CN113903544B - 一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，包括五个步骤如下：S1、判断磁性强弱；S2、放置永磁铁；S3、抵消或减弱磁场磁性；S4、焊接；S5、焊后热处理。本发明采用铁块来判断单桩基础纵缝坡口磁性的强弱，再利用现有磁吸吊设备上取下的永磁铁产生与纵缝坡口相反的磁场，通过相反磁场产生的磁性会被相互抵消或减弱，最终消除纵缝坡口上的磁性，从而达到高质量的焊接效果，满足了体积较小单桩基础的焊接技术要求，在简化了消磁操作过程的，同时降低了成本，极大地缩短了单桩基础焊接的工期。
Description
技术领域
本发明属于海上风力发电技术领域，具体涉及一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法。
背景技术
海上风电单桩基础一般为低合金钢，低合金钢本身带有一定的磁性，碳刨及其他加工过程中会导致强化其磁性的现象，而带有磁性的低合金钢在焊接时会出现噼里啪啦的响声，电弧磁偏吹以及会产生大量飞溅现象，无法完成焊接，即使是勉强焊接，也会因存在大量缺陷而导致产品的不合格。现阶段消磁方法一般有三种，分别是高温加热、利用消磁机和放置交变磁场来消除磁性，但这三种方法需要通过专业的仪器来进行消磁，成本较高，且这样的消磁方法不太适用于体积较小的单桩基础。
经过检索，中国专利文献公告号CN105312728A，公告日2016年02月10日，公开了一种用于消除持续性强磁场对焊接操作影响的装置，文中提出“包括上电磁感应装置和下电磁感应装置；上、下电磁感应装置分别包括上、下逆变焊机，上、下逆变焊机的正极分别通过上、下焊接接地线进行可靠接地、负极分别与带有磁性的上、下待焊部件上缠绕数匝的上、下柔性感应线圈相连，上、下柔性感应线圈的线圈头部分别与上、下电焊钳相连，上、下电焊钳分别用于对上、下专用消磁焊接件进行焊接 ；上待焊部件和下待焊部件之间为坡口部，坡口部设有连接高斯计的高斯计测量笔，坡口部外侧设有用于测量磁感应强度方向的指南针以及电焊机导线，电焊机导线连接弧焊电源”，此现有技术是利用了直流电消磁的原理，在被焊部件焊口部位产生与外部磁场相反的次生磁场，与原有磁场相互抵消，来抵消或消除局部磁性，此操作方法较为复杂，成本也较高，并不适用体积较小的单桩基础的消磁。为此，需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，以解决上述背景技术中提出的现阶段消磁方法操作过程复杂，成本高，不适用于体积较小的单桩基础的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤如下：
S1、判断磁性强弱：将带有磁性的单桩基础纵缝坡口下方放置一排铁块，使单桩基础纵缝坡口能够在铁块的吸附下判断磁性的强弱；
S2、放置永磁铁：在单桩基础纵缝坡口上方两端与中间等距离地放置在永磁铁，永磁铁是在磁吸吊上取下的；
S3、抵消或减弱磁场磁性：调整永磁铁的位置和方向，使永磁铁能够在调整过程中产生与纵缝坡口相反的磁场，此时相反磁场产生的磁性会被相互抵消或减弱，继而消除纵缝坡口上的磁性，同时铁块会随磁性消散或减弱后掉落，而后使用药芯气保焊进行试焊，试焊失败后会重复S1到S3直至试焊不会发生电弧磁偏吹及大量飞溅的现象；
S4、焊接：在试焊达到焊接标准后，对纵缝坡口进行预热并采用埋弧焊进行焊接，埋弧焊的焊接参数为：焊接电流620-720A，焊接电压27-35V，焊接速度22-30m/h；
S5、焊后热处理：将焊好的纵缝上下两面分别依次覆盖上陶瓷加热垫和保温棉，而后按照热处理工艺设置程序，启动温控仪加热至居里点，然后按工艺程序进行保温、降温直至常温，当热处理的温度高于单桩基础钢板的770℃居里温度时，单桩基础钢板会成为顺磁体，使单桩基础钢板对磁场响应很弱，电感量也会逐渐减小直至消失。
现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用铁块判断磁性的强弱，再利用现有磁吸吊设备上取下的永磁铁产生与纵缝坡口相反的磁场，通过相反磁场产生的磁性相互抵消或减弱，最终消除纵缝坡口上的磁性，从而达到高质量的焊接效果，满足了体积较小单桩基础的焊接技术要求，在简化了消磁操作过程的，同时降低了成本，极大地缩短了单桩基础焊接的工期。
2.本发明利用药芯气保焊对消除磁性后的纵缝坡口进行试焊，使得纵缝坡口在焊接时能够保证高效的焊接质量和效率，有效地提高了单桩基础的焊接质量和效率，也在极大程度上缩短了单桩基础焊接的工期。
3.本发明通过陶瓷加热垫和保温棉依次覆盖到焊缝上，使焊缝在热处理时能够保持良好的处理温度，保证了焊缝的稳定性。
4.本发明通过热处理工艺对焊缝进行加热消磁处理，使单桩基础不仅消除了焊缝的应力，而且改善了受力的状况，还可细化晶粒改善金相组织，提高了力学性能。
附图说明
图1为本发明的整体步骤流程示意图；
图2为本发明的单桩基础纵缝坡口消磁的结构示意图；
图3为本发明的纵缝坡口焊后热处理消磁的结构示意图；
图4为本发明的焊后热处理工艺曲线示意图。
其中：1、纵缝坡口；2、铁块；3、永磁铁；4、陶瓷加热垫；5、保温棉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：（以试焊成功为例）
