第二节 电弧焊与碳弧气刨
一、手工电弧焊
1. 工作原理
手工电弧焊是利用电弧放电时产生的热量，熔化焊条和焊件，从而使金属结合的焊接方法。手工电弧焊必须形成焊接电路，此电路以电源为起点引出两条电缆，一条接工件，另一条接焊钳，如图3-3所示。电弧就是在工件和焊条两个电极之间的气体发生的强烈放电现象。电弧的产生必须具备两个条件，即阴极电子发射和气体电离。
图3-3 手工电弧焊基本焊接电路的构成
2. 主要设备及材料
电焊机是手工电弧焊的主要设备，是决定电弧稳定燃烧，从而获得优良焊缝的首要因素。电焊机有直流电焊机和交流电焊机两类，其中直流电焊机又分旋转式（焊接发电机）和整流式（焊接整流器）两种。
焊条的质量直接影响焊缝的性能，为此，焊条应满足下列基本要求。①保证焊缝金属具有一定的化学成分、力学性能和其他物理化学性能；②保证焊缝金属与焊接接头不产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷；③具有良好的工艺性能。焊条由钢芯和药皮组成，钢芯强度应满足焊接构件要求。药皮应根据工艺要求选用，常用酸性焊条，重要结构用碱性焊条。
手工电弧焊的焊接规范参数主要是指焊条牌号与直径、焊接电流、电弧电压，以及焊接层数的选择。
二、自动和半自动电弧焊
焊接时，引弧、运条和结尾三个步骤完全用机械来完成，即称为自动焊；半自动焊时，电弧沿焊缝的移动（即运条）是靠手工操作的。自动焊的设备必须具有送丝机构（机头）和行走机构（小车或自行机头）两部分。机头应完成引弧、焊接（焊丝按预定要求向电弧区送进）和熄弧三个动作，行走机构则完成使焊接接头按预定速度沿焊缝移动。
自动调节弧长是自动焊的特点。目前有强制调节和自发调节两种方法，相应的自动焊机有变速送丝和等速送丝两类。
图3-4为埋弧焊的焊接过程。焊剂由漏斗流出后，均匀地撒放在装配好的工件上，堆敷高度一般为40～60mm。埋弧焊特别适用于大型焊件，其优点是生产率高、焊缝质量好、节省材料和电能等。
图3-4 埋弧焊的焊接过程
1—工件 2—焊剂 3—焊剂漏斗 4—焊丝 5—送丝滚轮 6—导电嘴 7一焊缝 8—渣壳
三、碳弧气刨和碳弧气割
碳弧气刨及碳弧气割是利用碳极电弧的高温将金属局部加热到熔化状态，同时用压缩空气把熔化的金属吹掉，对金属进行刨削或切割的一种工艺方法。
碳弧气刨的主要工具是刨枪，碳弧气刨枪有侧面送风和圆周送风两种。
侧面送风式又分钳式和旋转式，钳式侧面送风枪的钳口端部一侧钻有压缩空气喷射小孔；旋转式侧面送风枪如图3-5所示，其特点是对不同直径的碳棒及扁形碳棒各备有一套黄铜喷嘴。喷嘴在连接套中能旋转360°。连接套和主体是采用螺纹连接，气刨枪头部可根据需要转成各种位置。
图3-5 旋转式侧面送风气刨枪
1—喷嘴Ⅰ 2—喷嘴Ⅱ 3—喷嘴Ⅲ 4—连接套 5—锁紧螺母 6—螺母 7—主体 8—气电接头 9—螺钉 10—手柄
圆周送风式气刨枪的枪体头部有分瓣弹性夹头，在夹头的圆周上有几个方形出风槽，压缩空气由出风槽沿碳棒四周吹出，碳棒冷却均匀。刨削时熔渣则从刨槽的两侧吹出，前方无熔渣堆积，便于掌握刨削方向。
碳弧气刨的电路连接应以工件为负极，可使熔化金属含碳量较高、金属流动性好、凝固温度低、刨削过程稳定、刨槽光滑。此外还应正确地选用碳棒直径、电流和压缩空气的压力等规范参数。