Магнитное дутье при сварке: методы борьбы и уменьшения, причины

alexxlab | 02.08.1997 | 0 | Разное

Содержание

методы борьбы и уменьшения, причины

Во время сварки массивных металлических изделий, таких, как трубопроводы большого диаметра или крупногабаритные емкости зачастую возникает явление магнитного дутья. Магнитное поле большой массы металла взаимодействует с электродугой, вызывая ее отклонение. Отклонение может достигать значительных величин, затрудняя электросварку или делая ее вовсе невозможной. Инженерами и учеными разработано несколько способов борьбы с этим негативным явлением.

Магнитное дутье

Сущность и основные причины появления

Сильный электроток, протекающий по электродуге, создает собственное магнитное поле. Оно взаимодействует с постоянным полем массивной металлической конструкции. В результате этого взаимодействия возникает сила, направленная к центру поля. Если массовый провод подключен близко к месту работы, то эта сила действует вдоль столба и не вызывает ее смещения от вертикали. Однако чем дальше подключена масса, тем более проявляется поперечная составляющая этой силы. Под ее действием электродуга отклоняется в сторону подключения. Степень отклонения пропорциональна расстоянию от места подключения, намагниченности металлической конструкции и квадрату рабочего тока.

Эффект проявляется особенно сильно при высоких значениях сварочного тока и при сварке постоянным напряжением. При работе переменным током эффект дуться ослабляется изменением направления отклонения с частотой сварочного напряжения. Кроме того, возникающая электродвижущая сила наводит вихревые токи в поверхностных слоях металла, также стабилизирующие положение электродуги. Даже при больших значениях рабочего электротока, достигающих тысяч ампер, магнитное дутье проявляется незначительно.

Причины отклонения дуги

Особую трудность создает эффект при работе с угловыми и стыковыми швами. Для определения степени намагниченности конструкции применяют — индикатор магнитного дутья

Влияние полей на сварочную дугу

На эффект дутья оказывают влияние несколько факторов

  • Положение подключения массового провода. При присоединении кабеля в непосредственной близости к месту сварки возникает только вертикальная составляющая усилия, не отклоняющая, а, наоборот, стабилизирующая положение электродуги. По мере увеличения расстояния места сварки до места подключения горизонтальная составляющая силы проявляет себя все больше. Она действует на гибкий проводник, которым является столб электродуги, и отклоняет его по направлению, противоположному месту подключения.
  • Угол наклона сварочного электрода. При наклоне в сторону подключения отклонение возрастает. При наклоне в противоположную сторону смещение ослабевает.
  • Ферромагнитные массы. Массивные металлические конструкции обладают сильным собственным постоянным полем. Столб смещается к этим массам. Особенно сильно это проявляется при выполнении угловых и стыковых швов
  • Сила тока. Отклонение увеличивается пропорционально квадрату электротока.

Магнитное дутье сварного шва

В некоторых случаях эффект магнитного дутья в сварке удается компенсировать, комбинируя воздействие этих факторов так, что их влияние взаимно компенсируется.

Методы борьбы

Для снижения негативного воздействия эффекта магнитного дутья применяют следующие меры борьбы с ним:

  • Ведут сварку переменным напряжением (если это допустимо по техническим условиям).
  • Массовый провод присоединяют по возможности ближе к месту сварных работ.
  • Тщательно заземляют заготовки.
  • Место работ ограждают антимагнитными металлическими экранами. Это помогает снизить влияние ферромагнитных масс и излучаемых ими полей.

В некоторых случаях эти меры не дают желаемого результата. Тогда для устранения явления дутья применяют более сложный метод размагничивания, связанный с использованием дополнительного оборудования. На заготовки наматывают по 5-7 витков сварного кабеля сечением от 25 кв. мм. По нему несколько минут пропускают ток  200-300 ампер от сварочного выпрямителя.

Индикатор магнитного дутья
Компенсационный регулируемый магнит

Результат размагничивания проверяют индикатором намагниченности.

Магнитное дутье при сварке


2.7.2. Магнитное поле сварочного контура. Магнитное дутье

Электрическая цепь электрод – дуга – изделие вместе с подво­дящими проводниками образует сварочный контур, магнитное поле которого может отклонять дугу в ту или иную сторону. Это явление называется магнитным дутьем. Разность плотностей маг­нитных силовых линий, сконцентрированных внутри и вне сва­рочного контура, образованного электродом и токопроводящей частью пластины, будет «выжимать» дугу наружу (рис. 2.36).

Меняя место подвода тока, а также изменяя угол наклона элек­трода к поверхности изделия, можно управлять отклонением дуги (рис. 2.37).

В установившемся положении отклоняющая сила собственного магнитного поля (пропорциональная квадрату тока) будет уравно­вешиваться противодействующими силами, вызванными «жестко­стью» столба дуги.

Для объяснения «магнитного распора» в сварочном контуре лучше всего воспользоваться понятием магнитного давления, ко­торое согласно формуле (2.95) тем больше, чем больше напряжен­ность Н. Движение «эластичного» проводника (дуги) будет происходить всегда только в сторону уменьшения плотности магнитных силовых линий H.

Наличие значительных ферромагнитных масс вблизи дуги мо­жет вызвать ее отклонения, относимые также к магнитному дутью. Можно считать, что в ферромагнитной массе благодаря ее высо­кой магнитной проницаемости (напри­мер, относительная магнитная прони­цаемость μ для железа примернов 104 раз выше, чем для воздуха) магнит­ные силовые линии контура «стремят­ся» сконцентрироваться. Вследствие этого магнитное давление со стороны ферромагнитной массы снижается и дуга отклоняется (рис. 2.38), причем часто в сторону сварного шва или от кромки в сторону основной массы изделия. При рассмотрении магнитного дутья следует учи­тывать, что металл в сварочной ванне и вблизи нее нагрет выше точки Кюри и практически теряет магнитные свойства.

Все сказанное выше о магнитном дутье относится в основном к дуге постоянного тока. При сварке дугой переменного тока в ме­талле изделия создается система замкнутых вихревых токов. Вих­ревые токи создают собственную переменную магнитодвижущую силу, сдвинутую почти на 180° по фазе по отношению к сва­рочному току. Результирующий магнитный поток сварочного кон­тура оказывается значительно меньшим, чем при сварке дугой по­стоянного тока.

При сварке под флюсом магнитное дутье обычно мало. Однако при сварке продольных швов труб вследствие значительной фер­ромагнитной массы и замкнутого контура трубы возникает попе­речное магнитное поле, «сдувающее» дугу вдоль трубы. Изменяя токоподвод или наклон электрода, можно устранить отрица­тельное влияние магнитного дутья.

2.7.3. Внешнее магнитное поле и дуга

Внешнее магнитное поле по отношению к оси столба дуги мо­жет быть продольным либо поперечным. Все промежуточные слу­чаи могут быть сведены к этим двум.

Продольное внешнее магнитное поле. Направление продоль­ного внешнего магнитного поля совпадает с направлением элек­трического поля, поэтому на дрейфовое движение заряженных частиц магнитное поле влиять не будет. Однако электроны и ионы обладают еще скоростью хаотического теплового движения и ско­ростью амбиполярной диффузии.

Магнитное поле с магнитной индукцией В¯ искривляет траек­торию заряженной частицы и заставляет ее двигаться с угловой скоростью так называемой циклотронной, или ларморовской, час­тотой, равной, например для электрона:

(2.96)

по спирали с ларморовским радиусом г (см. (2.89), (2.90)).

Для электрона ω = 1,7 • 1011 с-1 при В = 1 Тл. Он вращается по часовой стрелке, если смотреть по направлению поля, и его ско­рость образует с вектором В¯ правовинтовую систему. Положи­тельный ион массой mi вращается в обратном направлении с час­тотой, выражаемой формулой (2.96), в которой нужно mе заме­нить на mi.

При движении по окружности путь l частиц между двумя со­ударениями в среднем такой же, как и при отсутствии магнитного поля. Но длина свободного пробега Λ измеряется по прямой, т. е. по хорде, стягивающей дугу окружности радиусом r. Значит, про­бег Λ уменьшается, что равносильно увеличению давления газа Δр. Отношение Δр/р пропорционально квадрату магнитной индук­ции поля В2 , но для обычных сварочных режимов оно невелико.

В обычных сварочных дугах при атмосферном давлении наи­большее влияние продольное внешнее магнитное поле оказывает на скорости диффузии ионов и электронов, которые направлены по радиусу от центра дуги к периферии, туда, где меньше их тем­пература и концентрация (рис. 2.39, а). В связи с тем, что скорости диффузии электронов и ионов в квазинейтральном столбе дуги равны (ve ≈ vi), а масса электрона mе значительно меньше массы иона mi, импульсы, передаваемые нейтральным частицам от ио­нов, будут в тысячи раз больше, чем от электронов. Поэтому плаз­ма столба дуги придет во вращательное движение, соответствую­щее движению ионов в магнитном поле. Столб дуги будет вра­щаться против часовой стрелки, если смотреть по направлению поля В.

Угловая скорость вращения столба дуги будет максимальной в тех его участках, где наибольшие скорости диффузии. Действие электрического поля, которым пренебрегаем в рассуждениях, при­водит к появлению осевой составляющей вектора скорости, и за­ряженные частицы начинают двигаться по спирали.

Продольное магнитное поле получают с помощью соленоида (рис. 2.39, б) и используют для придания дуге большей жесткости и устойчивости. Воздействие продольного внешнего магнитного поля несколько повышает температуру в центре столба дуги в свя­зи с тем, что появляется магнитное давление, которое, как указано в разд. 2.7.1, уравновешивается термическим давлени­емрТ = пкТ.

Поперечное внешнее магнитное поле. При воздействии по­перечного внешнего магнитного поля целесообразно рассматри­вать дугу как проводник с током. При наложении поперечного внешнего маг­нитного поля на собственное магнит­ное поле дуги в сварочном контуре может произойти отклонение дуги в ту или другую сторону (рис. 2.40). В той части сварочного контура, где силовые линии B¯соб и B¯поп совпадают, создает­ся избыточное магнитное давление и дуга отклоняется в сторону более слабого поля. Воздействуя поперечным внешним магнитным полем на дугу и сварочную ванну расплав­ленного металла при сварке под флюсом, можно, например, изме­нить формирование сварного шва (рис. 2.41).

На металл сварочной ванны действуют объемные силы F, пропорциональные согласно уравнению (2.88) векторному произведению плотности тока j и индукции магнитного поля В. Под действием этих сил металл стремится «подтечь» под дугу (рис. 2.41, б), чему также способст­вует отклонение дуги, и глубина проплавления уменьшается. Из­менив направление внешнего магнитного поле на противополож­ное, можно увеличить глубину проплавления.

Если использовать переменное поперечное внешнее магнитное поле, то дуга постоянного тока будет колебаться в обе стороны от положения равновесия с частотой изменения напряженности внеш­него поля. Этот технологический прием получил название «ме­телка» и применяется, например, при сварке труб в трубную доску.

studfiles.net

Магнитное дутье. Отклонение дуги под действием магнитного поля

Прогиб дуги или полное ее исчезновение из точки сварки из-за магнитного поля называется магнитным дутьем. Это приводит к сложностям техники сварки и обычно возникает, если свариваемый металл имеет остаточное магнитное поле.

Ток проходящий по сварочных кабелях, дуге и основному металлу создает магнетизм. Воздействие магнитных сил на сварочную дугу происходит не симметрично и поэтому отклоняют ее в сторону меньшей напряженности. Такое отклонение и создает проблемы во время сварки или вовсе обрывает дугу.

Чаще всего появление дутья связано с расположением рядом возле дуги больших ферромагнитных участков или деталей, которые притягивают дугу. Эффект наиболее выражен при сварке сталей на постоянном токе. При сварке переменным током полярность меняется примерно 100 раз в секунду, поэтому магнитное дутье проявляется очень редко.

При сварке соединений большой толщины с разделкой кромок, наибольшее воздействие магнитного поля получает первый, корневой шов.

Это приводит к появлению непроваров сварочного шва, неравномерному расплавлению свариваемых кромок, отклонению шва от требуемых форм и т. д.

