对金属管道“导磁屏蔽罩”消磁焊接技术.pdf

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1、材料与焊接石P油化工设备技术，2011，32(5)·47·etro—ChemicalEquipmentTechnology金属管道“导磁屏蔽罩’’消磁焊接技术王鹏雁(中国石化集团第十建设公司，山东淄博255438)摘要：在工程施工中，金属管道焊接时电流形成剩磁场以及受外界电磁场的影响等原因，常产生偏磁，造成焊接电弧偏吹现象，影响焊接质量，不能正常施焊。通过分析焊口磁偏吹产生的原因，经过反复试验和验证，研究出“导磁屏蔽罩”消磁技术，能够有效地消除金属管道焊接过程中的电弧磁偏吹影响，经实践证明，此技

2、术简便、易行、快捷、有效。关键词：焊接磁偏吹磁力屏蔽罩消磁某些金属管道焊接作业时，由于管口焊接电吹；焊件的剩磁场以及周围场地磁场所引起的磁弧受磁场的干扰，电弧不能保证和轴线在相同方偏吹等。向，而偏向一侧，这种现象称为电弧的磁偏吹(见图1)。通过分析磁偏吹产生的原因，经过反复试验和验证，研究出“导磁屏蔽罩”消磁技术，能够快捷、有效地消除金属管道焊接过程中的磁偏吹銎j影响。(a)异极_丰H吸造成电弧偏吹．}／，电弧偏吹爱『+十++十NS一(h)I—J{凝相』F造成电弧偏吹图2管道间磁场不均匀造成的电

3、弧磁偏吹示意(a)电弧J尉的磁场(11)电弧的磁偏吹现象磁偏吹会造成焊接电弧飘摆不稳定，使熔滴图1焊接电弧磁偏吹现象示意过渡不规则，无法过渡到坡口根部形成熔池，导致焊缝成形不良；甚至引起根部未焊透、未熔合、咬1电弧磁偏吹产生的原因边等缺陷。氩弧焊时，还能消弱电弧周围的保护一根钢管自身宏观上正、负电荷量相等，但微气氛，使熔池中混入空气等有害气体，引起气孑L和观上存在电荷不平衡。由于钢管自身磁场是均匀夹杂。磁偏吹重者使电弧引燃困难，破坏电弧燃分布的，钢管正、负离子的作用力也是相等的，这烧稳定性，甚至

4、导致电弧熄灭，熔滴或熔渣从焊接样钢管自身磁场忽略不计，只考虑外界磁场的作熔池中溅出，无法施焊。用。如果某种原因使钢管自身磁场均匀性分布遭到破坏，使管道坡口两侧磁场能量和方向失衡时，收稿日期：20110727。焊接电弧向磁场弱的一侧偏移，焊接电弧出现磁作者简介：王鹏雁，男，l991年毕业于江苏化工学院化工机偏吹l1]，如图2所示。械与设备专业毕业，2009年获得山东大学管理学院管理学在石油化工工程管道施工中剩磁产生的原因硕士学位。主要从事石油化工建设施工技术质量管理、施工主要有：电流流过工件产生的

5、磁场引起的磁偏技术研究与开发工作，已发表论文多篇，高级工程师。吹；电弧周围的磁性材料分布不对称引起的磁偏Email：wangpy．shij@sinopec．corn石油化工设备技术2几种常用的消磁方法l2]长，不经济。(1)调节地线在管道上的位置，减轻磁偏吹。(4)加反向磁场使剩余磁感应强度减小，当此方法在微弱管道磁偏吹情况下，简单有效，但如方向磁场场强的量值达到矫顽力时，剩余磁场强果碰上强磁偏吹，作用甚微。度减弱，一般采用直流线圈产生反向磁场的方法(2)使用交流弧焊电源，但使用条件和消磁减弱管

6、道磁场。但管道偏磁力线方向和大小很难效果受限。确定，通常只有通过反复调节焊接把线匝数和缠(3)将管道加热，使管道的温度高于其“居里绕方向，试验数次后才能确定，工序繁琐。点”温度(纯铁的居里点为770℃、其他材质居里(5)“导磁屏蔽罩消磁”技术，该方法是我们点很难查找)，使铁磁质管道中磁化区域完全瓦解经过反复论证和试验逐步摸索出简单易行的消磁成为顺磁质，使管道内磁减弱。方案，本文将重点加以论述。该方法的缺点是只有始终处于“居里点”或以3导磁屏蔽罩消磁技术机理分析上温度，管道才会由铁磁质转化为顺磁质

7、，当低于通过图2可以看出，管道焊接时，坡口附近的此温度时，又转化为铁磁质，剩磁恢复。通常焊接电弧磁偏吹是由于焊缝坡口两侧磁场能量和磁力工艺都在常温或一定条件下，在“居里点”焊接缺线方向失衡造成的。两极问异极相对磁力相吸、少焊接工艺依据和支持，不能在理论上保证焊缝两极间同极相对磁力相斥，只有两极间磁力均衡的机械性能。热处理工作需要专用设备且用时较了，焊接电弧磁偏吹才会消失j，如图3所示。(a)两极问磁力线均(h)曲十歧问异极卡H对磁力线棚吸(·)嘣饭问同檄Nx,l磁力线十H斥图3两极间磁力线分布分

8、析示意“导磁屏蔽罩”的工作原理是利用磁铁在两极两端用砂轮机修磨，在管口两侧缠绕热处理机导显磁性，而在磁铁内部不显磁性的特性，将两个线数匝，缠绕方向相反，导线两端接加热片后送磁体的磁力线用导磁板联通，使之成为一个完整电。通过手工钨极氩弧焊接试验，证明管口已带的磁体，这时焊缝根部所处的位置相当于该磁体有强磁性，焊接电弧偏吹严重，不能形成焊接熔池的内部，因而该处不显磁性。如图4所示把管口和正常焊接，如图5所示。两端加上“导磁屏蔽罩”，使管口两端连为整体，管热处理机导线口失衡电荷重新得到分布，管口处偏磁