電極および溶接品質における磁場の役割を理解する

鋼やニッケルなどの鉄磁性材料は、磁気の影響を受けやすくなっています。 磁場が溶接アークと相互作用すると、プラズマカラムをデフレ、熱分布を交換し、溶融溶接プールを妨害することができます。 これらの分野の方向と強度を理解することは、制御に向けた最初のステップです。

磁気アークブロー:原因と結果

[アークブロー]は、シールドされた金属アーク溶接(SMAW)、ガスメタルアーク溶接(GMAW)、フラックスコアアーク溶接(FCAW)の最も一般的なおよび破壊的な磁気現象です。 軸方向の磁気力がアークを所定の経路から離れたところに、さまざまに、羽ばたく、シールドの損失、および不均等な貫通を引き起こしたときに発生します。

アークブローの原因

アークブローは、通常、2つのソースから発生します。

• ] ワークの残留磁気 - 多くの場合、以前の磁気粒子検査、磁気持ち上がる、または操作を形成します。
• [ 電磁不均衡] - 溶接回路の不均等な電流分布、特に作業リードが溶接ジョイントから遠くに接続されて、アーク領域を交差する磁場を作成します。

DCは一定の磁場を作り出すので直流(DC)の溶接は交流電流(AC)よりアークの打撃に大いにより傾向があります。ACは分野が急速に方向を逆転させ、効果的にdeflectionを平均化するので効果を減らします。

溶接品質への影響

アークの打撃は複数の欠陥を作り出すことができます:

• ] 気孔率 - アークが抜かれるとき、シールドガスやフラックスのカバレッジの損失による。
• []不完全な融合] - 特にアークがスキップする溶接プールの端で。
• ]アンダーカットとスパッタ - 不安定なアークフォースから。
• []] フラグエントラップメント - フラックスベースのプロセス。

重症例では、アークブローは、正しい行動なしで溶接を不可能にします。

電極性能への影響

溶接工程により、電極の動作が異なるため、電極の導電性、アークの点火、材料の転写がすべて妥協する可能性があります。

棒電極(SMAW)

カバーされた電極との手動アーク溶接では、磁気アークブローは第一次的懸念です。アークの破片は、電極が不均等に焼くようにし、一貫した溶接金属を堆積させることが困難です。溶接機は、多くの場合、織機の動きを使用して補正したり、電極の角度を変更したりしますが、これらのアプローチは根本原因を解決しない場合があります。

メガロ電器(GMAW)

MIG溶接で使用される固体ワイヤー電極のために、磁場はワイヤー供給の安定性に影響を及ぼすことができます。接触の先端の近くの強い磁場はワイヤーを前方に熱する渦流を作成できます、「バーンバック」またはerraticアークに導きます。さらに、磁気力はアークを取り除き、低下の取り外しを、増加の散布および減少の沈着効率を変えることができます。

TIG電極(GTAW)

タングステンインサートガス溶接は、非消費タングステン電極を使用しています。 磁気フィールドは、特にアルミニウムのAC TIG溶接中にアークをさまざまに引き出すことができます。 タングステン電極自体は非磁性ですが、アークカラムが影響を受けています。 アークワンダーは、悪い溶接ビーズの外観と矛盾の貫通につながります。 場合によっては、アークが片面に集中している場合は、電極チップで過熱を誘導することもできます。

緩和戦略とベストプラクティス

磁気影響を制御するには、機器の設計、手続き調整、およびオペレータのスキルの組み合わせが必要です。次の戦略は、さまざまな溶接操作で効果的です。

磁気シールドと接地

溶接ケーブルやワーク周りの[の磁気シールドを使用して、ストレイフィールドを削減することができます。 高純度のmu金属や鋼板などの材料をシールドすると、アークゾーンから磁気フラックスをリダイレクトします。 さらに、バランスの取れた作業リード配置で適切な接地が重要になります。 作業リードは、溶接ジョイントの近くで対称的に取り付けられ、ケーブルは有害な領域を発生させるループを最小限にするために、ワークピースに近いように保持する必要があります。

溶接技術調整

オペレータはアークの打撃を緩和するために技術を合わせることができます:

• より短いアークの長さを使用して、面積をずれにせよなく減らすことができます。
• トーチ角度を調整して、磁力(電極をフィールドの方向に位置合わせ)を反対します。
• AC がアークの打撃を現段階で減らすので、可能なとき AC 力に転換して下さい。
• 最終溶接を行う前に、ベースメタルの残留磁気を交換するために「バッファ溶接」を実行します。

装置修正

量産では、専用のソリューションが保証される場合があります。

先進溶接工程における磁場の役割

磁気効果は、すべての有害ではありません。現代のプロセスは、溶接品質とプロセス制御性を向上させるために、積極的に磁場を採用しています。

磁気アーク振動

溶接アークに外部の交流磁場を適用することにより、関節を横断アークを振動させることができます。この技術は、熱を均等に分配し、凝固金属の粒状構造を精製し、気孔率を低下させるために、いくつかの自動溶接システムで使用されます。磁気振動は、アルミニウムとステンレス鋼の溶接に特定の利点を示しました。

磁気脈拍の溶接

磁気パルス溶接(MPW)は、激しい短距離磁場を使用して、高速度で2つの金属コンポーネントを一緒に駆動し、溶融せずに金属接合を生成する固体ステート接合プロセスです。 MPWは、異種材料(例えば、銅へのアルミニウム)に結合し、優れた電気伝導性と接着強度を有する接合部を製造するのに最適です。

ウェルドプールの磁気撹拌

研究者は、低周波磁場を使用して、溶融溶融プールで撹拌運動を誘発する方法を開発しました。この撹拌は、核を促進し、柱状結露を分解し、より平衡な穀物構造で結果をもたらします。結果は、機械的特性を改善し、熱間割れの感受性を低減し、より均質な溶接金属を削減します。

今後の方向性・研究

オンゴイニングリサーチは、溶接における磁場相互作用の理解を深め続けています。 新興トピックには、ホール効果センサ、測定されたフィールド強度に基づいて溶接パラメータを調整する適応フィードバックシステム、および機械学習モデルの開発が、部品ジオメトリと磁気履歴を与えられたアークブローを予測するなど、リアルタイムの磁場モニタリングが含まれます。 ]American溶接協会]および国際]溶接モデルの研究所:3:3:XNUMX]などの業界団体は、技術基準を管理し、技術基準を管理します。

より深い技術知識を求める人のために、ジャーナルの同等レビューされた研究 ] 溶接ジャーナル] と 素材&デザイン] アークブロー機構と緩和に関する広範なデータを提供します ()。 アークブローに関する高強度鋼])。 実用的なガイドは、磁場のアプリケーションに関する機器から来ています。

コンテンツ

磁気分野は溶接環境の比類のない部分であり、溶接の質を下げ、高度プロセスを可能にすることができます。 磁気相互作用の源そして効果を理解することによって、溶接工およびエンジニアはアークの打撃を最小にするために審議的なステップを取ることができます、電極の行動を安定させ、そしてより高い積分溶接を作り出すことができます。 簡単な接地調整から洗練された磁気攪拌システムまで、ツールは隠された脅威を制御された利点に変える存在します。 磁気測定および一貫した制御の継続された教育および投資は、すべての欠陥を保障し、すべての産業を容易に送達するために努力します。