CN109633492B - 一种检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，包括加工钢板至合适尺寸；将钢板进行磁化处理；在磁化后的钢板表面上，绘制多根沿第N磁场间隔为间距的多条第N等磁线；沿磁场从强到弱的顺序，沿该多条第N等磁线焊接，并且观察焊接时的磁偏吹情况，进而确定磁偏吹敏感磁感强度；在上述步骤中确定的磁偏吹敏感磁感强度的焊缝中取金相样，并且对金相样进行缺陷检测来确定该磁偏吹敏感磁感强度。通过本方法可以简单有效地找出钢板剩磁产生的磁偏吹敏感磁感强度，焊接前控制钢板剩磁在敏感磁感强度以下，避免焊接过程中出现磁偏吹现象，保证钢板的焊接质量，无需过分消磁，造成人力财力浪费。

Description

一种检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别是涉及一种检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法。。

背景技术

焊接电弧本质上是具有一定电离度的柔性气体，宏观上呈中性，但微观上是由阳离子及电子的带电粒子、原子及分子的中性粒子构成，其中阳离子及电子沿一定方向运动形成电流，在电弧周围产生磁场。因此，如果某种原因使得自身产生磁场均匀性分布遭到破坏，则电弧由于受力不均匀将偏离焊条(丝)的轴线方向，即产生了磁偏吹现象。

公知的，一般为了防止磁偏吹，通常采用下述方案：

1、一般采用交流电焊接，因变化的磁场在导体中产生感应电流，而感应电流产生的磁场削弱了焊接电流所引起的磁场，从而控制了一定的磁偏吹。

2、减少焊件上的剩磁，利用在焊件上局部加热的方法，可减少焊缝周围的剩磁来减少电弧的磁偏吹；

3、用反消磁法，让焊件上产生相反磁场来抵消焊件上的剩磁，从而克服和消除磁偏吹对焊接电弧的影响等。

在国内外的研究中，有许多关于在磁场环境中焊接时所采取的措施和方法，但都比较复杂或不灵活方便，经现场焊接实践，效果不理想。

长期以来，焊接磁偏吹问题只能定性的分析原因及产生磁偏吹后如何改进，没有一种简易有效的方法进行定量的钢板焊接磁偏吹敏感磁钢强度的检测，从而无法为现场提供合适的剩磁控制范围；当钢板产生剩磁后，完全消除钢板剩磁几乎不可能，且消除剩磁消耗大量的人力物力资源。钢板剩磁过大会产生磁偏吹，影响焊接质量。因此选择一种简易有效的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种能够有效、快速检验各种不同状态下的焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法。

为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：

一种检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)加工钢板至合适尺寸；

2)将钢板进行磁化处理；

3)在磁化后的钢板表面上，在磁场的第N上界限和第N下界限之间，绘制多根沿第N磁场间隔为间距的多条第N等磁线；

沿磁场从强到弱的顺序，沿该多条第N等磁线焊接，并且观察焊接时的磁偏吹情况，直至某一条第N等磁线出现磁偏吹现象，而磁场强度小于该条第N等磁线的另一条第N等磁线不出现磁偏吹现象，该条出现磁偏吹现象的第N等磁线为第N+1上界限，另一条第N等磁线为第N+1下界限；

其中N选取自自然数，初始为1，重复上述步骤使N依次增加，并且第N磁场间隔逐渐变小，直至该第N磁场间隔为需要的精度范围为止，此时，该第N+1上界限即为需要测量的磁偏吹敏感磁感强度；

4)在上述步骤中确定的磁偏吹敏感磁感强度的焊缝中取金相样，并且对金相样进行缺陷检测来验证该磁偏吹敏感磁感强度。

优选的，上述方法步骤还可以包括，5)更换焊接电流、接地位置、焊机类型中的其中一个参数，重复上述步骤3)和4)，进而确定不同的焊接电流、接地位置和焊机类型对应下的不同的磁偏吹敏感磁感强度。

