碳弧氣刨實用教案

1、碳弧氣刨簡介(jin ji) 使用焊接技術(shù)制造金屬結(jié)構(gòu)時，必須先將金屬切割成符合要求的形狀，有時還需要(xyo)刨削各種坡口，清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(yīng)用電弧熱切割和刨削金屬具有顯著的諸多優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用。實際上，電弧切割與電弧氣刨的工作原理、電源、工具、材料及氣源完全一樣，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。第1頁/共55頁第一頁，共55頁。碳弧氣刨的原理(yunl) 1 碳弧氣刨的原理、特點及應(yīng)用 1.1 原理 碳弧氣刨是利用在碳棒與工件之間產(chǎn)生的電弧熱將金屬(jnsh

2、)熔化，同時用壓縮空氣將這些熔化金屬(jnsh)吹掉，從而在金屬(jnsh)上刨削出溝槽的一種熱加工工藝。其工作原理如圖1所示。第2頁/共55頁第二頁，共55頁。碳弧氣刨的原理(yunl)第3頁/共55頁第三頁，共55頁。碳弧氣刨的特點(tdin) 1.2 特點 1）與用風(fēng)鏟或砂輪相比，效率高，噪音小，并可減輕勞動程度。 2）與等離子弧氣刨相比，設(shè)備簡單，壓縮空氣易獲得且成本低。 3）由于碳弧氣刨是利用高溫而不是利用氧化作用刨削金屬的，因而不但適用于黑色金屬，而且(r qi)還適用于不銹鋼、鋁、銅等有色金屬及其合金。第4頁/共55頁第四頁，共55頁。碳弧氣刨的特點(tdin) 4）由于碳弧氣刨

3、是利用壓縮空氣把熔化金屬吹去，因而可進行全位置操作；手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。 5）在清除(qngch)焊縫或鑄件缺陷時，被刨削面光潔錚亮，在電弧下清楚地觀察到缺陷的形狀和深度，故有利于清除(qngch)缺陷。 6）碳弧氣刨也具有明顯的缺點，如產(chǎn)生煙霧、噪音較大、粉塵污染、弧光輻射、對操作者的技術(shù)要求高。第5頁/共55頁第五頁，共55頁。碳弧氣刨的應(yīng)用(yngyng)1.3 應(yīng)用1）清焊根2）開坡口，特別(tbi)是中、厚板對接坡口，管對接U接坡口。3）清除焊縫中的缺陷。4）清除鑄件的毛邊、飛刺、澆鑄口及缺陷5)在板材工件上打孔。6)

4、刨削焊縫表面的余高。 第6頁/共55頁第六頁，共55頁。碳弧氣刨設(shè)備(shbi) 2 設(shè)備及材料 碳弧氣刨系統(tǒng)由電源、氣刨槍、碳棒、電纜氣管(qgun)和壓縮空氣源等組成。如圖2所示。第7頁/共55頁第七頁，共55頁。碳弧氣刨電源(dinyun) 2.1 電源 碳弧氣刨一向采用具有陡降外特性且動特性較好的手工直流電弧焊機作為電源。 由于碳弧氣刨一般使用(shyng)的電流較大，且連續(xù)工作時間較長，因此，應(yīng)選用功率較大的焊機。例如，當使7mm的碳棒時，碳弧氣刨電流為350A，故宜選用額定電流為500A的手工直流電弧焊機作為電源。使用(shyng)工頻交流焊接電源進行碳弧氣刨時，由于電流過零時間較

5、長會引起電弧不穩(wěn)定，故在實際生產(chǎn)中一般并不使用(shyng)。近年來研制成功的交流方波焊接電源，尤其是逆變式交流方波焊接電源的過零時間極短，且動態(tài)特性和控制性能優(yōu)良，可應(yīng)用于碳弧氣刨。 第8頁/共55頁第八頁，共55頁。碳弧氣刨設(shè)備(shbi)第9頁/共55頁第九頁，共55頁。碳弧氣刨設(shè)備(shbi)碳弧氣刨電流極性的選擇(xunz)根據(jù)材質(zhì)而定，如表2：材質(zhì)：材質(zhì)：電源極性電源極性碳鋼、合金鋼、不銹鋼碳鋼、合金鋼、不銹鋼直流反接直流反接鑄鐵、銅及銅合金鑄鐵、銅及銅合金直流正接直流正接第10頁/共55頁第十頁，共55頁。壓縮空氣(ysu kngq) 壓縮空氣： 碳弧氣刨用的壓縮空氣必須清潔和干

