克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法与流程

本发明涉及化工设备的电解槽及周围磁场中焊接生产技术领域，尤其是一种克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法。

背景技术：

公知的，现有的焊接技术在磁场环境下进行焊接，一般采用以下焊接技术：

1、一般采用交流电焊接，因变化的磁场在导体中产生感应电流，而感应电流产生的磁场削弱了焊接电流所引起的磁场，从而控制了一定的磁偏吹。

2、一般对于防止磁偏吹的措施主要是：①减少焊件上的剩磁，利用在焊件上局部加热的方法，可减少焊缝周围的剩磁来减少电弧的磁偏吹；②用反消磁法，让焊件上产生相反磁场来抵消焊件上的剩磁，从而克服和消除磁偏吹对焊接电弧的影响等。

在国内外的研究中，有许多关于在磁场环境中焊接时所采取的措施和方法，但都比较复杂或不灵活方便，经现场焊接实践，效果不理想。生产海绵钛的镁电解车间内，因电解槽生产过程中的电流强度可达180KA，在电解槽和通电母线四周产生较大的电磁场，并且多个电解槽之间及通电母线之间的距离都比较近，相互间磁场会叠加，又形成电解槽和母线周围各点的磁场强度的大小和方向都不均匀，经检测磁场强度最大处达到300(G)高斯以上。这些磁场会出现一定的磁偏吹，从而对电弧焊时的焊接材料和电弧熔滴过渡产生严重影响，常用的电弧焊方法无法进行焊接，给车间内进行维护、检修焊接带来困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够减少磁场对焊接电弧的影响，防止了电弧产生磁偏吹，满足有磁场的环境中对磁性金属材料的现场焊接操作应用的克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法，包括以下步骤：

1)选择含有纤维素药皮的焊条；采用空载电压大于70V以及具有推力功能的直流焊机；

2)在被焊接件上焊缝一端的两侧均设置焊机接线点；且使得焊缝两侧的焊接接线点关于焊缝的中心线对称；所述焊件接线点与焊缝之间的距离d1为200～300mm；通过导线将焊件接线点与直流电机的正极接线端电连接；将焊钳与直流焊机的负极接线端连接；

3)将推力电流设置为直流焊机推力电流范围的上限值；

4)将焊钳夹上焊条焊接电弧短路接触，断弧焊操作运条；断弧焊操作频率控制在40～50次/min；

封底层断弧操作时，采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片采用Z字形运条法焊接，首先将焊条点在焊缝的根部，压低电弧做轻微斜向前左右摆动一次后，回到焊缝中间灭弧；封底层焊接完成后焊缝形成底层焊道；

填充层、盖面层断弧操作时，均采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片采用Z字形运条法焊接，在熔池中间位置引燃电弧，焊条上触点的中心短路接触熔池后斜摆向前左右摆动一次后，然后横向回到熔池中间灭弧。

进一步的，在步骤2)中焊缝两侧焊接接线点均与直流焊机的正极接线端通过导线电连接，且导线的长度和直径均相同。

进一步的，在步骤2)中所述焊接接线点与焊缝一端的端面之间的距离d2应不小于100mm。

进一步的，在步骤4)中盖面层断弧操作焊接过程中采用Z字形运条法进行焊接的具体步骤如下：

焊条短路接触熔池后，焊条上触点的中心斜摆到距离坡口边缘2mm处时，立即又斜摆动到距坡口另一边缘的2mm处，然后横向回到熔池中间灭弧。

本发明的有益效果是：本发明所述的克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法在步骤1)中采用纤维素药皮焊条，由于纤维素药皮焊条焊接电弧的气体吹力大，电弧的纵向过渡力较大，可以克服一定的电磁力对电弧熔滴过渡的作用和影响；然后在步骤2)中通过在被焊接件上，焊缝的两侧设置与直流焊机的正极接线端连接的焊件接线点，从而使得焊缝两侧在焊接过程中产生的电流较均匀；从而使得焊接电流在焊缝周围产生较均匀的磁场，避免磁场对焊接电弧产生干扰；在步骤3)中将直流焊机的推力电流选取为最大值，从而增大了焊接电弧的助吹力；最后，在步骤4)中采取焊接电弧短路接触，断弧焊操作运条；断弧焊操作频率控制在40～50次/min；封底层、填充层、盖面层断弧操作时，均采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片采用Z字形运条法的焊接方式，从而能够减少磁场对电弧熔滴过渡的作用时间，进一步有效地减少磁场对焊接电弧的影响，防止电弧产生磁偏吹，且焊接熔池大小容易控制，焊缝的正反两面成形良好。并且能够克服化工行业的电解槽及周围产生的磁场对焊接电弧的作用和影响，减弱焊接电弧的磁偏吹现象，保证焊接顺利进行。

