[發(fā)明專利]石油鉆鋌窄間隙脈沖熔化焊焊前退磁的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610383639.1
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN105957689B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬彩霞;巴魯軍;張鐵軍;汪清林;鄭旭升;王軍;楊思乾
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué);中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司管具公司
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00;B23K9/235
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種窄間隙焊接坡口退磁方法，特別涉及一種石油鉆鋌窄間隙脈沖熔化焊焊前退磁的方法。

背景技術(shù)

文獻1“授權(quán)公告號是CN101323041B的中國發(fā)明專利”公開了一種石油方鉆桿窄間隙脈沖熔化極氣保護自動焊方法。該方法采用窄間隙脈沖熔化極氣體保護自動焊，焊接小直徑厚壁石油鉆鋌時，由于①焊件本身的剩磁、坡口加工過程的磁化和窄間隙坡口的狹窄，導(dǎo)致剩磁在坡口內(nèi)的磁感應(yīng)強度明顯增大；②在焊接底層焊縫過程中，當焊縫區(qū)域的溫度升高到723℃(居里點)以上時，隨著焊縫及熱影響區(qū)的磁阻增大，使電弧空間的磁感應(yīng)強度也會進一步增大。而對于每個窄間隙坡口，這種磁場的強弱差異較大，當磁場強度明顯時會造成底層焊道電弧的磁偏吹現(xiàn)象，底層引弧后若呈現(xiàn)電弧的磁偏吹，給底層焊道造成的影響有以下幾點：

1.導(dǎo)致電弧形態(tài)畸變，破壞了熔滴噴射過渡的穩(wěn)定性，出現(xiàn)“噼啪”聲，甚至產(chǎn)生電弧閃爍，熔池翻滾等焊接過程不穩(wěn)定現(xiàn)象。

2.造成底層焊道成形出現(xiàn)熔寬窄而余高增大、未焊透、側(cè)壁未熔合、大顆粒飛濺、氣孔甚至燒穿等焊接缺陷，明顯影響底層焊縫成形質(zhì)量，而底層焊道的焊透及良好成形是控制焊縫質(zhì)量最重要的環(huán)節(jié)。

3.因電弧的磁偏吹影響到底層焊道質(zhì)量，往往使焊工無法控制焊縫的成形及質(zhì)量，一旦出現(xiàn)電弧磁偏吹，就會導(dǎo)致整個焊縫坡口報廢，既造成前期多道工序的誤工，又影響了焊接效率和合格率。

文獻2“授權(quán)公告號是CN103456457B的中國發(fā)明專利”公開了一種高強鋼窄間隙焊接坡口退磁方法，該方法在焊前通過點固焊和加裝引弧板工藝降低坡口剩磁，然后采用脈沖退磁器按照不同工藝對單U或雙U形坡口進行數(shù)次退磁，且每次退磁后更換退磁器線圈盒移動方向，直至坡口剩磁降至一定值以下時結(jié)束退磁作業(yè)。專利所述方法適合于大尺寸厚板窄間隙坡口的退磁，其中退磁器線圈盒在焊口上面一段連接一段的移動退磁，每段位置停留至少需要一個完整的電容C的充放電時間，這樣一遍就需要數(shù)次和更換退磁器線圈盒移動方向又需要數(shù)遍的作業(yè)，耗時特別長，操作麻煩，效率低，工程應(yīng)用價值不高，也不適合推廣用于小直徑厚壁圓形構(gòu)件窄間隙坡口的退磁。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有窄間隙焊接坡口退磁方法實用性差的不足，本發(fā)明提供一種石油鉆鋌窄間隙脈沖熔化焊焊前退磁的方法。該方法在現(xiàn)有的窄間隙脈沖熔化極氣保護自動焊焊槍的槍體外，套一磁屏蔽環(huán)。所述磁屏蔽環(huán)為坡口內(nèi)的磁力線提供了通暢的磁通分路，使分布在坡口內(nèi)的相當一部分磁力線通過磁屏蔽環(huán)進入鉆鋌焊件內(nèi)，明顯降低了鉆鋌焊件窄間隙坡口內(nèi)電弧空間的剩磁場強度。在焊前測量坡口內(nèi)剩磁場強度小于4mT以下時，消除了電弧磁偏吹對鉆鋌焊件底層焊縫質(zhì)量的影響，電弧弧態(tài)穩(wěn)定，焊道成形好；在焊前測量剩磁場強度大于4mT以上時，判定為不可焊，避免誤工費料。試驗證明，本發(fā)明實用性強。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種石油鉆鋌窄間隙脈沖熔化焊焊前退磁的方法，其特點是包括以下步驟：

第一步、將待焊的鉆鋌焊件6接縫處加工成半U形狀，根據(jù)鉆鋌焊件6水眼尺寸選配耐火土襯墊11，在焊接機床上裝夾并找正成U形坡口7。

第二步、焊接前調(diào)整焊槍，使導(dǎo)電桿2伸出的焊絲1指向所焊U形坡口7的底層位置，氣保護內(nèi)套3隨之下降靠近U形坡口7外沿，同時調(diào)節(jié)氣保護外套4的升降機構(gòu)使其下落也靠近U形坡口7的外沿，這時松動頂絲桿9、10，使磁屏蔽環(huán)5向下滑動到與U形坡口7外圓相接觸，再擰緊頂絲桿9、10鎖住滑動，當磁屏蔽環(huán)5的下沿面與U形坡口7外圓相接觸時，采用CT3A型特斯拉計對U形坡口7磁場強度進行測量，當磁場強度小于4mT以下時進行焊接。

第三步、當?shù)讓右蝗竿辏笜屪詣犹嵘?.0mm，由于頂絲桿9、10鎖住了滑動，使磁屏蔽環(huán)5隨氣保護外套4也提升，不再與U形坡口7外圓相接觸，這時的磁屏蔽環(huán)5就暫時鎖定在氣保護外套4上。

第四步、由于第三步已將鉆鋌和接頭焊成一體，這時U形坡口7內(nèi)磁場強度的影響可忽略，繼續(xù)順利的進行二層及以上的焊接過程。當每焊完一層時，氣保護內(nèi)套3隨焊槍自動提升4.0mm，而氣保護外套4要調(diào)節(jié)下降4.0mm，仍要保持靠近U形坡口7的外沿，維持氣體保護的效果。直至焊接到表層停止。

所述磁屏蔽環(huán)5的材料是厚度為2.5mm的工業(yè)純鐵。