Air carbon-arc gutsen verwijdert metaal door de intense hitte van een boog die ontstaat tussen een koolstofelektrode en het werkstuk. Terwijl het materiaal smelt, tilt perslucht, die door uitlaten in de onderste bek van de toorts met de elektrode wordt geleid, het gesmolten metaal uit de boog voordat het metaal stolt.
Het lucht koolstof-arc gutsproces heeft geen oxidatie nodig om de snede te behouden, dus kan het metalen gutsen of snijden die het autogeen proces niet kan. In feite kunnen de meeste gangbare metalen (koolstofstaal, roestvrij staal, hooggelegeerde slijtplaat, koperlegeringen en gietijzer) worden gesneden met behulp van air carbon-arc gutsen.
Typische toepassingen zijn onder meer het backgutsen van lasnaden om het afgezette lasmetaal vanaf de andere kant van het werkstuk te bereiken, het verwijderen van poorten en stijgprofielen van gietstukken, het verwijderen van oud of overtollig lasmetaal zodat apparatuur kan worden gerepareerd en het opnieuw vormgeven van gescheurd metaal voorafgaand aan lasreparatie, met name op bouwapparatuur.
De uitvinder van carbon-arc gutsen, Myron Stepath, ontwikkelde het proces oorspronkelijk voor het verwijderen van defecte lasnaden in roestvrijstalen pantserplaten op Amerikaanse oorlogsschepen; conventionele methoden zoals verspanen en slijpen bleken niet haalbaar vanwege tijd- en kostenfactoren. Stepath deed zijn oorspronkelijke werk voor de marine tijdens de Tweede Wereldoorlog voordat hij Arcair Co. oprichtte in 1949. Vandaag de dag maakt Arcair deel uit van de merkenfamilie ESAB, en de naam Arcair is synoniem aan het gutsproces.
De snelheid waarmee metaal wordt verwijderd is gebaseerd op de efficiëntie van de luchtstroom, de diameter van de koolstofelektrode, de output van de lasstroombron en de vaardigheid van de operator. Gelukkig vergt het leren van het gutsen met luchtkoolstofboog alleen maar oefening. Hier zijn acht tips om de resultaten te verbeteren.
1. Kies een elektrode
Er zijn drie soorten koolstofelektroden: AC gecoate elektroden (voor gebruik met AC stroombronnen), DC blanke elektroden en DC kopergecoate elektroden. De laatste wordt het meest gebruikt vanwege hun relatief lange levensduur, stabiele boogkarakteristieken en uniformiteit van de groeven.
Deze elektroden worden gemaakt door koolstof en grafiet te mengen met een bindmiddel. Door dit mengsel te bakken ontstaan dichte, homogene grafietelektroden met een lage elektrische weerstand, die vervolgens worden bekleed met een gecontroleerde dikte van koper.
Koperen beklede koolstofelektroden zijn er in drie vormen en meerdere maten: ronde elektroden in diameters variërend van 1/8 in. tot 1 in., halfronde elektroden in diameters van 5/8 in. en platte (rechthoekige) elektroden van 5/32 in. bij 3/8 in. of 3/16 in. bij 5/8 in. Rechthoekige elektroden worden gebruikt om rechthoekige groeven te maken en lasversterkingen te verwijderen, terwijl halfronde elektroden de veelzijdigheid bieden om een ronde of platte guts te maken, afhankelijk van hun oriëntatie.
De diepte en de contour van de geproduceerde groef worden bepaald door de elektrodediameter en de verplaatsingssnelheid. Groefdieptes groter dan 1,5 maal de diameter moeten in meerdere gangen worden gemaakt. De breedte van de groef wordt bepaald door de elektrodediameter en is meestal 1/8 in. breder dan de diameter. Een bredere groef kan worden gemaakt met een kleine elektrode door het oscilleren van de elektrode in een weven beweging.
De diameter van de koolstof elektrode wordt beperkt door de output van de stroombron. Tabel 1 geeft een overzicht van de stroombereiken voor veelgebruikte DC-elektroden met koperen bekleding.
2. Kies een toorts
Een handmatige gutstoorts en kabelassemblage bevat aansluitingen voor de laskabel en de persluchtleiding. Zorg ervoor dat de toorts- en massakabel de juiste maat hebben, gebaseerd op het ampèrage en de lengte van de kabel. Een geïsoleerde aansluitschoen en aansluitset vereenvoudigt het aansluiten van de toorts en elimineert de kans op vonken bij contact met elektrisch hete onderdelen.
De handmatige toorts houdt de koolstofelektrode in een draaibare kop, zodat de luchtstralen uitgelijnd blijven met de elektrode, ongeacht de hoek. De meeste toortsen hebben één set luchtsproeiers, maar sommige hebben luchtsproeiers aan twee kanten van de elektrode, wat beter is voor sommige toepassingen, zoals het verwijderen van pads en risers van grote gietstukken (padwashen).