Методы борьбы с магнитным дутьем и отклонением дуги

Существует несколько приемов уменьшения отклонения дуги:

  • присоединение обратного кабеля рядом возле места ведения сварки;
  • наклонить электрод таким образом, чтобы его нижний конец был направлен в сторону действия магнитного дутья;
  • для создания симметрических магнитных полей, временно разместить дополнительные ферромагнитные материалы с противоположной стороны;
  • выполнять сварку дугой короткой длины, которая менее склонна к отклонению;
  • по возможности изменить постоянный ток на переменный, менее склонный к отклонению дуги;
  • использовать инверторные источники питания дуги или стабилизаторы дуги.

osvarke.net

Способ устранения магнитного дутья при сварке

О П И С А Н И Е 2 97243

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистическиз

Респтблин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено l05.Ч.1968 (№ 1239452/25-27) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.Х.1971. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 6,ХП.1971

МПК В 23k 9/08

В 23k 9/10

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621,791.75 (088.8) Авторы изобретения

В. М. Балашов, В. Г. Мороз, Ю. И. Пестов, Л. М. Гилев и А. Д. Кузнецов

Заявитель

1

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ МАГНИТНОГО ДУТЬЯ

ПРИ СВАРКЕ

Известен способ устранения магнитного дутья с помощью компенсирующего магнитного поля. Однако из-за неравномерности размагничивания детали получается низкое качество сварки.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество сварки путем применения циркуляпионного магнитного поля, для чего через деталь пропускают электрический ток.

Описываемый способ иллюстрируется фиг. 1 — 11.

На фиг. 1 изображена часть подготовленного под сварку сварного шва с одним из возможных случаев распределения напряженности магнитного поля вдоль его кромок; на фиг. 2 и 3 представлены последовательные этапы одного из возможных случаев размагничивания подготовленного под сварку сварного шва, изображенного на фиг. 1; на фиг. 4 показано распределение напряженности магнитного поля вдоль кромок участка б — 9, подготовленного под сварку сварного шва после размагничивания его кромок до значений, не превышающих критическую напряженность

h,р, на фиг. 5 изображено сечение по А — А на фиг. 1 с распределением полярностей по кромкам подготовленного под сварку шва и действующие магнитные поля по предлагаемому способу; на фиг. 6 и 7 — распределение напряженности магнитного поля кромок по толщине подготовленного под сварку шва, изображенного на фиг. 5 до размагничивания; на фиг. 8 и 9 — распределение напряженности циркуляционного магнитного поля по толщине кромок подготовленного под сварку шва, изображенного на фиг. 5, создаваемого при прохождении электрического тока по кромке шва; на фиг. 10 и 11 — распределение напряженности магнитного поля по толщине кро10 мок подготовленного под сварку шва, изображенного на фиг. 5, после размагничивания.

Предлагаемый способ устранения магнитного дутья при сварке осуществляют следую15 щим образом.

По одной из кромок 1 или 2 подготовленного под сварку сварного шва, на которых величина напряженности магнитного поля 8 по абсолютному значению превышает критическую напряженность В,р, при которой возникает магнитное дутье, от источника тока 4 пропускают электрический ток, направление которого и величину принимают такими, чтобы создаваемое им циркуляционное магнитное поле б имело полярность, обратную полярности магнитного поля 8 на кромках 1, 2, а величина его напряженности В была бы достаточна для размагничивания кромок 1 и 2 до определенной величины. Размагничивание

30 кромок 1 и 2 осуществляют последовательно

3 по отдельным участкам б — 7, 7 — 8, 8 — 9, начиная с участков, имеющих большую по абсолютной величине напряженность магнитного поля, при этом длину этих участков принимают такой, чтобы абсолютная величина разности напряженностей В магнитного поля 8 кромок 1 и 2 по концам хотя бы одного из участков б — 7, 7 — 8, 8 — 9 размагничиваемого шва б — 9 не превышала величины двойной критической напряженпости 2В„р магнитного поля.

297243

Предмет изобретения

Способ устранения магнитного дутья при сварке, при котором магнитное дутье устраняется с помощью компенсирующего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем равномерного размагничивания детали по толщине, используют циркуляционное магнитное поле, 10 для чего через деталь пропускают электрический ток.

Фиг, 8

297243

Фиг.4

Поде

Фиг.Ю

Фиг.5

Фиг.7 юг.8 Фиг.У

Составитель Г. Тер-Арутюнов

Редактор Т. Ларина Техред 3. Н. Тараиенко Корректоры: О. С. Зайцева и Е. Г. Михеева

Заказ 3417/5 Изд. № 1433 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

   

www.findpatent.ru

4.2 Магнитное дутье

Вокруг дуги и в свариваемом металле возникает магнитное поле, как вокруг любого проводника с током. Если эти поля несимметрично расположены, то они отклоняют дугу по закону Ленца, что затрудняет сварку. Это отклоняющее действие магнитных полей на дугу называется магнитным дутьем. На магнитное дутье влияют род тока (при постоянном токе дутье больше), его величина (больший ток вызывает большее дутье), место подключения обратного проводаи расположение ферромагнитной массывблизи места сварки (см. рис.23).

Рис. 22.

а)отклонение дуги влево в)отклонение дуги вправо при подключении

обратного провода слева на большом расстоянии от дуги

б)нормальное положение дуги г)отклонение дуги в сторону ферромагнитной массы

Чтобы магнитное дутье было меньше, следует вести сварку короткой дугой, подводить ток под место сварки, изменять угол наклона электрода так, чтобы нижний конец электрода был обращен в сторону отдувания дуги, переходить на переменный ток, если это возможно.

4.3 Плавление и перенос металла в дуге

Основное тепло выделяется в катодной и анодной областях. Тепловая мощность дуги за единицу времени определяется формулой:Q = I·Uдуги Дж/сек (5)

Тепловой режим сварки характеризуетсяпогонной энергией сварки, которая выражается отношением:

W=Дж/см (6),

где, I – сварочный ток, А

Uдуги– напряжение дуги, В

 – коэффициент полезного действия

V- скорость сварки, см / сек.

Это количество тепла, вводимого в металл на единицу длины шва.

Примерные тепловые балансы сварочных дуг приведены в таблице № 2.

Производительность плавления металла

Это количество металла, расплавленного за определенное время сварки

Мр = Кр · I·t(г), (7)

где Кр – коэффициент расплавления, г / А × час

I – ток, А

t – время горения дуги, час

Из (7) имеем: Кр = ,

Кр зависит от материала электродного покрытия, стержня, рода тока. Часть металла теряется, поэтому было введено понятие коэффициента наплавки Кн, который меньше Кр на величину потерь.

Потери выражаются коэффициентом потерь 

= · 100% (8)

 при ручной сварке электродом составляет 10-12%, в защитных газах 3-6%, под флюсом 1-3%.

Таблица №2

Показатель

Затраты тепла в %

от полной тепловой мощности

Сварка покрытым

электродом

Сварка под флюсом

1. Эффективная тепловая мощность дуги,

в том числе

а) перенос с каплями металла,

б) поглощение основным металлом

2. Потери в окружающую среду

3. Потери на разбрызгивание

4. Потери на плавление флюса

75

25

50

20

5

81

27

54

1

18

Итого

100

100

5 Металлургические процессы при сварке

Сварка – металлургический процесс, протекающий с большой скоростью и в малом объеме металла с быстрым отводом тепла от сварочной ванны, с воздействием окружающего воздуха и шлаков на жидкую ванну металла. При высокой температуре дуги (2100 –2300ºС) металл, окружающие газы и флюсы изменяются и реагируют друг с другом. Одним из вредных газов для сварки является кислород, который окисляет элементы, входящие в состав металла шва, образуя окислы

Fе + О2→ Fе О → Fе2 О3→ Fе3 О4 (9)

Присутствие кислорода в металле шва в виде твердого раствора или включений окислов сказывается на ухудшении механических свойствпонижаютсяв,т,%,н%, снижаются антикоррозионные свойства.

Таким образом, от кислорода сварочную ванну надо защищать, создавая защитную среду из газов или шлаков, а также раскисляя окисленные элементы металл шва.

Те элементы, у которых сродство к кислороду больше, будут окисляться интенсивнее.

На этом и основан принцип удаления кислорода или раскисления сварочной ванны.

Можно все элементы по степени уменьшения сродства к кислороду поставить в рядС, Аl,Ti,Si,Mn,Cr,Mo,Fe,Ni,Cu

Раскислениеосуществляется путем введения в сварочную ванну раскислителей: элементов, обладающих большим сродством к кислороду, чем железо, например, ферросплавов: ферросилиция и ферротитана.

2FeO + Si = 2Fe + SiO2 (10)

2FeO + Ti = 2Fe + TiO2

SiO2 , TiO2 – не растворимы в жидком металле и всплывают в шлак.

studfiles.net

Магнитное дутье при сварке методы борьбы и уменьшения, причины

Во время сварки массивных изделий из металла, например, как магистрали из труб крупного диаметра или крупногабаритные емкости очень часто появляется явление магнитного дутья. Магнитное поле большой массы металла взаимодействует с электродугой, вызывая ее отклонение. Отклонение достигает существенных величин, усложняя электрическую сварку или делая ее совсем невозможной. Инженерами и учеными разработано несколько вариантов борьбы с этим отрицательным событием.

Сущность и главные причины возникновения

Крепкий электроток, текущий по электродуге, выполняя свой магнитное поле. Оно взаимодействует с постоянным полем массивной металлоконструкции. Благодаря этому взаимные действия появляется сила, направленная до центра поля. Если групповой кабель подключен недалеко к месту работы, то эта сила действует вдоль столба и не вызывает ее смещения от вертикали. Впрочем чем дальше подключена масса, тем более вырисовывается поперечная составная часть этой силы. Под ее воздействием электрическая дуга отклоняется в сторону подсоединения. Степень отклонения пропорциональна расстоянию от места подсоединения, намагниченности металлоконструкции и квадрату рабочего тока.

Эффект вырисовывается очень сильно при высоких значениях тока для сварка и при сварке постоянным напряжением. Во время работы электрическим током эффект дуться ослабляется изменением направления отклонения с частотой сварочного напряжения. Более того, появляющаяся электродвижущая сила наводит вихревые токи в поверхностных слоях металла, также стабилизирующие положение электродуги. Даже при больших значениях рабочего электротока, достигающих тысяч ампер, магнитное дутье вырисовывается несущественно.

Причины отклонения дуги

Особенную затрудненность выполняет эффект во время работы с угловыми и стыковыми швами. Для определения степени намагниченности конструкции используют — указатель магнитного дутья

Воздействие полей на сварочную дугу

На эффект дутья влияют несколько факторов

  • Положение подсоединения массового провода. При присоединении кабеля в близи к месту сварки появляется только вертикальная составная часть усилия, не отклоняющая, а, наоборот, стабилизирующая положение электродуги. По мере увеличения расстояния сварочные места до места подсоединения горизонтальная составная часть силы проявляет себя все больше. Она действует на гибкий проводник, которым считается столб электродуги, и отклоняет его в направлении, противоположному месту подсоединения.
  • Наклонный угол электрода для сварки. При наклоне в сторону подсоединения отклонение увеличивается. При наклоне в противоположную сторону смещение слабеет.
  • Ферромагнитные массы. Тяжелые конструкции из металла обладают сильным своим постоянным полем. Столб смещается к этим массам. Очень сильно это вырисовывается при выполнении угловых и стыковых швов
  • Сила тока. Отклонение возрастает пропорционально квадрату электротока.

Магнитное дутье шва сварки

В большинстве случаев эффект магнитного дутья в сварке получается возместить, комбинируя влияние данных факторов так, что их воздействие обоюдно возмещается.

Методы борьбы

Для уменьшения неблагоприятного воздействия эффекта магнитного дутья используют следующие меры борьбы с ним:

  • Ведут сварку переменным напряжением (если это допускается по техническим условиям).
  • Групповой кабель присоединяют если есть возможность ближе к месту сварных работ.
  • Тщательно заземляют заготовки.
  • Место работ ограждают антимагнитными железными экранами. Это помогает уменьшить воздействие ферромагнитных масс и излучаемых ими полей.

В большинстве случаев данные меры не дают необходимого результата. Тогда для устранения явления дутья используют достаточно сложный метод размагничивания, связанный с применением дополнительного оборудования. На заготовки наматывают по 5-7 витков сварного кабеля сечением от 25 кв. мм. По нему пару минут пропускают ток 200-300 ампер от трансформаторного аппарата.

Результат размагничивания проверяют индикатором намагниченности.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Магнитное дутье | Сварка своими руками

Магнитное дутье может превратить сварку в катастрофу, изрядно попортить нервы и привести к порче изделия, браку. Есть ли способы борьбы с этим явлением и если есть, то какие?

