Выбор материала зависит от типа сварочного аппарата и свойств соединяемых металлов. Проволока медленно подается в пространство между деталями. Он подается сверху вниз, следуя за движущимися электродами.
Характеристика и применение электрошлаковой сварки. Методы, технология, достоинства и недостатки
Электролитическая шлаковая сварка относится к классу тепловых и является разновидностью сварки плавлением. Источником тепла является тепло, генерируемое потоком энергии в шлаковом бассейне.
- 1 ГОСТы
- 2 Где применяется
- 3 Способы сваривания
- 4 С помощью электродных проволок
- 5 Использование электродов большого сечения
- 6 Применение плавящегося мундштука
- 7 Технология сварки
- 8 Оборудование
- 9 Преимущества и недостатки
Рабочий процесс является вертикальным и состоит из электрического тока, проходящего через электрод, основной металл и жидкий шлак в сварочном контуре. Основной и присадочный металл расплавляются под воздействием тепла нагретого шлакового бассейна.
Электролитическая шлаковая сварка различается в зависимости от типа, количества электродов и наличия колебаний электродов.
ГОСТы
Требования, технические условия, типы соединений и другая информация об электрошлаковой сварке содержатся в обязательном ГОСТе. Некоторые стандарты:
- Процессы сварки : ГОСТ 30482-97 – правила технологического процесса проведения работ проволочным электродом или плавящимся мундштуком низколегированных и углеродистых сталей.
- Сварочные материалы : ГОСТ 9087-81, ГОСТ 30756-2001 – технические условия на флюсы сварочные плавленые для электрошлаковой сварки и технологий.
- Сварные соединения : ГОСТ 15164-78 – типы, элементы, размеры.
Где применяется
Основная область применения — тяжелое машиностроение.
- соединение толстостенных листов и деталей (бронекорпусов кораблей, валов гидравлических турбин, станин мощных прессов и прокатных станов, брони танков, барабанов котлов высокого давления);
- сварка металлов, имеющих разный химический состав ;
- сооружение кожухов домен ;
- производство сварно-кованых и сварно-литых конструкций ;
- изготовление металлургического оборудования, толстостенных цилиндров.
Процесс также используется для сварки металлов небольшой толщины (14-30 мм), например, скользящих соединений узлов лодок.
Сущность процесса и область применения
Что такое электрошлаковая сварка? Это нагрев металла в шлаковой массе, нагреваемой дугой переменного тока. Он создается между электродом и заготовкой. Другого пути нет. Шлаковая ванна действует как защитная атмосфера. С обеих сторон он удерживается двумя параллельными полозьями. Они ограничивают поверхность нагрева заготовки. Электрод или сварочный стержень погружается во флюс. Он плавится при прохождении через него тока, образуя расплавленный бассейн с металлом.
По сути, шлаковая сварка — это процесс вертикальной дуговой сварки, в котором используется тепловой потенциал шлака, нагреваемого током. Он остается в зоне сварки благодаря скольжению. Хитрость заключается в том, что вы можете сварить толстый слой сплава за один проход, используя вертикальный метод.
В процессе нагрева жидкий металл оседает из-за своей высокой плотности и заполняет полость, а легкий шлак всплывает наверх, увлекая за собой пузырьки воздуха из расплавленного металла. Расплавленная ванна четко делится на две фракции металл/неметалл в зависимости от высоты зоны сварки.
Область применения метода ESH ограничена:
- не применяется для тонкостенных элементов, они под шлаком расплавятся полностью;
- не образует разнонаправленных швов;
- размер деталей не должен выходить за рамки возможностей установки ползунов.
Метод подходит для сварки твердых стальных сплавов, от чугуна до высоколегированной стали.
Читайте также: Что такое шовная (роликовая) контактная сварка
Виды электрошлаковой сварки
Метод может быть различным в зависимости от типа добавки и способа ее подачи:
- С использованием проволоки. Она подается в ванну расплава постепенно, сверху вниз, вслед за перемещающимися в одной горизонтальной плоскости электродами.
