螺柱焊電弧偏吹（磁偏吹）和補(bǔ)救方法

電弧的弧柱是由高溫電離氣體組成的柔性導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中表現(xiàn)像一個(gè)沒有強(qiáng)度的導(dǎo)線(電磁性的偏吹)和經(jīng)過氣流(電熱造成的熱偏吹)，它的位置是不穩(wěn)定的。當(dāng)在拉弧螺柱焊時(shí)，由于在螺柱前端平面電弧相對(duì)尺寸比較小，在此情況下很難固定。因此，導(dǎo)致電弧在固有磁場(chǎng)中很容易出現(xiàn)偏移。
在螺柱焊時(shí)，弧柱的軸線偏離螺柱軸線，這種現(xiàn)象稱為電弧偏吹。
在螺柱焊時(shí)，計(jì)入固有磁場(chǎng)的影響磁場(chǎng)有：金屬鈑材的帶電磁場(chǎng)；鐵磁物質(zhì)的分布量和焊鉗電纜的磁場(chǎng)。
電弧偏吹常造成電弧不能穩(wěn)定燃燒，使焊縫成形變壞，嚴(yán)重時(shí)甚至使焊接無法進(jìn)行。
圖示出各式各樣電弧偏吹反應(yīng)概貌和補(bǔ)救方法。
 

當(dāng)出現(xiàn)電弧偏吹時(shí)，螺柱會(huì)單側(cè)強(qiáng)烈熔化；焊縫加強(qiáng)高部分變?yōu)橹话凑找粋?cè)浸入母材或者焊縫不能完全的閉合。總之，人們從焊縫加強(qiáng)高的外觀就可以辨認(rèn)出電弧偏吹。而且在電弧偏吹的熔化焊縫上帶有多氣孔的傾向。
例如從14mm直徑的螺柱開始已經(jīng)是一個(gè)強(qiáng)烈電弧偏吹焊接過程的時(shí)候，有不平穩(wěn)的噪音和可見的飛濺物。在此情況下，螺柱浸入母材時(shí)有些飛濺物聚集在螺柱上和陶瓷環(huán)內(nèi)。
在螺柱焊時(shí)，由于焊接電纜接到工件上的位置偏于一側(cè)，在單側(cè)帶電金屬鈑上具有高的電流強(qiáng)度，在電纜夾鉗側(cè)變?yōu)檩^高的磁場(chǎng)。因此，在電纜夾鉗的對(duì)面電弧偏吹(圖中1)。
為了避免這個(gè)不希望的結(jié)果要控制金屬鈑材上流向焊接處的電流盡可能地對(duì)稱，因此，用兩個(gè)電纜夾鉗裝在合適的焊接處(圖中2)。電纜夾鉗夾在妥善處.理露出金屬光澤的鈑材上。在螺柱焊接時(shí)鄰近的兩個(gè)電纜夾鉗地方，由于非對(duì)稱供電單側(cè)電流更強(qiáng)烈，人們從生產(chǎn)證實(shí)會(huì)有電弧偏吹。
一般情況下電弧偏吹鄰近鐵磁的螺柱，而工件的影響是微小的。在相同條件時(shí)，螺柱焊接具有奧氏體工件時(shí)強(qiáng)烈的電弧偏吹在鐵素體附近。在奧氏體螺柱附近分布部分磁力線在空氣中，并且在此情況下對(duì)電弧的有效作用產(chǎn)生影響。鐵素體工件聚集磁力線和穩(wěn)定電弧的固有磁場(chǎng)。另外一方面不均勻質(zhì)量分布產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧偏吹。
陶瓷環(huán)能降低電弧偏吹，因?yàn)楦魤^緣物陶瓷環(huán)限制電弧的偏差。因此，在一段情況下實(shí)際超過16mm直徑的螺柱焊接時(shí)仍然使用陶瓷環(huán)。
在工件上的一側(cè)聚集鐵磁材料時(shí)，由于鐵磁材料的導(dǎo)磁性能比空氣要好，從而電弧的固有磁場(chǎng)流向磁阻量較小方向(圖中3)。而且螺柱單側(cè)強(qiáng)烈熔化焊縫加強(qiáng)高邊緣趨向微小，在冷卻時(shí)附加不規(guī)則的收縮角度，致使螺柱焊接后的位置傾斜。
在實(shí)際生產(chǎn)中抵消不均分布鐵磁物質(zhì)是困難的。
為了避免單側(cè)磁場(chǎng)，人們把在螺柱焊接時(shí)周圍不平衡質(zhì)量作為比喻。工件良好的磁性接觸是基本條件。任何一個(gè)氣隙，當(dāng)磁力線經(jīng)過時(shí)是高的磁阻，磁力線可能流出降低了磁力線作用。因此，工件干凈和光滑的下料或者電纜夾鉗接地和工件邊緣相匹配是平衡作用的先決條件。
在螺柱焊接的時(shí)候，工件焊接部位上有鋼鈑組成的完全相同的工藝裝備或型鈑的情況下，由于在焊接時(shí)這樣的工藝裝備會(huì)產(chǎn)生永久磁場(chǎng)，所以，在焊接時(shí)經(jīng)常增加電弧偏吹的次數(shù)。為了減少這種現(xiàn)象發(fā)生，使用塑料制品(例如硬織物)、鋁、奧氏體鋼或銅鈑。
由X5SCrNi18-10(1.4301)制成的M6螺柱在1mm厚S235鋼鈑上短時(shí)間螺柱焊時(shí)，熟知的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是變換它們的極性(并減小一級(jí))使工件反向磁化以減少電弧偏吹的傾向。
焊接電纜也能使電弧磁力線轉(zhuǎn)移方向，接到焊槍電纜在螺柱夾持器側(cè)面范圍已經(jīng)有微小電弧偏吹的結(jié)是(圖中5)。
在鄰近焊接部位通過焊槍或電纜也會(huì)附加電弧偏吹應(yīng)予以考慮。
為了避免電弧偏吹，人們常常通過試驗(yàn)，采用質(zhì)量分布對(duì)比其效果，如圖中4和圖中6。不僅只有全部組件完全再平衡，而且是定性的質(zhì)量平衡才有可能。但是這種情況是罕見的。
在儲(chǔ)能式螺柱焊時(shí)，人們能從凸緣單側(cè)焊接飛濺分別識(shí)別電弧偏吹。此時(shí)雖然焊接時(shí)間短，但是，主要有高的電流強(qiáng)度。此時(shí)在焊接處有較高的電弧引爆，較高的電流密度再次集中在螺柱帶凸緣平面，而短的電弧減少側(cè)向偏移的危險(xiǎn)。此外也表明短的焊接時(shí)間(大約1 ms)比長(zhǎng)的焊接時(shí)間(1.5-2.5 ms)能有較少的電弧偏吹。
原則上，在螺柱焊接時(shí)焊接電源的正極接工件焊接時(shí)排斥電弧，而焊接電源的負(fù)極接焊槍吸引電弧。而電弧偏吹與電流密度成正比，并能受焊接時(shí)附加對(duì)稱質(zhì)量夾鉗和附加補(bǔ)償質(zhì)量(在手動(dòng)焊槍有外接電纜情況下)或圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)焊槍的影響。