲碳和熱作用來(lái)影響被刨金屬表面，導(dǎo)致破壞不銹鋼焊接接頭耐晶間腐蝕的性能。表6-5列出了碳弧氣刨18-8型不銹鋼時(shí)碳含量的分析。從表中可以看出，碳弧氣刨所產(chǎn)生的金屬飛濺一熔渣，其w（C）高達(dá)1.3％，但氣刨過(guò)程中滲碳的液態(tài)金屬很快地被壓縮空氣吹走，刨槽表層w（C）只有0.075％，所以說(shuō)碳弧氣刨對(duì)18-8型不銹鋼的滲碳作用是極其微小的。經(jīng)實(shí)測(cè)，氣刨后的金屬表面滲碳層的深度一般僅在0.02～0.05mm之間，最深處也不超過(guò)0.11mm，且滲碳層又是斷續(xù)的熔化金屬。碳弧氣刨雖然對(duì)被氣刨表面有加熱作用，但因弧柱下形成的高溫液態(tài)金屬很快被吹走，不再繼續(xù)對(duì)氣刨面起加熱作用?？梢赃@樣認(rèn)為碳弧氣刨的熱影響區(qū)比焊條電弧焊小，在正確的操作規(guī)范下，熱影響區(qū)只1mm左右。由此可見(jiàn)，碳弧氣刨對(duì)18-8型不銹鋼的滲碳和熱作用都是很微弱的。
