4.6. Оборудование для электрошлаковой сварки

При электрошлаковой сварке (рис. 4.3) теплота выделяется за счет сопротивления шлаковой ванны прохождению электрического тока, подводимого по электродам 1. Вытеканию ванны вбок препятствуют медные, водоохлаждаемые башмаки 2, которые вместе с электродами перемещаются по мере сварки вверх по свариваемым частям 3 и 4. На начальном и конечном участках привариваются планки. Шлаковая ванна защищает расплавленный металл от действия газов атмосферы.

Рис. 4.3. Электрошлаковая сварка

Способ применяется для сварки изделий толщиной свыше 16 мм. Известны случаи сварки материалов толщиной около 3 м. Сварочные токи могут здесь достигать нескольких тысяч ампер. Способ разработан в Институте электросварки им. Е.О. Патона. Источники сварочного тока — стационарные трансформаторы, например однофазные ТШС-1000-1 и ТШС-3000-1, ТМРК-1000-1 и ТМРК-3000-1, трехфазные ТШС-1000-3 и ТШС-3000-3 и выпрямители, например ВДУ-601, ВДУ-505 и др.

Аппараты для электрошлаковой сварки выполняют подачу электрода в зону сварки, перемещение вдоль шва, формирование наружной поверхности с помощью водоохлаждаемых кристаллизаторов-ползунов, возвратно-поступательное движение электродов вдоль толщины материала, автоматическое регулирование уровня сварочной ванны.

Аппараты рельсового типа перемещаются вдоль шва по вертикально установленному рельсу с зубчатой рейкой, по которой перекатывается зубчатое колесо, двигающее аппарат.

Аппараты безрельсового типа применяются при большой длине шва, когда рельс становится тяжелым и громоздким, а его крепление с необходимой точностью затруднено. Аппараты безрельсового типа перемещающиеся по поверхности изделия бывают магнитошагающие и с механическим прижимом. Последние имеют по обе стороны свариваемого стыка тележки, стянутые тягами через пружины.

В аппараты подвесного типа входят механизм подачи электродов и устройство для подвода сварочного тока. В аппаратах А-480, А-500 и др. используются пластинчатые или стержневые электроды круглого и квадратного сечения. Сварка пластинчатым электродом пригодна для швов ограниченной длины и обеспечивает устойчивость процесса. В аппаратах для сварки плавящимися мундштуками А-645, А-741 и др. сварочный ток к шлаковой ванне подводится по телу неподвижной пластины — мундштука, внутри которого проходит присадочная проволока. Эти аппараты предназначены для сварки изделий сложного профиля с труднодоступными швами.

При электрошлаковой сварке кольцевых швов механизм подачи проволоки неподвижен, а вращается изделие.

4.7. Оборудование для газовой сварки

При газовой сварке металл плавится за счет теплоты, получаемой сжиганием ацетилена, пропан-бутана, природного газа, бензина, керосина в кислороде. Кислород доставляется к месту сварки в стальных баллонах (голубого цвета) под давлением 15 МПа или в жидком виде. Ацетилен получают воздействием воды на карбид кальция в генераторах, станциях и установках стационарных и переносных.

Рис. 4.4. Инжекторная горелка

Мелкие потребители получают ацетилен с заводов в стальных баллонах (белого цвета) растворенным в ацетоне и находящемся в твердой пористой массе (например, березового активированного угля), что делает его практически взрывобезопасным. Для начала и прекращения подачи газа на газовых баллонах имеются вентили. Газы к сварочным горелкам подаются по резинотканевым рукавам (шлангам), присоединяемым к баллонам через редукторы, понижающие давление и поддерживающие его и расход газа постоянным независимо от давления в баллоне. Наиболее распространены инжекторные горелки (рис. 4.4), позволяющие работать уже при давлении ацетилена 0,5 кПа, т. к. при открывании кислородного вентиля 1 кислород под давлением 0,4 МПа проходит в конус инжектора 3 и в камеру смешения 5, создает разрежение в камере инжектора 4 и тем самым засасывает (инжектирует) горючий газ (при открывании ацетиленового вентиля 2) в камеру смешения 5, откуда смесь по трубке наконечника 6 и по каналу мундштука 7 выходит из горелки. Универсальная горелка состоит из ствола (включающего рукоятку, вентили, присоединительные ниппели и трубки) и набора наконечников (включающих инжектор, смесительную камеру, трубку наконечника и мундштук). Чем толще свариваемый металл, тем больше должен быть номер наконечника. Недостаток инжекторных горелок — необходимость корректировать смесь ацетиленовым вентилем, поскольку состав смеси в процессе работы меняется. Из пропановых назовем горелку ГЗУ.

Газовая сварка экономически эффективна при малой толщине материала. Газовое пламя — наименее концентрированный источник сварочной теплоты, позволяющий избежать прожогов при сварке тонких листов. Качество газовой сварки несколько уступает дуговой сварке качественными электродами. Газовая сварка применяется для цветных металлов, инструментальных сталей и других сплавов, требующих медленного нагрева, для чугуна и других сплавов, требующих подогрева, для пайки, наплавки и в ремонте в полевых условиях.