Принципиальная схема электрошлаковой сварки (см. рис. 6) и ее сущность изложены ранее. В на­стоящем параграфе рассмотрим особенности, технологию и другие данные, характеризующие процесс.

К особенностям электрошлаковой сварки следует от­нести отсутствие дугового разряда, что обеспечивает спокойное протекание процесса без разбрызгивания ме­талла и шлака и возможность производить сварку как од­
ним, так и несколькими, расположенными гребенкой, электродами. Для сваривания за один проход металла толщиной до 3 м производят возвратно-поступательное перемещение электродов. Подготовка кромок деталей для электрошлаковой сварки самая дешевая, так как обычно производится только их выравнивание газовой резкой.

Уменьшение расхода электродного металла происхо­дит вследствие того, что площадь сечения швов при боль­шой толщине с V-образной подготовкой кромок значи­тельно больше площади сечения электрошлакового шва с прямоугольной под­готовкой кромок. Расход флюса в 20—30 раз мень­ше, чем при обычной сварке под флюсом. Соот­ветственно уменьшается количество теплоты, за­трачиваемое на плавление его, увеличивается эффек­тивная тепловая мощность (рис. 29, г) и производи­тельность процесса. Коэф­фициент наплавки при сварке проволочными элек­тродами достигает 25—

35 г/(А-ч).

Вертикальное положение шва и постоянное наличие над поверхностью кристаллизующегося металла значи­тельной массы двумя и тремя электродами приведены в табл. 35.

При электрошлаковой сварке электродом может слу­жить не только тонкая проволока, но и электроды боль­шого сечения в виде пластин стержней и др. (рис. 121, а). Пластинчатые электроды применяются главным образом при значительной толщине свариваемых деталей и сравни­тельно небольшой высоте швов жидкого металла и пере­гретого шлака, облегчают удаление легкоплавких вредных примесей, шлака и газов из металла шва, замедляют ско­рость охлаждения, уменьшают вероятность образования пор и при сварке закаливающихся сталей заметно уменьшают опасность появления околошовных холодных трещин.

Электрошлаковая сварка также часто применяется и для сварки небольших толщин, как, например, монтаж­
ных стыков корпусов судов на стапеле при толщине дета­лей 14—30 мм.

Электрошлаковая сварка может быть осуществлена по нескольким технологическим вариантам одним проволоч­ным электродом диаметром 2 или 3 мм без поперечных колебаний и постоянной скоростью подачи проволоки в шлаковую ванну. Этим методом можно сваривать ме­талл толщиной до 50 мм. При сварке больших толщин одним электродом без поперечных колебаний по толщине шов по сечению формируется неудовлетворительно: в сред­ней части свариваемого сечения проплавление значи­тельно больше, чем у поверхности свариваемых деталей, и в результате могут образоваться горячие трещины и не­провар кромок у поверхности. Для увеличения глубины провара у поверхности деталей и уменьшения его в средней части сечения при сварке одним электродом ему сообщают поперечное возвратно-поступательное движение с опре­деленной скоростью (см. рис. 6). Тогда удовлетворитель­ное формирование шва по сечению можно получать при толщине металла до 150 мм. В случае необходимости сва­ривать металл большей толщины применяют двух-, трех - и многоэлектродную сварку проволочными электродами без поперечных или с поперечными их перемещениями.

На рис. 121, а изображена схема процесса электро - шлаковой сварки тремя электродами, а на рис. 121, б — многоэлектродная шлаковая сварка. Металл толщиной до 1 мм можно сваривать одним пластинчатым электро­дом (рис. 121, б). Преимуществом этого способа по срав­нению с электрошлаковой сваркой проволочными электро­дами является упрощение техники сварки, сварочной ап­паратуры и повышение производительности.

При электрошлаковой сварке пластинчатыми электро­дами они опускаются (по мере их оплавления) в шлаковую ванну, и шов образуется за счет расплавления основного металла и расплавленного металла пластин. Число пла­стин выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, предпочтение отдается сварке тремя электродами, когда имеется возможность подключиться ко всем фазам источника питания и тем самым обеспечить равномерную его загрузку.

Для сварки изделий сплошного криволинейного про­филя с переменным сечением в зазор между свариваемыми кромками на всю длину сварного соединения неподвижно помещают стальную пластину с пазами или несколько

пластин, которым придается форма продольного сечения спариваемых деталей с приваренными трубками или про­волочными спиралями для пропуска электродной про­волоки.

В этом случае пластика является не только плавя­щимся электродом, но и мундштуком для наплавления

Рис. 122. Электрошлако - вая наплавка: а — пло­ских поверхностей; б — цил индр ических повер х - ностей; в — конических поверхностей

электродной проволоки, и этот вид сварки получил назва­ние электрошлаковой сварки плавящимся мундштуком (рис. 121, г). При этом способе сварки по мере подъема шлаковой ванны вследствие заполнения зазора в стыке расплавленным металлом плавящийся мундштук оплав­ляется вместе с электродной проволокой и после затверде­вания образует шов.

Контактно-шлаковая сварка применяется для соеди­нения деталей, имеющих в сечении круглую, квадрат­ную или сложную форму. Плотность сварочного тока подбирается примерно в пределах 0,3—0,5 А/мм2. Кон­тактно-шлаковая сварка названа так, потому, что ее схема (рис. 121, 5) напоминает контактную сварку. При этом детали располагаются одна над другой с определенным зазором; на нижнюю деталь укрепляется специальный охлаждаемый медный кокиль. Для быстрого наведения электрошлакового процесса между торцами свариваемых деталей закладывается несколько кусочков электропро­водного флюса; кроме того, в кокиль засыпается свароч­ный флюс и к деталям подводится ток.

При прохождении сварочного тока кусочки электро­проводного флюса расплавляются, образуя небольшую сварочную ванну, которая постепенно увеличивается за счет расплавления сварочного флюса. После расплавле­ния всей массы флюса, засыпанного в кокиль, за счет теплоты, выделяющейся в шлаковой ванне, нагреваются и оплавляются концы свариваемых деталей и образуется металлическая ванна. Когда объем ее достигнет нужных размеров, ток отключается, и верхний стержень быстро приближается к нижнему до соприкосновения — процесс сварки закончен.

Электрошлаковый процесс может быть также исполь­зован для наплавки плоских, цилиндрических и кониче­ских поверхностей, если толщина наплавленного слоя не менее 12—15 мм (рис. 122).