碳弧气刨原理和使用方法
碳弧气刨的工作原理
碳弧气刨使用焊接技术制造金属结构时，必须先将金属切割成符合要求的形状，有时还需要刨削各种坡口，清焊根及清除焊接缺陷。
虽然对金属进行切割和刨削的方法多种多样，然而应用电弧热切割和刨削金属具有显著的诸多优点，因而被广泛应用。
实际上，电弧切割与电弧气刨的工作原理、电源、工具、材料及气源完全一样，不同之处仅仅在于具体操作略有不同。
可以认为电弧气刨是电弧切割的一种特殊形式，而碳弧气刨则是电弧气刨家族中的一员。
1.1 碳弧气刨的原理、特点及应用1.1.1 原理碳弧气刨是利用在碳棒与工件之间产生的电弧热将金属熔化，同时用压缩空气将这些熔化金属吹掉，从而在金属上刨削出沟槽的一种热加工工艺。
其工作原理如图 1 所示。
图 1 碳弧气刨工作原理示意图1-碳棒2-气刨枪夹头3-压缩空气4-工件5-电弧L-碳棒外伸长α-碳棒与工件夹角1.2 特点1) 与用风铲或砂轮相比，效率高，噪音小，并可减轻劳动强度。
2) 与等离子弧气刨相比，设备简单，压缩空气容易获得且成本低。
3) 由于碳弧气刨是利用高温而不是利用氧化作用刨削金属的，因而不但适用于黑色金属，而且还适用于不锈钢、铝、铜等有色金属及其合金。
4) 由于碳弧气刨是利用压缩空气把熔化金属吹去，因而可进行全位置操作；手工碳弧气刨的灵活性和可操作性较好，因而在狭窄工位或可达性差的部位，碳弧气刨仍可使用。
5) 在清除焊缝或铸件缺陷时，被刨削面光洁铮亮，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度，故有利于清除缺陷。
6) 碳弧气刨也具有明显的缺点，如产生烟雾、噪音较大、粉尘污染、弧光辐射、对操作者的技术要求高。
1.1.3 应用1) 清焊根。
2) 开坡口，特别是中、厚板对接坡口，管对接 U 形坡口。
3) 清除焊缝中的缺陷。
4) 清除铸件的毛边、飞刺．浇铸口及缺限。
1.2 设备及材料碳弧气刨系统由电源、气刨枪、碳棒、电缆气管和压缩空气源等组成。
如图 2 所示。
图 2 碳弧气刨系统示意图1-电源2-气刨枪3-碳棒4-电缆气管5-空气压缩机6-工件[1][2][3][4][5][6]碳弧气刨1.2.1 电源碳弧气刨一般采用具有陡降外特性且动特性较好的手工直流电弧焊机作为电源。
碳弧气刨基本知识
碳弧气刨基本知识目录一、碳弧气刨基本概念 (2)1.1 碳弧气刨的定义 (2)1.2 碳弧气刨的应用领域 (3)二、碳弧气刨设备与工具 (4)三、碳弧气刨工艺原理 (5)3.1 碳弧气刨的原理 (6)3.2 碳弧气刨的工艺流程 (7)四、碳弧气刨操作技巧 (8)4.1 碳弧气刨的准备工作 (9)4.2 碳弧气刨的操作步骤 (10)4.3 碳弧气刨的安全注意事项 (11)五、碳弧气刨在实际工作中的应用案例 (12)5.1 碳弧气刨在金属切割中的应用 (13)5.2 碳弧气刨在焊接修复中的应用 (14)5.3 碳弧气刨在其他领域的应用 (15)六、碳弧气刨的优缺点及发展趋势 (16)6.1 碳弧气刨的优点 (18)6.2 碳弧气刨的缺点 (19)6.3 碳弧气刨的发展趋势 (20)一、碳弧气刨基本概念碳弧气刨是一种利用碳极电弧产生的高温，使金属表面局部熔化，从而实现表面清理和焊接的一种高效工艺方法。
