《兵工企業(yè)常用焊接方法與設(shè)備使》課件-第八章 切割與氣刨技術(shù)

1.氣割工藝1．氣割工藝參數(shù)氣割工藝參數(shù)主要包括氣割氧壓力、氣割速度、預(yù)熱火焰能率、割嘴與割件的傾斜角度、割嘴離割件表面的距離等。(1)

氣割氧壓力氣割氧壓力主要根據(jù)割件厚度來選用。割件越厚，要求氣割氧壓力越大。氧氣壓力過大，不僅造成浪費(fèi)，而且使割口表面粗糙，割縫加大。氧氣壓力過小，不能將熔渣全部從割縫處吹除，使割縫的背面留下很難清除干凈的掛渣，甚至出現(xiàn)割不透現(xiàn)象。1．氣割工藝參數(shù)氣割氧氣壓力如表所示鋼板厚度/mm氣割速度／(mm/min)氧氣壓力/MPa鋼板厚度/mm氣割速度／(mm/min)氧氣壓力/MPa4450—500O.225240—2t00.4255400～500O.330210—250O.4510340～4500.3540180—230O.4515300—3750.37560160—200O.520260～350O.480150～1800.61．氣割工藝參數(shù)氣割速度與割件厚度和使用的割嘴形狀有關(guān)，割件越厚，氣割速度越慢；反之割件越薄，則氣割速度越快。氣割速度太慢，會使割縫邊緣熔化；速度過快，則會產(chǎn)生很大的后拖量或割不穿。氣割速度的正確與否，主要根據(jù)割縫后拖量來判斷，應(yīng)使割縫產(chǎn)生的后拖量最小為原則。所謂后拖量是指切割面上切割氧流軌跡的始點(diǎn)與終點(diǎn)在水平方向的距離。(2)

氣割速度1．氣割工藝參數(shù)預(yù)熱火焰的作用是把金屬割件加熱，并始終保持能在氧氣流中燃燒的溫度，同時(shí)使鋼材表面上的氧化皮剝落和熔化。預(yù)熱火焰對金屬割件的加熱溫度，低碳鋼時(shí)約為1100～1150℃。氣割時(shí)，預(yù)熱火焰應(yīng)采用中性焰或輕微氧化焰，不能使用碳化焰，因?yàn)樘蓟鏁垢羁谶吘壆a(chǎn)生增碳現(xiàn)象。(3)

預(yù)熱火焰性質(zhì)及能率1．氣割工藝參數(shù)預(yù)熱火焰能率是以每小時(shí)可燃?xì)怏w消耗量來表示的。預(yù)熱火焰能率應(yīng)根據(jù)割件厚度來選擇，一般割件越厚，火焰能率應(yīng)越大。但火焰能率過大時(shí)，會使割縫邊緣產(chǎn)生連續(xù)珠狀鋼粒，甚至熔化成圓角，同時(shí)造成割件背面粘渣增多而影響氣割質(zhì)量。當(dāng)火焰能率過小時(shí)，割件得不到足夠的熱量，迫使氣割速度減慢，甚至使氣割過程發(fā)生困難。(3)

預(yù)熱火焰性質(zhì)及能率1．氣割工藝參數(shù)(4)

割嘴與割件的傾斜角割嘴與割件的傾斜角度，直接影響氣割速度和后拖量。1．氣割工藝參數(shù)(5)