Каждый опытный сварщик сталкивался с таким неприятным явлением, как магнитное дутье.  В теории магнитное дутье — это явление, возникающее при больших токах, приблизительно от 300А, так как сила магнитного поля равна квадрату тока. Но практика показывает, что и при сварке на малых токах магнитное дутье имеет место быть, особенно если вы имеете дело с крупногабаритными изделиями, такими, как металлические баки. Объясняется это просто: массивные металлические изделия, расположенные неподалеку от сварочной ванны, приводят к образованию несимметричного магнитного поля дуги, что и приводит к ее отклонению в одну или другую сторону. Магнитное дутье также возникает часто при сварке угловых швов, глубоких швов. Вот когда дуговая сварка становится пыткой, а качество шва получается визуально неоднородным, часты непровары и прожоги металла. Так что же делать непрофессиональному сварщику, который впервые столкнулся с этим неприятным явлением в своей практике?

 Есть несколько способов избавиться от магнитного дутья:

1 Сваривать на переменном токе, явление присуще только работе на постоянном токе.

2 Если в вашем распоряжение инвертор DC, то бишь режим сварки на переменном токе невозможен,  можно попробовать поиграться с углом наклона электрода, старайтесь направлять его в сторону действия магнитного дутья.

3 Применяйте сварку короткой дугой, чем меньше дуга, тем меньше ее отклонение. При работе желательно использовать регулируемый форсаж дуги. При работе с автоматическим форсажом может включиться режим «антизалипание».

4 Зажим массы нужно крепить как можно ближе к зоне сварки, сварку вести по направлению к зажиму.

5 Можно попробовать отклонить дугу с помощью магнитов или крупных металлических изделий, установленных неподалеку.

Магнитное дутье и меры борьбы с ним

При дуговой сварке происходит отклонение дуги от оси электрода и ее блуждание по изделию, что ухудшает качество сварных швов, увеличивает разбрызгивание и затрудняет процесс сварки. Это явление вызывается действием электромагнитных сил, возникающих при прохождении электрического тока по элементам сварочной цепи при этом основной металл и металл электрода ферромагнитны, что способствует возникновению магнитного поля. Отклонение дуги в поперечном и продольном направлениях от оси электрода под действием электромагнитных сил называют магнитным дутьем (3.5). На проявление магнитного дутья, особенно при сварке постоянным током, влияет увеличение сварочного тока до 300 А и более. Оно вызывается также неравномерным размещением ферромагнитных масс изделий относительно места подсоединения к ним и прохождения сварочного тока (3.5,(1,6), Для устранения или уменьшения магнитного дутья изменяют места подсоединения к изделию провода электрического тока так, чтобы уравновесить ферромагнитные массы изделия, расположенные относительно места подсоединения провода (3.5,в,г). Если это невозможно выполнить, применяют стальную плиту, которую укладывают на изделия для уравновешивания ферромагнитных масс, или используют для сварки переменный ток, при котором магнитное дутье проявляется слабо

  1. Сварка сдвоенным электродом трехфазной дугой

Сварка сдвоенным электродом, гребенкой электродов, трехфазной дугой. При сварке сдвоенным электродом процесс ведут двумя стержнями, соединенными между собой контактной точечной сваркой (рис. 33, а).

Дуга переходит с одного стержня на другой, попеременно оплавляя их. Производительность сварки повышается на 20-40% по сравнению со сваркой одностержневым электродом. Это повышение достигается попеременным подогревом каждого из стержней дугой, горящей между соседними стержнями и изделием, увеличением времени горения дуги, уменьшением времени на смену электродов.

Электроды располагаются так, чтобы их общая ось совпадала с осью шва или при большой разделке кромок была перпендикулярна этой оси.

Сварочный ток составляет:

• от 100-180 А – при диаметре электродов 3+3 мм;

• 300-400 А – при диаметре 6+6 мм.

Сдвоенными электродами можно сваривать за один проход металл толщиной до 12 мм.

Электроды можно располагать по несколько стержней в ряд в виде гребенки (рис. 33, б).

Дуга возбуждается на электроде, находящемся на более близком расстоянии от свариваемого изделия. При плавлении электрода дуга переходит с одного на другой стержень и т. д.

Электродная гребенка позволяет глубоко опускаться в разделку кромок. Производительность сварки повышается вдвое по сравнению со сваркой обычным электродом.

Производительность ручной дуговой сварки можно повысить еще на большую величину, если использовать трехфазный ток (рис. 33, в).

При сварке трехфазной дугой применяют два электрода, к которым подводятся две фазы от источника питания, а третья фаза – к свариваемому изделию. В каждый данный момент в процессе изменения синусоидального тока могут гореть одна или две дуги. При этом выделяется большое количество теплоты, скорость плавления металла возрастает, и производительность сварки увеличивается на 50-60% по сравнению со сваркой однофазной дугой.

Однако при сварке трехфазной дугой сильно утяжелен электрододержатель, что ведет к утомляемости сварщика. Поэтому такую сварку лучше выполнять механизированными способами.

БИЛЕТ 7

Магнитное дутье – Энциклопедия по машиностроению XXL

Наличие значительных ферромагнитных масс вблизи дуги может вызвать ее отклонения, относимые также к магнитному дутью. Можно считать, что в ферромагнитной массе благодаря ее высокой магнитной проницаемости стремятся сконцентрироваться магнитные силовые линии контура. Вследствие  [c.83]

При рассмотрении магнитного дутья следует учитывать, что металл в ванне и вблизи нее нагрет выше точки Кюри и практически немагнитен.  [c.83]

Все сказанное выше о магнитном дутье относится в основном к дуге постоянного тока. При сварке дугой переменного тока в металле изделия создается система замкнутых вихревых токов. Вихревые токи создают собственную переменную магнитодвижущую силу, сдвинутую почти на 180° по фазе по отношению к сварочному току. Результирующий магнитный поток контура оказывается значительно меньшим, чем при постоянном токе.  [c.83]


При сварке под флюсом магнитное дутье обычно мало. Однако при сварке продольных швов труб из-за значительной ферромагнитной массы и замкнутого контура трубы возникает поперечное магнитное поле, сдувающее дугу вдоль трубы. Изменяя токоподвод или наклон электрода, можно ликвидировать отрицательное влияние дутья.  [c.83]

Магнитная линза 111 Магнитное дутье 82 Макроструктура 447  [c.553]

При соблюдении режимов и условий сварки, установленных паспортом или техническими условиями на электроды конкретной марки, и при отсутствии магнитного дутья сварочно-технологические свойства электродов должны удовлетворять следующим условиям  [c.333]

Рис. 49. Эффект магнитного дутья при дуговой сварке
Эффект магнитного дутья имеет место и в том случае, если сварка производится вблизи значительных ферромагнитных масс (железо, сталь). Дуга в этом случае отклоняется в сторону этих масс (рис. 49, в). Магнитное дутье ведет к непроварам и ухудшает внешний вид шва. Уменьшить или устранить влияние магнитного дутья на качество сварного шва можно изменением места токоподвода к изделию и угла наклона электрода, временным размещением в зоне сварки дополнительного ферромагнитного материала, создающего симметричное магнитное поле, а также заменой постоянного тока переменным, если это допустимо по условиям свариваемости данного металла,  [c.91]

Что такое магнитное дутье  [c.92]

Как устранить влияние магнитного дутья  [c.92]

При сварке стальных деталей на постоянном токе нужно учитывать магнитное дутье (см. гл. 3), которое ухудшает формирование шва. Дуга выдувается из контура, образованного электродом, деталью и токоподводом. Поэтому при сварке нужно подключать токо-подвод в месте сварки, применять по возможности сварку на переменном токе, располагать электрод под углом к поверхности детали, близким к 90°, если это позволяют условия формирования шва.  [c.120]

Как бороться с магнитным дутьем  [c.135]

Магнитное дутье Осадка при сварке  [c.19]

К технологическим характеристикам дуги относятся также ее пространственная устойчивость (неизменность положения относительно электродов в режиме устойчивого горения) и эластичность (возможность отклонения и перемещения дуги, без затухания, под действием магнитных полей и ферромагнитных масс, с которыми она может взаимодействовать). Отклонение дуги под влиянием магнитного поля, наблюдаемое в основном при сварке постоянным током, называют магнитным дутьем. Оно вызывает непровары и ухудшает формирование швов. Избежать его можно за счет изменения места токоподвода к изделию и угла наклона электрода или размещения вблизи сварного соединения ферромагнитных масс, позволяющих устранить несимметричность магнитных полей, а также путем замены постоянного тока переменным.  [c.16]


Эта схема позволяет вести сварку на высоких скоростях, в то время как применение повышенного тока при однодуговой сварке приводит к не-сплавлениям – подрезам по кромкам шва. При двухдуговой сварке вторая дуга, горящая в отдельную ванну электродом, наклоненным углом вперед (угол а = 45. .. 60°), частично переплавляет шов, образованный первой дугой, и образует уширенный валик без подрезов (см. рис. 3.14, б). Для питания дуг с целью уменьшения магнитного дутья лучше использовать разнородный ток (для одной дуги – переменный, для другой – постоянный).  [c.111]

Повреждения, по этой причине, как правило, относят к категории “дефект сварки” и часто не расшифровывают. Что касается мер борьбы с магнитным дутьем при сварке, то рекомендованы и применяются другие способы без использования аустенитных электродов [18, 39].  [c.109]

Отклонение электрода от оси стыка, магнитное дутье , колебания длины дуги, нестабильность скоростей подачи электрода, сварки изменение вылета электрода и др.  [c.14]

Контакторы, работающие на постоянном токе, кроме дугогасительных камер, имеют еще и магнитное дутье. Оно представлено в контакторе в виде массивных витков, являющихся продолжением неподвижных губок силовых контактов.  [c.177]

При замкнутых силовых контактах по ним также течет ток и возбуждает вокруг них магнитные поля. При размыкании силовых контактов вокруг каждого из них возникают электриче-С ше дуги, которые возбуждают здесь же свои магнитные поля. Магнитные поля, созданные витками магнитного дутья, взаимодействуют с магнитными полями, созданными электрическими дугами, отталкиваясь друг от друга, при этом электрические дуги, удлиняясь, разрываются. Этот способ эффективен, если между контактами при размыкании тянется большая дуга, например при размыкании цепей постоянного тока.  [c.177]

Раствор контакта — расстояние между контактами при снятом с реле (контактора) напряжении. Величина раствора контактов выбирается из условий надежного гашения электрической дуги чем больше раствор контактов, тем больше сопротивление воздушного промежутка, тем быстрее погаснет дуга, что очень важно для сохранения работоспособности контактов, так как температура дуги достигает – -3000–1-15000 К. Следовательно, нужно всегда устанавливать самый большой раствор контакта при условии, что провал контакта находится в пределах нормы. В контакторах, автоматических выключателях и других электроаппаратах для убыстрения гашения электрической дуги предусмотрено магнитное дутье и установлены дуго-гасительные камеры, которые в процессе эксплуатации электроаппарата снимать нельзя.  [c.186]

Перейдем к принудительным способам гашения дуги. Здесь особенно необходимо отметить способ магнитного дутья, применяемый как в чистом виде, так и в комбинации с другими способами.  [c.179]

Рассмотрим поведение дуги при движении ее под действием магнитного дутья между параллельными пластинами. В этом случае имеется очень своеобразная зависимость скорости движения дуги от расстояния между электродами (пластинами). Эта зависимость показана на рис. 7-12. Можно рассматривать четыре области (/ — V), в,которых наблюдается различная зависимость скорости дуги от расстояния между электродами. В первой области (большие расстояния между электродами) скорость движения дуги изменяется очень мало.  [c.179]

Тип а представляет собой камеру с одной узкой щелью. Она состоит из двух пластин, сделанных из дугостойкого (обычно, керамического) материала, по сторонам которых расположены полюсные наконечники дугогасительной электромагнитной системы. Дуга, обозначенная знаком +, возникает при расхождении контактов в широкой части щели и загоняется магнитным дутьем в узкую часть щели. Отдавая тепло стенкам щели, дуга быстро гаснет. Тип б содержит несколько параллельных щелей. Предполагалось, что дуга может разделиться на несколько параллельных дуг, что ускорит их гашение. Однако, как правило, дуга горит только в одной щели. Поэтому тип б не имеет преимуществ перед типом а. Тип б имеет постепенно суживающуюся щель. Идея этого устройства заключается в том, что при движении дуги в узкой щели ток  [c.185]