在碳弧气刨过程中，电弧产生的高温足以使金属熔化并蒸发，形成一定的气体保护效果。
由于电弧的吹力作用，可以将熔化的金属及其氧化物吹掉，实现表面的清理效果。
碳弧气刨具有操作简便、生产效率高、适用范围广等优点。
它可以在各种金属材料上使用，包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
碳弧气刨还可以用于焊接前的表面清理和预处理工作，以及缺陷的检测和修复工作。
需要注意的是，碳弧气刨过程中会产生大量的烟尘和有害气体，对环境和人体健康造成一定的影响。
在使用碳弧气刨时，需要采取必要的防护措施，如佩戴防护眼镜、口罩和手套等。
1.1 碳弧气刨的定义碳弧气刨是一种利用碳极电弧产生的高温，使电极和基体金属熔化，同时用压缩空气的气流来吹除熔化金属，从而实现表面清理和局部加热加工的方法。
这种工艺在金属加工领域中被广泛应用，特别是在钢铁制造、化工设备制造等行业中，用于清除焊缝、毛刺、旧漆层以及进行局部热处理等。
在碳弧气刨过程中，一般将碳棒作为电极，通过调整电流和电压来控制电弧的温度和能量。
碳弧气刨——精选推荐
碳弧气刨第一节：气刨的设备、工具及材料一、碳弧气刨的原理利用石墨棒或碳极与工件间产生的电弧将金属熔化，并利用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面上加工沟槽的方法叫碳弧气刨。
碳弧气刨是使用碳棒或石墨棒作电极，与工件间产生电弧，将金属熔化，并用压缩空气将熔化金属吹除的一种表面加工沟槽的方法。
在焊接生产中，主要用来刨槽、消除焊缝缺陷和背面清根。
碳弧气刨有下列特点：（1）手工碳弧气刨时，灵活性很大，可进行全位置操作。
可达性好，非常简便。
（2）清除焊缝的缺陷时，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度。
（3）噪声小，效率高。
用自动碳弧气刨时，具有较高的精度，减轻劳动强度。
碳弧气刨的缺点是：碳弧有烟雾、粉尘污染和弧光辐射，此外，操作不当容易引起槽道增碳。
碳弧气刨工艺规范1. 主题内容与适用范围本规范规定了手工和自动碳弧气刨工艺及操作应遵守的规则。
本规范适用于低碳钢和低合金钢的碳弧气刨，用于清根、开U型坡口、清除焊接接头缺陷等。
2. 一般要求2.1 碳弧气刨的电极材料2.1.1 应选用碳弧气刨专用的碳棒，且符合有关要求。
2.1.2 碳棒断面一般为圆形。
2.1.3 当用于自动碳弧气刨时，应选用可连接（螺纹或锥体连接）的碳棒。
当第一根碳棒被消耗时，另一根可以迅速而方便地接上，保证操作连续而不中断。
2.1.4 碳棒在保管时应保持干燥。
使用前如发现碳棒受潮，应经烘干后使用，烘干温度为120℃左右，保温2小时。
2.2 碳弧气刨枪应选用侧向送风的碳弧气刨枪，以保证金属熔渣的清除。
2.3 电源2.3.1 碳弧气刨必须采用直流电源，手工碳弧气刨应采用陡降外特性的直流电源。
自动碳弧气刨，根据控制模式，可采用陡降外特性或平特性的直流电源。
2.3.2 碳弧气刨一般所需电流较大，连续工作时间长，故应选用功率较大的直流焊机。
若选用硅整流焊机作电源时，尤应防止超载，以确保金属熔渣的清除。
2.3.3 碳弧气刨电源极性的选用根据材质而定，一般碳钢、合金钢选用直流反接。
碳弧气刨
碳弧气刨设备
• 2 设备及材料