割嘴離工件表面的距離割嘴離割件表面的距離應(yīng)根據(jù)預(yù)熱火焰長度和割件厚度來確定，一般為3～5mm。因?yàn)檫@樣的加熱條件好，切割面滲碳的可能性最小。當(dāng)割件厚度小于20mm時(shí)，火焰可長些，距離可適當(dāng)加大；當(dāng)割件厚度大于或等于20mm時(shí)，由于氣割速度放慢，火焰應(yīng)短些，距離應(yīng)適當(dāng)減小。2.氣割的回火氣割時(shí)發(fā)生氣體火焰進(jìn)入噴嘴內(nèi)逆向燃燒的現(xiàn)象稱為回火?；鼗鹂赡軣龤Ц罹?、管路及引起可燃?xì)怏w儲罐的爆炸。發(fā)生回火的根本原因是混合氣體從焊割炬的噴射孔內(nèi)噴出的速度小于混合氣體燃燒速度。由于混合氣體的燃燒速度一般不變，凡是降低混合氣體噴出速度的因素都有可能發(fā)生回火。2．氣割的回火1、輸送氣體的軟管太長、太細(xì)，或者曲折太多。2、焊割時(shí)間過長或者割嘴離工件太近致使割嘴溫度升高。3、割嘴端面粘附了過多飛濺出來的熔化金屬微粒。4、輸送氣體的軟管內(nèi)壁或割炬內(nèi)部的氣體通道上粘附了固體碳質(zhì)微?；蚱渌镔|(zhì)。2.割炬1.割炬的作用及分類割炬是手工割的主要工具，割炬的作用是將可燃?xì)怏w形成具有一定能量和形狀的預(yù)熱火焰，并在預(yù)熱火焰的中心噴射切割氧氣進(jìn)行氣割。割炬按可燃?xì)怏w與氧氣混合的方式不同可分為射吸式割炬和等壓式割炬兩種；按可燃體種類不同可分為乙炔割炬、液化石油氣割炬等，射吸式割炬應(yīng)用最為普遍。2.射吸式割炬的構(gòu)造及原理射吸式割炬是以射吸式焊炬為基礎(chǔ)，它的結(jié)構(gòu)可分為兩部分：一部分為預(yù)熱部分，其構(gòu)造與射吸式焊炬相同，具有射吸作用，可以使用低壓乙炔；另一部分為切割部分，它是由切割氧調(diào)節(jié)閥、切割氧氣管以及割嘴等組成。（1）射吸式割炬的構(gòu)造2.射吸式割炬的構(gòu)造及原理割嘴的構(gòu)造與焊嘴不同，焊嘴上噴孔是小圓孔，所以氣焊火焰呈圓錐形；而射吸式割炬的割嘴混合氣體的噴射孔有環(huán)形和梅花形兩種。（1）射吸式割炬的構(gòu)造2.射吸式割炬的構(gòu)造及原理氣割時(shí)，先開啟預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥和乙炔調(diào)節(jié)閥，點(diǎn)火產(chǎn)生環(huán)形預(yù)熱火焰對割件進(jìn)行預(yù)熱，待割件預(yù)熱至燃點(diǎn)時(shí)，即開啟切割氧調(diào)節(jié)閥，此時(shí)高速切割氧氣流經(jīng)切割氧氣管，由割嘴的中心孔噴出，進(jìn)行氣割。（2）射吸式割炬的工作原理3.割炬的型號

割炬的型號是由漢語拼音字母G、表示結(jié)構(gòu)形式和操作方式的序號及規(guī)格組成。

射吸式割炬的型號有G01-30、G01-100、G01-300等。如G01-30表示手工操作的可切割的最大厚度為30mm的射吸式割炬。4.液化石油氣割炬對于液化石油氣割炬，由于液化石油氣與乙炔的燃燒特性不同，因此不能直接使用乙炔用的射吸式割炬，需要進(jìn)行改造，應(yīng)配用液化石油氣專用割嘴。5.等壓式割炬等壓式割炬的可燃?xì)怏w、預(yù)熱氧分別由單獨(dú)的管路進(jìn)入割嘴內(nèi)混合。由于可燃?xì)怏w是靠自己的壓力進(jìn)入割炬，所以它不適用低壓乙炔，而須采用中壓乙炔。等壓式割炬具有氣體調(diào)節(jié)方便、火焰燃燒穩(wěn)定、回火可能性較射吸式割炬小等優(yōu)點(diǎn)。3.1等離子弧切割的原理及特點(diǎn)等離子弧焊接與切割等離子弧焊設(shè)備。知識回顧：等離子弧焊接與切割1.等離子弧切割的原理

利用等離子弧的熱能實(shí)現(xiàn)切割的方法稱為等離子弧切割。等離子弧與氧--乙炔切割有本質(zhì)上的區(qū)別，它是以高溫、高速的等離子弧為熱源，將被切割件局部熔化，并利用壓縮的高速氣流的機(jī)械沖刷力，將已熔化的金屬或非金屬吹走而形成狹窄切口的過程。等離子弧焊接與切割表7-1等離子弧切割方法及應(yīng)用等離子弧切割方法工作氣體主要用途切割厚度/mm所用電極氬等離子弧切割A(yù)r+H2,Ar+N2