附图说明

图1是本发明实施例中直流焊机的接线方式示意图；

图2是本发明实施例中纵向焊接运条示意图；

图3是本发明实施例中横向焊接运条示意图；

图4是图2中A的局部放大图；

图5是图3中B的局部放大图；

图中标示：1-直流焊机，11-负极接线端，12-正极接线端，2-焊钳，3-被焊接件，31-焊缝，4-焊条，5-鱼鳞焊片，6-底层焊道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图5所述，本发明所述的克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法，包括以下步骤：

1)选择含有纤维素药皮的焊条4；采用空载电压大于70V以及具有推力功能的直流焊机1；

2)在被焊接件3上焊缝31一端的两侧均设置焊件接线点；且使得焊缝31两侧的焊接接线点关于焊缝31的中心线对称；所述焊件接线点与焊缝之间的距离d1为200～300mm；通过导线将焊件接线点与直流电机的正极接线端12电连接；将焊钳2与直流焊机1的负极接线端11连接；

3)将推力电流设置为直流焊机1推力电流范围的上限值；

4)将焊钳2上夹上焊条4焊接电弧短路接触，断弧焊操作运条；断弧焊操作频率控制在40～50次/min；

封底层断弧操作时，采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片5采用Z字形运条法焊接，首先将焊条4点在焊缝的根部，压低电弧做轻微斜向前左右摆动一次后，回到焊缝中间灭弧；封底层焊接完成后焊缝形成底层焊道6；

填充层、盖面层断弧操作时，均采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片5采用Z字形运条法焊接，在熔池中间位置引燃电弧，焊条4上触点的中心短路接触熔池后斜摆向前左右摆动一次后，然后横向回到熔池中间灭弧。

在步骤1)中选择含有纤维素药皮的焊条4能够增强焊接电弧的吹力。采用空载电压大于70V以及具有推力功能的直流焊机1；从而可以提高引弧性能和电弧燃烧的稳定性，防止电弧熔滴短路过渡时，出现粘连焊条现象。

在步骤2)中在被焊接件3上焊缝31一端的两侧均设置焊件接线点；且使得焊缝31两侧的焊件接线点关于焊缝31的中心线对称；所述焊件接线点与焊缝之间的距离d1为200～300mm；通过导线将焊件接线点与直流电机的正极接线端12电连接；将焊钳2与直流焊机(1)的负极接线端11连接。

通过在被焊接件3上设置关于焊缝31的中心线对称的焊件接线点；所述焊件接线点与焊缝之间的距离d1为200～300mm；所述焊件接线点与直流焊机1的正极接线端12电连接。从而使得被焊接件3与直流焊机1的正极电连接，因此能够增强焊接电弧的挺度和刚直性。

同时由于所述被焊接件3上焊缝31两侧的焊件接线点与焊缝之间的距离d1为200～300mm；从而能够使得在焊缝31周围由电流产生的磁场分布较均匀，进一步减小因焊接电流产生的磁场对焊接电弧磁偏吹的影响。

在被焊接件3上设置关于焊缝31的中心线对称的焊件上的接线点；能够使得在焊接时，焊缝31两侧焊接件3通过焊接电流大小基本相同，并且产生的磁场对称分布较均匀。

在步骤3)中，将推力电流设置为直流焊机1推力电流范围的上限值；选择较大的推力电流从而可以增大焊接电弧的助吹力。

在步骤4)中，将焊钳2上夹上焊条4焊接电弧短路接触，断弧焊操作运条；断弧焊操作频率控制在40～50次/min；

具体的，封底层断弧操作时，采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片5采用Z字形运条法焊接，首先将焊条4点在焊缝的根部，压低电弧做轻微斜向前左右摆动一次后，回到焊缝中间灭弧；封底层焊接完成后焊缝形成底层焊道6；

填充层、盖面层断弧操作时，均采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片5采用Z字形运条法焊接，在熔池中间位置引燃电弧，焊条4上触点的中心短路接触熔池后斜摆向前左右摆动一次后，然后横向回到熔池中间灭弧。

如图1至5所示，在焊接填充层时，在焊接每片焊片5时，均进行一次起弧和收弧，如图4所示，为纵向焊接运条单片熔池焊片5焊接示意图，起弧点为C点，收弧点为D点，从C点到D点采用Z字形运条法。

如图5所示，横向焊接运条单片鱼鳞焊片5焊接示意图，起弧点为E点，收弧点为F点，从E点到F点采用Z字形运条法。

在步骤4中采用上述焊接方法由于操作过程中焊接电弧低，电弧在熔池中心摆动幅度不大、并且采用鱼鳞片焊，每一片鱼鳞焊片5进行一次起弧和收弧，从而使得停留时间短，减少了磁场对电弧熔滴过渡时的作用时间，可有效地减少磁场对焊接电弧的影响，防止电弧磁偏吹，且焊接熔池大小易控制，正反两面成形良好。