• 碳弧气刨系统由电源、气刨枪、碳棒、电 缆气管和压缩空气源等组成。如图2所示。
碳弧气刨电源
• 2.1 电源 • 碳弧气刨一向采用具有陡降外特性且动特性较好
• （2）电流与碳棒直径 电流与碳棒直径 成正比关系，一般可参照下面的经验公式 选择电流：
碳弧气刨工艺
碳弧气刨工艺
•
I=（30~50）D
式中 I——电流(A)
D——碳棒直径（mm）
• 对于一定直径的碳棒，如果电流较小，则电弧不 稳，且易产生夹碳缺陷；适当增大电流，可提高
刨削速度、刨槽表而光滑、宽度增大。在实际应
• 侧面送气气刨枪 侧面送气气刨枪结构如 图3所示。
侧面送气气刨枪嘴结构
• 侧面送气气刨枪嘴结构如图4所示。
侧面送气气刨枪
• 侧面送气气刨枪的优点：结构简单，压缩 空气紧贴碳棒喷出，碳棒长度调节方便。 缺点：只能向左或右单一方向进行气刨。
圆周送气气刨枪
• （2）圆周送气气刨枪 圆周送气气刨枪只 是枪嘴的结构与侧面送气气刨枪有所不同。 圆周送气气刨枪嘴结构如图5所示。
适用电流Ａ 200-250 240-280 260-300 350-400 400-450 450-500 480-530 500-550 550-600
碳弧气刨工艺
• 3 碳弧气刨工艺
• （1）电源极性 碳弧气刨一般采用直流反 接（工件接负极）。这样电弧稳定，熔化 金属的流动性较好，凝固温度较低，因此 反接时刨削过程稳定，电弧发出连续的刷 刷声，刨槽宽窄一致，光滑明亮。若极性 接错，电弧不稳且发出断续的嘟嘟声。
碳弧气刨原理
碳弧气刨原理
碳弧气刨是一种常用的金属切削工具，它利用高温电弧和气流的作用来完成对
工件的切削加工。
碳弧气刨原理主要包括电弧发生原理、气流作用原理和切削原理三个方面。
首先，让我们来了解一下碳弧气刨的电弧发生原理。
碳弧气刨通过电源将电能
转化为电弧能量，电流经过碳棒产生高温电弧，电弧的温度高达3000-6000摄氏度，能够使工件表面瞬间熔化并蒸发，从而实现切削加工。
电弧发生时，还会产生强烈的光和热，因此在使用碳弧气刨时需要注意保护眼睛和皮肤，以免受到伤害。
其次，气流作用原理也是碳弧气刨实现切削加工的重要原理之一。
碳弧气刨通
过喷嘴向切削区域喷射高压空气，气流的作用可以将熔化的金属颗粒吹散，同时也可以冷却切削区域，防止工件过热变形。
气流的加速和喷射方向对切削效果有着重要的影响，合理的气流设计可以提高碳弧气刨的切削效率和精度。
最后，我们来谈谈碳弧气刨的切削原理。
碳弧气刨利用高温电弧和气流的协同
作用，可以对各种金属材料进行切削加工，包括钢铁、铝合金、铜等。
在切削过程中，电弧瞬间加热工件表面，使其熔化并蒸发，而气流则将熔化的金属颗粒吹散，从而实现对工件的切削。
由于电弧和气流的高能量作用，碳弧气刨在切削速度和效率上都具有明显的优势。
综上所述，碳弧气刨是一种高效、精密的金属切削工具，其原理包括电弧发生
原理、气流作用原理和切削原理。
通过合理的电弧和气流设计，碳弧气刨可以实现对各种金属材料的高效切削加工，广泛应用于机械加工、航空航天等领域。
在使用碳弧气刨时，需要注意保护措施，确保安全高效地完成切削任务。
碳弧气刨碳棒原理和切割的适用范围