优选的，上述步骤1)中，钢板的合适尺寸为，长度350mm-600mm，宽度在150mm-300mm，厚度不超过50mm。

优选的，为了防止表面油污与，在上述步骤2)中，对钢板进行磁化前还需要对钢板进行表面清理，去除铁锈、水或者油污。

为了防止环境对钢板的影响，在上述步骤2)中，对钢板进行磁化使用的是永磁起重器。

优选的，上述步骤3)中，则第一上界限为150GS，第一下界限为0GS，该第一磁场间隔为10GS。

为了便于钢板的磁化，在上述步骤2)中，使用永磁起重器对钢板进行磁化使用时永磁起重器长度方向应与钢板宽度方向一致，同时永磁起重器应位于钢板长度方向1/2处。

优选的，在重复步骤3)中的步骤时，需要对钢板进行重复焊接，在重复焊接时，应当对上一次焊接的焊缝进行打磨。

为了验证磁偏吹敏感磁感强度，在步骤5)以后，还可以对上述步骤中确定的磁偏吹敏感磁感强度的焊缝上取金相样并进行缺陷检测。

优选的，在步骤3)中焊接时选取的是与钢板相匹配的焊材。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：通过本方法可以简单有效地找出钢板剩磁产生的磁偏吹敏感磁感强度，焊接前控制钢板剩磁在敏感磁感强度以下，避免焊接过程中出现磁偏吹现象，保证钢板的焊接质量，无需过分消磁，造成人力财力浪费。

本方法采用永磁起重机将钢板磁化，在焊接过程中，磁场强度基本稳定，受焊接热影响较小，测量钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度准确可靠。

采用设备简单，仅需要磁强计和永磁起重器和焊接设备即可检验不同钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度；测量准确，本方法可以将磁偏吹敏感磁场强度测量精度控制在±1高斯。

受周围环境影响小，本方法利用永磁起重器中的永磁铁将待测钢板磁化，磁化后的钢板磁场强度不会受到焊接热影响和周围磁场影响。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例的永磁起重器的卸载状态的示意图；

图2示出了本发明实施例的永磁起重器的吸附状态的示意图；

图3示出了本发明实施例的永磁起重器和钢板磁化后的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-3所示，该检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，具体包括以下步骤：

加工钢板至合适尺寸，该钢板的尺寸应控制在合理的范围内，例如长度在350mm-600mm，宽度在150mm-300mm，厚度不超过50mm。例如，优选06Ni9DR钢的钢板化学成分C≤0.06；Si：0.10～0.15；Mn：0.60～0.80；P≤0.004；S≤0.002；Mo+Cr+Cu≤0.50；Ni：9.0—10.0；其余为Fe，钢板壁厚为21mm，本实施例采用可以加工成钢板尺寸为350mm(长)×150mm(宽)×21mm(厚)，并且去除毛刺，防止后续搬运和安放过程中发生割伤危险。

选择与钢板材料匹配的焊接材料，焊材的选择上，在保证化学成分相似、强度和韧性接近的同时，应选择更适合于现场实际工况的焊材；如采用现场已经批量广泛应用的焊材作为焊接材料。由于埋弧焊焊材无法沿曲线焊接，如果现场工况使用的是埋弧焊焊材，则应采用与钢板相匹配的手工电焊条代替。例如，优选的，采用现场焊接一致焊材，例如ESAB电焊条。

作为优选，应当对待测钢板进行表面清理，避免大量铁锈、水或者油污出现在钢板表面，继而影响后续的焊缝质量。当然，如果该待测钢板如果本身表面洁净，就可以省略该步骤。

将钢板进行磁化处理，优选的，选择合适的永磁起重器20，并且将钢板10安放在永磁起重器20上进行磁化处理。永磁起重器20的双磁路***，双磁路***由一个可移动的磁系和一个固定的磁系组成，使用时通过旋转手柄控制可移动磁系的的转动，实现可移动磁系磁场和固定磁系磁场的相互叠加，从而对外表现出强大吸附力，吸起钢铁物件；将旋转手柄放回时，实现可移动磁系磁场和固定磁系磁场的相互抵消，对外不表现吸力，从而将钢铁物件放下，同时进行退磁处理，所以接近零剩磁。如图1所示为卸载钢板状态，图2为吸附钢板状态，因此，该钢板10上等磁线如图3所示。如果选用永磁起重器过小，磁化出的磁场无法达到磁偏吹敏感磁场强度；如果选用用磁起重器过大，最小磁化磁场已经超过磁偏吹敏感磁场强度,永磁起重器型号范围：100KG～800KG。

