Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка — это сварка плавлением, при которой для нагрева металла используется теплота; выделяющаяся при прохождении электрического тока 4eJ рез расплавленный электропроводный шлак (рис. 64). Это самый высокопроизводительный способ автоматической сварки металла значительной толщины.

Производится она так. В пространство между сварива­емыми кромками изделия и шлакоудерживающими при­способлениями (медными ползунами, начальными план­ками) вводятся флюс и электродная проволока. Процесс сварки начинается с возбуждения дуги между электродной проволокой и начальной планкой. Теплотой дуги рас­плавляются флюс и электродная проволока. Образуется

Рис. 64. Электрошлаковая сварка: / — начальная скоба для воз­буждения процесса сварки; 2 — металлическая (сварочная) ванна; 3 — токоподводящий мундштук; 4 — подающие ролики; 5 — элек­тродная проволока; 6 — шлаковая ванна; 7 — медные формующие ползуны; 8 — сварной шов; 9 — сборочная скоба; 10 — сваривае­мые детали

ванна расплавленного металла, покрытая слоем жидкого шлака. Электродная проволока, находясь в ванне нагре­того шлака, плавится, и дуга гаснет. Сварочный ток, про­ходя через расплавленный шлак, нагревает его до темпе­ратуры 1600— 1700°С. Дальнейший бездуговой процесс плавки происходит за счет теплоты, выделяемой в шлаке сварочным током. По мере заполнения шва металлом мед­ные ползуны, охлаждаемые проточной водой, перемеща­ются снизу вверх и формируют сварной шов. Применяя электрошлаковую сварку несколькими электродными про­волоками или электродами в виде ленты, можно свари­вать кромки изделия практически любой толщины.

Важным преимуществом электрошлаковой сварки яв­ляется возможность сварки швов сложной конфигурации, при этом электродная проволока подается через специаль­ный плавящийся мундштук, форма которого соответству­ет форме свариваемого шва. Мундштук плавится вместе с электродной проволокой, заполняя свариваемый шов ме­таллом.

Качество металла шва при электрошлаковой сварке зна­чительно выше, чем при автоматической сварке под флю­сом. Это объясняется постоянным наличием над металлом шва жидкой фазы металла и нагретого шлака, что способ­ствует более полному удалению газов и неметаллических включений. Резко снижается влияние на качество шва влаж­ности флюса, ржавчины и различных загрязнений свари­ваемых кромок изделия. Трудоемкость операций по подго­товке изделия под сварку снижается за счет исключения работ по разделке и подготовке кромок к сварке. Кромки обрезают кислородной резкой под прямым углом к поверх­ности свариваемых листов. Удельный расход электроэнер­гии, флюса и электродной проволоки сокращается, так как процесс протекает в замкнутой системе при небольшом количестве флюса и полном использовании электродного металла. Увеличенный вылет электродной проволоки и значительные плотности тока обеспечивают высокую про­изводительность наплавки, достигающую 27 кг/ч, в то вре­мя как при автоматической сварке под флюсом он состав­ляет примерно 12 кг/ч, а при ручной — только 2 кг/ч. Рас­ход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла умень­шается вдвое, а расход флюса — в 20—30 раз по сравнению с автоматической сваркой под флюсом.

Производительность электрошлаковой сварки превыша­ет производительность автоматической сварки под флюсом в 7—10 раз, а при большой толщине свариваемых кромок она в 15—20 раз выше производительности многослойной автоматической сварки. Постепенный подогрев сваривае­мых кромок и замедленный нагрев околошовной зоны уменьшают возможность образования в ней закалочных структур. Поэтому при электрошлаковой сварке самозака­ливающихся сталей образование* закалочных трещин ме­нее вероятно. Освоение электрошлаковой сварки позволи­ло заменить громоздкие и тяжелые цельнолитые и цель­нокованые станины и корпуса более легкими и компактны­ми сварно-литыми и сварно-коваными деталями.

Для производства электрошлаковой сварки разработа­ны три типа аппаратов:

• рельсовые аппараты, перемещающиеся по вертикаль­ным рельсам или специальным направляющим вдоль свариваемого шва (аппараты типов А-820М, А-535 и А-681);

• безрельсовые аппараты, движущиеся по свариваемо­му изделию и связанные с ним механическим креп­лением (аппараты типов А-304 и А-612);

• шагающие магнитные аппараты, перемещающиеся по, , свариваемому изделию с помощью системы шагаю­щих электромагнитов (аппарат типа А-501М).

Источниками питания многоэлектродных аппаратов для электрошлаковой сварки являются трехфазные сварочные трансформаторы ТШ С-1000—3 и ТШС-3000—3. Они обес­печивают в каждой фазе сварочный ток соответственно в 1000 и 3000 А. Первичная и вторичная обмотки трансфор­маторов состоят из секций с отводами, что позволяет из­менять вторичное напряжение в пределах 38—54 В. Транс­форматоры работают с принудительным охлаждением (ТШС-1000—3 — воздушное; ТШС-3000—3 — водяное). Можно применять также трансформаторы типов ТС Д-500, ТС Д-2000, СТН-750 и др.

Для электрошлаковой сварки применяют флюсы марок АН-8 и АН-22.

Электрошлаковой сваркой можно выполнять стыко­вые, тавровые, угловые и кольцевые соединения. Напри­мер, при сварке кольцевых стыков котельных барабанов применяют трехэлектродные аппараты типов А-385 и А-401. При толщине стенок кольцевого стыка 90 мм и внутрен­нем диаметре 1300 мм аппаратом типа А-385 шов завари­вается за один проход за 2 часа. Для сварки прямолиней­ных швов применяют двухэлектродный аппарат типа А-372Р, работающий на сварочных токах 400—1000 А при напряжении 48—50 В и скорости подачи электродной про­волоки 150—500 м/ч.

Электрошлаковая сварка нашла применение при изго­товлении и монтаже различных металлоконструкций. Для этих работ используют малогабаритные одноэлектродные сварочные аппараты типов А-681, А-820 и др.

Для электрошлаковой сварки плавящимся мундштуком применяют малогабаритные однофазные аппараты типов А-645, А-1304.

Оставить комментарий