Ar+N2+H2切割不銹鋼、有色金屬及其合金4～150鈰鎢極氮等離子弧切割N2、N2+H20.5～100鈰鎢極空氣等離子弧切割壓縮空氣常用于切割碳鋼和低合金鋼，也可切割不銹鋼、銅、鋁及其合金等0.1～40的碳鋼和低合金鋼純鋯或純鉿等離子弧焊接與切割2.等離子弧切割的特點(diǎn)

等離子弧是一種比較理想的切割熱源，等離子弧切割具有以下特點(diǎn)：

(1)應(yīng)用范圍廣：等離子弧可以切割各種高熔點(diǎn)金屬及其他切割方法不能切割的金屬，如不銹鋼、耐熱鋼、鈦、鉬、鎢、鑄鐵、銅、鋁及其合金等，切割不銹鋼、鋁等厚度可達(dá)200mm以上。

采用轉(zhuǎn)移弧，適用于金屬材料切割；采用非轉(zhuǎn)移弧，既可用于非金屬材料切割，如耐火磚、混凝土、花崗石、碳化硅等，也可用于金屬材料切割。但由于工件不接電源，電弧挺度較差，故能切割的金屬材料厚度較小。等離子弧焊接與切割

(2)切割速度快、生產(chǎn)率高在目前采用的各種切割方法中，等離子弧切割的速度比較快，生產(chǎn)率也比較高。例如，切10mm的鋁板，速度可達(dá)200～300m/h，切12mm厚的不銹鋼，割速可達(dá)100～130m/h。

(3)切割質(zhì)量高等離子弧切割時(shí)，能得到比較狹窄、光潔、整齊、無粘渣、接近于垂直的切口，而且切口的變形和熱影響區(qū)較小，其硬度變化也不大，切割質(zhì)量好。3.2等離子切割設(shè)備等離子弧切割分類。知識回顧：1.等離子弧焊接與切割等離子切割設(shè)備包括電源、控制箱、水路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)及割炬等幾部分，其設(shè)備組成如圖7-10所示。1.等離子弧焊接與切割1．等離子切割設(shè)備組成圖7-10等離子切割設(shè)備組成示意圖1-電源；2-氣源；3-調(diào)壓表；4-控制箱；5-氣路控制；6-程序控制；7-高頻發(fā)生器；8-割炬；9-迸水管；10-水源；11-出水管；12-工件等離子弧切割均采用具有陡降外特性的直流電源，并采用直流正接。要求具有較高的空載電壓，一般空載電壓在150～400V之間。電源類型有兩種：一種是專用弧焊整流器電源；另一種可用兩臺以上普通弧焊發(fā)電機(jī)或弧焊整流器串聯(lián)。（1）

電源

1.等離子弧焊接與切割電氣控制箱主要包括程序控制接觸器、高頻振蕩器、電磁氣閥、水壓開關(guān)等。等離子弧切割過程的控制程序方框圖如圖7-11所示。1.等離子弧焊接與切割

（2）

控制箱

其中高頻振蕩器的作用是用來引弧的，小氣流是為了產(chǎn)生小電弧供電離氣體的。在鎢極與噴嘴間加上一個較低電壓，當(dāng)把高頻加在鎢極和噴嘴之間時(shí)，便引燃了電極和噴嘴間的小電弧。由于電流很小(20～50A)，故噴嘴不致燒毀。小電弧被小氣流吹出噴嘴，形成一定長度的焰流，用來在工件上對準(zhǔn)切割位置。當(dāng)在電極與工件間通過大電流（同時(shí)接通大氣流）后，小電弧便轉(zhuǎn)變成高能量等離子弧，此時(shí)高頻電路和小電弧電路全部斷開，以免燒毀噴嘴。1.等離子弧焊接與切割（3）水路系統(tǒng)

