防止弧吹

电弧吹可能导致许多焊接问题,包括过度飞溅,融合不完全,孔隙度和较低的质量。它是什么,如何防止它?在本文中,我们将检查弧吹,并讨论排除故障的方法,并消除这种现象来创造更好的焊接。

当电弧流不遵循电极和工件之间的最短路径时,在直流电弧焊接中发生电弧吹扫,并且从行进方向向前或向后偏转或倒退到一侧。

首先,让我们来检查与弧吹相关的一些术语。焊接朝向工件连接或接头的末端或拐角时发生后吹。焊接远离工件连接或接头的起始端时,遇到前向吹。向前爆炸可以特别麻烦与下滑铁粉末电极,或产生大型炉渣覆盖物的其他电极,在那里效果是将重型炉渣或起火山口拖动并在弧下拖动。

磁弧吹
磁吹是由电弧周围磁场的不平衡状态引起的。这种不平衡状态的结果是,在大多数情况下,电弧将从关节的一端比另一端更远,将在不同的距离,从工件连接。当电流从电极流过,通过电弧,进入或通过工件时,由于电流方向的改变,也存在不平衡。

可视化磁场
要了解弧吹,可视化磁场有助于。图比较示出了通过导体的直流电流(其可以是电极和焊接接头之间的电极或等离子物流)。围绕导体磁场或磁通,用力线设置,其可以由直角的平面中的同心圆表示到电流的方向。这些圆形的力线的强度越远,它们来自电导体。

当它们能够保持在一个足够膨胀的介质时,同心助焊场将保持圆形,以便它们在基本上缩小到任何内容。但是,如果媒体发生变化(例如从钢板到空气),则圆形的力线扭曲并倾向于集中在钢的钢中,在那里它们遭受较低的阻力。在钢板和空气边缘之间的边界处,磁通量线挤压,在圆形力线中引起变形。这种挤压可导致焊接弧后面或前方的浓度浓度。然后,电弧倾向于在将缓解挤压和恢复磁场平衡的方向上移动。它远离磁通量浓度的侧面。这种转向被观察为弧吹。

图3-38说明了焊缝开始和结束时焊剂场的挤压和变形。开始时,磁通量线集中在电极后面。电弧试图通过向前移动来补偿这种不平衡,这就产生了向前的电弧打击。当电极接近焊缝的末端时,挤压在弧的前面,从而使弧向后运动,并产生反吹。在同一宽度的两个构件的接缝中间,磁场是对称的,不会有任何前后的电弧吹。但是,如果一个部件应该是宽的,而另一个是窄的,侧击可能会发生在焊缝的中点。

了解焊接电流返回返回工件的效果
另一个“挤压”现象来自电流返回朝向工件内的工件连接。如图所示图3-39,还通过将磁通量通过工件到工件引线来设置磁通量。重线表示焊接电流的路径,而光线表示由电流设定的磁场。随着电流的变化方向,或将角落从弧形转到工作,磁通量浓度在X时发生,这使得弧线吹出,如所示,远离工件连接。

由于这种效果的运动,弧的运动将与先前所描述的浓度产生的运动相结合,以给观察到的弧形吹。返回电流的效果可以减小或增加由弧的磁通量引起的电弧吹。事实上,控制返回电流方向是控制电弧吹的一种方式,特别适用于自动焊接过程。

图3-40(a),工件电缆连接到接缝的起始端,并且工作中的返回焊接电流产生的磁通量在弧形后面。产生的弧运动将是向前的。然而,在接缝的末端附近,前弧运动将通过取消由工件末端的弧度浓缩的磁通量的一些后部击中来缩小总电弧吹,参见图3-41(a)。图3-40(b),工作电缆连接到接缝的终点端,从而导致反吹。在这里,它将增加焊缝的光洁度的电弧通量的后吹。

“挤压”磁通量的组合如图所示图3-41(b)然而,在焊缝的表面上的工件连接可能是焊机需要在焊缝开始时减少过度前进的吹。

因为焊接电流返回通过工件的效果比工件端部末端的电弧衍生磁通量的浓度不太强烈,所以工件连接的定位在控制电弧吹电时仅适用于适度有效。其他措施还必须用于减少焊接时弧吹的困难。

其他问题领域

有深v形槽的角和对接接头
弧地爆发了一个问题吗?在圆角焊缝的角落和使用深焊接制剂的焊接接头中也遇到。原因与焊接直线浓度的磁通量和电弧移动以释放这种浓度时的原因与焊接直线浓度完全相同。图3-42和3-43说明了直流电弧吹弧可能是一个问题的情况。

高潮流
电流低于高电流的弧形吹。为什么?因为磁场的强度与电流导体的给定距离与焊接电流的平方成比例。通常,当用DC焊接到大约250安培时,不会发生严重的弧形问题(但由于关节铰接和几何形状,这不是精确的参数可能会产生重大影响。)

直流电流
使用AC电流明显降低弧吹。电流的快速逆转引起基础金属中的涡流,并且由涡流设定的田地大大降低了导致弧吹的磁场的强度。

磁化材料
一些材料,例如9%镍钢,具有非常高的磁导率,并且通过外部磁场非常容易地磁化,例如来自电源线的外部磁场等。这些材料由于由此产生的弧吹而是非常难以焊接的材料中的磁场。通过廉价的手持式高斯仪表易于检测和测量这些领域。高于20高斯的字段通常足以引起焊接问题。


