[发明专利]高强钢窄间隙焊接坡口退磁方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特指一种高强钢窄间隙焊接坡口的焊前退磁方法。

背景技术

窄间隙熔化极电弧焊可分为窄间隙埋弧焊和窄间隙熔化极气体保护电弧焊，是一种采用U形或I形坡口的每层单道（或双道）多层施焊工艺，适用于大厚度工件的自动焊接。对高强度合金钢母材而言，因其Ni、Cr等合金元素含量较高，在轧制成形、储存运输和焊接坡口加工过程中极易被磁化。采用窄间隙工艺焊接这种高强钢时，由于坡口间隙窄（一般只有数毫米或十余毫米），往往会导致在坡口两侧壁之间出现较强的剩余磁场，从而破坏常用的直流焊接电弧稳定性，影响焊缝成形质量，严重时甚至于无法施焊。

一般常用交变磁场来退除铁磁体工件中的剩余磁场。相应地，常用的有两种退磁器：一种是普通交流退磁器（参见“去磁现象与退磁方法”，物理教师，2003年，24卷，第10期，49-50页），另一种是脉冲退磁器。其中，交流退磁器由电磁线圈产生磁感应强度恒定、方向变化的退磁场，随着退磁器逐渐远离退磁部位，该部位的退磁场强度逐渐减小，即相当于有一个方向不断变化且强度逐渐衰减的退磁场作用于退磁部位，从而达到工件退磁的目的，该交流退磁工艺一般适用于体积较小的工件，而对于大厚板窄间隙焊接坡口来说，由于交流退磁深度不够且退磁场衰减不均匀，从而影响退磁效率和退磁效果。脉冲退磁器则一般由RLC充放电电路组成（如图1（a）所示），工作时首先使电子开关VT₁导通对电容C充电，当电容C上电量充满后，控制电路使电子开关VT₁关断、同时使电子开关VT₂导通，此时退磁线圈L、电容C和电阻R构成一种RLC振荡回路，产生一个振幅衰减的振荡电流i（如图1（b）所示），相应地在退磁线圈L中就会产生一种同频率衰减的交变退磁场，从而达到工件退磁的目的。这种脉冲退磁器不仅具有足够的退磁深度，而且退磁场强度衰减均匀，对于大尺寸工件有较好的退磁效果。 

目前，关于窄间隙焊接坡口退磁方法的研究很少，经过文献检索，名为“船用钢结构980钢超窄间隙GMAW工艺剩磁研究”（孙峰等，电焊机，2004年，第35卷，第4期，56-59页）一文中，提出了一种利用外加磁场来控制电弧，以抵消剩磁对电弧影响的方法。为了消除坡口剩磁的不利影响，获得足够的侧壁熔深和良好的焊缝成形，要求所施加的纵向磁场强度必须控制在一定的范围内。该纵向磁场强度太小，则抵消剩磁效果不佳；若该纵向磁场强度太大，则焊缝中心处电流密度太小，最终对焊缝熔深和焊缝成形产生不利影响。该方法通过外加纵向磁场来抵消剩磁对电弧的影响，并未从根本上退除坡口剩磁，同时对于外加纵向磁场强度的控制要求也很高，工程实用性较差。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，为了提高高强合金钢窄间隙直流焊接电弧稳定性和焊缝成形质量，本发明提出一种高强钢窄间隙焊接坡口的实用退磁方法。 

本发明提出的一种高强钢窄间隙焊接坡口退磁方法，采用由退磁器线圈盒和脉冲电源相连接构成的脉冲退磁器，脉冲退磁器内具有线圈L、电容C和电阻R构成的RLC振荡回路，包括以下步骤： 

1）对工件进行点固焊，或在工件的一端或两端加装引弧板；

2）在沿坡口长度方向的中心平面内测量紧邻坡口内钝边上方处的最大剩余磁场强度，若该最大剩余磁场强度测量值大于10Gs，则将退磁器线圈盒放置在离钝边较远一侧的工件表面一端部P₁位置，调节脉冲退磁器的退磁场强度至最大剩余磁场强度测量值的2~3倍以上，对P₁位置进行退磁；  

3）P₁位置退磁后，沿坡口长度方向移动退磁器线圈盒至与P₁位置有重合的P₂位置处，在P₂位置进行退磁，继续沿坡口长度方向移动退磁器线圈盒进行退磁直至退磁器线圈盒至工件表面另一端部，整个坡口的第一遍退磁结束；