Действие магнитных полей на сварочную дугу

Рассмотрим действие постоянного поперечного магнитного поля, создаваемого посторонним источником на сварочную дугу постоянного тока.

Столб дуги отклонится в сторону вследствие действия на него постороннего магнитного поля. Начальная сила, отклоняющая дугу, пропорциональна произведению сварочного тока на напряженность постороннего поля. Это постороннее поле может создавать, например, постоянный магнит.

Если постороннее поле достаточно сильное, оно может совсем оборвать дугу и потушить ее. При меньшей напряженности поля дуга будет отклоняться до тех пор, пока не наступит равновесие действующих на нее сил. Равновесие наступает вследствие того, что с отклонением дуги от нормального положения сварочный контур деформируется, и действие магнитных силовых линий с обеих сторон дуги уравновешивается.

Влияние продольного магнитного поля. Постоянное продольное магнитное поле можно создать, поместив сварочную дугу в соленоид. В этом случае направление магнитных силовых линий совпадает с направлением электрического поля.

На заряженные частицы, движущиеся в направлении электрического поля, магнитное поле, как совпадающее по направлению с электрическим, не будет оказывать никакого влияния. Для разбора влияния магнитного поля на движение частиц рассмотрим процессы в поперечном сечении дуги. Столб дуги в радиальном направлении весьма неоднороден, потому что температура по сечению столба дуги различная.

Температура центральной части столба дуги выше периферийной. Поэтому степень ионизации в центральной части столба дуги, а следовательно, и количество заряженных частиц больше, чем на периферии. Вследствие различной концентрации заряженных частиц по сечению столба дуги происходит их диффузия с мест с большей концентрацией в места с меньшей концентрацией, т. е. от центра столба к периферии [2].

При движении заряженные частицы пересекают магнитные силовые линии поля и как любой проводник с током взаимодействуют с этим полем. Продольное магнитное поле создает силу, перпендикулярную магнитным силовым линиям и направлению движения частицы, под действием которой заряженная частица движется по окружности.

Читать также:  Виды резьбы инструмент для нарезания резьбы

Но кроме продольного магнитного поля, на частицу действует и продольное электрическое поле, под действием которого частица перемещается по вертикали.

Таким образом, совместное действие продольного магнитного и электрического полей заставляет заряженную частицу двигаться по спирали. Учитывая, что масса положительных ионов значительно больше массы электронов, они будут определять направление движения частиц. Возникающая при этом центробежная сила стягивает весь столб дуги к вертикальной оси. Сечение столба дуги уменьшается, дуга становится более жесткой, а нагрев более концентрированным. Технологические показатели дуги повышаются.

Действие магнитных полей на сварочную дугу

При сварке трубопроводов и других массивных металлоконструкций сварщики нередко встречаются с эффектом «магнитного дутья».

Магнитное дутье возникает при воздействии постороннего магнитного поля (намагниченные трубы) на магнитное поле дуги. Дуга отклоняется от оси электрода и зоны сварки, нарушается стабильность горения.

Действие магнитных полей на сварочную дугуОтклонение дуги внешним магнитным полем

Действие постороннего магнитного поля может быть настолько сильным, что отклонение сварочной дуги не позволяет сварщику наложить сварной шов.

Для устранения или уменьшения магнитного дутья могут быть применены следующие меры:

1. выполнять сварку, когда это возможно, на переменном токе;

2. крепить обратный провод возможно ближе к месту сварки;

3. надежно заземлять свариваемое изделие;

4. ограждать место сварки металлическими экранами для защиты от посторонних магнитных полей.

Если вышеперечисленные методы не устраняют магнитное дутье, то существует более радикальный способ борьбы с этим эффектом.

На трубу, подлежащую сварке, или на обе трубы, подготовленные к стыковке либо уже состыкованные, наматывают сварочный провод сечением не менее 25мм² (6-8 витков). Концы провода подключают к сварочному источнику постоянного тока (выпрямитель, инвертор) и пропускают через провод ток 200 — 300 А в течение 2-3 мин.