综上所述，本发明所述的克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法在步骤1)中采用纤维素药皮的焊条4，由于纤维素药皮焊条焊接电弧的气体吹力大，电弧的纵向过渡力较大，可以克服一定的电磁力对电弧熔滴过渡的作用和影响；然后在步骤2)中通过在被焊接件3上，焊缝31的两侧设置与直流焊机1的正极接线端连接的焊件接线点，从而使得焊缝31两侧在焊接过程中通过的电流较均匀；从而使得焊接电流在焊缝周围产生较均匀的磁场，避免磁场对焊接电弧产生干扰；在步骤3)中将直流焊机的推力电流选取为最大值，从而曾大了焊接电弧的助吹力；最后，在步骤4)中采取焊接电弧短路接触，断弧焊操作运条；断弧焊操作频率控制在40～50次/min；封底层、填充层、盖面层断弧操作时，均采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片采用Z字形运条法的焊接方式，从而减少磁场对电弧熔滴过渡的作用时间，进一步有效地减少磁场对焊接电弧的影响，防止电弧产生磁偏吹，且焊接熔池大小容易控制，焊缝的正反两面成形良好。并且能够克服化工行业的电解槽及周围产生的磁场对焊接电弧的作用和影响，减弱焊接电弧的磁偏吹现象，保证焊接顺利进行。

为了使得焊缝31两侧通过的焊接电流大小基本相同；进一步的，在步骤2)中焊缝(31)两侧焊件接线点均与直流焊机1的正极接线端12通过导线电连接，且导线的长度和直径均相同。

为了使得焊接电流产生的磁场能够在焊缝31周围分布较均匀，进一步的，在步骤2)中所述焊件接线点与焊缝31一端的端面之间的距离d2大于或者等于100mm。

为了保证焊缝31的焊接质量，进一步的，在步骤4)中盖面层断弧操作焊接过程中采用Z字形运条法进行焊接的具体步骤如下：

焊条4短路接触熔池后，焊条4上触点的中心斜摆到距离坡口边缘2mm处时，立即又斜摆动到距坡口另一边缘的2mm处，然后横向回到熔池中间灭弧。由于盖面层位于焊缝的表层，盖面层需要与焊件形成较好的过渡，因此采用上述焊接方法，能够使得焊缝成形质量好；避免焊条4的中心太靠近坡口边缘使得坡口的边缘在高温下熔化过多，产生咬边缺陷。

实施例1

采用本发明所述的克服磁场对焊接电弧磁偏吹的方法，对在磁场环境中进行磁性材料的电弧焊；其具体实施步骤包括以下步骤：

1、选择含有纤维素药皮的焊条4；采用空载电压大于70V以及具有推力功能的直流焊机1。

2、在被焊接件3上焊缝31一端的两侧均设置焊机接线点；且使得焊缝31两侧的焊件接线点关于焊缝31的中心线对称；所述焊件接线点与焊缝之间的距离d1为200～300mm；通过导线将焊接接线点与直流电机的正极接线端12连接；将焊钳2与直流焊机1的负极接线端11连接。

3、将推力电流设置为直流焊机1推力电流范围的上限值。

4)将焊钳2夹上焊条4，焊接电弧短路接触，断弧焊操作运条；断弧焊操作频率控制在40～50次/min；

封底层断弧操作时，采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片5采用Z字形运条法焊接，首先将焊条4点在焊缝的根部，压低电弧做轻微斜向前左右摆动一次后，回到焊缝中间灭弧；封底层焊接完成后焊缝形成底层焊道6；

填充层、盖面层断弧操作时，均采用鱼鳞片焊，形成的焊道熔池每片鱼鳞焊片5采用Z字形运条法焊接，在熔池中间位置引燃电弧，焊条4中心短路接触熔池后斜摆向前左右摆动一次后，然后横向回到熔池中间灭弧。

实施例2、实施例3、对比例1和对比例2均采用实施例1中的方法，改变其中的直流焊机空载电压以及断弧焊操作频率，具体改变的参数及对应的技术效果，见表1；

表1

注：磁吹偏是指电弧偏离焊条轴线的现象；一般在试焊时进行验证。因为无法测量电弧偏离焊条轴线的距离，因此一般通过肉眼观察电弧是否偏离焊条轴线，从而判断是否出现磁吹偏。成功率是指焊接得到合格产品与全部焊接产品的百分比。

从上表可以看出本发明所述的磁场环境中焊接操作的运条方法；当直流焊机空载电压选择在70V及70V以上并且断弧焊操作频率为40～50次/min时，焊接过程中不会出现磁吹偏现象；能够保证在磁场环境下的正常焊接。