电弧磁偏吹的产生及控制

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1、电弧磁偏吹的产生及控制摘要阐述了电弧磁偏吹产生的原因及影响磁偏吹大小的因素，介绍了磁偏吹对焊接质量的影响。从设计和使用方面提出了控制磁偏吹的方法及注意事项，对指导焊接生产,提高焊接质量具有实际意义。概述电弧偏吹是在电弧焊中出现的一种现象。所谓电弧偏吹是指在焊接时电弧不是燃烧在电极轴线的方向上，而是沿焊接方向向前或向后倾斜一个角度，有时也偏向侧面。电弧偏吹如果不加以控制，会产生未熔合、夹渣、飞溅、气孔等缺陷，使焊缝质量下降。影响焊接的电弧偏吹有磁偏吹和热偏吹两种，其中磁偏吹是影响焊接的主要因素。7偏

2、吹产生的原因磁偏吹是由电弧周围不平衡的磁场弓I起的,而磁场的不平衡常况大咅盼是由于电弧周围导磁物质的不对称，或离地线接入点距离的变化所造成。这种不平衡因电流方向（从电极流出，通过电弧进入工件）的变化而时刻存在。如图1所示，直流电通过导体（也可以是焊条或焊条和焊缝之间的离子气流）在导体周围产生磁场或磁力线，磁力线的密度随着与导体距离的增加而减小。如果改变介质，比如从金属到空气磁力线将因为在金属中的磁阻较小而偏向金属一边，在钢材边缘与空气交接处产生压缩变形，对焊接电弧产生推力,电弧为保持磁力平衡而发生

3、偏移，其偏移总是向着磁场较弱的一方。图1通111W休周国产空的磁场及磁场方向A-磁场方向B・ill渝方向电弧磁偏吹的方向在明弧焊时可以通过观察电弧来确定在埋弧焊时则根据焊接缺陷来确定。向后的磁偏吹常伴有飞溅、连续或不连续的咬边及伴有咬边的窄而高的焊缝、熔深加大、焊缝尾部气孔等缺陷;向前的磁偏吹常伴有焊缝宽而不规则、焊缝呈波浪状、断续的咬边、熔深减小等缺陷。2磁偏吹的影响因素2.1焊接部位图2所示是焊缝起始处和焊缝结尾处的压缩变形磁场。在焊缝起始处屈力线密集于焊条的后方,电弧为补偿磁场的不平衡而向前

4、偏移，引起向前的磁偏吹;当焊条接近焊缝尾部时,压缩磁场在电弧前方，从而导致向后的磁偏吹;在焊缝的中部，当两边的宽度相同时，磁场处于均布状态，不会产生磁偏吹,但是如果拼接的两块板一块宽一块窄，那么，即使电弧在焊缝的中点也会产生磁偏吹。图2左起焊处与焊绻结尼处的幣蕖磁场1-焊条焊接方向B-向询的磁備吹C-向肩的磁偏吹2.2地线如图3所示,焊接电流通过工件接入地线也会产生磁场。由于电流方向的改变，或电流进入工件后拐弯，在X处会产生密集磁场,引起远离地线方向的磁偏吹。如图4a所示，地线如果接在焊缝的起始端

5、,接地电流在工件上产生的磁场将位于电弧的后面，从而使电弧产生向前的磁偏吹。在焊接开始时,它将增加图2所示的电弧偏移量但在接近焊缝的末端时，它将减少向后的磁偏吹，如图5所示。地线接在焊缝的末端（图4b所示），地线的影响将使焊缝产生向后的磁偏吹。在焊缝的尾部它将增加电弧向后的磁偏吹但在焊接开始时可以减小向前的磁偏吹。由于地线影响比电流磁场在工件尾部产生的作用力小,所以选择地线接入点时主要考虑减少密集磁场引起的磁偏吹。图5磁场方向对磁備吹的影响3-两个破场方向相反.滅小向前的磁備吹b-朗个磁场方向相同,

6、増加向心的磁備吹A-焊接方向图3出地线和电极在X处共同产生的磁场引起的厨偏吹I-l.flA-邂偏吹的方向ab图4地线电流产生的破场a-在电弧后面b-在电弧前面A-焊接方向2.3工件接头形状在角接头和深U形坡口对接接头的焊接中也存在电弧磁偏吹的问题，其原理与直缝焊时相同，密集磁场是影响磁偏吹的主要因素。2.4焊接电流因为距通电导体一定距离的磁场强度的大小与通过导体中的电流的大小成正比可以使用小电流焊接比使用大电流焊接所产生的磁偏吹要小得多。(1)在使用上限不超过250A的直流电焊接时，一般不会产生较

7、大的磁偏吹。⑵在埋弧自动焊时，因为使用的颗粒状焊剂对磁场引起的电弧偏吹有阻碍作用，虽然使用的电流很大，但通常也不产生磁偏吹。(3)使用交流电源可以明显地减少磁偏吹。高速交变的电流在母材中会产生涡流，涡流产生的磁场将大大减弱引起磁偏吹的磁场强度。2.5双丝焊(1)双丝焊通常在埋弧自动焊中用来提高焊接速度，焊丝的间距一般不超过一英寸。⑵当两根焊丝很近且极性相反时，两个磁场相叠加，焊丝间的强磁场使电弧向两边偏移，如图6a所示;当两根焊丝的极性相同时，两根焊丝之间的磁场相减电弧由于中间部份的磁场较弱而向中

8、间偏移，如图6b所示。(3)—般情况下，双丝焊使用一个直流电源和一个交流电源。如图6c所示,交流电产生快速交变的磁场，在母材中引起涡流损失，导致磁场强度减小，加之电弧有一定的惯性，因此产生的磁偏吹很小对直流电产生的磁场影响也很小,所以弓I起的磁偏吹较小。⑷另一种情况是使用两个交流电源，当两个电源的相位差为80°~90。时，可以在很大程度上避免磁场相互干扰引起的磁偏吹(此法称为斯科特自然换相法)。由于相位差的关系，当一个电弧的电流和磁场强度达到最大值时，另一个电弧的电流和磁场强度趋于