Устранение намагниченности проверяется стальной проволокой диаметром 1-1,6мм и длинной примерно 0,5м — проволока не должна притягиваться к трубе.

Читать также:  Реверсивная схема управления асинхронным двигателем

Если проволока притягивается, то надо пропустить через провод ток в обратном направлении (поменять полярность подключения концов провода).

2 мысли о “Магнитное дутье при сварке и способы его устранения”

Полностью устранить магнитное дутье поможет Размагничивающий комплект от Научно-технического центра «Спектр».
В отличие от конкурентов, у нас в комплекте идет магнитометр.
Более подробно Вы можете узнать на сайте http://spectr.forma-zayavki.ru/RK-02

Интересная штука, может сбросите побольше информации — разместим на сайте.

Из физики известно, что на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу действует сила, отклоняющая ее от первоначальной траектории. Так как дуга представляет собой поток заряженных частиц нод действием магнитного поля, она будет отклоняться в зависимости от направления этого ноля.

При большой величине ноля, а также при несимметричном его распространении относительно дуги возникает явление так называемого «магнитного дутья». Оно усложняет процесс сварки, отклоняет дугу от нужной траектории, ухудшает перенос металла и формирование шва.

«Магнитное дутье» возникает обычно в следующих случаях:

? при наличии рядом с дугой несимметричных ферромагнитных масс;

П подключении к изделию обратного провода несимметрично дуге;

  • ? сварке сталей, обладающих повышенной остаточной намагниченностью;
  • ? сварке разнородных сталей.

Расположение ферромагнитных масс рядом с дугой вызывает ее отклонение вследствие смещения собственного магнитного поля. Дуга как бы притягивается к ферромагнитной массе (рис. 2.5, а). При сварке угловых швов это может вызвать смещение дуги на одну из деталей, ухудшая проплавление другой (рис. 2.5, б). Особенно часто это явление происходит при сварке деталей, располо-

Действие магнитных полей на сварочную дугу

Рис. 2.5. Влияние ферромагнитных масс на сварочную дугу

женных под острым углом. При сварке стыковых соединений отклонение дуги может происходить на одну из кромок (рис. 2.5, в), что при сварке корневого шва может вызвать непровар.

Читать также:  Одноцилиндровый четырехтактный двигатель принцип работы

При несимметричном подключении обратного провода наблюдается сгущение силовых линий магнитного поля со стороны то- коподвода. Это заставляет дугу отклоняться в противоположную сторону (рис. 2.6, а). Наиболее часто это явление наблюдается при сварке на постоянном токе. Отклонение дуги возрастает по мере возрастания силы тока. Это усложняет точное направление дуги на стык, поэтому при сварке на постоянном токе большой величины более 300 А гокоподвод целесообразно размещать симметрично дуге (рис. 2.6, б). При ручной сварке электрод обычно отклоняют в сторону, противоположную отклонению дуги.

Действие магнитных полей на сварочную дугу

Рис. 2.6. Влияние токоподвода на отклонение дуги: а — несимметричное подключение обратного провода; б — симметричное

Рис. 2.7. Использование компенсацион пых магнитов при сварке труб

Действие магнитных полей на сварочную дугу

«Магнитное дутье» существенно усложняет процесс сварки сталей, обладающих повышенной остаточной индукцией (например, теплоустойчивых), а также крупногабаритных конструкций, которые могут быть намагничены магнитным полем Земли. Наиболее часто это происходит при сварке трубопроводов или разнородных сталей, обладающих различными магнитными свойствами. В этом случае применяются различные размагничивающие устройства и компенсационные магниты (рис. 2.7). Контроль магнитного поля осуществляется специальными индикаторами «магнитного дутья», например марки «Дельта».

Следует отметить, что воздействием магнитного поля на дугу можно получить и положительный эффект. Управление дугой с помощью магнитного поля используется в некоторых способах сварки (например, сварка труб дугой, вращающейся в магнитном поле).

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector