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华体会app:浅谈强磁场环境下的铝焊接

2021-04-02 06:20:34 来源:【jake】 作者:-=Jake=- 265
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浅谈强磁场环境下的铝焊接中国铝业青海分公司 (大通 刘西江电解铝企业无论是对供电车间母线的改造,还是对 电解车间各种母线的抢修,都是在强磁场环境下对铝进 行焊接。磁场的存在对焊接产生了很大的负面影响,造 成焊接过程困难、焊缝质量差,甚至使焊接过程无法实 现。在这种情况下,为保证焊接工作的完成,只能采取 系列停电,而随着母线抢修工作的增多,停电使公司承受 着巨大的经济损失。本文分析了磁场对铝焊接的影响,提 出了几种解决方法,希望提高强磁场环境下的焊接质量。 铝母线的化学成分及其焊接设备铝母线是由 纯铝液铸造而成的尺寸为#$$ 的铸坯焊接而成,其化学成分见下表。铝母线的化学成分(质量分数) 电解车间电解槽上的电流以及临近电解槽的电流都会产生强大磁场,并且槽子多,影响磁场的因素也多, 所以电解车间磁场的分布十分复杂。铝电解槽磁场一般 由三个部分组成:! 母线电流产生的磁场( 见图 "阴极块、阳极块及熔体铝液中电流所产生的磁场。#铁磁物质(包括槽壳、钢壳上部结构等)对磁场的影响。 直流母线产生磁场原理可见,铝电解槽的磁场与通过槽内部及外部的电流 密切相关。由于在电解车间通过电解槽各部分的电流比 较复杂,所以在电解车间任一空间的磁感应强度等于各 电流单独存在时在该点各自产生的磁感应强度的矢量 和,也就是说空间里的磁场具有迭加性,可表示为: 铝母线焊接常使用的焊接设备为561—($$ 铝母线的熔化极氩弧焊(789)工艺熔化极氩弧 焊(789)是利用可熔化的焊丝与被焊 工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属,并向 焊接区输送氩气保护,使电弧、熔化的焊丝、熔池及附 近的母材免受周围空气的有害作用。

连续送进的焊丝金 属不断熔化,与母材金属熔合形成焊缝,从而使焊件相 互连接起来。由于熔化极气体保护电弧焊的焊接质量 好华体会 ,生产效率高,适用厚度范围广,所以在焊接铝母线 时常采用这种焊接方法。 铝电解槽磁场的产生和组成铝母线焊接主 要在电解车间进行,所以了解电解槽 磁场的产生和组成十分重要。 是一个矢量,如果要求几个磁感应强度的矢量和,则先要求出 坐标轴上的分量: 【摘要】本文从铝焊接过程入手,分析磁场对铝焊接的影响,并提出了几种解决方法,旨在提高磁场 环境下铝的焊接质量。 所示),这样焊接电弧的导电性遭到破坏。 的方向。在计算电解车间任一点空间磁场时,我们假设磁场 均是由载流直导线产生的爱游戏体育app ,根据电流产生磁场的基本定 律:毕奥’沙伐尔’拉普拉斯定律可以计算出一条载流直 导线所产生的磁感应强度: 带电体在磁场中的运动在焊接过程中,在各种电弧力的作用下,焊接电弧 呈圆锥状,但是在外磁场的作用下电弧形态发生了明显 变化,即导致了电弧磁偏吹现象(如图 所示),引起电弧强烈的摆动甚至发生熄弧,使焊接过程发生 困难, 还会使焊缝产生气孔、未焊透和焊偏等缺 陷,影响了焊 缝成形和焊接质量。 0———磁感应强度;3———导线中电流强度; !———磁导率; %———焊接点 到导线的直线距离(矢径);$———焊接点 78的夹角; "———失径与导线的夹角。

%)所决定的平面。由于在 电解车间现场影响磁场的因素较多,因此其 磁场分布也很复杂。 /01—233焊机进行铝的焊接,在对电解车间铝母线、 软带以及 --2 车间铝母线的抢修及修复过程,都是在强 磁场的环境下作业的,强磁场对焊机有较大的影响华体会官网 ,磁 场和电的关系是密不可分的,氩弧焊机在强磁场环境下 使用时,常造成焊接时序的紊乱(熔化极氩弧焊焊接时 序如图 所示),送丝机电磁阀的失灵,从而导致焊接过程无法进行。 电弧磁偏吹起因示意(4)磁场对焊接熔池的影响 在电磁作用下,由于 电弧形态和金属运动状态的变化,导致焊接熔池现状改 变。在横向磁场作用下,熔池的运动速度由两部分组 成,即焊接速度和在磁场作用下垂直焊接方向的运动速 度。在两者的共同作用下,焊接熔池的运动速度增加, 加上电弧的偏转,造成熔池的不对称;在纵向磁场中, 由于焊接电弧的旋转扩张,使焊缝熔宽增加电场强度影响ku焊接,熔深减 小,熔池中的液态金属受洛仑兹力的作用,绕焊接电弧 中心轴旋转。由于离心力的作用,熔池前端液态金属沿 另一侧向前端流动,因为熔池前端液态金属温度高,在 流动过程中使一侧熔合比大,另一侧熔合比小,造成焊 接熔池不对称。 通过以上对外加横向磁场和外加纵向磁场对熔池影 响的分析可知,在电解车间及 --2 场的影响,熔池是不对称的。