由于等離子弧切割的割炬在10000℃以上的高溫下工作，為保持正常切割必須通水冷卻，冷卻水流量應(yīng)大于2～3L/min，水壓為0.15～0.2MPa。水管設(shè)置不宜太長，一般自來水即可滿足要求，也可采用循環(huán)水。（4）

氣路系統(tǒng)

氣路系統(tǒng)的氣體作用是防止鎢極氧化、壓縮電弧和保護(hù)噴嘴不被燒毀。它由氣瓶、減壓器、流量器及電磁氣閥組成。一般氣體壓力應(yīng)在0.25～0.35MPa。1.等離子弧焊接與切割割炬（也稱割槍）是產(chǎn)生等離子弧的裝置，也是直接進(jìn)行切割的工具。等離子弧割炬如圖7-12所示。主要由本體、電極組件、噴嘴和壓帽等部分組成。其中噴嘴是割炬的核心部分，其結(jié)構(gòu)形式和幾何尺寸對等離子弧的壓縮和穩(wěn)定有重要影響。1.等離子弧焊接與切割（5）割炬

常用的等離子弧切割機(jī)有LG-400-1型、LG-400-2型和空氣等離子弧切割機(jī)LGK8-40型等。離子弧切割機(jī)的型號可按GB10249-88《電焊機(jī)型號編制辦法》選用，L表示等離子焊割設(shè)備，G表示切割機(jī)，K表示空氣等離子，400或40表示額定切割電流。1.等離子弧焊接與切割2．常用等離子切割設(shè)備3.3等離子弧切割工藝等離子弧切割設(shè)備。知識回顧：1.等離子弧焊接與切割（1）等離子弧切割的電極與工作氣體

等離子弧切割的電極材料一般采用鈰鎢極，為減少電極強(qiáng)烈的氧化腐蝕，空氣等離子弧切割一般采用純鋯或純鉿電極。等離子弧切割使用的工作氣體是氮、氬、氫以及它們的混合氣體，其中Ar-H2及N2-H2混合氣切口質(zhì)量最好，但由于氮?dú)鈨r(jià)格低廉，故常用的是氮?dú)?，且氮?dú)饧兌炔坏陀?9.5%。此外，在碳素鋼和低合金鋼切割中，常使用壓縮空氣作為工作氣體的空氣等離子弧切割。1.等離子弧焊接與切割

等離子弧切割工藝（2）等離子弧切割的工藝參數(shù)等離子弧切割的工藝參數(shù)，主要有切割電流、切割電壓、氣體流量、切割速度、噴嘴與割件的距離、鎢極端部與噴嘴的距離等。

1.等離子弧焊接與切割①切割電流和切割電壓

當(dāng)切割電流和切割電壓增加時(shí)，等離子弧功率增大，可切割厚度和切割速度也增大。雖然可以通過提高電流增加切割厚度及切割速度，但單純增加電流使弧柱變粗，切口加寬，噴嘴容易燒損，所以切割大厚度工件時(shí)，提高切割電壓更為有效?？梢酝ㄟ^調(diào)整或改變切割氣體成分提高切割電壓，但切割電壓超過電源空載電壓2/3時(shí)容易熄弧，因此，選擇的電源空載電壓一般應(yīng)是切割電壓的兩倍。1.等離子弧焊接與切割②切割速度在切割功率不變的前提下，提高切割速度使切口變窄，熱影響區(qū)減小。因此在保證切透的前提下盡可能選擇大的切割速度。③氣體流量

氣體流量要與噴嘴孔徑相適應(yīng)。氣體流量大，利于壓縮電弧，使等離子弧的能量更為集中，提高了工作電壓，有利于提高切割速度和及時(shí)吹除熔化金屬。但氣體流量過大，從電弧中帶走過多的熱量，降低了切割能力，不利于電弧穩(wěn)定。1.等離子弧焊接與切割④噴嘴與割件距離

噴嘴與割件的距離一般為6～8mm，切割厚度較大的工件時(shí)，可增大到10～15mm，空氣等離子弧切割所需距離略小，正常切割時(shí)一般為2～5mm。1.等離子弧焊接與切割

