碳弧氣刨基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

1、初級電焊工技能培訓(xùn)初級電焊工技能培訓(xùn)中煤第三建設(shè)有限公司中煤第三建設(shè)有限公司三十工程處機(jī)修廠三十工程處機(jī)修廠技術(shù)科技術(shù)科馬馬 莊莊碳弧氣刨基礎(chǔ)知識碳弧氣刨基礎(chǔ)知識n 使用焊接技術(shù)制造金屬結(jié)構(gòu)時(shí)必須先將金屬切割成符合要求的形狀，有時(shí)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(jìn)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地諸多優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用，實(shí)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(rèn)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(shí)物才是我

2、們需要的(或者說有價(jià)值的)；n天然實(shí)物是不少見,但直接實(shí)用的并我多見；n大多數(shù)我們使用的實(shí)體都是經(jīng)過我們加工，組合過的n組合加工包括：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(zhì)(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(shù)切割技術(shù)n冷切割p機(jī)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(diǎn)n 1-2 碳弧氣刨

3、工藝n第二節(jié) 碳弧氣刨的設(shè)備、工具和材料：n 2-1 碳弧氣刨的設(shè)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(diǎn)碳弧氣刨原理及特點(diǎn)n碳弧氣刨工作原理p利用碳棒或石墨與工件間產(chǎn)生的電弧將金屬熔化，并用壓縮空氣將其吹掉，實(shí)現(xiàn)在金屬表面上加工溝槽的方法碳弧氣刨原理及特點(diǎn)碳弧氣刨原理及特點(diǎn)n碳弧氣刨特點(diǎn)p 與用風(fēng)鏟或砂輪相比，效率高、噪音小、并可減輕勞動強(qiáng)度，p 與等離子氣刨相比，設(shè)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

4、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(jìn)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(dá)性差的部位，碳弧氣刨仍可使用碳弧氣刨原理及特點(diǎn)碳弧氣刨原理及特點(diǎn)n碳弧氣刨的應(yīng)用p清焊根p返修焊件時(shí)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(diǎn)：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(dāng)易引起槽道增碳n 對操作者的技術(shù)要求高碳弧氣刨工藝參數(shù)碳弧氣刨工藝參數(shù)n極性：一般都用直流電源n 極性：采用直流電

5、源時(shí)，焊件與電源輸出端正、負(fù)極的接法n 焊件接電源正極，焊條接電源負(fù)極的接法叫正接，也稱正極性n 焊件接電源負(fù)極，焊條接電源正極的接法叫反接，也稱反極性一般采用直流反接，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(shù)碳弧氣刨工藝參數(shù)n碳棒的直徑與電流I=(30-50)d鋼板厚度與碳棒直徑之間的關(guān)系鋼板厚度與碳棒直徑之間的關(guān)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： 碳弧氣刨工藝參數(shù)碳弧氣刨工藝參數(shù)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(chǎn)生夾碳缺陷；適當(dāng)增加氣刨電流

6、。刨槽加寬，刨深也增加，而且可以提高氣刨的線速度和獲得光滑的刨槽，在實(shí)際 應(yīng)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(yán)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(guān)，刨槽越寬，碳棒直徑應(yīng)越大，通常碳棒直徑應(yīng)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(shù)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(shù)碳弧氣刨工藝參數(shù)n刨削速度: 0.5-1.2m/minn刨削速度對刨槽尺寸、表面質(zhì)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，

7、刨削深度將減少。引弧時(shí)刨削速度稍慢。碳弧氣刨工藝參數(shù)碳弧氣刨工藝參數(shù)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。 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(yīng)適當(dāng)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(shí)會使刨槽表面質(zhì)量變壞。碳弧氣刨工藝參數(shù)碳弧氣刨工藝參數(shù)n電弧長度：1-2mmn碳弧氣刨時(shí)，弧長過長，電弧不穩(wěn)定，易熄弧或槽道不整齊?；《逃欣谔岣呱a(chǎn)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

8、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(yuǎn)，壓縮空去吹到熔池的風(fēng)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(dāng)碳棒燒損到3040mm時(shí)，就需調(diào)整伸出長度。碳弧氣刨操作技術(shù)碳弧氣刨操作技術(shù)n準(zhǔn)備工作p檢查極性、選擇電流、調(diào)節(jié)碳棒伸出長度、檢查壓縮空氣壓力、調(diào)節(jié)風(fēng)口對準(zhǔn)刨槽n引弧p先送風(fēng)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(diǎn)，p碳棒不

