巧用NDT知識解決焊接問題
在東莞某鋼結構工廠進行超聲波和磁粉檢測時,無意中發現栓釘焊縫成形(如圖1所示)不是很好,可能是職業問題只要是和焊縫相關的問題都特別好奇,想知道是什么原因會產生這樣的缺陷,于是就和焊工聊了起來,其實焊工也覺得比較奇怪,這臺焊機已經用了三四年了,發生這種情況還是第一次,不過以往都是焊接50mm長的栓釘,焊接200mm長的栓釘怎么就不行了。
圖1
焊槍和焊機(如圖2和圖3所示),采用直流反接,電流1562安培,焊接持續時間1.05秒。
圖2

圖3
出于好奇又讓焊工在現場焊接了幾個栓釘,在焊接過程中能夠清晰的觀察到電弧一開始會向正對焊槍的前方偏,然后再向正對焊槍的后方偏,結果造成焊縫成形不均勻。
這時腦海中突然閃過一個想法:感覺會不會是和磁滯回線有什么關系。
焊機采用的是直流電,如果焊槍周圍有什么物質為鐵磁性材料那么就有可能在焊接完之后產生剩磁Br(圖4所示)。
找來磁鐵在焊槍的架子上試了試有沒有磁性,果然,在壓住陶瓷塊的壓塊上磁鐵被吸住了,說明該壓塊為鐵磁性物質,在第一次通電焊接后鐵壓塊產生了剩磁,在下一次的焊接過程中并沒有被注意到,進而影響了正常的焊接電弧的均勻分布,造成焊縫成形不良。

圖4
原因找到了,該解決問題了,剛開始的時候想,居然是鐵壓塊影響了電弧的均勻分布,那么在鐵壓塊對面補償一塊對稱的鐵壓塊不就行了,試驗后發現并不理想,焊縫成形更差。
所以干脆把鐵壓塊去掉,從廢舊焊機上拆下的絕緣塊是非鐵磁性物質,并且耐高溫,不容易被電弧擊穿,具有一定的強度,可以承受焊槍的重量。
把原來焊槍上的鐵壓塊去除,將絕緣塊進行一系列加工后安裝到焊槍上(如圖5和圖6所示),采用原來焊接參數進行焊接,完工后焊縫外觀(如圖7所示)。
圖5
圖6

圖7
銅壓塊或者不銹鋼壓塊具有一定的強度,也能耐高溫,但是在潮濕環境中,電弧可能會擊穿空氣,形成回路,產生磁偏吹。
所以將壓塊換成其它材料,該種材料應具備較低磁導率、不導電、耐高溫、不易變形、具有一定強度等特性,因此可以避免這種情況下電弧偏吹現象的發生。
絕緣塊不僅具備以上特性,還可以廢物回收利用、節能環保。
壓塊與栓釘之間有一定的間距,電流小時剩磁Br比較小,可能影響不是很明顯,焊接50mm長的栓釘時使用的電流要比焊接200mm長的栓釘小的多,所以焊接以前50mm時可能不會有問題,焊接200mm長的栓釘時問題就來了。
后來了解到之前的壓塊并不是現在的材料,是因為損壞后別人私自加上去的,并沒有想那么多,以為能承重保證原來的形狀可以壓住陶瓷環就可以了。
在當時學習磁粉檢測時,做夢也沒有想到,居然還能這么用,能用磁滯回線理論去解決焊接問題,真是受益匪淺。
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