⑤鎢極端部與噴嘴的距離

鎢極端部與噴嘴的距離L稱為鎢極內(nèi)縮量，如圖7-4所示。鎢極內(nèi)縮量是一個很重要的參數(shù)，它極大地影響著電弧壓縮效果及電極的燒損。內(nèi)縮量越大，電弧壓縮效果越強(qiáng)。但內(nèi)縮量太大時(shí)，電弧穩(wěn)定性反而差。內(nèi)縮量太小，不僅電弧壓縮效果差，而且由于電極離噴嘴孔太近或者伸進(jìn)噴孔，使噴嘴容易燒損，而不能連續(xù)穩(wěn)定地工作。為提高切割效率，在不致產(chǎn)生“雙弧”及影響電弧穩(wěn)定性的前提下，盡量增大電極的內(nèi)縮量，一般取8～11mm為宜。1.等離子弧焊接與切割1.等離子弧焊接與切割材料厚度/mm噴嘴孔徑／mm空載電壓|N切割電流/A切割電壓/V氮?dú)饬髁浚?L/h)切割速度／(m/h)不銹鋼82030453333.5160160230240185220280340120120～125135～1401452100～23001900～22002700250045～5032～4035～4020～25鋁及鋁合金122134802.83.O3.23.521523034024525030035035012513014015044007875～803510紫銅518383.23.21802523103403047084106142016601570943011.3碳鋼508510725230011012301050105鑄鐵51835

300360370707310014501510150060258.4常用金屬材料等離子弧切割工藝參數(shù)

4.氣焊設(shè)備及工具氣焊設(shè)備及工具氣焊設(shè)備及工具主要有：氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶、減壓器、焊炬等。1．氧氣瓶氧氣瓶是儲存和運(yùn)輸氧氣的一種高壓容器，其形狀和構(gòu)造如圖所示。氧氣瓶外表涂天藍(lán)色，瓶體上用黑漆標(biāo)注“氧氣”字樣。常用氣瓶的容積為40L，在15MPa壓力下，可儲存6m3的氧氣。2．乙炔瓶乙炔瓶是一種儲存和運(yùn)輸乙炔的容器，乙炔瓶外表涂白色，并用紅漆標(biāo)注“乙炔”字樣。瓶口裝有乙炔瓶閥，但閥體旁側(cè)沒有側(cè)接頭，因此必須使用帶有夾環(huán)的乙炔減壓器。乙炔瓶的工作壓力為1.5MPa，在瓶體內(nèi)裝有浸滿著丙酮的多孔性填料，能使乙炔安全地儲存在乙炔瓶內(nèi)。3．液化石油氣瓶液化石油氣鋼瓶是儲存液化石油氣的專用容器，是焊接鋼瓶，其殼體采用氣瓶專用鋼焊接而成。按用量及使用方式，氣瓶容量有15kg、20kg、30kg、50kg等多種規(guī)格。工業(yè)上常采用30kg，如企業(yè)用量大，還可以制成容量為1t、2t或更大的儲氣罐。氣瓶最大工作壓力1.6MPa，水壓試驗(yàn)的壓力為3MPa。液化石油氣瓶外表面涂銀灰色漆并用紅漆寫有“液化石油氣”字樣。減壓器又稱壓力調(diào)節(jié)器，它是將瓶內(nèi)的高壓氣體降為工作時(shí)的低壓氣體的調(diào)節(jié)裝置。（1）減壓器的作用及分類