- С использованием пластин и токоподающих электродов круглой или прямоугольной формы. Пластины опускаются к зазору по мере необходимости образования расплава. В отличие от проволоки одномоментно образуют большой объем расплава.
- С использованием мундштука. По сути, это унификация первых двух способов. Токоподающие пластины фиксируются в определённом положении, флюс быстро прогревается. А к зазору по направляющему мундштуку подается проволока. Этот метод разработан для криволинейных швов.
Метод шлаковой сварки: а) проволокой; б) пластинами и токоподводящими электродами; в) соплом.
Технология электрошлаковой сварки
Две свариваемые детали размещаются рядом друг с другом с небольшим зазором и зажимаются с торцов медными шинами. Возбуждение дуги вызывает расплавление флюсового слоя и образование горячего шлака. При этом заполняется все замкнутое пространство. Благодаря хорошей электропроводности шлака дуга гасится, но течение тока не прекращается, выделяется тепло, и частицы шлака нагреваются до температуры плавления добавки и мягкости сплава. Расплав заполняет зазор, и образуется однородный сварной шов. Она защищена шлаковой ванной, нагретой выше 1500 °C. В поток можно одновременно засыпать несколько добавок, которые равномерно нагреваются горячим шлаком. Их всегда кормят сверху донизу. При искусственном охлаждении предметных стекол (с помощью воды) нижние диффузионные слои постепенно и равномерно затвердевают.
Типы сварных швов, получаемых с помощью процесса EDM:
- стыковые прямой, криволинейной формы;
- тавровые, двутавровые;
- угловые односторонние, двухсторонние;
- вертикальные переменного сечения.
Особенности электрошлаковой сварки
Чтобы понять, что такое шлаковая сварка, стоит подробнее рассмотреть особенности этого процесса. Процесс происходит в несколько этапов:
- Соединяемые детали необходимо устанавливать с некоторым зазором. Его показатели могут зависеть от габаритов изделия, химической основы материала и параметров используемого тока для сварки. В зазор помещают флюс, к нему подводится электрод.
- На электрод подается ток, который проходит через флюс, имеющий разный состав. Во время нагревания происходит образование шлаковой ванны, внутри которой сохраняются требуемые показатели температуры для расплавления металла.
- Более легкие шлаковые массы шлак находятся сверху металла, они блокируют проникновение атмосферных воздушных масс в область сварного шва, а также увеличивают период остывания расплавленной металлической массы.
- Чтобы сдержать расплавленный металл и предотвратить его вытекание, область обработки ограждают подвижными ползунами, которые выполнены из меди. Иногда могут применяться ограждающие пластины.
Важные свойства
Электрошлаковая сварка имеет множество положительных черт и характеристик, составляющих ее преимущества.
Среди его важнейших особенностей:
- защита соединения от воздействия атмосферного воздуха. Данную функцию выполняет шлак в жидком виде;
- изменение показателей плотности тока при сварочном процессе в отличие от других методов сваривания оказывает небольшое воздействие на структуру соединения;
- во время процесса отмечается невысокое кратковременное прерывание подачи тока;
- за один раз можно делать соединения с любой толщиной;
- можно сваривать необработанные края деталей;
- наблюдается небольшой расход энергии;
- низкая стоимость расходных материалов — шлака;
- наблюдается высокий КПД.
Это важно: электрошлаковая сварка не использует переменный ток, как многие другие сварочные процессы.
Негативные особенности
Следует помнить, что процесс ESH имеет отрицательные характеристики: Он допускает только вертикальные швы или швы под острым углом к вертикали. Это является основной причиной низкой распространенности данного метода.
Не следует прерывать уже начатый процесс сварки в его середине, иначе могут возникнуть дефекты, неточности. Их можно устранить только путем полного прерывания сварки и повторной сварки. Металл крепежа имеет крупнозернистую структуру. По этой причине не рекомендуется использовать детали с этим разъемом при температурах ниже нуля, так как их основа станет хрупкой и ломкой.
Обратите внимание: процесс электролитической шлаковой сварки требует большого количества оборудования. Часто используются медные ползунки, которые плотно прижимаются к области стыка, и другие вспомогательные детали.