请参阅图1，一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，包括具体步骤如下：首先将带有磁性的单桩基础纵缝坡口1下方放置一排铁块2，使单桩基础纵缝坡口1能够在铁块2的吸附下判断磁性的强弱（如图2所示）；再在三个磁吸吊上取下五吨的永磁铁3，这五吨的永磁铁3等距离放置到单桩基础纵缝坡口1上方两端与中间处；然后通过磁吸机对永磁铁3的位置和方向进行调整，当永磁铁3调整的位置和方向会使铁块2掉下来，即永磁铁3会产生与纵缝坡口1相反的磁场，而相反磁场产生的磁性会被相互抵消或减弱，继而消除纵缝坡口1上的磁性，同时铁块2会随磁性消散或减弱后掉落，铁块2掉落后使用药芯气保焊对纵缝坡口1进行试焊，试焊后不会出现电弧磁偏吹及大量飞溅的现象；此时试焊就已达到焊接标准，达标后先对纵缝坡口1进行预热，而后采用焊接电流为620-720A，焊接电压为27-35V，焊接速度为22-30m/h埋弧焊对纵缝坡口1进行焊接；将焊接好的纵缝的上下两面先铺垫上陶瓷加热垫4，再在陶瓷加热垫4上分别覆盖上保温棉5（如图3所示），使焊缝在热处理时能够保持良好的处理温度，而后按照热处理工艺设置程序，启动温控仪加热至单桩基础钢板的770℃居里温度，然后按照工艺程序保持770℃居里温度150分钟，而后进行降温至500℃-600℃保持1-2分钟后降至常温（如图4所示），使得单桩基础不仅消除了焊缝的应力，而且改善了受力的状况，还可细化晶粒改善金相组织，提高了力学性能。
实施例2：（以试焊失败为例）
本实施例中，单桩基础纵缝坡口的消磁方法与实施例1一致，仅试焊未能成功，即：铁块2掉落后使用药芯气保焊对纵缝坡口进行试焊，试焊后依旧出现电弧磁偏吹及大量飞溅的现象，此时因考虑到是否是磁场判断有误，再次将一排铁块2放置到单桩基础纵缝坡口1下方，若铁块2不能吸附到单桩基础纵缝坡口1处，即磁场判断正确，而后查看单桩基础纵缝坡口1处是否有外部因素应及时排除，排除后对纵缝坡口1进行再次试焊，再次试焊后不会出现电弧磁偏吹及大量飞溅的现象，此时就达到焊接标准，然后再对纵缝坡口1进行焊接；若铁块2能吸附到单桩基础纵缝坡口1处，即磁场判断有误，再将永磁铁3等距离放置到单桩基础纵缝坡口1上方两端与中间处，对永磁铁3的位置和方向进行调整，使铁块2掉下来，即消除了纵缝坡口1上的磁性，铁块2掉落后使用药芯气保焊再次对纵缝坡口1进行试焊，再次试焊后不会出现电弧磁偏吹及大量飞溅的现象，此时就达到焊接标准，然后再对纵缝坡口1进行焊接。
实施例3：（以试焊失败为例）
本实施例中，单桩基础纵缝坡口的消磁方法与实施例1一致，仅热处理工艺对焊缝进行加热消磁不一致，即当加热的温度高于单桩基础钢板的770℃居里温度时，单桩基础的钢板会成为顺磁体，使单桩基础钢板对磁场响应很弱，电感量也会逐渐减小直至消失。
Claims (9)
1.一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，所述消磁方法包括具体步骤如下：
S1、判断磁性强弱：将带有磁性的单桩基础纵缝坡口下方放置一排铁块；
S2、放置永磁铁：在纵缝坡口上方等距离地放置永磁铁；
S3、抵消或减弱磁场磁性：调整永磁铁的位置和方向，找出与纵缝坡口磁场方向相反的磁场，同时铁块掉落；
S4、焊接；
S5、焊后热处理：将焊好的纵缝上下两面分别依次覆盖上陶瓷加热垫和保温棉，而后按照热处理工艺设置程序，启动温控仪加热至居里点，然后按工艺程序进行保温、降温直至常温。
2.根据权利要求1所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，S1中，铁块吸附在单桩基础的纵缝的下方。
3.根据权利要求1所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，S2中，永磁铁是在磁吸吊上取下的，并等距离放置于纵缝坡口上方的两端与中间。
4.根据权利要求1所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，S3中，永磁铁在调整位置和方向时，会产生与纵缝坡口相反的磁场，相反磁场产生的磁性会被相互抵消或减弱，继而消除纵缝坡口上的磁性。
5.根据权利要求1所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，S3中，在铁块掉落后，使用药芯气保焊进行试焊，试焊成功后直接对纵缝坡口进行焊接，试焊失败后会重复S1到S3直至试焊不会发生电弧磁偏吹及大量飞溅的现象。
6.根据权利要求1所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，S4中，焊接：在试焊达到焊接标准后，对纵缝坡口进行预热并采用埋弧焊进行焊接。
7.根据权利要求6所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，所述埋弧焊的焊接参数为：焊接电流620-720A，焊接电压27-35V，焊接速度22-30m/h。
8.根据权利要求1所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，S5中，热处理的温度高于居里点时，单桩基础的钢板会成为顺磁体。
9.根据权利要求8所述的一种用于焊接单桩基础纵缝坡口的消磁方法，其特征在于，所述单桩基础的钢板居里温度为770℃。
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