碳弧氣刨實(shí)用教案

1、碳弧氣刨簡(jiǎn)介(jin ji) 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(xyo)刨削各種坡口，清焊根及清除焊接缺陷。雖然對(duì)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的諸多優(yōu)點(diǎn)，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、材料及氣源完全一樣，不同之處僅僅在于具體操作略有不同?？梢哉J(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。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(diǎn)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(shí)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(diǎn)(tdin) 1.2 特點(diǎn) 1）與用風(fēng)鏟或砂輪相比，效率高，噪音小，并可減輕勞動(dòng)程度。 2）與等離子弧氣刨相比，設(shè)備簡(jiǎn)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(diǎn)(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(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。 5）在清除(qngch)焊縫或鑄件缺陷時(shí)，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(diǎn)，如產(chǎn)生煙霧、噪音較大、粉塵污染、弧光輻射、對(duì)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(duì)接坡口，管對(duì)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(dòng)特性較好的手工直流電弧焊機(jī)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(shí)間較長(zhǎng)，因此，應(yīng)選用功率較大的焊機(jī)。例如，當(dāng)使7mm的碳棒時(shí)，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(jī)作為電源。使用(shyng)工頻交流焊接電源進(jìn)行碳弧氣刨時(shí)，由于電流過零時(shí)間較

5、長(zhǎng)會(huì)引起電弧不穩(wěn)定，故在實(shí)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(shí)間極短，且動(dòng)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(shí)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(zhǔn)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(jìn)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(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓縮空氣緊貼碳棒噴出，碳棒長(zhǎng)度調(diào)節(jié)方便。缺點(diǎn)：只能向左或右單一方向(fngxing)進(jìn)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(shí)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(duì)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(dāng)增大電流，可提高刨削速度、刨槽表而光滑、寬度增大。在實(shí)際應(yīng)用

10、中，一般選用較大的電流，但電流過大時(shí)，碳棒燒損很快，甚至碳棒熔化，造成嚴(yán)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(zhǎng) 碳棒從導(dǎo)電嘴到碳棒端點(diǎn)的長(zhǎng)度為外伸長(zhǎng)。手工(shugng)碳弧氣刨時(shí)，外伸長(zhǎng)大，壓縮空氣的噴嘴離電弧就遠(yuǎn)，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(zhǎng)為80100mm為宜，隨著碳棒燒損，碳棒的外伸長(zhǎng)不斷減少，當(dāng)外伸長(zhǎng)減少至2030mm時(shí)，應(yīng)將外伸長(zhǎng)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(huì)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(zhǎng)度氣刨時(shí)，電弧長(zhǎng)會(huì)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(zhǎng)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(dòng)，只能沿刨削方和前后往復(fù)移動(dòng)，只能沿刨削方向作直線運(yùn)動(dòng)。向作直線運(yùn)動(dòng)。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(shí)，手的動(dòng)作要穩(wěn)，對(duì)好準(zhǔn)刨削時(shí)，手的動(dòng)作要穩(wěn)，對(duì)好準(zhǔn)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(duì)稱。對(duì)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(shí)，應(yīng)由上向下移動(dòng)，以便焊渣流出。要保持均勻的刨削速度。刨削時(shí)，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(shí)，應(yīng)在弧坑上引弧，防止碰觸刨槽或產(chǎn)生嚴(yán)重凹痕。刨削結(jié)束時(shí)，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(shí)刨削缺陷第30頁/共55頁第三十頁，共55頁。焊縫(hn fn)返修時(shí)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(shí)往往由于碳棒偏離預(yù)定目標(biāo)造成刨偏。因此刨削時(shí)注意力要集中在目標(biāo)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(zhǎng)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(shí)。有時(shí)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(dòng)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(dá)到一定數(shù)值時(shí)會(huì)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