6、燥(gnzo)，必要時采用過濾裝置； 碳弧氣刨用的壓縮空氣必須有足夠的壓力和流量，常用的壓力為0.4-0.6Mpa，流量為0.85-1.7m3/min。第11頁/共55頁第十一頁，共55頁。氣刨槍 2.2 氣刨槍 碳弧氣刨槍的電極夾頭應(yīng)導(dǎo)電性良好、夾持牢固，外殼絕緣及絕熱性能良好，更換碳棒方便，壓縮空氣(ysu kngq)噴射集中而準確，重量輕和使用方便。碳弧氣刨槍就是在焊條電弧焊鉗的基礎(chǔ)上，增加了壓縮空氣(ysu kngq)的進氣管和噴嘴而制成。 碳弧氣刨槍有側(cè)面送氣和圓周送氣兩種類型。第12頁/共55頁第十二頁，共55頁。氣刨槍第13頁/共55頁第十三頁，共55頁。側(cè)面(cmin)送氣氣刨

7、槍側(cè)面(cmin)送氣氣刨槍 側(cè)面(cmin)送氣氣刨槍結(jié)構(gòu)如圖3所示。第14頁/共55頁第十四頁，共55頁。側(cè)面(cmin)送氣氣刨槍嘴結(jié)構(gòu) 側(cè)面(cmin)送氣氣刨槍嘴結(jié)構(gòu)如圖4所示。 第15頁/共55頁第十五頁，共55頁。側(cè)面(cmin)送氣氣刨槍 側(cè)面送氣氣刨槍的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，壓縮空氣緊貼碳棒噴出，碳棒長度調(diào)節(jié)方便。缺點：只能向左或右單一方向(fngxing)進行氣刨。 第16頁/共55頁第十六頁，共55頁。圓周(yunzhu)送氣氣刨槍 （2）圓周送氣氣刨槍 圓周送氣氣刨槍只是(zhsh)槍嘴的結(jié)構(gòu)與側(cè)面送氣氣刨槍有所不同。圓周送氣氣刨槍嘴結(jié)構(gòu)如圖5所示。 第17頁/共55頁第十七

8、頁，共55頁。圓周(yunzhu)送氣氣刨槍第18頁/共55頁第十八頁，共55頁。 碳弧氣刨的電極材料； 應(yīng)選用碳弧氣刨專用的碳棒，且符合有關(guān)的要求； 碳棒斷面形狀一般為圓形和扁形，常用規(guī)格及適用電流如表： 碳棒在保管時應(yīng)保持干燥，使用前如發(fā)現(xiàn)碳棒受潮，應(yīng)經(jīng)烘干后使用，烘干溫度為180左右(zuyu)，保溫10h。 第19頁/共55頁第十九頁，共55頁。碳弧氣刨的電極碳弧氣刨的電極(dinj)材料材料斷面形狀斷面形狀規(guī)格規(guī)格適用電流適用電流斷面形狀斷面形狀規(guī)格規(guī)格適用電流適用電流圓圓形形3170-200扁扁形形312200-2504190-22048240-2805240-270412260-

9、3006300-330510350-4007350-380512400-4508400-430515450-5009450-500518480-53010500-550520500-55012550-600612550-600第20頁/共55頁第二十頁，共55頁。第21頁/共55頁第二十一頁，共55頁。碳弧氣刨工藝(gngy)第22頁/共55頁第二十二頁，共55頁。碳弧氣刨工藝(gngy) I=（3050）D 式中 I電流(A) D碳棒直徑（mm） 對于一定直徑的碳棒，如果電流較小，則電弧不穩(wěn)，且易產(chǎn)生(chnshng)夾碳缺陷；適當增大電流，可提高刨削速度、刨槽表而光滑、寬度增大。在實際應(yīng)用

10、中，一般選用較大的電流，但電流過大時，碳棒燒損很快，甚至碳棒熔化，造成嚴重滲碳，碳棒直徑的選擇主要根據(jù)所需的刨槽寬度而定，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24mm。第23頁/共55頁第二十三頁，共55頁。第24頁/共55頁第二十四頁，共55頁。 （5）碳棒的外伸長 碳棒從導(dǎo)電嘴到碳棒端點的長度為外伸長。手工(shugng)碳弧氣刨時，外伸長大，壓縮空氣的噴嘴離電弧就遠，造成風(fēng)力不足，不能將熔渣順利吹掉，而且碳棒也容易折斷。一般外伸長為80100mm為宜，隨著碳棒燒損，碳棒的外伸長不斷減少，當外伸長減少至2030mm時，應(yīng)將外伸長重新調(diào)至80100mm。第25頁/共5