Кривая 2 относится к дугогасительной камере с более сильным магнитным дутьем и, с менее широкой щелью. Здесь перенапряжение достигает ощутительной величины (кратность 1,5). После того как напряжение достигло максимума, оно начинает спадать. Дуга вышла из области действия магнитного дутья и движется медленно. Ток падает медленно и напряжение не только не растет, но, наоборот, даже падает.  [c.190]

Кривая 3 получена в дугогасительной камере с поперечными перегородками. Интенсивность дугогашения здесь выше, чем в предыдущем случае, и остается достаточно высокой даже тогда, когда дуга вышла за пределы воздействия магнитного дутья.  [c.190]

При разделительной резке изделие устанавливают в положение, в котором наиболее благоприятны условия для вытекания расплавлеппого металла из места реза. При вертикальных резах резку ведут сверху вниз, для того чтобы выплавляемый металл не засорял выполненный разрез. Для отклонения дуги магнитным дутьем в направлении реза второй сварочный кабель присоединяют сверху у начала разреза. Разделительную резку начинают с кромки или с середины листа. В последнем случае вначале прорезают отверстие. Затем, наклонив электрод так, чтобы кратер был расположен на торцовой кромке реза, оплавляют ее (рис, 64). Если  [c.76]

В случае сварки на переменном токе магнитное дутье будет значительно меньше или совсем незаметно. Это происходит по той причине, что изменяющийся по величине и направлению магнитный поток дуги, пронизывающий ферромассу, наводит в ней вихревые токи, создающие собственное магнитное поле, направленное против магнитного поля сварочного тока.  [c.14]

Однако в процессе сварки на перемещающуюся по металлу дугу д ствуют факторы, нарушающие ее устойчивое горение, такие, как jjgjMeHeHHe длины дуги, которое зависит от квалификации сварщика, j giie TBo сборки, перенос капель жидкого металла в сварочную ван-цу, изменение величины сварочного тока при колебаниях напряже-сети, изменение. скорости сварки, магнитное дутье дуги (отклонение дуги под действием электромагнитных полей и ферромагнитных масс) и другие факторы.  [c.55]

Рис. 2.36. Влияние места подвода тока на отклонение дуги (магнитное дутье) Точками и крестиками обозначены магнит11ые смловые линии н их направление (точка — на нас, крестнк — от нас)
Коммутация цепей средней частоты под нагрузкой осуществляется контакторами серии К 1000. Контакторы имеют прямоходовую подвижную часть с замыкателями контактов. Катушка питается постоянным током от выпрямителя. Напряжение высокой частоты 800 или 1600 В. Номинальный ток 800 А при 8 кГц и 1200 А при 2,4 кГц (до 2400 А при водяном охлаждении). Контакторы имеют главные контакты и дугогасящие контакты с магнитным дутьем. Для переключения цепей без нагрузки используются одно- или двухполюсные разъединители ВЛПФ или ВЛДФ. Их номинальное напряжение 2000 В. Рабочие токи достигают 630 А на частоте 8 кГц и 1100 А на 2,4 кГц (до 3000 А при водяном охлаждении). Разъединители имеют вспомогательные контакты для включения в цепи автоматического управления и защиты [41, 46].  [c.173]

К недопустимой также относится технология выполнения сварных швов комбинированного состава, при которой корневой слой сваривается аустенитными хромоникелевыми электродами, а последующие – электродами Э-09Х1МФ (или углеродистыми Э50А при сварке стыков трубопроводов из углеродистых сталей 20 и подобных). Аустенитные электроды в этих случаях применяют как меру борьбы с магнитным дутьем, затрудняющим процесс сварки при использовании низколегированных или углеродистых электродов. Такая технология обычно применяется при сварке стыков паропроводов в ремонтных условиях и рассматривается как грубое нарушение современных требований [18].  [c.109]

Разрывные контакты тя-желонагруженных высоковольтных масляных, элегазовых выключателей и выключателей с магнитным дутьем, рубильники, селективные автоматы электроды для стыковой, шовной, точечной сварки, электроискровой обработки  [c.155]

Тяжелонагруженные мощные, воздушные высоковольтные выключатели, выключатели с магнитным дутьем, элегазовые выключатели, генераторные выключатели, регуляторы напряжений  [c.157]

ГО времени технических решений. В приборе оба гироскопа заключены в герметичную сферическую оболочку, которая полностью погружена в поддерживающую жидкость. Этим устраняются несовершенства трехроторной модели, которые были связаны с открытым зеркалом ртути. Камеры гироскопов соединены между собой четырехзвенным механизмом так, что оси их роторов составляют равные углы с диаметром север—юг сферы (при нулевом моменте, создаваемом пружиной, эти углы равны 45°). Жесткость пружины выбрана такой, что период собственных колебаний сферы вокруг диаметра север — юг стал равен 12—15 мин, т. е. многократно возрос в сравнении с периодом трехроторного гирокомпаса — (40—60 сек). Опора на шпиль заменена магнитным дутьем , создающим меньшую неопределенность момента.  [c.157]

Заметим, что при стальных пластинах магнитное дутье нецелесообразно. Магнитный поток будет почти полностью проходить через пластины, промежутки между ними окажутся заэкранированными, проходящий по ним магнитнй поток—малым, а действие его на дугу — слабым. Однако высокая магнитная проницаемость стали увеличивает магнитный поток, возбуждаемый током дуги, и тем самым способствует быстрому движению и гашению дуги. На рис. 7-19 показана зависимость длительности дуги от тока при медной и стальной решетке, Из рисунка видно, насколько успешнее совершается  [c.183]


Воздушное дутье в аппаратах низкого напряжения используют редко. В подавляющем большинстве случаев хорошую работу выключающих аппаратов обеспечивает магнитное дутье в комбинации с узкощелевыми камерами или дугогасительной решеткой. Как  [c.193]

Магнитное дутье – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Магнитное дутье

Cтраница 2

Магнитное дутье проявляется преимущественно при сварке дугой постоянного тока. Заметное отклонение дуги и сильное ее блуждание наблюдается при токе 300 – 400 А и выше. Под воздействием магнитного дутья капли электродного металла разбрасываются в стороны, резко повышается разбрызгивание, ухудшается качество швов и снижается производительность, так как сварку швов приходится выполнять короткими участками.  [16]

Магнитное дутье проявляется преимущественно при сварке дугой постоянного тока.  [18]

Магнитное дутье в некоторых случаях затрудняет процесс сварки, и поэтому принимаются меры по снижению его действия на дугу.  [19]

Магнитное дутье создается электромагнитом, катушка которого включается последовательно в контур дуги. Важным элементом выключателя является камера гашения, которая способствует растягиванию и охлаждению дуги. На рис. 5 – 22, а показана камера с плоской узкой щелью, в которую дуга затягивается магнитным дутьем из широкой части камеры. Отдавая теплоту стенкам камеры, дуга гаснет. Третий тип камеры гашения показан на рис. 5 – 22, в. В этой конструкции узкая щель образуется за счет соответствующего расположения поперечных дугоегойких перегородок со смещенными относительно оси симметрии щелевыми вырезами.  [20]

Магнитное дутье ведет к непроварам и ухудшает внешний вид шва. Уменьшить или устранить влияние магнитного дутья на качество сварного шва можно изменением места токоподвода к изделию и угла наклона электрода, временным размещением в зоне сварки дополнительного ферромагнитного материала, создающего симметричное магнитное поле, а также заменой постоянного тока переменным, если это допустимо по условиям свариваемости данного металла.  [22]

Параллельное магнитное дутье обычно используется в контакторах, рассчитанных на небольшие номинальные токи. Контактор с системой параллельного дутья реагирует на направление тока. Если направление магнитного поля сохранится неизменным, а ток изменит свое направление, то сила F будет направлена в противоположную сторону. Дуга будет перемещаться не в дугога-сительную камеру, а в противоположную сторону – на катушку магнитного дутья, что может привести к аварии в контакторе. Это является недостатком рассматриваемой системы. Недостатком этой системы является также необходимость повышения уровня изоляции катушки в расчете на полное напряжение сети. Понижение напряжения сети приводит к уменьшению намагничивающей силы катушки и ослаблению интенсивности магнитного дутья, что снижает надежность дугогашения.  [23]

Меньшее магнитное дутье в дуге переменного тока является существенным преимуществом последнего.  [24]

Магнитное дутье дуги переменного тока значительно слабее, чем дуги постоянного тока. В ряде случаев это является существенным достоинством использования переменного тока для сварки.  [26]

Если магнитное дутье вызывается наличием в свариваемой конструкции больших ферромагнитных масс, рекомендуется присоединить обратный провод со стороны, противоположной отклонению дуги.  [27]

Уменьшить магнитное дутье можно применением многостороннего или переносного токопровода, наклоном сварочного электрода при сварке ( этим практически широко пользуются сварщики), наложением внешних ( продольных или поперечных) магнитных полей, стабилизацией столба дуги потоком защитных газов, а также другими приемами. В каждом конкретном случае необходимо опробовать несколько приемов и выбрать лучший.  [28]

Система магнитного дутья состоит из последовательной катушки 15, размещенной на стальном сердечнике 14 с двумя стальными пластинами – полюсами 13, охватывающими дугогасительную камеру. Ток нагрузки, протекающий по катушке 15, создает магнитный поток Фк ( рис. VII.4, б) в зоне горения дуги. Дуга растягивается, интенсивно охлаждается и гаснет. Для облегчения гашения дуги могут применяться камеры с изоляционными перегородками 10, которые способствуют увеличению длины дуги и ее сопротивления.  [29]

Страницы:      1    2    3    4    5

Причины дугового удара и предотвращение дефектов сварных швов

Дуговой удар известен, когда расплавленный металл во время сварки отклоняется от своего обычного пути между электродом и основным металлом (стандартный путь – это кратчайшее расстояние между электродом и основным металлом) и отклоняется вперед или назад от направления движения сварки или реже в стороны от направления сварки. Это отклонение вызвано несбалансированным магнитным полем, окружающим сварочную дугу при дуговой сварке постоянным током.Дуга дуги затрудняет сварщику контроль расплавленной ванны и впоследствии вызывает различные дефекты сварки.

Поскольку дуга имеет тенденцию дуть вперед или назад, дуновение вперед и дуновение назад являются типами дуновения дуги в зависимости от их направления. Однако прямой удар создает большие трудности для сварщика, поскольку он имеет тенденцию выталкивать образовавшийся шлак от сварки вперед или под дугу, что приводит к захвату шлакового включения в сварном шве.

Прямой удар: возникает при сварке в начале соединения и при сварке вдали от заземляющего соединения.Прямой удар может вызвать широкий, волнистый и неравномерный сварочный валик, прерывистые подрезы и неполный провар.

Обратный удар: возникает при сварке в конце соединения, в углах и при сварке в направлении заземления. Обратный удар может привести к пористости поверхности, узкому и высокому валику, непрерывным или прерывистым подрезам, чрезмерному проникновению и разбрызгиванию.

Магнитный и термический — это два основных типа дугового разряда, которые определяются по своему происхождению; однако продувка магнитной дугой доставляет больше проблем сварщику и, следовательно, вызывает большинство проблем и дефектов сварки.

 

Магнитная дуга

 

Как упоминалось ранее, дуновение магнитной дуги вызвано несбалансированным магнитным полем, окружающим сварочную дугу при дуговой сварке постоянным током. Дисбаланс магнитного поля возникает из-за изменения направления тока, когда он течет от электрода к основному металлу через дугу, и из-за этого дуга всегда находится на разном расстоянии от заземления.

В ходе экспериментов часто возникают проблемы с дуновением магнитной дуги при сварке постоянным током в соединениях с глубокими канавками (в основном V-образных соединениях) и в углах заготовки с использованием высокого тока.Однако было обнаружено, что серьезные проблемы не возникают при использовании слабого тока, даже при использовании постоянного тока.

Переключение на переменный ток снижает вероятность возникновения дуги, поскольку переменный ток создает реверсивное магнитное поле, которое уменьшает силу основного магнитного поля, что снижает неуравновешенную напряженность магнитного поля вокруг сварки. Кроме того, посадка и геометрия заготовки играют важную роль в контроле и устранении проблем с дуновением магнитной дуги.

