Основными параметрами режима электрошла­ковой сварки проволочными электродами являются сле­дующие:

диаметр электродной проволоки — dm (обычно при­нимается равным 3 мм, а в некоторых случаях 5 мм); сила сварочного тока — /св; скорость подачи электрода—уп. 8; напряжение на шлаковой ванне — б/шл; скорость сварки — исв; толщина свариваемого металла — s; сухой вылет электрода — /с;

скорость поперечных перемещений электрода — ип. п; время выдержки у ползуна при сварке с поперечными колебаниями — ^в;

недоход последующего электрода до предыдущего (не - докрыш) при сварке несколькими электродами с попереч­ными колебаниями — /н;

число сварочных проволок-электродов — «эл;

зазор — Ь

глубина шлаковой ванны — /гшл;

недоход электрода до ползуна;

марка флюса.

Все эти параметры существенно влияют на качество и формирование сварного шва и должны правильно подби-1 раться. При выборе их обычно исходят из следующих двух условий:

1. Выбранный режим должен гарантировать сплош­ность сварного соединения — отсутствие внутренних и внешних несплавлений и ширину провара кромок в пре­делах 6—10 мм на сторону.

2. При сварке на выбранном режиме с применением соответствующих сварочных материалов в шве не должны возникать горячие (кристаллизационные) тре­щины, для чего режим сварки должен обеспечить по­лучение оптимального коэффициента формы сварочной ванны.

При электрошлаковой сварке форму и состав шва в ос­новном определяет ширина шва. С изменением ширины шва меняются условия кристаллизации сварочной ванны, доля участия основного металла в шве, а следовательно, и химический состав шва и его свойства.

Рассмотрим влияние основных параметров режима электрошлаковой сварки на ширину шва.

При увеличении силы сварочного тока сначала не­сколько возрастает ширина провара, вследствие увеличе­ния тепловой мощности. Дальнейшее увеличение тока вызывает уменьшение ширины провара, так как при этом возрастает глубина металлической ванны, и в шлаковой ванне выделяется меньше теплоты. Силу сварочного тока выбирают в зависимости от отношения толщины свари­ваемого металла к числу электродов

^г. в — А + Bs/nbn, (125)

где А и В — коэффициенты (А — 220-Ч-280; В = 3,2-М,0).

При «эл = 1

/с в — А Bs.

Кроме того, установлено, что ток в сварочной цегш зависит от скорости подачи электродной проволоки и связан с ней линейной зависимостью

/« = (1.6-г-2,2)^3 *127)

(коэффициенты зависят от марки проволоки и флюса), тогда

Т’п. Э = /св/(1.6 - Г - 2,2). (128)

Увеличение силы тока при увеличении скорости подачи может быть объяснено тем, что с увеличением скорости по­дачи уменьшается расстояние между концом погруженного в шлаковую ванну электрода и поверхностью металли­ческой ванны. Высота слоя шлака между концом элек­трода и металлической ванной уменьшается и, как след­ствие, уменьшается его сопротивление. Это приводит к по­вышению силы тока; к дополнительному подогреву ванны и повышению температуры шлака. Увеличение темпера­туры шлака также увеличивает скорость расплавления электрода и возрастает расстояние между концом элек­трода и металлической ванной. Это приводит к установле­нию нового стабильного состояния в процессе плавления электрода.

Как ранее отмечалось, повышение тока приводит к уве­личению глубины металлической ванны и уменьшению ширины провара, в результате коэффициент формы ме­таллической ванны снижается и вероятность образования горячих трещин возрастает. Поэтому сварочный ток огра­ничен необходимостью получения благоприятной формы сварочной ванны, при которой не возникает опасность появления горячих трещин.

Повышение напряжения на шлаковой ванне вызывает значительное увеличение ширины провара и рост коэф­фициента формы металлической ванны. Чрезмерное по­вышение напряжения на шлаковой ванне вызывает вски­пание шлака, вследствие чего нарушается устойчивость процесса сварки.

Для получения металлической ванны оптимальной формы, при которой нет опасности образования горячих трещин, большему току должно соответствовать большее напряжение. С достаточной точностью для практических целей напряжение шлаковой ванны может быть опреде­лено так:

иш л=12+/і25 + ^-. (129)

Глубина (мм) шлаковой ванны, от которой зависит устойчивость процесса и ширина провара, является важ­ным параметром режима и может быть вычислена по формуле

кшп = /Св (0,0000375/св - 0,0025) + 30. (130)

Увеличение скорости сварки (м/ч) достигается за счет увеличения скорости подачи электрода и тока и умень­шения зазора, она может быть определена по уравнениям

оСй — на31ссп1 цц/iybsky), (131)

или

^св = Яэл^п. ancl2/4/(ybs/iy), (132)

где ky — коэффициент, учитывающий выпуклость шва, ky = 1,05-ь 1,1.

Увеличение зазора между свариваемыми кромками вы­зывает рост ширины проплавления шва, но приводит к возрастанию необходимого количества металла для заполнения шва, что снижает производительность. Умень­шение зазора увеличивает производительность сварки, по это приведет к снижению коэффициента формы шва, так как при неизменной глубине ванны ширина ее умень­шается, что увеличивает опасность появления горячих трещин в шве. Зазор надо подбирать по данным с. 262.

Увеличение сухого вылета электрода приводит к умень­шению провара в связи с тем, что при неизменной скорости подачи электрода сварочный ток уменьшается из-за пред­варительного нагрева электрода и повышения его сопро­тивления. Сухой вылет электрода принимается равным 60—70 мм.

Увеличение скорости поперечных колебаний умень­шает ширину провара. Эта величина выбирается в зави­симости от скорости подачи электрода, причем перемеще­ния должны быть обратно пропорциональными подаче.

Скорость поперечных перемещений (м/ч) может быть определена по формуле

IV П = 66 — 0,22s/nBJI. (133)

Увеличение диаметра электродной проволоки приводит к увеличению ее упругости (жесткости) и при прохожде­нии ее по изогнутым мундштукам, за счет интенсивного трения мундштуки быстро изнашиваются. Кроме того, увеличение диаметра проволоки также приводит к росту

ширины провара и уменьшению глубины металлической ванны. Поэтому наиболее рационально применение про­волоки диаметром до 3 мм. Но при подаче проволоки через направляющие и изгибающие ролики возникает возможность применения проволоки большего диаметра.

Время выдержки у ползуна определяем по формуле

tB = 0,0375sfaOT + 0,75. (134)

Расстояние между электродами при поперечных пере­мещениях

т — s/n3 л + 8; (135)

без поперечных перемещений

т — &!пьп. (136)

Недоход электрода до ползунов принимают равным 5—7 мм.

Режим электрошлаковой сварки в зависимости от от­ношения толщины к числу электродов может быть опре­делен по графику, представленному на рис. 123.