11、5頁第二十五頁，共55頁。（6）碳棒與工件間的夾角，碳棒與工件角的夾角a（如圖1所示）大小，主要會影響刨槽深度和刨削速度。夾角增大，則刨削深度增加，刨削速度減小。一般手工碳弧氣刨采用夾角450左右為宜。(7)電弧長度氣刨時，電弧長會引起電弧不穩(wěn)定，甚至造成息弧。操作一般宜用短弧，以提高(t go)生產(chǎn)效率和碳棒利用率。一般電弧長度以12mm為宜。第26頁/共55頁第二十六頁，共55頁。第27頁/共55頁第二十七頁，共55頁?；静僮骰静僮骱颓昂笸鶑?fù)移動，只能沿刨削方和前后往復(fù)移動，只能沿刨削方向作直線運動。向作直線運動。碳棒傾角按槽深要求而定，傾角碳棒傾角按槽深要求而定，傾角可為可為25-

12、450。刨削時，手的動作要穩(wěn)，對好準刨削時，手的動作要穩(wěn)，對好準線，碳棒中心線應(yīng)與刨槽中心線線，碳棒中心線應(yīng)與刨槽中心線重合。否則，易造成刨槽形狀不重合。否則，易造成刨槽形狀不對稱。對稱。第28頁/共55頁第二十八頁，共55頁?；静僮髟诖怪蔽恢脷馀贂r，應(yīng)由上向下移動，以便焊渣流出。要保持均勻的刨削速度。刨削時，均勻清脆的“嘶、嘶”聲表示電弧穩(wěn)定，能得到光滑均勻的刨槽。每段刨槽銜接時，應(yīng)在弧坑上引弧，防止碰觸刨槽或產(chǎn)生嚴重凹痕。刨削結(jié)束時，應(yīng)先切斷電弧，過幾秒后再關(guān)閉氣閥，使碳棒冷卻。刨槽后應(yīng)清除刨槽及其邊緣的鐵渣、毛刺和氧化皮，用鋼絲刷清除刨槽內(nèi)碳灰和“銅斑”。并按刨槽要求(yoqi)檢查焊

13、縫根部是否完全刨透，缺陷是否完全清除。 第29頁/共55頁第二十九頁，共55頁。焊縫(hn fn)返修時刨削缺陷第30頁/共55頁第三十頁，共55頁。焊縫(hn fn)返修時刨削缺陷 圖2刨除(po ch)焊縫后的槽形 第31頁/共55頁第三十一頁，共55頁。第32頁/共55頁第三十二頁，共55頁。碳弧氣刨安全(nqun)技術(shù)第33頁/共55頁第三十三頁，共55頁。碳弧氣刨安全(nqun)技術(shù)第34頁/共55頁第三十四頁，共55頁。碳弧氣刨安全(nqun)技術(shù) 4刨偏刨削時往往由于碳棒偏離預(yù)定目標造成刨偏。因此刨削時注意力要集中在目標線上。碳弧氣刨速度大約比電弧焊快24倍，技術(shù)不熟練(shli

14、n)就容易刨偏。刨偏和所用氣刨槍結(jié)構(gòu)也有一定關(guān)系。例如，采用帶有長方槽的圓周送風(fēng)式和側(cè)面送風(fēng)式槍，均不易將渣吹到正前方，不妨礙視線，因而減少了刨偏缺陷。 5。銅斑采用表面鍍銅的碳棒時。有時因鍍銅質(zhì)量不好致使銅皮成塊剝落。剝落的銅皮呈熔化狀態(tài)在刨槽表面形成銅斑。只要在焊前用鋼絲刷或風(fēng)動砂輪將銅班清除。就可避免母材的局部滲銅。如不注意清除，銅熔入焊縫金屬的量達到一定數(shù)值時會引起熱裂縫。第35頁/共55頁第三十五頁，共55頁。碳弧氣刨工藝(gngy)參數(shù)第36頁/共55頁第三十六頁，共55頁。第37頁/共55頁第三十七頁，共55頁。第38頁/共55頁第三十八頁，共55頁。氣刨與氣割(qg)第39頁/共55頁第三十九頁，共55頁。第40頁/共55頁第四十頁，共55頁。第41頁/共55頁第四十一頁，共55頁。第42頁/共55頁第四十二頁，共55頁。第43頁/共55頁第四十三頁，共55頁。第44頁/共55頁第四十四頁，共55頁。第45頁/共