碳弧气刨碳棒原理和切割的适用范围一、基本原理碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属的局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法，如图所示。
目前，这种切割金属的方法在金属结构制造部门得到广泛应用。
碳弧气割过程中，压缩空气的主要作用是把碳极电弧高温加热而熔化的金属吹掉，还可以对碳棒电极起冷却作用，这样可以相应地减少碳棒的烧损。
但是，压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割的金属进行加工。
碳弧气割所用的电弧刨割条的外形与普通焊条相同，是利用药皮在电弧高温下产生的喷射气流，吹除熔化金属、达到刨割的目的。
工作时只需交、直流弧焊机，不用空气压缩机。
操作时其电弧必须达到一定的喷射能力，才能除去熔化金属。
二、电弧切割的适用范围（1）用电弧切割对焊缝进行清根，比过去生产中常使用的风铲生产效率可提高数倍，尤其是在仰焊和立焊位置进行焊缝清根时，其优越性更为突出。
（2）改善了工人的劳动条件：过去在使用风铲进行开坡口和清根时，噪声和振动大，长年使用风铲工作的工人，多患有耳聋性职业病，而且劳动强度也很高。
（3）可以用电弧切割来加工焊缝坡口，特别适用于开U型坡口。
（4）使用方便，操作灵活：对处于窄小空间位置的焊缝，只要轻巧的刨枪能伸进去的地方，就可以进行切割作业。
（5）可以用电弧切割清除不合格焊缝中的缺陷，然后进行修复。
也可以用电弧切割清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷。
（6）可以用电弧切割的方法加工多种不能用气割加工的金属，如铸铁、不锈钢、铜、铝等。
（7）设备、工具简单，操作使用安全。
只要有一台直流电焊机，有压缩空气，有专用的电弧切割极及碳棒，就可以工作了。
碳弧气刨安全技术
碳弧气刨安全技术一、碳弧气刨原理利用石墨棒或碳极与工件间产生的电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面上加上沟槽的方法叫碳弧气刨。
碳弧气刨可以用来挑焊根、开坡口、返修焊缝缺陷及切割铸铁和不锈钢等。
与其他表面加工和切割方法比较，碳弧气刨具有如下优点：⑴与风铲相比，在开坡口及挑焊根时，可以提高工效4倍以上，尤其是在开U形坡口时，效果更加显著。
⑵与风铲相比，能减轻劳动强度，减少噪声，提高劳动条件。
⑶与风铲相比，在刨除焊缝缺陷时，操作者可直接用肉眼观察是否被刨净，焊补后的合格率很高。
⑷与氧气切割相比，能切割氧气切割难以切割的材料，如不锈钢、铸铁、铜和铝等。
⑸工具设备简单，操作方便，最适合于金属缺陷的清除工作。
碳弧气刨的缺点是气刨过程中会产生烟尘，对环境造成污染，对操作者健康有一定影响，并且需要采用功率较大的直流电源，费用较高。
二、碳弧气刨的设备和材料1.电源碳弧气刨应采用具有下降特性的直流弧焊电源，由于气刨时碳棒不熔化，负载持续率较大,而使用的电流又较大，所以就选用功率较大的电源，常用的有ZX5-630、ZX-500型整流弧焊机和AXl-500型弧焊发电机等。
2.气刨枪气刨枪的作用是夹持碳棒、传导电流和输送压缩空气，常用的有焊钳式气刨枪、扁碳棒气刨枪和圆周送风式气刨枪。