9、應(yīng)橫向擺動和往復(fù)移動，只能沿刨削方向作直線運(yùn)動p手要穩(wěn)，對準(zhǔn)準(zhǔn)線，碳棒應(yīng)端正，傾角保持不變，調(diào)整伸出長度時(shí)不應(yīng)停止送風(fēng)，以利于碳棒冷卻p結(jié)束時(shí)，應(yīng)先斷弧，過幾秒后關(guān)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(xì)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(shè)備、工具碳弧氣刨設(shè)備、工具n設(shè)備：p電源、壓縮空氣源（我處儲氣罐）碳弧氣刨設(shè)備、工具碳弧氣刨設(shè)備、工具n工具：p氣刨槍：側(cè)面送風(fēng)式、圓周送風(fēng)式碳弧氣刨設(shè)備、工具碳弧氣刨設(shè)備、工具n工具：p碳棒（通常都是實(shí)心鍍銅碳棒）：圓形、扁形p焊接生產(chǎn)中常用圓形和

10、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(shí)焊疤、清除焊縫余高和焊瘤，有時(shí)也用作碳弧切割。對碳棒的要求是導(dǎo)電良好、耐高溫、不易折斷和價(jià)格低廉等。一般采用鍍銅實(shí)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(shí)應(yīng)保持干燥。使用前如發(fā)現(xiàn)碳棒受潮，應(yīng)烘干后才能使用，烘干溫度180C左右，保溫10小時(shí)。常用材料碳弧氣刨工藝性常用材料碳弧氣刨工藝性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(zhì)量n低合金鋼（

11、良好）p刨槽表面易形成淬硬組織而產(chǎn)生裂紋，刨削時(shí)應(yīng)采取一定的工藝措施（預(yù)熱）p一些強(qiáng)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(rèn)真清理，不會影響焊接質(zhì)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(dāng)Cr含量達(dá)到一定值時(shí)，鋼才有耐蝕性。因此不銹鋼一般Cr均在13%以上，不銹鋼中還有Ni、 Ti、 Mn等元素，大多數(shù)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(yù)防措施碳弧氣刨常見的

12、缺陷和預(yù)防措施n夾碳：刨削速度太快或碳棒送進(jìn)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(dāng)碳棒再往前送或向上提起時(shí)，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(jìn)行。夾碳處焊后易產(chǎn)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(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）及調(diào)質(zhì)鋼在碳弧氣刨后，不論有無“夾碳”或“粘渣”均應(yīng)用砂輪打磨刨槽表面，去除淬硬層后方可進(jìn)行焊接。碳弧氣刨常見的缺陷和預(yù)防措施碳弧氣刨常見的缺陷和預(yù)防措施n粘渣：主要由于壓縮空氣壓力過小引起，

13、刨削速度與電流配合不當(dāng)，刨削速度太慢或傾角過小等因素亦會造成粘渣。n產(chǎn)生粘渣應(yīng)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(dāng)引起的。碳弧氣刨常見的缺陷和預(yù)防措施碳弧氣刨常見的缺陷和預(yù)防措施n銅斑：由于碳棒表面銅層質(zhì)量欠佳，操作時(shí)銅層剝落熔化后粘附在刨槽內(nèi)。焊前必須徹底清除，以免影響焊接質(zhì)量。n燒穿：對于薄板（小于5或6mm)容易燒穿，應(yīng)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。*典型的典型的碳弧氣刨碳弧氣刨工藝過程工藝過程（拓展）（拓展）n焊接準(zhǔn)備p明白任務(wù)n結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸n碳弧氣刨部位的材質(zhì)和厚度n碳弧氣刨的細(xì)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(yù)定碳弧氣刨的工藝參數(shù)n碳弧氣刨過程控制事項(xiàng)p生產(chǎn)準(zhǔn)備n準(zhǔn)備生產(chǎn)資料，關(guān)注安全生產(chǎn)及勞動保護(hù)n焊接過程控制p如碳弧氣刨：引弧，運(yùn)條，收弧。關(guān)注“控制“n焊后處理p脫氫，防腐等n檢驗(yàn)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(yùn)條n收弧什么叫控制？就是一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)。如何控制？1、建立標(biāo)準(zhǔn)（什么是合格）2、現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)（如何采集，如何傳遞）3、比對，出結(jié)果（數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)）4、結(jié)果合格，繼續(xù)5、結(jié)果不合格呢？采取措施控制6、再采集數(shù)據(jù)比對，直到工作結(jié)束1）遵守常規(guī)的焊工