碳棒为非金属制品，作为碳弧气刨切割工艺中的一种必备的焊接前的切割耗材，是由碳、石墨加上适当的粘合剂，通过挤压成形，经2200℃焙烤旋段后镀一层铜而制成，耐高温，导电性良好，不易断裂，适用于将金属切割成符合要求的形状。湖南湘冶机械制造有限公司通过多年的实践，总结碳棒使用常识如下。

一、用途。

碳棒使用温度高易导电良好的化学稳定性。现已广泛应用，尤其是黑碳棒，也被用作陶瓷、半导体、医学、环保、实验室分析等领域，成为当今应用最广泛的非金属材料。切割钢铁时，不需要像氧一乙炔焰切割那样使用易燃、易爆气体，成本低，操作使用安全。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，效率高，且均能得到较为理想的效果。

二、性能。

质地硬而脆,膨胀系数小、能耐急冷急热,不易变形,有良好的化学稳定性,抗酸能力极强,与强酸不反应,抗碱能力较差,在高温下能腐蚀分解棒体。

碳棒的抗折强度，随着元件温度的升高而变硬度越大。元件的电阻值，通过电阻率真反映，是按部颁标准规定在25微欧.米测定的。

元件的表面负荷电流密度与黑碳棒的原料配方和压制密度有密切关系，可以根据需要任意调整。

三、分类。

圆形碳棒:主要用于焊缝的清根、背面开槽及清除焊接缺陷等；

矩形碳棒:用于刨除构件上残留的临时焊道和焊疤、清除焊缝的余高以及碳弧切割；

连接形碳棒:适合用于自动或手动型焊枪，连续进给，可以减少使用时残余的碳棒损失，刨槽精度高、平滑均匀、稳定性好，效率高。

四、碳弧气刨工艺参数。

1、电源极性。碳弧气刨一般采用功率较大，具有陡降外特性的直流焊机，常选用直流反接（工件接负极），这样电弧稳定，并可使碳钢和合金钢液态金属因渗碳而熔点降低，流动性增加，刨槽宽窄均匀，表面光洁。

2、电流与碳棒直径。碳弧气刨所用碳棒可参照经验公式选取。I=（30-50）d，I：气刨电流（A）,d：碳棒直径（mm）。

电流对刨槽的尺寸影响很大，如电流过小，则电弧不稳，易产生“夹碳”缺陷；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，但过大时碳棒头易发红，镀铜层易脱落，形成“铜斑”缺陷，若造成碳棒熔化，将使刨槽表面严重渗碳。正常电流下，碳棒发红长度为25mm。一般刨槽的宽度比碳棒直径大2-4mm，刨槽深度约为碳棒直径的0.7倍为宜。

3、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。

4、压缩空气压力。当压缩空气压力低于0.4Mpa时，刨槽表面会残留一层富碳层，刨槽表面粗糙，常用的压力的为0.4-0.6Mpa。压缩空气所含水分和油分都应清除,可 通过在压缩空气的管道中加过滤装置,以保证刨削质量。

5、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。

6、 碳棒伸出长度。碳棒从钳口到电弧端的长度为伸出长度。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80-100mm，当烧损到30-40mm后就要进行调整。

7、碳棒倾角。碳棒与工件沿刨槽方向的夹角称为碳棒倾角一般取25-45度，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。手工碳弧气刨采用45度左右为宜。

8、碳棒剩余长度。碳棒总长度为355mm，在使用中碳棒剩余总长度低于50-80mm时易导致刨枪烧损或绝缘外套烧损现象，碳棒剩余过长时会产生不必要的浪费。

六、碳弧气刨常见缺陷及排除措施。

1、夹碳。刨削速度过快或碳棒送进过速，使碳棒端部与熔化金属或未熔化金属短路，电弧熄灭，碳棒粘在未熔化的金属上，便产生“夹碳”缺陷。若不清除，随后焊接时易产生气孔和裂纹。“夹碳”缺陷应使用砂轮或重新气刨以彻底清除干净。

2、粘渣。刨削速度过慢，使熔化金属量增多，压缩空气不易将其吹除干净，这部分形成的渣，容易粘在刨槽两侧而形成“粘渣”。当刨削时，倾向过小，熔渣被吹到电弧前面，得不到压缩空气的及时冷却、吹除，也会形成“粘渣”。随后焊接时易产生气孔。发生“粘渣”后，可用钢丝刷、砂轮等工具将其清除。

3、刨槽尺寸和形状不规则。碳弧气刨操作过程中，由于操作不当会造成刨槽歪斜，深浅不匀，甚至刨偏等缺陷。提高操作技能是克服上述缺陷的最好办法。操作中要保持刨削速度和碳棒送进速度均匀；碳棒与工件时间倾角要稳定；操作过程要注意力集中，使碳棒及侧面送风时的风口始终对正预定的刨削线路进行刨削。

4、铜斑。铜斑碳棒表面镀铜皮成块剥落，熔化后集中熔化到刨槽表面某处而形成“铜斑”。焊接后，该部位含铜量剧增，可能引起灼缝裂纹。产生“铜斑”的原因是镀铜质量差，碳棒工作电流太大。为此，应选用质量好的镀铜碳棒及推荐的工作电流。可用钢丝刷、砂轮或重新气刨来清除“铜斑”。

七、基本操作。

1、气刨前准备工作。1）检查气刨枪是否完好。2）检查导气管是否通畅，导气管不得有漏气现象。3）检查导电夹头、碳棒嘴头，对漏气及损坏的部件进行修理或更换。4）检查电源极性是否正确（一般刨枪接正极、工件接负极），选择碳棒直径，调解好电流。5）检查压缩空气压力，控制在0.49Mpa以上。6）操作前穿戴好防护服、保护前、防护罩，注意周围的环境，防止起火或烫伤他人。7）在容器内操作时，必须采取通气、通风及排除烟尘等措施，在封闭容器内作业时，不得少于2人。8）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80-100mm。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）开始刨削时钢板温度低，不能很快熔化，当电弧引燃后，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，碳棒不应横向摆动或前后往复移动，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°。刨削时，手要稳，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。4）在垂直位置气刨时，应从上向下移动，以便焊渣流出。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。5）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。6）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、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。