清洁高效的等离子气刨清根一、前言在压力容器制作安装过程中，焊接是关键环节，焊接质量直接影响到产品的使用寿命和安全性。为了保证焊接质量，施工中的清根处理是保证焊缝熔透成型的重要工艺措施。在双面焊接时，首先对坡口一侧的焊口进行焊接，焊后再对另一侧的焊口进行清根处理，以清除背面焊根及清除焊缝中的缺陷，如果清根不彻底，将影响焊接质量并引起安全事故。目前，现有的清根技术通常采用碳弧气刨、角磨砂轮机、等离子弧清根方法，其中:角磨砂轮机、碳弧气刨是传统方法，在工程中应用较为广泛，等离子弧清根是较新的方法。二、清根的三种方法简介1）碳弧气刨碳弧气刨是利用碳棒与工件之间产生的电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面沟槽加工的方法。碳弧气刨清根是目前焊接施工中应用最为广泛的方法。碳弧气刨的优点：◆适合于清除大量/大面积的金属◆设备简单，对于大部分焊接接头有良好的可达性◆设备便宜碳弧气刨的缺点:◆手工操作对工艺规范很难掌握，清根后的焊缝往往宽窄不一，深浅不匀，容易产生结碳现象（不少国外用户，禁止在不锈钢材料上使用碳弧气刨）。尤其是对自动焊的单V型坡口，清根后的坡口形状和尺寸很难保证，直接影响到焊缝质量和焊接效率的提高。◆是碳弧气刨清根产生的噪声、烟气对环境污染严重，不利于环保。◆刨后的不锈钢表面必须将增碳的表面(对耐腐蚀性能有害)全部打磨清除。◆所用碳棒烧损快，不能连续作业，工效低，施工成本高。2)砂轮磨削砂轮磨削是一种机械切削的加工方法。砂轮磨削的优点：◆可以用于大部分金属材料◆适应性比较灵活。◆磨削后坡口表面光滑，无氧化层增碳的现象出现。砂轮磨削的缺点：◆由于手工打磨操作，受人为因素影响较大，很难保证坡口形状和尺寸。1/4◆由于砂轮磨削难以实现自动化的作业，劳动强度大，噪声高，粉尘多，工作环境恶劣。3）等离子气刨等离子弧气刨是利用高温高速的等离子流来加热，将局部金属熔化并吹除，形成切口，无渗碳现象伴随。等离子气刨的优点：◆可以用于任何金属材料◆刨后的沟槽，焊接前仅需少量或不需清理。◆由于刨后的表面清洁，无任何增碳，等离子气刨特别适合于铝和不锈钢材料。◆比碳弧气刨噪声低10db◆比碳弧气刨时的烟尘发生量少◆由于刨后不增碳，焊前不需要打磨除碳。等离子气刨的缺点：◆可能需要额外的保护设备◆刨的深度和可达性受所用的等离子枪限制◆设备的可移动性差，消耗品更昂贵(钨极、等离子喷嘴等)◆高的操作电压，更容易发生电击伤害三、等离子气刨与碳弧气刨的成本比较比较项目等离子气刨空气碳弧气刨冷却气体氩气Ar，￥0.01/升空气，0气体流量132升/min.1700升/min.等离子气体氩气+氢气65%Ar+35%H2,￥0.11/升/等离子气流量61升/min./清根速度2.5米/min.0.63米/min.气体消耗成本￥3.212/米0人工成本￥30/Hrs￥30/Hrs人工成本/米￥0.2/米￥0.79/米电极消耗成本3m×8mm0￥3.36清根长度/电极/1.07m电极消耗成本/米0￥3.14/米电能消耗27.5KW24.8KW电能消耗/m￥0.15/米￥0.54/米上表为电流150A等离子气刨和Φ8mm碳棒气刨的对比四、如何开始等离子气刨1）选择设备开始等离子气刨前，第一步是选择等离子设备。大多数的等离子设备制造商都提供配套的等离子气刨喷嘴。2/4切割喷嘴气刨喷嘴等离子气刨喷嘴的嘴孔直径比切割喷嘴大一些。等离子气刨电源的要求。多数情况下，等离子气刨要在100A电流以上完成。在更低的电流下气刨，去除金属的效率低，而刨槽小。由于等离子气刨时，电弧是与工件表面是倾斜的，电弧较长。等离子气刨就需要比等离子切割更高的电压。如当采用120A电流气刨时，电压需要200V甚至以上。这就对等离子切割电源提出了比较高的要求。2）气体选择等离子气刨可以使用包括空气，氮气，氧气，氩气/氢气等其它混合气体。氩气/氢气混合气能够在铝和不锈钢表面提供清洁，明亮，光滑的沟槽。氩气+氢气的混合气体通常是最好的选择，它能提供最高的金属去除效率，而不在金属表面生成夹杂物。氮气能够延长气刨部件的寿命，并在碳钢和不锈钢表面生成可接受的质量。氮气作为等离子气时，金属去除率稍低。空气作为等离子气以最低的成本在碳钢，不锈钢，铝表面提供可接受的质量。当使用双气体枪时，第2种气体最好也是惰性气体，氩气最为适宜，氮气也可使用。推荐的等离子气刨气体气体种类材料类别等离子气第2种气体碳钢不锈钢铝空气空气极好好不好氮气空气好好不好氮气CO2好好好氩气/氢气氮气好极好极好氩气/氢气氩气好极好极好3）操