消磁焊接的方法

剩磁产生原因及对焊接质量影响

在建设和修理煤气管道进行焊接作业时，有

时会出现磁偏吹影响焊接过程的现象。磁偏吹的

形成是管金属中存在剩磁的结果。通常，将剩磁分为感应磁性和工艺磁性两种。感应磁性常产生在

工厂制管的环节中，如：金属熔炼、采用电磁起重机进行装卸、钢管在强磁场中停置、用磁化法完成无损检查、钢管接近强力供电线放置等等。工艺磁性常产生在进行装配焊接作业及采用磁性夹持

器、夹具与用直流电焊接管道时，如：长时间接触与直流电源相连的电导线，导线裸露段或者电焊

钳与管子的短路等。

焊接带磁性钢管时，经常会看到电弧引燃的

困难、电弧燃烧稳定性的破坏、在磁场中电弧的偏离、液体金属和渣熔融体从焊接熔池中的溅出。

为了稳定焊接过程，改善焊接接头质量，被磁

化了的钢管在焊接前要进行消磁。应该指出，被焊接的钢管要达到完全消磁是困难的。所以，当剩磁不足于影响焊接质量时，便允许进行焊接。

2 俄罗斯管道焊接的消磁方法

在野外条件或半成品基地里进行管道焊接和

修理时，特别需要进行消磁。俄罗斯有关部门制定了相应的管道消磁工艺文件。文件中包含了当代

进行类似作业的国内外的先进经验。

2．1 消磁工艺过程

针对焊接前的消磁，制定了单根钢管和钢管

对接处的消磁工艺，包括以下内容：①确定钢管剩磁场的大小和方向；②选择消磁的方法、系统图和技术手段；⑧用选定的消磁方法对钢管或者焊接的对接处消磁；④检查经过消磁后的剩磁量，看其

是否满足要求。

2．2 消磁方法

在已制定的工艺文件中，规定了以下的消磁

方法：用直流电或者交流电，以及借助于电磁铁或

者永磁铁所建立的磁场方法。

分析剩磁参数(见表1)，结合施工现场具体

条件(例如给定的装备等)，选择消磁方法和系统。

表1 剩磁等级与焊接条件

剩磁等级剩磁感应强度(×10 T) 焊接条件

弱 <20 不消磁

中等 2O～ 100 消磁

高 > 100 消磁

用截面35～50 mm 的焊接导线组成的电磁

线圈来完成直流电和交流电的消磁。导线绕在钢

管或者两根对接的钢管上，根据钢管剩磁大小绕

成匝数不同的线圈。用直流电消磁时，必须采用电

流为5o0～ 1 000 A 的焊接整流器或变流器，其中

包括多工位的。用交流电消磁时，采用电流为500 ～ 1 000 A 的焊接变压器。所有被采用的电源应

有遥控和电流调节装置，允许采用镇定变阻器。当

采用焊接变压器消磁时，推荐使用轻便的电流测

量卡表LI一4505、LI一4501等来测量消磁电流。借助专用的电磁铁消磁，要采用焊接整流器或者变

压器作为电源来进行，见图1(a)。用永磁铁消磁

时，则不需要电源，见图1(b)和(c)。

钢管的消磁分三个等级，见表1。

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焊管 2002年9月

图1 用电磁铁(a)、C形永磁铁(b)

和圆柱形永磁铁(c)对对接管端消磁系统图

1一被消磁钢管 2 电磁铁3一焊接导线

4 直流焊接电源 5一C形永磁铁 6 圆柱形永磁铁消磁时，磁场应该大于剩磁磁场：

H 一(1．2～ 1．5)H !

式中H 消磁磁场强度；

H。剩磁磁场强度。

消磁磁场强度按公式确定：

H — I ·N 7I

式中，一线圈通电电流。A；

N 消磁线圈匝数；

L一绕组长度，m。

为了测量磁性。推荐使用lIMI1 97 X 磁力

计。磁力计是一种轻便型仪表，用于评估磁系统空气间隙中脉动磁场以及漏磁磁场的磁感应强度。仪表由测量变流器、电子装置和充电装置组成。仪表的电源为9V 的电瓶内装式电池组，磁力计技

术特性见表2。

(1)用直流电消磁用直流电消磁的过程为：

①借助于磁力计确定钢管剩磁磁场的大小和方

表2 磁力计技术特性

被测量磁感应强度范围(×10 T) 1～ 1 999

灵敏度下限(×10 T) 1

调整工作规范时间(s) 30

电源充电后连续工作时间(h) 8

外形尺寸电子装置 1 70×60×35

(mm×mm×mm) 充电装置部分 70×70×30

质量电子装置 0．35

(kg) 测量变流器 0．35

向；②在钢管上配置截面35～50 mm 的柔性焊

接导线组成的线圈，将其接到一个或者两个顺序

连接的焊接变流器，使其形成的磁场作用方向与

钢管剩磁场作用方向相反，见图2；③在消磁开

图2 单根钢管(中间部分)用直流电的消磁系统图

1 被消磁钢管

2 焊接导线

3 直流电焊接电源

始时，电流为8O～1OO A。④在消磁的过程中，必

须周期性地用磁力计在钢管上检查消磁磁场作用

的结果(在电源接通时进行测量)。必要时，控制电

流或者改变它的方向(用在焊接变流器上换接导

线的方法)。⑤消磁结束以后，为了平滑地降低磁

通时，应该在lmin内逐渐减小电流，直到零值，

然后切断电源。

用直流电消磁，可以按几种方案完成。

单根钢管消磁，先在钢管一端沿外圆绕8～

12匝的线圈，以最大的磁场值来消磁；然后以同

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第25卷第5期许贵芝编译：俄罗斯管道焊接前的现代消磁方法样方法为钢管另一端消磁。

当单根钢管消磁到钢管对接处时，将两根钢

管拉开距离不小于300 mm，在距每一根管子端

面80～100 mm 处绕上18～20匝的线圈，并按图

3(a)方法完成消磁。

图3 钢管对接装配前用直流电消磁的系统图

l一被消磁钢管2一焊接导线3 直流焊接电源

4 带焊条的电焊钳5一金属板片

在个别场合下，推荐使用将电焊钳和金属板

片接入电气系统中消磁的方案，见图3(b)。将装

入电焊钳中的焊条，在300 A 电流下与金属板短

路10 s。然后断开。在每一次短路一一断开循环之

后，用磁力计检查磁性，并在必要时重复消磁过

程。