热弧吹
我们已经检查了最常见的弧形吹,磁弧打击,但其他形式可能会遇到什么?第二种类型是热弧吹。电弧的物理需要在电极和板上的热点,以保持电弧流中的连续电流流动。当电极沿着工作前进时,电弧将趋于落后。电弧的这种自然滞后是由电弧移动到较冷的板块引起的。电极的末端和熔喷器的热表面之间的空间是电离的,因此是从电极到较冷的板的更具导电路径。当焊接手动完成时,由于弧滞后的少量“热回击”是不利的,但它可能成为较高速度焊接速度的问题,或者当热后退吹送到磁性背部吹送时。

弧吹有多个弧
一些最近的焊接过程推进涉及使用多焊弧以高速和提高生产率。但是,这种类型的焊接也可以引起弧吹的问题。具体地,当两个弧彼此靠近时,它们的磁场反应使两个弧上的弧吹。

当两个弧线接近并且具有相反的极性时,如图3-44(a),电弧之间的磁场导致它们彼此吹动。如果弧与极性相同,则如图3-44(b),弧之间的磁场彼此反对。这导致弧形之间的较弱场,导致弧彼此吹向。

通常,当使用两个弧时,建议一个是DC和另一个AC,如图所示图3-44(c)在这种情况下,交流电弧的磁通场完全反转每个周期,并且对DC场的影响很小。结果,发生了很少的弧吹。

另一个常用的布置是两个交流电弧。通过将一个弧80至90度从另一个电弧移位的电流使电弧吹气干涉在很大程度上避免了大程度。所谓的“斯科特”连接会自动完成此操作。随着相移,当另一个电弧的电流和磁场处于或接近最小时,一个电弧的电流和磁场达到最大值。结果,弧形很小。

如何减少弧形
并非所有弧形都存在不利。实际上,少量有时可以有利地用于帮助形成珠子形状,控制熔渣和控制穿透。当弧吹导致或导致这种缺陷作为底切时,不一致的渗透,弯曲的珠子,不规则宽度,孔隙率,波纹珠子和过度飞溅的珠子,它必须控制。


可能的纠正措施包括以下内容:

  • 如果在屏蔽金属电弧过程中使用直流电流,特别是在250安培以上的情况下,改变交流电流可能会消除问题
  • 保持电弧尽可能短,以帮助电弧力量抵消电弧吹
  • 降低焊接电流-这可能需要降低电弧速度
  • 用作电弧吹向方向的工作角度的角度,如图所示图3-45
  • 在接缝的两端制作厚重的粘性焊接;沿着接缝频繁涂抹粘性焊接,特别是如果铰接不紧
  • 焊接到一个重的大头钉或已经焊接
  • 使用背面焊接技术,如图所示图3-46
  • 焊缝应远离工件连接,以减少回吹;焊缝朝向工件连接,以减少正向冲击
  • 在涉及重渣的过程中,需要少量反吹;为了得到这个,焊接工件连接
  • 将工作电缆包裹在工件周围,使电流返回到电源通过它在磁场设置的方向上
    将倾向于中和导致弧吹的磁场

通过开口弧过程可以观察到电弧吹的方向,但随着浸没的电弧工艺,更难以诊断,并且必须由焊接缺陷的类型确定。

返回打击由以下内容表示:

  • 底切,连续或间歇性
  • 狭窄,高珠,通常用底切
  • 增加渗透率
  • 金属板上焊缝终点结束的表面孔隙率

向前打击表示:

  • 宽珠,宽度不规则
  • 波浪珠
  • 底切,通常间歇性
  • 渗透率下降


固定对吹弧的影响
焊接操作人员需要注意的另一个预防措施是电弧吹焊与夹具的关系。用于固定工件的钢夹具可能会对电弧周围的磁场和电弧吹起作用,而且随着时间的推移,它们本身可能会磁化。通常情况下,当电流不超过250安培时,粘电极焊接夹具不会产生任何问题。使用大电流和机械化焊接的夹具,在设计时应采取预防措施,避免在夹具中内置促进电弧吹气的情况。每个夹具可能需要专门研究,以确定防止夹具与磁场干扰的最佳方法。

以下是一些要点:

  • 焊接钢瓶纵向缝的夹具(见图3-47)应设计在支撑梁之间至少1英寸间隙
    和工作。保持工作的夹紧手指或杆应该是非磁性的。请勿将工件电缆连接到铜备用杆;制作
    如果可能的话,直接连接到工件

  • 用低碳钢制作夹具。这是为了防止在夹具中形成永久磁性

  • 焊接朝向“喇叭型”灯具的封闭端减少了吹口

  • 设计夹具足够长,以便如有必要,可以使用终端标签

  • 不要使用插入钢棒中的铜条以供背衬,如图3-48。备用杆的钢部分将增加电弧吹

  • 提供连续或紧密夹紧待接缝焊接的部件。宽,间歇夹紧可能导致夹持点之间的缝隙,导致弧形吹过间隙

  • 不要仅在接缝的一侧铸造成夹具大量钢。在另一侧的抵消平衡

通过了解弧吹的机制以及如何在焊缝中正确诊断它,操作员应该能够从其应用中消除它,并能够在没有与弧形打击相关的问题的情况下创建焊接。