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张明录 碳弧气刨技术培训 碳弧气刨操作技术 目 录 碳弧气刨设备 碳弧气刨原理 一 二 碳弧气刨工艺参数 三 四 碳弧气刨常见缺陷 五 一.碳弧气刨原理 1.利用碳棒或石墨与工件间产生的电弧将金属局部加热到熔融状态，并用压缩空气将其吹掉，达到对金属进行刨削（加工沟槽）或切割的一种工艺方法。 1-电极 2-刨抢 3-压缩空气流 4-工件 2.特点 生产效率高 改善了劳动强度 使用灵活方便，有利于保证质量 3.应用 清根、返修焊件时清除缺陷 清理铸件毛边、飞刺、浇冒口及铸件中的缺陷 切割不锈钢中、薄板 开焊接坡口 1.焊接电源 二.碳弧气刨设备 逆变直流电源 晶闸管整流电源 二.碳弧气刨设备 2.压缩空气源 活塞式空气压缩机 气刨枪： 3.工具 侧面送风式 圆周送风式 4.碳棒（通常都是实心镀铜碳棒） 圆形、扁形 三.常用材料碳弧气刨工艺性（1） 低碳钢（优良） 表面会有一层硬化层0.54-0.72mm（最多不超过1mm），非渗碳，而是急冷后的淬组织，不影响刨后的焊接质量。 低合金钢（良好） 刨槽边缘的熔渣含碳量高，刨后认真清理，不会影响焊接质量。 刨槽表面易形成淬硬组织而产生裂纹，刨削时应采取一定的工艺措施（预热）。 一些强度等级高，不宜采用碳弧气刨工艺。 不锈钢（良好） 刨后不锈钢表面有轻微渗碳层0.02-0.05mm （最多不超过0.11mm）。 刨后热影响区仅1mm，比手工电弧焊小。 三.常用材料碳弧气刨工艺性（2） 碳弧气刨过程中，热影响区的组织、硬度和特性的变化，取决于被刨削金属的化学成分和显微组织。附着钢中碳和合金元素含量的增多，热影响区宽度及显微硬度值增大。 但是奥氏体钢未发生组织变化和硬度升高现象。 四.碳弧气刨的热影响区组织和硬度的特征 碳弧气刨对钢的热影响区宽度、组织和硬度的影响 材 料 母 材 热 影 响 区 组 织 显微硬度/MPa 宽度/mm 刨削表面组织 显微硬度/MPa Q235 铁素体、珠光体 1274～1450 1.0 铁素体和珠光体 1519～2156 14Mn2 铁素体、珠光体 － 1.2 索氏体 － 12CrNi3A 铁素体、珠光体 1470～2058 1.0～1.3 索氏体 4018～4606 20CrMoV 铁素体、珠光体 1421～1960 1.2 索氏体和托氏体 2940～4234 40Cr 铁素体、珠光体 1764～2156 0.9～1.5 托氏体和马氏体 4900～7840 1Cr17Ni2 马氏体、铁素体 4312～4707 1.5～1.9 马氏体、铁素体 4410～5880 1Cr17Ni13Mo2Ti 奥氏体、碳化物 2156～2744 － 奥氏体、碳化物 1960～2744 08Cr20Ni10Mn6 奥氏体、碳化物 2254～2744 － 奥氏体、碳化物 2254～2744 碳弧气刨时，增碳主要发生在槽道表层碳含量0.23％的钢在厚0.54～0.72mm表面层中，碳的质量分数增至0.3％，即仅增加0.07％。 而18-8型不锈钢槽道表面的增碳层厚度仅为0.02～0.05mm，最厚处也不超过0.11mm。 取样部位 C/% 取样部位 C/% 碳刨飞溅金属 1.3 槽道表层0.2～0.3mm处 0.070～0.075 槽道边缘粘渣 1.2 母材 1.碳弧气刨槽道表层的增碳（1） 18-8型不锈钢碳弧气刨区碳的质量分析结果 离表面深0.2～0.3mm处的碳的质量分数同母材含量十分接近，但粘渣的含量高达1.2％。而且在刨削深槽或多程刨削时，也可能产生厚度达0.2～0.3mm的增碳层。 碳弧气刨加工的坡口或背面虽存在增碳的热影响区，但经过焊接后都被熔化，在焊缝中未发现增碳现象，其力学性能也与用机械加工的坡口相同。 但是粘渣和炭灰等必须从槽道中清除，对于某些重要结构件，则需用砂轮去除厚0.5～0.8mm表面层后才能施焊。 1.碳弧气刨槽道表层的增碳（2） 用碳弧气刨削除焊缝的余高，对接头的强度没有影响，但是会使接头的延性降低，冷弯角低于105°。 若用砂轮磨去厚0.2～0.5mm表层后，延性可以恢复。 碳刨后的零件（除不锈钢零件）通过回火处理即可消除增碳层和热影响区的组织变化。 2.碳弧气刨的焊接接头的力学性能 碳弧气刨对18-8型不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀性能的 影响。 碳棒直径/mm 电流/A 空气压力/MPa 刨槽清理方法 腐蚀情况 5 180～210 0.294 不锈钢丝刷 合格 砂轮打磨 5 180～210 0.392 不锈钢丝刷 合格 砂轮打磨 5 180～210 0.4