Электрошлаковая сварка — сущность процесса и сферы применения

Сущность электрошлаковой сварки заключается в нагревании соединяемых деталей теплом, получающимся при прохождении тока через оплавленный шлак. Способ используется в основном при работе в вертикальной плоскости.

Технология производства ЭШС

Начинается процесс возбуждением электродуги между электродной проволокой и деталью. Температура дуги способствует расплавлению флюса, образуется шлаковая ванна с повышающимся уровнем. Расплавленный флюс обладает достаточной теплопроводностью, чтобы шунтировать дугу, тем самым прекращая ее горение. При этом, благодаря теплу, выделяющемуся при прохождении тока сквозь расплавленный шлак, сохраняется температура и процесс расплавления флюса.Схема

Контактируя с перегретым шлаком, поверхности соединяемых изделий и электродная проволока расплавляются. Образующийся в результате этого жидкий металл заполняет зазоры между свариваемыми деталями. Чтобы удержать текущий металл и шлак в зазоре, устанавливают медные ползуны с обеих сторон шва, которые охлаждаются водой и поднимаются по мере готовности соединения.

Виды ЭШС

Электрошлаковая сварка, подразделяется на несколько видов, отличающихся друг от друга типами электродов и способами подачи их ванну.Первый вид

  • К первому виду относится электрошлаковая сварка, при которой подача электродных проволок в шлаковую ванну, ведется по мере их расплавления. Метод предполагает сообщение электродам возвратно-поступательных движений в горизонтальной плоскости, обеспечивающих равномерное прогревание толщины соединяемых элементов.
  • Второй вид – это электрошлаковая сварка пластинами или электродами, имеющими большой диаметр. Схема предполагает, что электрод должен максимально закрывать зазор между свариваемыми деталями. Пластинчатые электроды, форма которых соответствует соединяемым поверхностям, фиксируются в зазоре и подаются в шлаковую ванну короткими периодами, в случае, когда для заполнения зазора не хватает жидкого металла. Оборудование для электрошлаковой сварки пластинами или габаритными электродами проще в эксплуатации, чем при сварке проволокой.
  • Третий способ – это применение плавящегося мундштука в процессе сварки. Первый и второй вид сварки скомбинированы в этой технологии. То есть пластина устанавливается и фиксируется в зазоре, боковые грани которого, иногда и центральная часть, заполняются направляющими трубками, через которые, в шлаковую ванну, подается проволока. При этом пластина остается неподвижной на протяжении всех сварочных работ, так как нехватка металла при заполнении зазора полностью обеспечивается проволокой, посредством которой шов обогащается легирующими элементами.

Методика

Преимущества метода

Соединения, выполненные электрошлаковой сваркой, имеют высокое качество. Иногда, чтобы улучшить структуру шва, необходимо после сварки осуществить термическую обработку соединения, которая способствует укрупнению зерна.

Преимуществами способа являются:

  • небольшой расход электрической энергии и флюса на килограмм металла;
  • производительность процесса.

Также с помощью электрошлакового переплава металла добиваются значительного улучшения его характеристик.

Недостатки метода

Электрошлаковая сварка имеет и ряд недостатков:

  • соединения могут выполняться только в вертикальной плоскости, или близкой к ней по наклону;
  • нельзя допускать остановку процесса в ходе сварки, иначе можно получить дефекты, которые нужно будет ремонтировать; часто такое соединение разрывают и заваривают заново;
  • шов и зона термического воздействия, имеют крупнозернистую структуру , с этим связывается низкий показатель ударной вязкости металла при отрицательной температуре;
  • предварительно, перед началом сварочного процесса, необходимо изготовить и установить технологические детали: планка, стартовый карман, формирующие элементы.

Применение ЭШС

С помощью электрошлаковой сварки выполняются прямолинейные, криволинейные, кольцевые швы. Наименьшая толщина элементов соединяемых встык варьируется от 20 до 35 мм. Считается более целесообразным применять ЭШС при работе с толстостенными материалами и конструкциями из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых, низко-, средне и высоколегированных сталей. Также ЭШС прекрасно подходит для сварки изделий из чугуна и цветных металлов, таких как алюминий и титан.эшс

Метод хорошо подходит для выполнения стыковых, угловых, тавровых соединений с любой конфигурацией шва: переменного сечения и кривизны, прямолинейной и кольцевой формы. Из них наиболее технически простой считается стыковая сварка.

Область применения электрошлаковой сварки довольно широка, потому что метод подходит для сваривания за одно прохождение металлических деталей разной толщины. Большим плюсом считается тот факт, что увеличение толщины соединяемых элементов прямо влияет на повышение эффективности процесса. Применяется электрошлаковая сварка для сваривания чугунных изделий, поверхностей цветных металлов, для выполнения наплавки.

Оборудование для ЭШС

Автоматы, применяемые для осуществления электрошлаковой сварки, немного отличаются от остальных сварочных устройств.Оборудование

Они снабжены:

  • специальными устройствами для удержания текущего металла, шлака в зоне зазора;
  • устройствами, перемещающими электрод вдоль сварочной ванны, обеспечивающими равномерный прогрев;
  • источником питания, обеспечивающим стабильность процесса и темтературный режим шлаковой ванны.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*