类型有焊钳式气刨枪惇；圆周送风式气刨枪；扁碳棒式气刨枪3.空气压缩机和空气导管碳弧气刨所需的压缩空气的压力范围0.4~0.8MPa,由空气压缩机或集中式供气管道供气，然后由空气导管输送至气刨枪，较新式的是气电合一的碳弧气刨软管，类型有弹簧管；附加钢丝；夹线胶管；多股导线4.碳棒碳棒在碳弧气刨时作为电极，用作传导电流和引燃电弧。
对碳棒的要求是耐高温、导电性良好和不易开裂。
常用的是镀铜实芯碳棒，镀铜的目的是更好地传导电流。
外形有圆碳棒和扁碳棒两种，圆碳棒主要用于在焊缝反面挑焊根、清焊根;扁碳棒刨槽较宽，可以用于来坡口、刨焊瘤或切割大量金属的场合。
碳弧气刨的工作原理
碳弧气刨使用焊接技术制造金属结构时，必须先将金属切割成符合要求的形状，有时还需要刨削各种坡口，清焊根及清除焊接缺陷。
虽然对金属进行切割和刨削的方法多种多样，然而应用电弧热切割和刨削金属具有显著的诸多优点，因而被广泛应用。
实际上，电弧切割与电弧气刨的工作原理、电源、工具、材料及气源完全一样，不同之处仅仅在于具体操作略有不同。
可以认为电弧气刨是电弧切割的一种特殊形式，而碳弧气刨则是电弧气刨家族中的一员。
1.1 碳弧气刨的原理、特点及应用1.1.1 原理碳弧气刨是利用在碳棒与工件之间产生的电弧热将金属熔化，同时用压缩空气将这些熔化金属吹掉，从而在金属上刨削出沟槽的一种热加工工艺。
其工作原理如图 1 所示。
图 1 碳弧气刨工作原理示意图1-碳棒2-气刨枪夹头3-压缩空气4-工件5-电弧L-碳棒外伸长α-碳棒与工件夹角1.2 特点1) 与用风铲或砂轮相比，效率高，噪音小，并可减轻劳动强度。
2) 与等离子弧气刨相比，设备简单，压缩空气容易获得且成本低。
3) 由于碳弧气刨是利用高温而不是利用氧化作用刨削金属的，因而不但适用于黑色金属，而且还适用于不锈钢、铝、铜等有色金属及其合金。
4) 由于碳弧气刨是利用压缩空气把熔化金属吹去，因而可进行全位置操作；手工碳弧气刨的灵活性和可操作性较好，因而在狭窄工位或可达性差的部位，碳弧气刨仍可使用。
5) 在清除焊缝或铸件缺陷时，被刨削面光洁铮亮，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度，故有利于清除缺陷。
6) 碳弧气刨也具有明显的缺点，如产生烟雾、噪音较大、粉尘污染、弧光辐射、对操作者的技术要求高。
1.1.3 应用1) 清焊根。
2) 开坡口，特别是中、厚板对接坡口，管对接 U 形坡口。
3) 清除焊缝中的缺陷。
4) 清除铸件的毛边、飞刺．浇铸口及缺限。
1.2 设备及材料碳弧气刨系统由电源、气刨枪、碳棒、电缆气管和压缩空气源等组成。
如图 2 所示。
图 2 碳弧气刨系统示意图1-电源2-气刨枪3-碳棒4-电缆气管5-空气压缩机6-工件[1][2][3][4][5][6]碳弧气刨1.2.1 电源碳弧气刨一般采用具有陡降外特性且动特性较好的手工直流电弧焊机作为电源。
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碳弧气刨原理和使用方法
一、原理
碳弧气刨是利用碳极和金属之间产生的高温电流，把金属局部加热到熔化状态，同时利用压缩空气的高速气流把这些熔化金属吹掉，从而实现对金属母材进行刨削和切割的一种加工工艺方法，如下图：
图1 碳弧气刨示意图
二、应用范围
1. 焊缝挑焊根工作中。
2. 利用碳弧气刨开坡口，尤其是U型坡口。