De traditionele handmatige toortsmodellen vereisen een behoorlijke grijpdruk om te openen, ongeveer 27 lbs. of meer. De nieuwste toorts van Arcair, de AirPro X4000, gebruikt de perslucht die al door de toorts stroomt om de toortsbekken pneumatisch te openen. De gebruiker drukt op een tuimelschakelaar, de bekken gaan open en de gebruiker kan de koolstofelektroden zonder moeite inbrengen, afstellen en verwijderen. Een bijkomend voordeel is dat er geen hendel meer nodig is, waardoor de toorts een lager profiel heeft en beter toegankelijk is.
De tuimelschakelaar regelt ook de aan/uit-functie van de perslucht, zodat er geen lucht door de toorts of kabel stroomt zonder dat de gebruiker de luchtstroom via de tuimelschakelaar in gang zet. Een vergrendelingsmechanisme vergrendelt de luchtstroom tijdens het gebruik om vermoeidheid van de hand te verminderen, terwijl een “lekvrije” luchtklep elektriciteit en onderhoudskosten van de luchtcompressor bespaart.
Handmatige toortsen zijn gewoonlijk luchtgekoeld. Voor toepassingen met hoge stromen kunnen watergekoelde kabelassemblages worden gebruikt met zware toortsen.
3. Plaats de elektrode
Bij gebruik van met koper beklede koolstofelektroden plaatst u de elektrode zo in de toorts dat het niet-beklede uiteinde naar het werkstuk wijst. Stel de luchtdruk in op 80 tot 100 psi, wat voldoende is om te voorkomen dat koolstof in de guts blijft steken.
In normale omstandigheden moet u de elektrode zo plaatsen dat er niet meer dan 7 in. koolstof uitsteekt voorbij de toortskop. Voor aluminium zou deze uitsteek 3 in moeten zijn. De bron van de luchtstoot bevindt zich altijd tussen de elektrode en het werkstuk. Als er voldoende luchtstroom is, is het schoonmaken van de verbinding geen probleem.
4. Maak een boog
Schep een boog door de koolstofelektrode licht tegen het werkstuk te drukken. Laat de vlamboog beginnen en beweeg hem langzaam naar voren of van links naar rechts als dat nodig is om het doel te bereiken. Het inslaan van de boog is een beetje anders en iets gemakkelijker dan met een laselektrode. Neem de nodige tijd om in een comfortabele positie te komen, en trek de elektrode niet terug als de boog is ingeslagen.
Het lucht-koolstof-gutsen werkt tussen 35 V en 55 V. Luister of u een luide vlamboog hoort, dit duidt op voldoende spanning (let op: draag gehoorbescherming tijdens het gutsen). Een gedempte boog betekent dat het voltage te laag is, wat kan resulteren in koolstofafzettingen.
5.
Houd de toorts zo dat de koolstofelektrode van de looprichting af helt en de luchtstroom langs de punt van de elektrode blaast om het gesmolten metaal af te voeren. De juiste toorts-tot-werkstuk hoek is 35 tot 45 graden.
6. Diepte van het gutsgedeelte
De verplaatsingssnelheid bepaalt de diepte van het gutsgedeelte. Hoe hoger de verplaatsingssnelheid, hoe ondieper de guts. Een lage verplaatsingssnelheid geeft een dieper gutsgat. Een korte boog moet worden gehandhaafd door snel genoeg in de richting van de snede te bewegen om gelijke tred te houden met de metaalafname en het elektrodeverbruik. De gelijkmatigheid van de progressie bepaalt de gladheid van het resulterende oppervlak.
7. De duw techniek
Gebruik altijd een duw techniek met lucht koolstof-boog gutsen. Beweeg voortdurend voorwaarts met de lucht blazend van achter de boog. Nooit achteruit. Dit voorkomt koolstofafzettingen in het basismateriaal die niet kunnen worden gelast zonder eerst opnieuw te gutsen of te slijpen om het basismateriaal volledig schoon te maken.
8. Concentreer u op de lijn
Wanneer u een lasnaad backgutst, moet u zich concentreren op de verbindingslijn, die net voor de koolstofelektrode zichtbaar is. Hierdoor kunt u de lasnaad volgen. Om de gutsresultaten beter te controleren, houdt u uw hoofd achter de boog.
Met dit advies in gedachten, en met een beetje oefening, kan het gutsen met luchtkoolstofboor een eenvoudige, goedkope en zeer effectieve manier zijn om bijna alle metalen te verwijderen in een verscheidenheid van metaalvervaardigings- en reparatietoepassingen.
ESAB Welding & Cutting Products