 

Дуговой термический разряд

 

Определяется как тенденция сварочной дуги отставать из-за нежелания дуги двигаться в более холодную зону во время движения, что вызвано физическими свойствами электрического тока и его тенденцией двигаться к более горячей точке, которая обычно находится за сварным швом. направление путешествия.

Термическая дуговая сварка оказывает незначительное влияние на ручную сварку; однако это имеет значительный эффект при автоматической сварке на более высоких скоростях.

Многопроволочная сварка является примером, когда мы видим проблемы с дуновением дуги. Быстрое решение заключается в использовании обоих типов тока, например, постоянного тока + для ведущей проволоки и переменного тока для замыкающей проволоки, поскольку это сокращает время сварки и смещения. последствия удара дуги. Методы двойной или многопроходной сварки оказывают прямое влияние на свойства как металла шва, так и околошовной зоны; следовательно, все параметры сварки должны быть учтены в утвержденном WPS.

 

Дефекты сварки, вызванные дуговым разрядом

 

Дуговой разряд может вызвать различные дефекты, которые можно обобщить следующим образом:

  • Широкий, волнистый и неравномерный сварочный валик или узкий и высокий сварочный валик, в зависимости от направления удара вперед или назад.
  • Непрерывный или прерывистый подрез, который представляет собой углубление на кромке сварного шва в ранее наплавленном сварном шве или основном металле, и опять же это зависит от типа дуги, направленной вперед или назад.
  • Неполное или чрезмерное проплавление, то есть проплавление при сварке, которое либо недостаточно, либо превышает допустимый предел.
  • Пористость поверхности.
  • Шлаковое включение, шлаковое включение из-за удара дуги может быть расположено в центре наплавленного шва или между валиками сварного шва, где это вызывает непровар между проходами, или на боковой стенке подготовки под сварку, вызывающей непровар боковой стенки.
  • Отсутствие сплавления, то есть отсутствие соединения между двумя соседними участками материала, что является серьезным дефектом, создающим области с высокой концентрацией напряжений.
  • Чрезмерное разбрызгивание, брызги не играют существенной роли в снижении прочности сварных соединений; однако он может маскировать другие дефекты, может также препятствовать неразрушающему контролю, а также может вызывать микротрещины или твердые пятна в некоторых материалах.

 

Управление дуговым разрядом

 

  • Использование постоянного тока с низким током и переход на переменный ток для сварки с большим током.
  • Уменьшите скорость перемещения при сварке, что требует более низкого сварочного тока.
  • Выполняйте процесс размагничивания * всякий раз, когда это практически возможно для заготовки и после выполнения магнитопорошкового контроля (MPI).
  • Выполнение сварки высококвалифицированным сварщиком, который может поддерживать максимально короткую сварочную дугу с правильным углом наклона электрода.
  • Правильная подгонка и фиксация заготовки с помощью толстого прихваточного шва и фиксирующих приспособлений.
  • Нейтрализация магнитного поля детали путем оборачивания вокруг нее кабеля заземления.

 

* Размагничивание : Процесс устранения или уменьшения магнитного момента в объекте путем случайной ориентации его магнитных диполей, что является обратным намагничиванием.Размагничивание происходит естественным образом с течением времени; однако его можно применять путем нагревания металла выше точки Кюри, подачи переменного тока, приложения сильного магнитного поля или удара по металлу молотком.
Процесс выполняется, чтобы избежать различных дефектов сварки, которые могут возникнуть из-за воздействия дуги, вызванной намагниченной заготовкой, а также для механических компонентов, намагничивание которых может привести к неисправности или повреждению.

 

Каталожные номера:

Дуга магнитной дуги, влияние уровня поля на решения по предотвращению сварки

Фон дуги

 

Одной из самых неприятных причин разрушения сварного шва является продувка магнитной дугой.Магнитное поле, присутствующее в области подготовки сварного шва сопрягаемых стальных компонентов, может вызвать такие проблемы со сваркой, которые никогда не выдержат проверку.

Прорыв магнитной дуги не является редкостью, если рассматривать сварочную отрасль в целом, но достаточно редко, чтобы отдельные производители работали годами без каких-либо серьезных проблем, а затем были застигнуты врасплох, когда это все же произошло.

Все сварочные процессы, в которых используется дуга или пучок электронов, могут быть нарушены магнитным полем.Это вызвано тем, что электроны вынуждены следовать по изогнутой траектории, когда они проходят через магнитное поле, отклоняя дугу и заставляя ее вести себя хаотично.

Некоторые процессы сварки более чувствительны к дуге, чем другие. Воздействие дуги может быть уменьшено за счет сварки на более высоких токах, что приводит к более жесткой дуге. Сварка, проводимая в гипербарических условиях, более подвержена дуговому разряду, потому что электроны в дуге замедляются и рассеиваются дополнительными молекулами газа в атмосфере высокого давления, что позволяет им больше вращаться в магнитном поле.Сварка TIG имеет тенденцию быть более чувствительной, чем MIG или MMA, из-за более низкого напряжения дуги. Дополнительные трудности иногда возникают при одновременном использовании двух или более сварочных головок на одном и том же соединении, потому что магнитное поле, создаваемое сварочным током на одной головке, может мешать дуге на другой головке.

В следующей таблице перечислены наиболее распространенные воздействия магнетизма на сварочные процессы. В таблице показано, как сварочная дуга может вести себя при повышении уровня магнитного поля.

Процесс сварки

0–10 Гс

10–20 Гс

20–40 Гс

свыше 40 Гс

ТИГ

обычная сварка

нестабильность дуги

Дуга дуги

сильный удар дуги

Ручная металлическая дуга

обычная сварка

обычная сварка

нестабильность дуги

Дуга дуги

Погружная дуга

обычная сварка

обычная сварка

обычная сварка

нестабильность дуги

Проблемы начинаются при 10–40 Гс, однако, когда в исходном материале присутствуют даже слабые магнитные поля, значение при подготовке соединения может легко достигать нескольких сотен Гс, а поля свыше 1000 Гс не являются чем-то необычным — на этих уровнях специальный инструмент например, Zeromag ZM100A.

 

Руководство по продувке сварочной дуги: причины, дефекты, способы устранения

Иногда, хотя вы все делаете правильно, вы замечаете, что дуга ведет себя странно, и ваши сварные швы получаются асимметричными и некрасивыми. Такие проблемы могут быть вызваны ударом дуги.

Прочитав эту статью, вы поймете, что такое дуговой разряд, причины и дефекты, а также узнаете, как его избежать.

Содержание

Что такое продувка дуги при сварке?

Дуга или блуждание дуги при сварке — это любое принудительное изменение направления дуги в сторону от желаемого пути.Кроме того, удар дуги нарушает форму и стабильность дуги, что приводит к дефектам сварки. Асимметричные магнитные или тепловые силы вокруг дуги являются основными причинами дугового разряда.

Дуга представляет собой электрический ток, проходящий через гибкий электрический проводник. Этот проводник представляет собой плазменный газ, создаваемый дугой. Газообразная форма контактора делает дугу очень гибкой, и она может гнуться без особых усилий.

Дуга хочет пройти по самому легкому пути, который только может найти.Тем не менее, более легкий путь не всегда является самым коротким. При сварке вокруг дуги существуют магнитные или тепловые силы, которые могут влиять на ее траекторию.

Чем более нестабильны и асимметричны условия вокруг дуги, тем больше она будет отклоняться от желаемого пути. Кроме того, дуга не будет сохранять симметричную коническую форму.

Даже если дуновение дуги слегка заметно, любые критические работы недопустимы. Дефекты ослабят сварку и увеличат риск отказа.

Дуга бывает двух видов: магнитная и тепловая. Продувка магнитной дугой более распространена и сильнее, чем продувка термической дугой, и может вызвать серьезные дефекты сварки. Если удар магнитной дуги достаточно силен, он может даже погасить дугу.

Большая часть статьи посвящена дуновению дуги магнитным полем и описывает его, предполагая, что используется постоянный ток прямой полярности (DC-).

Что такое магнитная дуга?

Магнитный прорыв дуги – это нежелательное отклонение электрической дуги от ее предполагаемого пути, вызванное асимметричными самоиндуцируемыми или внешними магнитными полями вокруг дуги.

Электрические проводники сварочной цепи

  • Кабель под напряжением от сварочного аппарата к электрододержателю или горелке.
  • Электрододержатель или горелка.
  • Электрод.
  • Дуга.
  • Заготовка.
  • Сварочный стол, если на нем есть рабочий зажим.
  • Зажим рабочий (или заземляющий).
  • Обратный трос от рабочего зажима обратно к сварочному аппарату.

Когда ток протекает через электрические проводники сварочной цепи, он создает самоиндуцируемые магнитные поля как внутри, так и вокруг них.

Магнитные поля имеют форму концентрических силовых линий, расположенных под углом 90 градусов к проводникам. Они имеют то же направление и силу, что и течение.

Как самоиндуцируемое магнитное поле влияет на дугу?

Магнитное поле, проходящее через дугу, но в еще большей степени то, которое проходит вокруг, может в значительной степени влиять на дугу.

Внутреннее магнитное поле создает давление, которое удерживает дугу на одной линии с электродом.

Внешнее магнитное поле создает сильное радиальное давление, которое сжимает и сужает дугу, придавая ей симметричную коническую форму.Это давление приводит к тому, что столб дуги имеет высокую плотность тока, температуру, магнитное поле и давление.

Проблема в том, что дуга и основной металл встречаются под углом, близким к 90 градусам. Этот угол изменяет направление дуги, таким образом, симметрия магнитного поля вокруг дуги.

В результате магнитные линии становятся асимметричными, более плотными с одной стороны и более широкими с другой. Более плотные линии вызывают высокое сопротивление дуге (протеканию тока), и она будет искать более легкий путь в другом месте.

Самоиндуцированное магнитное поле при сварке

В подобных случаях самый легкий путь — не самый короткий. Дуга не будет проходить по прямой линии в заготовку.

Дуга изгибается и проходит через сторону с более широкими (или менее концентрированными) магнитными линиями. Если эффект искривления сильный, результатом будет заметный удар дуги.

Как два типа тока влияют на дуновение магнитной дуги?

Дуга дуги гораздо более заметна при сварке постоянным током (DC), чем при сварке переменным током (AC).

Постоянный ток создает синхронизированные магнитные линии, которые со временем накапливаются и могут проникать глубоко в металл. Через некоторое время они становятся достаточно сильными, чтобы отвести дугу.

Переменный ток меняет направление с постоянными интервалами. Это чередование создает обратные магнитные поля (вихревые токи — Википедия), которые компенсируют друг друга. В результате магнитные поля очень слабые и существуют только на поверхности металла.

Как геометрия заготовки влияет на магнитные линии?

Магнитные линии всегда стараются пройти самый легкий путь.Им гораздо легче проходить через металл, чем через воздух, как и через электричество. Когда магнитные линии находятся близко к краям заготовки, они всегда сжимаются и уплотняются.

Сжатые магнитные линии гораздо более заметны, когда две заготовки образуют соединение с открытым корнем, поскольку оно имеет воздушный зазор. Магнитные линии сконцентрируются и станут очень плотными вокруг этого воздушного зазора.

Сжатые магнитные линии заставят дугу отклоняться от зазора в металл.Удар дуги всегда намного хуже при сварке открытого корневого прохода, особенно при достижении конца соединения.

Кроме того, любая однородность заготовки приведет к тому, что магнитные линии станут более или менее плотными. Например, различия в толщине, внутренней плотности или внутренней трещине и так далее.

Как остаточный магнетизм в основном металле влияет на дугу?

Остаточный магнетизм в основном металле вызывает сильную асимметрию самоиндуцируемого магнитного поля вокруг дуги. Остаточный магнетизм — фактор номер один, который следует учитывать при работе с дуговым разрядом.

Даже слабое остаточное магнитное поле может серьезно повлиять на концентрацию магнитных линий вокруг дуги.

Остаточный магнетизм (или остаточная намагниченность) — это постоянный магнетизм в металлах, таких как сталь и никелевые сплавы. Он может существовать по всему металлу или в определенных областях с разной плотностью.

Внешние магнитные поля являются основной причиной остаточного магнетизма.Например, магниты, источники питания, кабели под напряжением, даже магнитное поле Земли.

Кроме того, остаточный магнетизм также может возникать из-за магнитного поля, возникающего при прохождении постоянного тока через металл.

Сварочный намагниченный металл твердый. При сварке вблизи воздушных зазоров напряженность остаточного магнитного поля может достигать сотен гаусс (единица плотности магнитных линий). Сварка невозможна при таких сильных магнитных полях.