減壓器的作用是將氣瓶內(nèi)的高壓氣體降為工作時(shí)所需的壓力，并保持工作時(shí)壓力穩(wěn)定。減壓器按用途不同可分為氧氣減壓器、乙炔減壓器、液化石油氣減壓器等；按構(gòu)造不同可分為單級式和雙級式兩類；按工作原理不同可分為正作用式和反作用式兩類。目前常用的是單級反作用式減壓器。（2）氧氣減壓器、單級反作用式氧氣減壓器的構(gòu)造及工作原理4.減壓器（2）氧氣減壓器、單級反作用式氧氣減壓器的構(gòu)造及工作原理4.減壓器當(dāng)減壓器工作時(shí)，調(diào)壓手柄向內(nèi)旋入，調(diào)壓彈簧受壓縮而產(chǎn)生向上的壓力，并通過彈性薄膜將活門頂開，高壓氣體從高壓室流入低壓室。氣體從高壓室流入低壓室時(shí)，由于體積膨脹而使壓力降低，起到了減壓作用。氣體流入低壓室后，對彈性薄膜產(chǎn)生了向下的壓力，并傳遞到活門，影響活門的開啟。當(dāng)?shù)蛪菏业臍怏w輸出量降低而壓力升高時(shí)，活門的開啟度縮小，減小了流入低壓室的氣體，使低壓室內(nèi)氣體壓力不會增高。同樣，當(dāng)?shù)蛪菏业臍怏w輸出量增加而壓力降低時(shí)，活門的開啟度增大，流入低壓室的氣體增多，使低壓室內(nèi)氣體壓力增高。這種自動調(diào)節(jié)作用，使低壓室內(nèi)氣體的壓力穩(wěn)定地保持著工作壓力，這就是減壓器的穩(wěn)壓作用。4.減壓器乙炔瓶用減壓器的構(gòu)造、工作原理和使用方法與氧氣減壓器基本相同，所不同的是乙炔減壓器與乙炔瓶的連接是用特殊的夾環(huán)并借用緊固螺釘加以固定。（3）乙炔減壓器4.減壓器液化石油氣用的減壓器的作用也是將氣瓶內(nèi)的壓力降至工作壓力和穩(wěn)定輸出壓力，保證供氣量均勻。一般民用的減壓器稍加改制即可用于切割一般厚度的鋼板。另外，液化石油氣減壓器也可以直接使用丙烷減壓器。如果用乙炔瓶灌裝液化石油氣，則可使用乙炔減壓器。（4）液化石油氣用的減壓器5.焊炬焊炬是氣焊時(shí)用于控制氣體混合比、流量及火焰并進(jìn)行焊接的工具。焊炬的作用是將可燃?xì)怏w和氧氣按一定比例混合，并以一定的速度噴出燃燒而生成具有一定能量、成分和形狀穩(wěn)定的火焰。焊炬按可燃?xì)怏w與氧氣混合的方式不同，可分為射吸式焊炬和等壓式焊炬兩類，現(xiàn)在常用的是射吸式焊炬，等壓式焊炬可燃?xì)怏w的壓力和氧氣的壓力相等，不能用于低壓乙炔，所以目前很少使用。（1）焊炬的作用及分類5.焊炬射吸式焊炬的外形及構(gòu)造（1）焊炬的作用及分類5.焊炬焊炬工作時(shí)，打開氧氣閥，氧氣即從噴嘴口快速射出，并在噴嘴外圍造成負(fù)壓；再打開乙炔調(diào)節(jié)閥，乙炔氣聚集在噴嘴的外圍。由于氧射流負(fù)壓的作用，聚集在噴嘴外圍的乙炔氣很快被氧氣吸出，并按一定的比例與氧氣混合，經(jīng)過射吸管、混合氣管從焊噴嘴出。（2）射吸式焊炬的構(gòu)造及原理焊炬型號是由漢語拼音字母H、表示結(jié)構(gòu)形式和操作方式的序號及規(guī)格組成。如H01-6表示手工操作的可焊接最大厚度為6mm的射吸式焊炬。（3）焊炬型號的表示方法5.焊炬氧氣瓶和乙炔瓶中的氣體，須用橡皮管輸送到焊炬或割炬中。根據(jù)《焊接與切割安全》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氧氣管黑色，乙炔管為紅色。通常氧氣管內(nèi)徑為8mm，乙炔管內(nèi)徑為10mm，氧氣管與乙炔管強(qiáng)度不同，氧氣管允許工作壓力為1.5MPa，乙炔管為0.5MPa：連接于焊炬膠管長度不能短于5m，但太長了會增加氣體流動的阻力，一般在10～15m為宜。焊炬用橡皮管禁止油污及漏氣，并嚴(yán)禁互換使用。6．輸氣膠管氣焊時(shí)使用護(hù)目鏡，主要是保護(hù)焊工的眼睛不受火焰亮光的刺激，以便在焊接過程中能夠仔細(xì)地觀察熔池金屬，又可防止飛濺金屬微粒濺入眼睛內(nèi)。護(hù)目鏡的鏡片顏色和深淺，根據(jù)焊工的需要和被焊材料性質(zhì)進(jìn)行選用。顏色太深太淺都會妨礙對熔池的觀察，影響工作效率，一般宜用3～7號的黃綠色鏡片。7．其他輔助工具（1）護(hù)目鏡使用手槍式點(diǎn)火槍點(diǎn)火最為安全方便。當(dāng)用火柴點(diǎn)火時(shí)，必須把劃著了的火柴從焊嘴的后面送到焊嘴或割嘴上，以免手被燒傷。7．其他輔助工具（2）點(diǎn)火槍清理工具，如鋼絲刷、手錘等；連接和啟閉氣體通路的工具，如鋼絲鉗、鐵絲、皮管夾頭、扳手等及清理焊嘴的通針等。5.1碳弧氣刨原理及特點(diǎn)碳弧氣刨原理及特點(diǎn)1.原理碳弧氣刨是使用石墨棒與刨件間產(chǎn)生電弧將金屬熔化，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，如圖8-28所示。碳弧氣刨原理及特點(diǎn)2.碳弧氣刨的特點(diǎn)(1)碳弧氣刨比采用風(fēng)鏟可提高生產(chǎn)率10倍，在仰位或豎位進(jìn)出時(shí)更具有優(yōu)越性。(2)與風(fēng)鏟比較，噪聲較小，并減輕了勞動強(qiáng)度，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。碳弧氣刨原理及特點(diǎn)(3)在對封底焊進(jìn)行碳弧氣刨挑焊根時(shí)，易發(fā)現(xiàn)細(xì)小缺陷，并可克服風(fēng)鏟由于位置狹窄而無法使用的缺點(diǎn)。(4)碳弧氣刨也有一些缺點(diǎn)：如產(chǎn)生煙霧，噪聲較大，粉塵污染，弧光輻射等。圖8-29所示為碳弧氣刨的主要應(yīng)用實(shí)例。5.2碳弧氣刨設(shè)備二、碳弧氣刨設(shè)備