并且，钢板和永磁起重器位置应安放合适，永磁起重器长度方向应与钢板宽度方向一致，同时永磁起重器应位于钢板长度方向1/2处，这样从永磁起重器N极到S极发出的磁场在钢板长度方向上均匀铺开。

在磁化后的钢板上，在第一上界限即150Gs，和第一下界限即等磁线0GS范围内，勾勒出多根沿第一磁场间隔为间距的多条第一等磁线，具体的，例如该第一磁场间隔为10GS，该多条第一等磁线的磁场强度分别为10GS、20GS、30GS、40GS、50GS、60GS、70GS、80GS、90GS、100GS、110GS、120GS、130GS、140GS、和150GS。通过大量焊接试验表明，超过150GS已经磁偏吹严重，已经无法施焊。因此，本申请选择范围在0GS—150GS范围内进行测量和研究。并且绘制等磁线使用的是高斯仪，采用高斯仪的量程0～200mT(0～2000Gs)。分辨率：0.1mT(1Gs)以上。

沿从强到弱的顺序，沿该多条第一等磁线焊接，并且观察焊接时的磁偏吹情况，直至某一条第一等磁线出现磁偏吹现象，而小于该条第一等磁线的间隔的第一等磁线上并没有出现磁偏吹现象，因此，定义该条第一等磁线为第二上界限，该条磁场小于该条第一界限的第一等磁线为第二下界限。例如，从第一等磁线150GS开始焊接，当出现无磁偏吹时停止，如出现在第一等磁线90GS未发现磁偏吹，但在第一等磁线100GS出现了磁偏吹，可以断定磁偏吹敏感磁感强度介于100GS和90GS之间。该第一等磁线100GS即为第二上界限，该第一等磁线90GS即为第二下界限。

在第二上界限和第二下界限之间勾勒出多根沿第二磁场间隔为间距的多条第二等磁线，具体的，该第二磁场间隔为5GS、2GS或者1GS，例如，该实施例中，第二等磁线的第二磁场间隔为1GS。

沿从强到弱的顺序，沿该多条第二等磁线焊接，并且观察焊接时的磁偏吹情况，直至某一条第二等磁线出现磁偏吹现象，而小于该条第二等磁线的间隔的第二等磁线上并没有出现磁偏吹现象，因此，定义该条第二等磁线为第三上界限，该条磁场小于该条第二界限的第二等磁线为第三下界限。

依次重复上述画等磁线和焊接的步骤，限定多个第N上界限和第N下界限，绘制多个沿第N磁场间隔为间距的第N等磁线，沿多个第N等磁线焊接，即该N是初始为1的自然数，每重复一次，使得N依次增加一个数，直至该第N磁场间隔为需要的精度，此时，该第N+1上界限即为测量出的磁偏吹敏感磁感强度。例如上述例子中，需要的测量精度为1GS，则只要画第一等磁线进行焊接后，再画第二等磁线即可。例如，上述例子中，在90GS和100GS这两条等磁线之间勾画出91GS、92GS、93GS、94GS、95GS、96GS、97GS、98GS和99GS细分等磁线。并且进行焊接观察磁偏吹现象，进而确定磁偏吹敏感磁感强度。

需要强调的是，为了避免前一次焊接对后一次的影响，建议将前一次焊接焊缝打磨掉余高。

在上述步骤中确定的磁偏吹敏感磁感强度的焊缝上取金相样并且进行缺陷检测，来验证确定该磁敏感磁感强度。

钢板存在剩磁时，焊接过程中不一定产生磁偏吹，仅当剩磁超过磁偏吹敏感磁感强度时焊接磁偏吹才会发生，焊缝产生气孔、夹渣、未熔合等缺陷，影响焊接后焊缝质量。因此，检验该磁敏感磁感强度的焊缝上的金相样，来进一步验证该磁敏感磁感强度。