Какие типы магнитной дуги существуют?

Существует четыре типа продувки магнитной дугой: прямое, обратное, боковое и продувка вращающейся дугой.

Прямой удар дуги где магнитные линии сосредоточены позади дуги, поэтому она отклоняется на переднюю сторону. Прямая дуга возникает при сварке вдали от начальной кромки соединения, рабочего зажима или любого другого магнитного поля. Этот тип будет затягивать расплавленный шлак под дугу, что усугубит дефекты.

Удар дуги вперед

Удар дуги назад , где магнитные линии сосредоточены перед дугой, поэтому она отклоняется позади нее. Обратный прорыв дуги возникает при сварке в сторону конца стыка, рабочего зажима или сварки заготовок неравномерной толщины.

Дуга в обратном направлении

Дуга вбок , когда магнитные линии концентрируются на одной стороне направления сварки, поэтому дуга отклоняется в противоположную сторону. Чаще всего дуга отходит от рабочего зажима при его установке под углом к ​​суставу.

Боковое дуновение дуги

Вращающееся дуновение дуги происходит при сварке с большой силой тока или с большой длиной дуги. В этой ситуации асимметричные магнитные поля заставляют дугу вращаться вокруг самой себя.


Что такое термическая дуга?

Термический удар дуги – это нежелательное отклонение сварочной дуги, вызванное тем, что дуга предпочитает изгибаться в сторону самой горячей области.

Нагрев обеспечивает более легкий путь для прохождения дуги. От плохого обращения с электродом можно отвести тепло от стыка. В результате дуга будет течь к горячему и от холодного стыка.

Продувка термической дугой менее сложна и не вызывает таких серьезных дефектов. Он может действовать с или против удара магнитной дуги в зависимости от их направления.

Дуга термической дуги ухудшается, если заготовка имеет неровную поверхность, неоднородный состав, грязные пятна, трещины или если скорость сварки слишком высока.


Какие дефекты сварки возникают при продувке дугой?

Многие дефекты сварки возникают при сильном ударе дуги, что приводит к получению слабых, неровных и некрасивых сварных швов. Подрыв дуги неприемлем для ответственных и других профессиональных работ.

  • Неравномерное отложение металла шва по бокам или даже снаружи стыка.
  • Брызги больше и сильнее.
  • Частые шлаковые включения.
  • Высокая пористость.
  • Неравномерное проплавление и сплавление.
  • Частые подрезы.

Что влияет на дуновение дуги?

Дуговой удар может иметь так много переменных, которые трудно отследить. Большинство из них представляют собой внешние магнитные поля, которые усиливают или компенсируют друг друга по мере движения дуги.

  • Тип тока, с переменным током, дуга встречается редко.
  • Остаточные магнитные поля в заготовке или сварочном столе.
  • Любые внешние магнитные поля, такие как источники питания, провода под напряжением, сварочные магниты, намагниченные опорные пластины и т. д.
  • Магнитные поля рабочего зажима.
  • Изменение текущего направления внутри заготовки в зависимости от положения рабочего зажима.
  • Сварка разнородных металлов.
  • Изменение угла наклона электрода к заготовке.
  • Приварка уголков.
  • Плохая конструкция соединения.
  • Плохая посадка соединения.
  • Сложные соединения.
  • Высокая сила тока, например, 200А и более.
  • Неравномерная толщина заготовок.
  • Дефекты на или внутри заготовки, через которые проходит дуга.Например, небольшие трещины или неравномерная плотность или состав металла.
  • Положение дуги на заготовке. Если это в начале, в центре или в конце сустава.
  • Отношение напряжения к силе дуги. Чем ниже напряжение дуги, чем сила тока дуги, тем более чувствительна дуга к дуговому разряду.
  • При сварке несколькими электродами магнитное поле каждого из них может взаимодействовать с другим.

Как уменьшить дуговой разряд?

Если вы обнаружите перегорание дуги, вы можете использовать некоторые методы, чтобы уменьшить его.Таким образом, вы можете получить более стабильную дугу и закончить сварку без дефектов.

Цель состоит в том, чтобы избежать максимально возможной асимметрии магнитных полей вокруг дуги, поскольку они являются основным источником дугового разряда.

  • Если возможно, переключитесь на переменный ток.
  • Избегайте любых внешних магнитных полей.
  • Проверьте заготовку на наличие остаточного магнетизма и размагнитьте ее.
  • Сделайте то же самое для сварочного стола.
  • Не храните детали в местах с сильными магнитными полями.
  • Убедитесь, что сварочные кабели не изогнуты и находятся близко к дуге.
  • Избегайте магнитных рабочих зажимов.
  • Поместите рабочий зажим как можно дальше от дуги.
  • Попытайтесь расположить рабочий зажим на одной линии с соединением. Чтобы ток шел вдоль стыка, а не под углом.
  • Подсоедините рабочий зажим непосредственно к заготовке.
  • Приварить вдали от рабочего зажима, чтобы уменьшить обратный удар. Приварите к рабочему зажиму, чтобы уменьшить прямой удар.
  • Попробуйте изменить угол наклона электрода, чтобы компенсировать асимметричное магнитное поле вокруг дуги.
  • Используйте меньшую длину дуги.
  • Используйте электрод меньшего диаметра, уменьшите силу тока, скорость сварки и при необходимости проведите больше проходов.
  • Используйте немагнитные опорные пластины из того же типа металла.
  • Начинайте сварку с рабочего зажима на конце соединения. Когда вы достигнете центра сустава, остановитесь и установите зажим в начальной точке сустава.Теперь сварите от торца к центру.
  • Используйте последовательность сварки с обратным шагом, когда вы делаете небольшие ровные сварные швы, противоположные направлению сварки.
  • Начинайте и заканчивайте валик на второстепенных заготовках (выступах) одинаковой толщины и типа металла. Следите за тем, чтобы между ними и основной заготовкой не оставалось воздушных зазоров.
  • При сварке открытых корневых соединений сделайте сильные прихватки на каждой кромке и между ними, чтобы компенсировать сильные магнитные линии, которые изгибаются вокруг воздушных зазоров.
  • Если у вас есть намагниченная заготовка, вы можете временно уменьшить ее до свариваемого уровня. Можно несколько раз обмотать сварочный кабель вокруг заготовки на близком, но на безопасном расстоянии от места соединения и сварить.

    Если вы используете переменный ток, направление, в котором вы наматываете кабель вокруг металла, не имеет значения. Однако, если вы используете постоянный ток, очень важно обернуть его, чтобы создать магнитное поле, обратное тому, которое находится в заготовке. В противном случае остаточный магнетизм станет сильнее.

Если возможно, используйте процесс сварки без использования электрической дуги, например кислородно-топливную сварку.


Заключение

Продувка дуги скрыта и отклоняет дугу от желаемого пути сварки, вызывая дефекты сварки.

Изменение направления тока при контакте дуги с металлом и воздействие внешних магнитных полей вокруг дуги являются основными причинами возникновения дуги.

Детали с остаточным магнетизмом очень трудно свариваются. Однако использование различных методов противодействия проблемным магнитным полям может уменьшить или устранить дефекты сварки.


Другие статьи Weldpundit

Какой сварочный респиратор вам нужен для домашней сварки?

Сравнение процессов сварки электродом и порошковой проволокой-S.

Включения в сварочном шлаке: как их предотвратить и удалить.

Сварочная маска Запотевает? 10 способов предотвратить это.

Как свести к минимуму магнитные силы

Продувка сварочной дуги  – это отклонение электрической дуги от ее нормального пути под действием магнитных сил.В основном это происходит при сварке постоянным током магнитных материалов, таких как сталь, железо и никель, но также может встречаться при сварке немагнитных материалов. Обычно это отрицательно влияет на внешний вид сварного шва, вызывает чрезмерное разбрызгивание, а также может ухудшить качество сварного шва.

Часто встречается при использовании процесса дуговой сварки защищенным металлом с покрытыми электродами. Он также используется в полуавтоматических и полностью автоматических процессах дуговой сварки. Постоянный ток, протекающий через электрод и основной металл, создает вокруг электрода магнитные поля, которые отклоняют дугу от намеченного пути.

Сварочная дуга обычно отклоняется вперед или назад по направлению движения; однако он может быть отклонен с одной стороны на другую. Обратный удар возникает при сварке по направлению к земле в конце соединения или в углу. Удар вперед возникает при сварке от земли в начале соединения. Удар дуги может стать настолько сильным, что удовлетворительный сварной шов будет невозможен. На Рисунке 6-61 показано влияние расположения на земле на дуновение магнитной дуги.

 Когда электрический ток проходит через электрический проводник, он создает магнитный поток по кругам вокруг проводника в плоскостях, перпендикулярных проводнику, с центрами в проводнике.Правило правой руки используется для определения направления магнитного потока.

В нем говорится, что когда большой палец правой руки указывает в направлении, в котором течет ток (условный поток) в проводнике, пальцы указывают в направлении потока. Направление магнитного потока создает полярность в магнитном поле, такую ​​же, как северный и южный полюса постоянного магнита.

Это магнитное поле такое же, как и у электромагнита.В этой ситуации применимы правила магнетизма, гласящие, что одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются. Сварочный ток намного выше обычного электрического тока. Точно так же магнитные поля также намного сильнее.

Сварочная дуга представляет собой электрический проводник, и магнитный поток вокруг него создается в соответствии с правилом правой руки. Магнитное поле вблизи сварочной дуги — это поле, создаваемое сварочным током, проходящим через него от электрода к основному металлу или изделию.

Это самоиндуцируемое круговое магнитное поле, окружающее дугу и воздействующее на нее со всех сторон в соответствии с электромагнитным правилом. Пока магнитное поле симметрично, нет неуравновешенной магнитной силы и нет отклонения дуги. В этих условиях дуга параллельна или находится на одной линии с центральной линией электрода и выбирает кратчайший путь к опорной пластине.

Если симметрия этого магнитного поля нарушена, силы на дуге перестают быть равными, и дуга отклоняется сильнейшей силой

Электромагнитная взаимосвязь используется при сварке для магнитного перемещения или колебаний сварочной дуги.Газовая вольфрамовая дуга отклоняется с помощью магнитного потока. Он может колебаться поперечными магнитными полями или отклоняться в направлении движения. Перемещение поля потока, окружающего дугу, и введение поля внешней полярности приводит к магнитному перемещению дуги.

Колебания получаются путем обращения внешнего поперечного поля, чтобы заставить его притягивать поле, окружающее дугу. Поскольку самоиндуцированное поле вокруг дуги притягивается и отталкивается, оно имеет тенденцию перемещать столб дуги, который пытается сохранить симметрию в пределах собственного самоиндуцированного магнитного поля.

Магнитные колебания газовой вольфрамовой сварочной дуги используются для расширения наплавки. Дуги также можно заставить вращаться по периферии соприкасающихся труб с помощью вращающихся магнитных полей. Более длинные дуги перемещаются легче, чем короткие дуги. Величина магнитного потока для создания движения должна быть того же порядка, что и поле потока, окружающее столб дуги.

Всякий раз, когда симметрия поля нарушается какой-либо другой магнитной силой, она будет стремиться сдвинуть самоиндуцируемое поле, окружающее дугу, и, таким образом, отклонить саму дугу.

 За исключением самых простых условий, самоиндуцируемое магнитное поле не является симметричным по всей электрической цепи и меняет направление на дуге. Всегда существует дисбаланс магнитного поля вокруг дуги, потому что дуга колеблется, а схема протекания тока через основной материал не является постоянной.

Магнитный поток будет проходить через магнитный материал, такой как сталь, намного легче, чем через воздух, и путь магнитного потока будет иметь тенденцию оставаться внутри стали и быть более концентрированным и сильным, чем в воздухе.Сварочный ток проходит через вывод электрода, электрододержатель к сварочному электроду, затем через дугу в основной металл.

В этот момент ток меняет направление, чтобы пройти к соединению рабочего кабеля, а затем через рабочий кабель вернуться к сварочному аппарату. Это показано на рисунке 6-62. В точке контакта дуги с изделием изменение направления происходит относительно резко, и тот факт, что силовые линии перпендикулярны пути сварочного тока, создает магнитный дисбаланс.