碳弧氣刨設(shè)備由電源、氣刨槍、碳棒、電纜氣管和空氣壓縮機(jī)組成，如圖8-30所示。

碳弧氣刨一般采用具有陡降外特性的直流電源，由于使用電流較大，且連續(xù)工作時(shí)間較長，因此，應(yīng)選用功率較大的弧焊整流器和弧焊發(fā)電機(jī)，如ZXG-500、AX-500等。碳弧氣刨原理及特點(diǎn)

碳弧氣刨的工具是碳弧氣刨槍，它有側(cè)面送風(fēng)式氣刨槍和圓周送風(fēng)式氣刨槍兩種。圖8-31所示為側(cè)面送風(fēng)式碳弧氣刨槍，它的特點(diǎn)是送風(fēng)孔在鉗口附件的一側(cè)，工作時(shí)壓縮空氣從這里噴出，氣流恰好對準(zhǔn)碳棒的后側(cè)，將熔化的鐵水吹走，從而達(dá)到刨槽或切割的目的。5.3碳弧氣刨工藝碳弧氣刨工藝

碳弧氣刨的工藝參數(shù)主要有電源極性、碳棒直徑與刨削電流、刨削速度、壓縮空氣壓力、碳棒伸出長度、碳棒傾角、電弧長度等。

1．電源極性

碳弧氣刨一般都采用直流反極性，但鑄鐵和銅及銅合金采用直流正極性，這樣刨削過程穩(wěn)定，刨槽光滑。碳弧氣刨工藝2．碳棒直徑與刨削電流碳棒直徑根據(jù)被刨削金屬的厚度來選擇，如表8-16所示。被刨削的金屬越厚，碳棒直徑越大。刨削電流與碳棒直徑成正比關(guān)系，一般可根據(jù)下面經(jīng)驗(yàn)公式選擇刨削電流：

I=(30～50)d式中I-刨削電流，A；d-碳棒直徑，mm。碳棒直徑還與刨槽寬度有關(guān)，刨槽越寬，碳棒直徑應(yīng)增大，一般碳棒直徑應(yīng)比刨槽的寬度小2～4mm左右。碳弧氣刨工藝3．刨削速度刨削速度對刨槽尺寸和表面質(zhì)量都有一定的影響。刨削速度太快會造成碳棒與金屬相碰，使碳粘在刨槽的頂端，形成所謂“夾碳”的缺陷。刨削速度增大，刨削深度減小，一般刨削速度為0.5～1.2m/min較合適。碳弧氣刨工藝4．壓縮空氣的壓力

