巧用NDT知识解决焊接问题

在东莞某钢结构工厂进行超声波和磁粉检测时,无意中发现栓钉焊缝成形(如图1所示)不是很好,可能是职业问题只要是和焊缝相关的问题都特别好奇,想知道是什么原因会产生这样的缺陷,于是就和焊工聊了起来,其实焊工也觉得比较奇怪,这台焊机已经用了三四年了,发生这种情况还是第一次,不过以往都是焊接50mm长的栓钉,焊接200mm长的栓钉怎么就不行了。

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图1

焊槍和焊机(如图2和图3所示),采用直流反接,电流1562安培,焊接持续时间1.05秒。

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图2 

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巧用NDT知识解决焊接问题的图4

图3

出于好奇又让焊工在现场焊接了几个栓钉,在焊接过程中能够清晰的观察到电弧一开始会向正对焊槍的前方偏,然后再向正对焊槍的后方偏,结果造成焊缝成形不均匀。

这时脑海中突然闪过一个想法:感觉会不会是和磁滞回线有什么关系。

焊机采用的是直流电,如果焊槍周围有什么物质为铁磁性材料那么就有可能在焊接完之后产生剩磁Br(图4所示)。

找来磁铁在焊槍的架子上试了试有没有磁性,果然,在压住陶瓷块的压块上磁铁被吸住了,说明该压块为铁磁性物质,在第一次通电焊接后铁压块产生了剩磁,在下一次的焊接过程中并没有被注意到,进而影响了正常的焊接电弧的均匀分布,造成焊缝成形不良。

巧用NDT知识解决焊接问题的图5

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图4

原因找到了,该解决问题了,刚开始的时候想,居然是铁压块影响了电弧的均匀分布,那么在铁压块对面补偿一块对称的铁压块不就行了,试验后发现并不理想,焊缝成形更差。

所以干脆把铁压块去掉,从废旧焊机上拆下的绝缘块是非铁磁性物质,并且耐高温,不容易被电弧击穿,具有一定的强度,可以承受焊槍的重量。

把原来焊槍上的铁压块去除,将绝缘块进行一系列加工后安装到焊槍上(如图5和图6所示),采用原来焊接参数进行焊接,完工后焊缝外观(如图7所示)。

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巧用NDT知识解决焊接问题的图8

图5

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巧用NDT知识解决焊接问题的图10

图6

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巧用NDT知识解决焊接问题的图12

图7

铜压块或者不锈钢压块具有一定的强度,也能耐高温,但是在潮湿环境中,电弧可能会击穿空气,形成回路,产生磁偏吹。

所以将压块换成其它材料,该种材料应具备较低磁导率、不导电、耐高温、不易变形、具有一定强度等特性,因此可以避免这种情况下电弧偏吹现象的发生。

绝缘块不仅具备以上特性,还可以废物回收利用、节能环保。

压块与栓钉之间有一定的间距,电流小时剩磁Br比较小,可能影响不是很明显,焊接50mm长的栓钉时使用的电流要比焊接200mm长的栓钉小的多,所以焊接以前50mm时可能不会有问题,焊接200mm长的栓钉时问题就来了。

后来了解到之前的压块并不是现在的材料,是因为损坏后别人私自加上去的,并没有想那么多,以为能承重保证原来的形状可以压住陶瓷环就可以了。

在当时学习磁粉检测时,做梦也没有想到,居然还能这么用,能用磁滞回线理论去解决焊接问题,真是受益匪浅。

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