碳弧气刨和等离子切割工艺

《碳弧气刨和等离子切割工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1．碳弧气刨的工艺特点碳弧气刨过程中，因急速加热和冷却以及局部的化学反应，在刨削表面及临近区产生增碳现象和热影响区，引起组织和硬度的变化。（1）碳弧气刨常见缺陷及防止措施1)夹碳刨削速度太快或碳棒送进过速，使碳棒头部触及铁水或未熔化的金属上，电弧就会因短路而熄灭。由于温度很高，当碳棒再往前送或上提时，端部脱落并粘在未熔化金属上，产生“夹碳”缺陷。发生夹碳后，在夹碳处电弧不能再引燃，这样就阻碍了碳弧气蚀的继续进行。此外，夹碳外还形成一层硬脆且不容易清除的碳化铁（碳含量达6.7％）。这种缺陷必须注意防止和消除，否则焊后容易出现气孔和裂纹。

2、清除的方法是在缺陷的前端引弧，将夹碳处连根一起刨除，或用角形磨光机磨掉。2)粘渣碳弧气刨操作时，吹出来的铁水叫“渣”，表面是一层氧化铁，内部是含碳很高的金属。如果粘潭在刨槽的两侧，即产生粘渣。粘渣主要是由于压缩空气压力小引起的，但刨槽速度与电流配合不当，刨削速度太慢也易粘渣，在采用大电流时更为明显。其次在倾角过小时也易粘渣。粘渣可采用风铲清除。3)刨槽不正或深浅不均碳棒歪向刨槽的一侧就会引起刨槽不正，碳棒运动时上下波动就会引起刨槽的深度不均，碳棒的角度变化同样能使刨槽的深度发生变化。刨槽前，注意碳棒与工件的相对位置，提高操作的熟练程度

3、。4)刨偏刨削时往往由于碳棒偏离预定目标造成刨偏。碳弧气刨速度大约比电弧焊高2～4倍，技术不熟练就容易刨偏。刨偏与否和所用气刨枪结构也有一定的关系。例如，采用带有长方槽的圆周送风式和侧面送风式枪，均不易将渣吹到正前方，不妨碍刨削视线，因而减少了刨偏缺陷。5)铜斑采用表面镀铜的碳棒时，有时因镀铜质量不好，会使铜皮成块剥落，剥落的铜皮成熔化状态，在刨槽的表面形成铜斑。在焊前用钢丝刷或砂轮机将铜斑清除，就可避免母材的局部渗铜。如不清除，铜渗入焊缝金属的量达到一定数值时，就会引起热裂纹。为避免这种缺陷要选用镀层质量好的碳棒，采用合适的电流，并

4、注意焊前用钢丝刷或砂轮机清理干净。（2）碳弧气刨的热影响区组织和硬度碳弧气刨过程中，热影响区的特性取决于被刨削金属的化学成分和显微组织。表10列出一些典型钢种的热影响区宽度、组织和硬度的变化。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。表10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刨削金属表面组织显微硬度/MPaQ235铁素体、珠光体1274～14501.0铁素体和珠光体1519～215614Mn2铁素体、珠光体－1.2索氏体

5、－12CrNi3A铁素体、珠光体1470～20581.0～1.3索氏体4018～460620CrMoV铁素体、珠光体1421～19601.2索氏体和托氏体2940～423440Cr铁素体、珠光体1764～21560.9～1.5托氏体和马氏体4900～78401Cr17Ni2马氏体、铁素体4312～47071.5～1.9马氏体、铁素体4410～58801Cr17Ni13MoTi奥氏体、碳化物2156～2744－奥氏体、碳化物1960～274408Cr20Ni10Mn6奥氏体、碳化物2254～2744－奥氏体、碳化物2254～2744（3

6、）碳弧气刨槽道表层的增碳碳弧气刨时，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。表11列出18-8型不锈钢碳弧气刨区碳的质量分数的分析结果。表1118-8型不锈钢碳弧气刨区碳的质量分数的分析结果取样部位C/%取样部位C/%碳刨飞溅金属1.3槽道表层0.2～0.3mm处槽道边缘粘渣1.2母材0.070～0.075离表面深0.2～0.3mm处的碳的质量分数同母材含量十

7、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。（4）碳弧气刨的焊接接头的力学性能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

8、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。表12列出碳弧气刨对18-8型不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀性能的影响。表12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