())磁场对铝焊接熔滴过渡的影响 从前文可知, 熔化极氩弧焊焊接时序(#)磁场对焊接电弧的影响 由前述可知,焊接电 弧是一种持续的气体放电现象,是等离子体,即焊接电 弧是由正、负离子组成的,而在磁场作用下,电弧中带 热加工 焊接铝时,多采用亚射流过渡,而影响亚射流过渡的力有表面张力、电磁收缩力、斑点压力及等离子流力 等。其中,电磁收缩力、斑点压力和等离子流力这三种 力原是有利于熔滴过渡的,但受磁场的影响,这三种力 的大小、方向均发生了变化,使熔滴过渡过程发生困 难,造成焊接过程中焊缝成形差,飞溅大,甚至使熔滴 过渡不能完成。 减小磁场对焊接影响的措施(&)采取屏蔽手段 在对供电母线和电解槽平衡母 线焊接时,强磁场的存在往往造成焊接过程不能够进 行。在供电车间焊接铝母线时,很明显在电流 时,因为强大的电流产生巨大的磁场电场强度影响ku焊接,使焊接过程根本无法进行。具体表现在 氩弧焊机时序紊乱、氩气在焊机通电时无法关闭,送丝机控制系统失灵、焊 接电弧无法点燃。所以,只有采取适当的屏蔽才能使焊 接过程进行。 设计屏蔽体时要按照以下几点进行:!在近场区设 计屏蔽时,要分别考虑电场波和磁场波的情况。"屏蔽 磁场波时,要使用导磁性好的材料。

# 在屏蔽磁场源 时,屏蔽体要尽量远离磁场源。$电磁屏蔽的关键是保 证屏蔽体的导电连续性,即整个屏蔽体必须是一个完整 的、连续的导电体。 我公司电解槽及 以下的磁场波。这种磁场波一般由大电流辐射源产生,对于这 种频率很低的磁场,只能采用高导磁率的材料进行屏 蔽,常用的材料是 左右的坡莫合金或铁氧体材料。并且由于 氩弧焊机在强磁场条件下无法正常使用,因此对氩弧焊机也要进行适当的屏蔽。 (5)适当调节焊接规范 在磁场强度不是很大的地 方,适当调节 焊机的焊接规范,使焊接质量可以得到保证。具体如下:!在保持总电流不变的条件 下,降低脉冲电流,加大基值电流,即改变电流成分而 不改变电流大小。"调整焊接方向和焊枪与焊件之间的 夹角。#尽量采用“右焊”手法。 (6)外加磁铁 在焊接磁场较大的地方,通过外加 反向磁场(根据磁场大小和方向的不同,而外加不同形 状的磁铁),运用磁极的相互作用,消除或减小原有磁 场的影响,使焊接过程完成。 (7)外加反向磁场 在电解槽作业时澳洲幸运10 ,由于磁场情 况复杂,以致无法加反向磁场达到焊接的目的。此种方 法只适合于磁场简单的条件下运用,供电车间母线焊接 时,通过对母线电流方向、大小的判断,外加方向磁 场,以抵消部分母线磁场的作用,以达到焊接的目的。

(5))()658) 获得较低的表面粗糙度。在基体表面涂敷一层过渡层(12 +=),以减少基体材料和陶瓷涂层粉末的线膨胀系数差,有利于防止涂层的剥落。喷涂过程中,喷枪以均 匀的速度移动,以获得均匀的涂层厚度。 (7)喷涂陶瓷粉末的选择 喷涂陶瓷柱塞的性能主 要取决于涂层的材料。涂层陶瓷粉末的选择首先要满足 零件的设计和使用工况要求,同时成本要低,原料供应 方便。我们选用 结语试件在唐山陶瓷厂工作运行时间超过 587)A,工作 情况良好。柱塞工作表面光洁如初,没有划痕。试件经 现场测试,喷涂>? 末试件略有磨损,证明材料的耐磨性符合设计使用要 求;涂层没有剥离现象发生,说明涂层与 基体间的结合 强度能够满足和适应工作环境的需 要,经济效果显著。 咬合作用产生牢固的结合。另外,经过“粗化”处理的基体表面要用清洗剂十分仔细地洗去表面的油污,以保 证涂层和基体间的结合力。为使涂层均匀,基体圆柱表 面最好经磨削加工,以减少基体的形状误差和位置误 差。喷涂前,基体要均匀预热,温度为 由于采用等离子喷涂陶瓷层致密性好,涂层表面较平滑,基体本身的精度高,保证了涂层厚度 均匀华体会首页 ,加工余量小。而烧结陶瓷柱塞的瓷坯在烧结过程 中变形量很大。为保证零件的设计尺寸,毛坯单边余量 有时可达 7;;。在瓷坯与金属芯轴的粘接过程中,造成的位置误差综合起来,增加了整个柱塞的加工余 量。在磨削加工时,金刚石砂轮严重磨损,零件加工成 本提高,生产周期延长。喷涂陶瓷柱塞,表面平整、光 滑,加工余量小,工时减少,工具耗费降低,且最终可 热加工

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