壓縮空氣的壓力高，能迅速地吹走液體金屬，使碳弧氣刨順利進(jìn)行，一般壓縮空氣壓力為0.4～0.6MPa。且刨削電流增大時(shí)，壓縮空氣的壓力也應(yīng)相應(yīng)增加。電流與壓縮空氣的壓力之間的關(guān)系見表8-17。碳弧氣刨工藝5．電弧長度

電弧過長，引起操作不穩(wěn)定，甚至熄弧。因此操作時(shí)要求盡量保持短弧，這樣可以提高生產(chǎn)率，還可以提高碳棒的利用率，但電弧太短，又容易引起“夾碳”缺陷，因此，碳弧氣刨電弧的長度一般在1～2mm為宜。碳弧氣刨工藝6．碳棒傾角

碳棒與刨件沿刨槽方向的夾角稱為碳棒傾角。傾角的大小影響刨槽的深度，傾角增大槽深增加，碳棒的傾角一般為25°～45°，如圖8-32所示。碳弧氣刨工藝7．碳棒伸出長度

碳棒從導(dǎo)電嘴到電弧端的長度為伸出長度。碳棒伸出長度越長，就會使壓縮空氣吹到熔池的風(fēng)力不足，不能順利地將熔化金屬吹走，同時(shí)，伸出長度越長，碳棒的電阻增加，燒損也越快。但伸出長度太短會引起操作不方便，一般碳棒伸出長度為80～100mm為宜，當(dāng)燒損至20～30mm時(shí)，則需要及時(shí)調(diào)整。碳弧氣刨工藝

8．碳弧氣刨操作

碳弧氣刨操作特點(diǎn)是準(zhǔn)、平、正。

所謂“準(zhǔn)”，就是槽的深淺要掌握準(zhǔn)，刨槽的準(zhǔn)線要看得準(zhǔn)。操作時(shí)，眼睛要盯住準(zhǔn)線。同時(shí)還要顧及刨槽的深淺。碳弧氣刨時(shí)，由于壓縮空氣與工件的摩擦作用發(fā)出嘶嘶的響聲。當(dāng)弧長變化時(shí)，響聲也隨之變化。因此，可借響聲的變化來判斷和控制弧長的變化。若保持均勻而清脆的嘶嘶聲，表示電弧穩(wěn)定，能獲得光滑而均勻的刨槽。碳弧氣刨工藝

所謂“平”，就是手把要端得平穩(wěn)，如果手把稍有上、下波動，刨削表面就會出現(xiàn)明顯的凹凸不平。同時(shí)，還要求移動速度十分平穩(wěn)，不能忽快忽慢。

所謂“正”，就是指碳棒夾持要端正。同時(shí)，還要求碳棒在移動過程中，除了與工件之間有一合適的傾角外，碳棒的中心線要與刨槽的中心線重合，否則刨槽形狀不對稱。6.空氣等離子弧切割等離子弧切割工藝。知識回顧：1.等離子弧焊接與切割采用壓縮空氣作為工作氣體的等離子弧切割稱空氣等離子弧切割。空氣等離子弧切割可切割銅、不銹鋼、鋁等材料，但特別適合切割厚度在30mm以下的碳鋼及低合金鋼。空氣等離子弧切割機(jī)外形及切割系統(tǒng)如圖7-5所示。1.等離子弧焊接與切割空氣等離子弧切割(a)切割機(jī)外形

(b)切割系統(tǒng)

圖7-5空氣等離子弧切割機(jī)外形及切割系統(tǒng)示意圖1-電源；2-空氣壓縮機(jī)；3-割炬；4-工件；5-接工件電纜；6-電源開關(guān)；7-過濾減壓網(wǎng)①用壓縮空氣作為工作氣體，來源廣，價(jià)格低廉，可大大降低成本。②空氣等離子弧能量大，加之在切割過程中氧與被切割金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而放熱