Силовые линии сосредоточены вместе на внутренней стороне угла пути тока через электрод и произведение и разбросаны по внешнему углу этого пути. Следовательно, магнитное поле намного сильнее на стороне дуги, обращенной к соединению рабочего кабеля, чем на другой стороне, что создает силу на более сильной стороне и отклоняет дугу влево.

Это направлено к более слабому взаимодействию и противоположно направлению текущего пути.Направление этой силы одинаково независимо от направления тока. Если сварочный ток реверсируется, магнитное поле также реверсируется, но направление магнитной силы, действующей на дугу, всегда остается в одном и том же направлении, в стороне от пути тока через изделие.

Второй фактор, препятствующий симметричности магнитного поля, заключается в том, что дуга движется и наплавляет металл сварного шва. Когда сварка выполняется, соединяя две пластины, дуга перемещается от одного конца соединения к другому, и магнитное поле в пластинах будет постоянно изменяться.Поскольку рабочий провод находится непосредственно под дугой и движется вместе с дугой, магнитный путь в работе не будет концентрическим относительно точки дуги, потому что силовые линии выбирают самый легкий путь, а не самый короткий путь.

Рядом с начальным концом соединения силовые линии сбиваются вместе и имеют тенденцию оставаться внутри стали. Ближе к концу соединения силовые линии будут разделены, так как площадь больше. Это показано на рисунке 6-63. Кроме того, там, где был выполнен сварной шов, силовые линии проходят через сталь.Там, где сварка не выполняется, силовые линии должны пересекать воздушный зазор или корневое отверстие. Магнитное поле более интенсивно на коротком конце, и дисбаланс создает силу, которая отклоняет дугу вправо или в сторону длинного конца.

При сварке постоянным током общая сила, вызывающая отклонение дуги, представляет собой комбинацию этих двух сил. Эти силы могут суммироваться или вычитаться друг из друга, а иногда могут встречаться под прямым углом. Полярность или направление потока тока не влияет ни на направление этих сил, ни на результирующую силу.

Анализируя путь сварочного тока через электрод и основной металл к рабочему кабелю, а также анализируя магнитное поле в основном металле, можно определить результирующие силы и предсказать результирующее отклонение дуги или дуговой удар.

Поступательный удар существует в течение короткого времени в начале сварки, затем уменьшается. Это связано с тем, что флюс быстро находит легкий путь через металл сварного шва. Как только магнитный поток за дугой концентрируется в пластине и сварном шве, на дугу в основном влияет поток перед ней, поскольку этот поток пересекает корневое отверстие.

В этот момент можно встретить ответный удар. Обратный удар может происходить вплоть до конца сустава. По мере приближения сварного шва к концу флюс перед дугой сгущается, увеличивая обратный удар. Удар по спине может стать чрезвычайно сильным прямо в самый конец сустава.

Использование переменного тока для сварки значительно снижает величину прогиба или дугового разряда; однако сварка на переменном токе не полностью устраняет дуновение дуги. Уменьшение дугового разряда уменьшается, потому что переменный ток создает другие токи, которые стремятся либо нейтрализовать магнитное поле, либо значительно уменьшить его силу.

Переменный ток колеблется между максимальным значением одной полярности и максимальным значением противоположной полярности. То же самое делает магнитное поле, окружающее проводник переменного тока. Переменное магнитное поле представляет собой блуждающее поле, индуцирующее ток в любом проводнике, через который оно проходит, по принципу индукции.

В близлежащих проводниках индуцируются токи в направлении, противоположном направлению индуцирующего тока. Эти индуцированные токи называются вихревыми токами.Они создают собственное магнитное поле, которое стремится нейтрализовать магнитное поле тока дуги. Эти токи представляют собой переменные токи той же частоты, что и ток дуги, и находятся в части изделия, ближайшей к дуге.

Они всегда текут с противоположного направления, как показано на рисунке 6-64. При сварке переменным током в изделии индуцируются вихревые токи, которые создают магнитные поля и уменьшают напряженность поля, действующего на дугу.Переменный ток не может использоваться для всех сварочных работ, и по этой причине переход от постоянного тока к переменному не всегда может устранить или уменьшить дуговое загорание.

Краткое изложение факторов, вызывающих дуновение сварочной дуги

Дуговой разряд вызван магнитными силами. Наведенные магнитные силы несимметричны относительно магнитного поля, окружающего путь сварочного тока. Расположение магнитного материала по отношению к дуге создает магнитную силу на дуге, которая действует в направлении наиболее легкого магнитного пути и не зависит от полярности электрода.

Положение самого легкого магнитного пути постоянно меняется по ходу сварки; следовательно, интенсивность и направление силы меняются. Сварочный ток будет проходить по самому простому, но не всегда самому прямому пути через изделие к соединению рабочего кабеля. Результирующая магнитная сила противоположна по направлению току от дуги и не зависит от полярности сварочного тока.

Дуга не так опасна для переменного тока, потому что принцип индукции создает ток внутри основного металла, который создает магнитные поля, стремящиеся нейтрализовать магнитное поле, воздействующее на дугу.

Наибольшая магнитная сила на дуге вызвана дифференциальным сопротивлением магнитного пути основного металла вокруг дуги. Расположение рабочего соединения имеет второстепенное значение, но может повлиять на снижение общей магнитной силы, действующей на дугу. Лучше всего иметь соединение рабочего провода в начальной точке сварки.

Это особенно важно при электрошлаковой сварке, когда рабочий кабель должен быть подсоединен к пусковому поддону.Иногда рабочий провод можно заменить на противоположный конец соединения. В разумных случаях выводы могут быть подключены к обоим концам.

Минимизация дугового разряда

Магнитные силы, действующие на дугу, можно изменить, изменив магнитный путь через соединение. Это может быть достигнуто с помощью выступов, стартовых пластин, больших прихваточных швов и подкладочных полос, а также последовательности сварки. Внешнее магнитное поле, создаваемое электромагнитом, может быть эффективным.Этого можно добиться, намотав на заготовку несколько витков сварочного провода.

Дуга дуги обычно более выражена в начале сварного шва. В этом случае магнитный шунт или отводной язычок уменьшат удар.

Используйте как можно более короткую дугу, чтобы магнитные силы могли контролировать меньшую дугу.

Сварочное приспособление может быть источником дугового разряда; поэтому важен анализ крепления. Прижимные зажимы и опорные планки должны плотно и плотно прилегать к изделию.Как правило, следует использовать медь или цветные металлы. Магнитная структура приспособления может влиять на магнитные силы, управляющие дугой.

Размещайте заземляющие соединения как можно дальше от свариваемых стыков.

 Если проблема связана с обратным ударом, поместите соединение с заземлением в начале сварки и сварите в направлении толстого прихваточного шва.

Если прямой удар вызывает проблемы, поместите заземляющий контакт в конце свариваемого соединения.

Расположите электрод так, чтобы сила дуги противодействовала удару дуги.

Уменьшить сварочный ток.

Используйте обратную последовательность сварки.

Переход на переменный ток, что может потребовать изменения классификации электродов

Оберните заземляющий кабель вокруг заготовки в таком направлении, чтобы создаваемое им магнитное поле противодействовало магнитному полю, вызывающему дуговой разряд.

Еще одна серьезная проблема может возникнуть из-за того, что магнитные поля уже находятся в основном металле, особенно когда основной металл перемещался с помощью магнитных подъемных кранов.Остаточный магнетизм в тяжелых толстых пластинах, обрабатываемых магнитами, может быть такой величины, что сделать сварной шов практически невозможно. Попытайтесь размагнитить детали, оберните деталь сварочными проводами, чтобы уменьшить их влияние, или снимите напряжение или отожгите детали.

См. также:

ARC BLOW – Weld World Weld Tech


Дуговой удар фактически представляет собой акт отклонения валика сварного шва от его траектории из-за магнитного поля, возникающего во время сварки.

Дуговой удар — это процесс, при котором расплавленный металл отклоняется от своего пути во время сварки, основной причиной которого является генерация магнитного поля из-за тока, используемого во время сварки.
При сварке металла электрическая дуга используется для получения достаточного тепла за счет тока, протекающего между двумя клеммами, анодом и катодом.
Основной металл формируется для замыкания цепи между сварочным электродом и землей.
Эта часть основного металла намагничивается за счет электрического тока, то есть в этой части образуется магнитное поле.
Из-за влияния магнитной силы, преобладающей в этой области, дуга, которая устанавливается между концами электрода и основным металлом, начинает смещаться. В результате расплавленный металл также начинает мигрировать.

Основная причина дугового разряда

Основной причиной дугового разряда является генерация магнитной силы. Эти магнитные силы возникают и по многим другим причинам.
Много раз наблюдалось, что чрезмерное шлифование при формировании фаски соединения также намагничивает фаску, что может вызвать смещение дуги во время сварки.Химические составы некоторых металлов также ответственны за дуговые разряды, они очень быстро намагничиваются, например, облицовочные трубы. они быстро намагничиваются из-за их двойного слоя. Некоторые другие факторы, ответственные за Дуговой удар, , такие как соединение заготовки
Конструкция соединения
Плохая подгонка
Неправильные настройки
Атмосферные условия.

Хотя магнитная сила является первопричиной дугового разряда, термическая дуга также является причиной изменения сопротивления в основном металле, образованном сварочной ванной, когда он передается на заготовку.Факторами могут быть: Неправильная подготовка поверхности
Неправильная скорость перемещения

 

Возможными дефектами от дугового разряда являются в основном пористость, подрезы, неправильный контур сварного шва, уменьшение провара, включения шлака и т. д.

Предупреждение

Как мы видели, основной причиной дуговые удары – это магнитная сила и внутреннее сопротивление металла.
Следующие меры могут помочь устранить дуновение дуги
Преобразовать в переменный ток, если используется постоянный ток
Уменьшить сварочный ток
Наклонить электрод в направлении, противоположном направлению дуновения дуги
Максимально использовать короткую длину дуги
конец стыка с промежуточными прихватками по длине стыка.
Сварка по направлению к толстой прихватке или к завершенному сварному шву.
Используйте технику обратного шага
Оберните кабель с обеих сторон соединения так, чтобы ток, протекающий через него, разорвал магнитное поле.
Удлините конец соединения, прикрепив отводные пластины
Измените расположение на земле в обратном порядке
Эти методы могут решить проблему дугового разряда

⭐⭐⭐⭐

Оценка: 3,5 из 5. ПРИМЕНЕНИЕ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ТАНДЕМНОЙ СВАРКИ MIG Дуговой разряд

может вызвать ряд проблем при сварке, включая чрезмерное разбрызгивание, подрезы, неравномерную ширину валика, неполное сплавление и пористость.Что такое дуговой разряд и как его предотвратить?

Дуга дуги или блуждание дуги возникает при дуговой сварке постоянным током, когда поток дуги не следует по кратчайшему пути между электродом и заготовкой и отклоняется вперед или назад от направления движения или, реже, в одну сторону.

УДАР МАГНИТНОЙ ДУГИ
УДАР ДУГИ Магнитным полем возникает из-за несбалансированного состояния магнитного поля, окружающего дугу. Это неуравновешенное состояние обычно возникает из-за того, что дуга расположена дальше от одного конца сварного соединения, чем от другого конца, и на разных расстояниях от соединения с заготовкой.

Визуализация магнитного поля
Для понимания дугового разряда полезно визуализировать магнитное поле. На рис. 1 показан постоянный ток, проходящий через проводник (либо сварочный электрод, либо поток плазмы между электродом и сварным соединением). Магнитное поле окружает проводник; его линии магнитной силы или потока представлены концентрическими окружностями под прямым углом к ​​направлению тока. Эти круговые силовые линии уменьшаются по интенсивности по мере удаления от электрического проводника.

На рис. 2 показано выдавливание и деформация флюса в начале и конце сварного соединения. В начале линии потока концентрируются за электродом. Дуга пытается компенсировать этот дисбаланс, двигаясь вперед, создавая прямой удар дуги. Когда электрод приближается к концу сварного шва, линии сжимаются перед дугой. Опять же, дуга движется в направлении уменьшения сдавливания, в данном случае назад и наблюдается как обратный удар. В середине стыка свариваются пластины одинаковой ширины, магнитное поле симметрично, поэтому дугового разряда не происходит.Однако, если одна пластина шире другой, в середине сварного шва может возникнуть боковой удар из-за выдавливания флюса.