具体为，在该焊缝上采用砂纸打磨至1200目；经抛光布抛光，再由浓度为3％的硝酸酒精酸蚀出组织，观察焊缝宏观形貌，并在金相显微镜和扫描电镜下观察组织状态，并对缺陷定性分析，以验证敏感磁感强度下磁偏吹对焊缝质量的影响。缺陷包括：气孔、夹渣和咬边缺陷，咬边缺陷可以通过金相显微镜或肉眼进行观察判断，气孔和夹杂要通过扫描电镜进行观察，定性夹渣成分、尺寸和大小以区别于基体本身的夹杂，夹渣尺寸一般会比基体中的夹杂大一个以上数量级，成分以合金氧化物。在扫描电镜下气孔内壁光滑圆润，呈圆形或椭圆形，很容易辨认；这些缺陷存在于焊缝，会降低焊缝的强度和韧性指标，同时降低塑性。

还可以更换焊接电流、接地位置、焊机类型中的其中一个参数，重复上述步骤5-9，进而确定不同的焊接电流、接地位置或者焊接类型对应下的不同的磁偏吹敏感磁感强度。焊机类型包括直流电机和交流电机。

如表1所示，为不同焊接方法下，不同焊接材料，不同焊接电流下，不同的磁偏吹敏感磁感强度的列表。

通过本方法可以简单有效地找出钢板剩磁产生的磁偏吹敏感磁感强度，焊接前控制钢板剩磁在敏感磁感强度以下，避免焊接过程中出现磁偏吹现象，保证钢板的焊接质量，无需过分消磁，造成人力财力浪费。而且本方法采用永磁起重机将钢板磁化，在焊接过程中，磁场强度基本稳定，受焊接热影响较小，测量钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度准确可靠。而且采用设备简单，仅需要磁强计和永磁起重器和焊接设备即可检验不同钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度；测量准确，本方法可以将磁偏吹敏感磁场强度测量精度控制在±1高斯；受周围环境影响小，本方法利用永磁起重器中的永磁铁将待测钢板磁化，磁化后的钢板磁场强度不会受到焊接热影响和周围磁场影响。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）加工钢板至合适尺寸；

2）将钢板进行磁化处理；

3）在磁化后的钢板表面上，在磁场的第N上界限和第N下界限之间，绘制多根沿第N磁场间隔为间距的多条第N等磁线；

沿磁场从强到弱的顺序，沿该多条第N等磁线焊接，并且观察焊接时的磁偏吹情况，直至某一条第N等磁线出现磁偏吹现象，而磁场强度小于该条第N等磁线的另一条第N等磁线不出现磁偏吹现象，该条出现磁偏吹现象的第N等磁线为第N+1上界限，另一条第N等磁线为第N+1下界限；

其中N选取自自然数，初始为1，重复上述步骤使N依次增加，并且第N磁场间隔逐渐变小，直至该第N磁场间隔为需要的精度范围为止，此时，该第N+1上界限即为需要测量的磁偏吹敏感磁感强度；

4）在上述步骤中确定的磁偏吹敏感磁感强度的焊缝中取金相样，并且对金相样进行缺陷检测来验证该磁偏吹敏感磁感强度。

2.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：上述方法步骤还包括，5）更换焊接电流、接地位置、焊机类型中的其中一个参数，重复上述步骤3）和4），进而确定不同的焊接电流、接地位置和焊机类型对应下的不同的磁偏吹敏感磁感强度。

3.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：上述步骤1）中，钢板的合适尺寸为，长度350mm-600mm，宽度在150mm-300mm，厚度不超过50mm。

4.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：在上述步骤2）中，对钢板进行磁化前还需要对钢板进行表面清理，去除铁锈、水或者油污。

5.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：在上述步骤2）中，对钢板进行磁化使用的是永磁起重器。

6.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：上述步骤3）中，第一上界限为150GS，第一下界限为0GS，该第一磁场间隔为10GS。

7.如权利要求5所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：在上述步骤2）中，使用永磁起重器对钢板进行磁化时永磁起重器长度方向应与钢板宽度方向一致，同时永磁起重器应位于钢板长度方向1/2处。

8.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：在重复步骤3）时，需要对钢板进行重复焊接，在重复焊接时，应当对上一次焊接的焊缝进行打磨。

9.如权利要求2所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：在步骤5）以后，还对上述步骤3）和4）中确定的磁偏吹敏感磁感强度的焊缝上取金相样并进行缺陷检测。

10.如权利要求1所述的检验钢板焊接磁偏吹敏感磁感强度的方法，其特征在于：在步骤3）中焊接时选取的是与钢板相匹配的焊材。

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