Магнитное дутье: причины возникновения и способы борьбы

Магнитное дутье - распространенная проблема при сварке, вызывающая массу сложностей. Давайте разберемся, в чем причины этого явления и как с ним эффективно бороться.

Сущность магнитного дутья

Магнитное дутье - это явление отклонения электрической дуги от оси электрода, блуждание конца дуги по изделию при ручной дуговой сварке. ¹ Оно проявляется в виде смещения и поперечных колебаний сварочной дуги, что приводит к ухудшению формирования шва, разбрызгиванию расплавленного металла, образованию наплывов.

Магнитное дутье приводит к разбрызгиванию металла при сварке, ухудшению качество шва.

В результате магнитного дутья:

• ухудшается форма и внешний вид сварного шва;
• повышается пористость шва;
• снижается прочность сварного соединения;
• затрудняется процесс сварки;
• снижается производительность труда.

Например, при сварке труб диаметром 530 мм и толщиной стенки 14 мм отклонение дуги достигало 20 мм. ²

Причины возникновения магнитного дутья

Возникновение магнитного дутья обусловлено взаимодействием электрических и магнитных полей в процессе дуговой сварки. Сила _F, действующая на проводник с током в магнитном поле, описывается законом Ампера:

F = B · I · l · sin α

где В - индукция магнитного поля, I - сила тока, l - длина проводника, α - угол между направлением тока и линиями магнитной индукции.

Основные источники намагниченности металла:

Также причиной магнитного дутья может быть несимметричное расположение токопроводящих элементов относительно места сварки.

Способы борьбы с магнитным дутьем

Изменение схемы подключения

Для устранения магнитного дутья можно изменить схему подключения сварочных проводов, чтобы выровнять распределение тока в детали и уравновесить магнитные поля:

1. Определить направление отклонения дуги при сварке.
2. Переместить место присоединения обратного кабеля ближе к зоне сварки.
3. Поменять полярность подключения сварочных проводов.
4. Установить дополнительный токопровод (медную шину) для выравнивания распределения тока.
5. Заземлить свариваемое изделие в нескольких точках.
6. Изолировать участок шва от действия внешних магнитных полей.
7. Применить экраны из ферромагнитных материалов для компенсации поля.
8. Наложить несколько прихваток в зоне шва для снижения остаточной намагниченности.
9. Использовать импульсную дугу или переменный ток.
10. Применить специальные размагничивающие устройства.

Применение защитных экранов

В качестве экранов от магнитного дутья используют:

• стальные пластины;
• алюминиевые листы;
• медные шины;
• ферриты;
• сплавы с высокой магнитной проницаемостью.

Экран устанавливают со стороны предполагаемого действия магнитного поля на расстоянии 200-250 мм от сварного стыка. К нему подсоединяют обратный кабель для замыкания силовых линий поля.

Профилактика магнитного дутья

Для профилактики возникновения магнитного дутья при сварке рекомендуется:

• контролировать остаточную намагниченность деталей перед сборкой и сваркой;
• проводить термообработку для снятия напряжений;
• использовать аустенитные и ферритные электроды для компенсации поля.

Типичные ошибки при борьбе с магнитным дутьем

Несмотря на наличие различных способов борьбы, на практике часто допускаются типичные ошибки, которые сводят на нет все усилия по устранению магнитного дутья:

• Неправильный выбор средств защиты. Например, устанавливают экраны из неподходящего материала, который не в состоянии скомпенсировать существующее магнитное поле. Или размещают экран на чрезмерном удалении от сварного шва, вследствие чего он теряет эффективность.
• Несоблюдение техники безопасности. Также распространены случаи, когда в погоне за быстрым устранением магнитного дутья нарушаются правила техники безопасности. Например, экраны фиксируются ненадежно или подключаются неправильно. Это создает дополнительные опасности при проведении сварочных работ.
• Недооценка опасности явления. Некоторые сварщики недооценивают степень вреда от магнитного дутья и не принимают необходимых мер для его устранения либо профилактики. Со временем это приводит к браку, срыву производственных планов и другим негативным последствиям. Как подчеркивают опытные специалисты: «Магнитное дутье может испортить все старания сварщика по получению качественного шва».

Комплексная борьба с магнитным дутьем

Для действенной борьбы с магнитным дутьем важен комплексный подход, включающий организационные и технические меры:

• обучение персонала;
• контроль намагниченности;
• правильный выбор режимов и средств защиты;
• автоматизация процессов для снижения человеческого фактора.