3. 返修焊件时，可使用碳弧气刨消除焊接缺陷（挖出）。
4. 清除铸件表面的毛边、飞刺、冒口和铸件中的缺陷。
5. 切割不锈钢中、薄板
6. 在板材工件上打孔。
7. 刨削焊缝表面的余高。
三、碳弧气刨的工艺参数（主要）
1. 碳棒规格及适用电流（表1）
电流对刨槽的尺寸影响很大，电流增加时，刨槽的宽度增加，深度增加更多，采取大电流可以提高刨削速度，并获得较光滑的刨槽。
但电流过大时，碳棒头易发红，镀铜层易脱落。
正常电流下，碳棒发红长度为25mm，电流小则容易产生夹碳现象。
实际生产中可参考表
1选用电流。
2. 刨削速度
刨削速度对刨槽尺寸、表面质量都有一定影响。
速度太快会造成碳棒与金属相碰，会使碳粘于刨槽顶端，形成“夹碳”的缺陷。
相反，速度过慢又易出现“粘渣”问题。
通常刨削速度为0.5—1.2m/min较合适。
3. 电弧长度
气刨时，电弧长会引起电弧不稳定，甚至造成息弧。
操作一般宜用短弧，以提高生产效率和碳棒利
用率。
一般电弧长度以1—2mm为宜。
4. 碳棒伸出长度
碳棒从钳口到电弧端的长度为伸出长度（如图1所示）伸出长度越长，钳口离电弧越远，压缩空气吹到熔池的吹力就不足，不能将熔化的金属顺利吹掉；另一方面伸出长度越长，碳棒的电阻越大，烧损也越快。
操作时，碳棒合适的伸出长度为80—100 mm，当烧损到20—30 mm后就要进行调整。
5. 碳棒倾角
碳棒与工件沿刨槽方向的夹角称为碳棒倾角，刨槽的深度与倾角有关。
倾角增大，刨槽深度增加；
反之，倾角减小，则刨槽深减小。
碳棒的倾角一般为25°-- 45°
四、基本操作
1. 准备工件刨削前应先检查电源的极性是否正确（一般刨枪接正极、工件接负极）。
检查电缆及气管是否接好。
并根据工件厚度、槽的宽度选择碳棒直径和调节好电流。
调节碳棒伸出长度为80—100 mm。
检查压缩空气管路和调节压力，调正风口并使其对准刨槽。
2. 引弧引弧时，应先缓慢打开气阀，随后引燃电弧，否则易产生“夹碳”和碳棒烧红。
电弧引燃
瞬间，不宜拉的过长，以免熄灭。
3. 刨削
①因为开始刨削时钢板温度低，不能很快熔化，当电弧引燃后，此时刨削速度应慢一点；否则易产
生夹碳。
当钢板熔化且被压缩空气吹去时，可适当加快刨削速度。
②刨削过程中，碳棒不应横向摆动和前后往复移动，只能沿刨削方向作直线运动。
③碳棒倾角按槽深要求而定，倾角可为25°-- 45。
④刨削时，手的动作要稳，对好准线，碳棒中心线应与刨槽中心线重合。
否则，易造成刨槽形状不
对称。
⑤在垂直位置气刨时，应由上向下移动，以便焊渣流出。
⑥要保持均匀的刨削速度。
刨削时，均匀清脆的“嘶、嘶”声表示电弧稳定，能得到光滑均匀的刨槽。
每段刨槽衔接时，应在弧坑上引弧，防止碰触刨槽或产生严重凹痕。
⑦刨削结束时，应先切断电弧，过几秒后再关闭气阀，使碳棒冷却。
⑧刨槽后应清除刨槽及其边缘的铁渣、毛刺和氧化皮，用钢丝刷清除刨槽内碳灰和“铜斑”。
并按刨
槽要求检查焊缝根部是否完全刨透，缺陷是否完全清除。
4. 焊缝返修时刨削缺陷
焊缝经探伤后，发现有超标准的缺陷，可用碳弧气刨进行刨除。
根据检验人员在焊逢上做出的缺陷位置的标记来进行刨削，刨削过程中要注意一层一层地刨，每层不要太厚。
当发现缺陷后，要轻轻地再往
下刨一二层，直到将缺陷彻底刨掉为止。
如图2所示。