ДУГОВАЯ ДУГА ПРИ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ТАНДЕМНОЙ СВАРКЕ MIG
Многие усовершенствования сварочных процессов включают использование нескольких сварочных дуг для высоких скоростей или высокой скорости наплавки. См. Рисунок 3 для наглядного изображения процесса тандемной сварки MIG. При этом типе сварки могут возникать проблемы с дуновением дуги из-за более высоких токов. при малом токе дуга горит меньше, чем при сильном.Почему? Потому что напряженность магнитного поля на данном расстоянии от проводника электрического тока пропорциональна квадрату сварочного тока.

В частности, когда две дуги расположены близко друг к другу, их магнитные поля реагируют, вызывая дуговой разряд на обеих дугах.

Если дуги имеют одинаковую полярность, как в Рисунок 4 , магнитные поля между дугами противодействуют друг другу. Это приводит к более слабому полю между дугами, из-за чего дуги дуют навстречу друг другу.

КАК УМЕНЬШИТЬ УДАР ДУГИ
Когда дуговой разряд вызывает или способствует возникновению таких дефектов, как подрезы, неравномерное проплавление, кривые швы, швы неправильной ширины, пористость, волнистые швы и чрезмерное разбрызгивание, его необходимо контролировать. Возможные корректирующие меры включают следующее:
? Удерживайте как можно более короткую дугу, чтобы сила дуги противодействовала удару дуги.

? Установите электрод с заготовкой под углом, противоположным направлению дуновения дуги.
? Сделайте сильный прихваточный шов на обоих концах шва; применяйте частые прихваточные швы вдоль шва, особенно если посадка неплотная.

? Приварить к толстой прихватке или к уже сделанному сварному шву.
? Сварка в стороне от соединения с заготовкой для уменьшения обратного удара; приваривать к соединению заготовки, чтобы уменьшить прямой удар.

? Оберните рабочий кабель вокруг заготовки так, чтобы ток, возвращающийся к источнику питания, проходил через него в таком направлении, чтобы установленное магнитное поле стремилось нейтрализовать магнитное поле, вызывающее дуговой разряд.

ВЛИЯНИЕ КРЕПЕЖА НА ДУГОВЫЙ УДАР
Помните о связи дугового разряда со сварным креплением. Стальные приспособления могут влиять на магнитное поле вокруг дуги и со временем намагничиваются. Приспособления, используемые с более высокими токами и механизированной сваркой, должны быть сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму ситуации, способствующие возникновению дуги. Советы по проектированию светильников включают следующее:
? Приспособления для сварки продольного шва цилиндров (см. рис. 5 ) должны быть рассчитаны на зазор не менее 1 м между опорной балкой и заготовкой.Зажимные пальцы или стержни, удерживающие изделие, должны быть немагнитными. Не присоединяйте кабель заготовки к медному опорному стержню; если возможно, сделайте рабочее соединение непосредственно с заготовкой.

? Изготовить приспособление из низкоуглеродистой стали. Это необходимо для предотвращения накопления постоянного магнетизма в приспособлении.

? Не используйте медную полосу, вставленную в стальной стержень, в качестве подложки, как в (см. Рисунок 6 ). Стальная часть опорного стержня усилит дуновение дуги.

? Обеспечивают непрерывный или тесный зажим деталей, подлежащих шовной сварке. Широкий прерывистый зажим может привести к разрыву швов между точками зажима, что приведет к дуговому разряду зазоров.

? Не встраивайте в приспособление большие массы стали только с одной стороны шва. Уравновешивайте такой же массой с другой стороны.

РЕЗЮМЕ
Поняв механизм дугового разряда и правильно диагностировав его в сварном шве, операторы должны быть в состоянии исключить его из своих приложений и иметь возможность создавать сварные швы без проблем, обычно связанных с дуговым разрядом.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Джефф Липневичюс — операционный менеджер отдела автоматизации в The Lincoln Electric Company , 22800 Saint Clair Avenue, Cleveland, OH 44117-8542, 216-383-8027, факс: 216-383-8823, www.lincolnelectric .com , [email protected] . Он также является обозревателем Melting Point , электронного информационного бюллетеня для сварочной отрасли, публикуемого ежеквартально издательством Fabricating & Metalworking .

СВАРКА МИГ И ПОРОШКОВАЯ ПРОДУВКА И ДУГОВАЯ СВАРКА

Добро пожаловать на крупнейший в мире веб-сайт по сварке MIG, порошковой проволокой и сварке TIG. Контроль процесса сварки и лучшие методы сварки. Чтобы выявить первопричину проблем со сваркой GMAW (MIG) и порошковой проволокой (FCAW), требуется управление процессом сварки — передовой опыт и множество Weld Reality. Сайт предоставляет информацию и данные о сварке MIG – Flux Cord и TIG, необходимые для достижения максимально возможного качества ручной и роботизированной сварки, всегда при минимально возможных затратах на сварку.

Этот веб-сайт был впервые создан в 1997 году Эдом Крейгом. Свяжитесь с Эд. [email protected]

 

МИГ И ДУГОВАЯ СВАРКА С ФЛЮСНОЙ ПРОШИВКОЙ».

Автор: Эд Крейг

www.weldreality.com

 

Когда при сварке черных сталей непровар и блуждание шва могут быть вызваны неконтролируемый прогиб дуги, «дуга дуги».Удар дуги может быть в результате искажения магнитных полей, создаваемых сварочным током.

Реакция магнитного поля, окружающего наконечник проволоки MIG, и протекание тока в пластине к обратному кабелю может быть достаточным, чтобы отклонить дуговая плазма и сварочный шов. Уменьшение отклонения магнитного поля тока дуги можно уменьшить, расположив кабель обратного тока так, чтобы сварка всегда к или от заземляющего зажима.

Дуга Удар отвечает за многие проблемы со сваркой, от неустойчивых сварных швов, которые блуждают до подрезы сварного шва и непостоянный провар или пористость сварного шва. Удар дуги особенно распространено в роботизированных ячейках MIG, на которые влияет приспособление и его многочисленные соединения проводимости с заземленными частями. Слишком часто происходит перегорание дуги. не диагностируется как причина конкретной проблемы со сваркой, особенно в роботизированной ячейке.Прорыв дуги наиболее заметен в сильноточном режиме MIG с распылением на открытой дуге. и в гораздо меньшей степени импульсные режимы переноса MIG. Удар дуги также распространен со сварными швами с флюсовой проволокой и постоянным током, SMAW > 230 ампер.

В MIG и порошковая проволока, открытая дуга, режимы переноса сварки, каскады сварочного потока в осевом направлении через дуговую плазму. Электроны перемещаются от отрицательной работы к положительной анод .Дуговой удар вызовет отклонение дуговой плазмы и сварочного потока, вызывая дуга блуждать. Наиболее распространенные отклонения дугового разряда — вперед и назад

 


ВПЕРЕД УДАР ДУГИ.
Вперед Дуга дуги обычно возникает при сварке вдали от земли.

НАЗАД УДАР ДУГИ.
Обратная дуга возникает при сварке ближе к концу сварного соединения
, в углу или к земле.

 

МАГНИТНЫЙ УДАР ДУГИ.

В схема сварки MIG, электроны, в отличие от тока, движутся из земли, через работу, через дугу, вверх по электродной проволоке и обратно к источник питания.Поток электронов (ток) заставляет магнитное поле окружать проводник (наконечник электродной проволоки). Дуга магнитной дуги вызывает дисбаланс в магнитное поле, окружающее плазму дуги МИГ.

Магнитный на горение дуги влияет множество факторов. Чтобы назвать несколько, дуговой удар влияет посредством;

* величина используемого сварочного тока,
* размер кабеля заземления, соединения и длина,
* расположение заземления,
* положение дуги,
* свариваемый компонент размер,
* форма и тип материала свариваемых,
* элементы крепления,
* близость стальных незаземленных элементов к заземленным деталям,

* зазоры сварных швов,
* стали в приспособлении обладают повышенной магнитной проницаемостью.
* никелевые сплавы.
* глубина сварного шва.
* длина дуги.

 


А ПРОСТОЙ ПРИМЕР, КАК МОЖЕТ ПРОИЗОЙТИ ДУГОВЫЙ УДАР ВПЕРЕД И
ОТКЛОНЕНИЕ НАЗАД.

Много из вас будет известна одна из наиболее распространенных причин дугового разряда – сварка MIG-распылителем. угловой шов по направлению к внутреннему углу, чтобы уменьшить удар дуги, когда вы направляетесь к тот угол;
[a] использование более низкого сварочного тока поможет уменьшить дугу,
[b] измените положение основания,
[c] или попробуйте приварить от внутреннего угла наружу используя заднюю руку вместо передней руки.
[d] Если у вас импульсная сварка MIG передача, более низкий средний импульсный сварочный ток уменьшит магнитное поле.

Если вы когда-либо выполняли сварку под флюсом (SAW) и использовали более одного проволочного электрода, вы бы знали, как магнитное поле взаимодействует между проводами и волнует сварочные лужи. В этой ситуации вы скоро поймете, насколько важно наземное размещение есть.Для преодоления разрывов магнитной дуги в сварке Twin Wire MIG сварка, постоянный ток положительной полярности с импульсной передачей может использоваться с одной проволокой и дуга переменного тока для второго провода. Также можно использовать два импульсных режима с пиковым и фоновое заземление, установленное по-разному с помощью электроники источника питания. Как мы видим использование электронных источников питания переменного тока MIG, два источника питания переменного тока могут использовать использование другого фазового сдвига или соединения Скотта для минимизации дугового разряда.

АС ток уменьшает дуновение дуги. Реверс сварочного тока создает вихревые токи. в свариваемом металле. Поля, создаваемые вихревыми токами, минимизируются. сила магнитных полей. Интенсивность магнитного поля также пропорциональна к квадрату используемого сварочного тока.

 

ТЕРМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА УДАР ДУГИ.

При сварке MIG и сварке порошковой проволокой у нас есть катодные пятна на рабочей поверхности или поверхности сварного шва. Катодные пятна переносят электроны через дугу к анодным пятнам на дуге. кончик электродной проволоки. Для стабильной дуги MIG физика переноса дуги MIG требует что горячие точки катода и анода поддерживают непрерывный, непрерывный поток электронов. Чем выше скорость сварки MIG, тем легче увидеть плазму дуги. отставание притягивается к более горячему месту сварки, а не к холодной области перед проводом.

Отстающая дуга плазма предпочитает горячий замыкающий шов, а не движется
вперед в холодная неизвестность.

А небольшая задержка плазмы, как правило, не является проблемой при ручной сварке MIG, однако в автоматизированная и роботизированная сварка MIG, особенно высокоскоростная стыковая сварка и <3/16 приложений скругления, запаздывание плазмы при добавлении к другим магнитным нарушениям может вызывают нестабильность дуги и сварки.Это причина, по которой высокоэнергетический аргон - 20-процентная смесь CO2 лучше подходит для высокоскоростных приложений, чем более низкая энергия (более узкая, менее плотная, менее энергетическая плазма) 10 % смесь CO2, смесь аргона и кислорода или три смеси, содержащие < 10 CO2 и окси.


СНИЖЕНИЕ ДУГОВОГО РАЗРЯДА. Ниже приведены несколько вещей, которые вы можно сделать, чтобы уменьшить влияние дугового разряда MIG.

* Используйте проволоку меньшего диаметра с меньшим сварочным током (сделайте дугу более мощной).
* Уменьшите напряжение MIG или сварки под флюсом, чтобы уменьшить длину дуги (увеличивает пульсацию). интенсивность).
* Добавьте больше зажимов и улучшите допуски деталей, чтобы уменьшить количество сварных швов. пробелы в детали.
* Добавьте больше прихваток и увеличьте прихватки.
* Изменить направление сварки.
* Измените последовательность сварки.
* Добавить дополнительное заземление кабели или оберните кабели вокруг детали или приспособления.
* При использовании спрей-переноса и проблемы с магнитным полем не решены, попробуйте переменный ток.
* Вместо спрея MIG использовать импульсный MIG.
* Если свариваемая деталь находится в приспособлении, увеличьте или измените места контакта металлической арматуры.
* Помните, что стальные приспособления могут намагнититься. со временем.
* Стальные светильники с проводящими металлическими вставками, такими как алюминий или медь может вызвать магнитные нарушения.
* Создать равную массу в приспособлении дизайн.
* При использовании аргоно-кислородных смесей или аргона с содержанием CO2 менее 10 попробуйте аргон. от 15 до 20 СО2.

Если вы хотите стать экспертом по управлению процессом сварки, ознакомьтесь со следующими ресурсами.

 

 

 

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.