碳弧焊工艺详解:设备构成、工作原理与现代应用
什么是碳弧焊?
碳弧焊(CAW)利用非消耗性碳(石墨)电极与工件间电弧加热金属使其熔合。碳电极产生电弧温度超3000℃,使分离金属熔融结合。这是最早开发的电弧焊工艺,现已大多被双碳弧焊等变体取代,应用较少。
历史渊源
1800年戴维发现电弧,1881年(原文1981年系误)贝纳多斯与奥尔谢夫斯基发明CAW,初名"Elektrogefest"。
核心设备
- 电极: 直径3-22mm
- 电源: 直流焊机(旋转/整流型)
- 电极夹: 专用耐高温夹具,常规夹具不可用
碳弧焊工作原理
电极与母材间产生电弧,热量熔化母材,熔池凝固成焊缝。电极直径可随电流调整。变体双碳弧焊(TCAW)采用特殊电极,一电极可动接触另一电极引弧,用交流电,双电极烧损速度须一致。
优势
- 设备与作业成本低
- 对操作技能要求不高
- 易自动化
- 工件变形小
劣势
- 焊缝质量不稳定(气孔)
- 电极碳污染焊缝生成碳化物
工业技术