12. Суть і особливості електрошлакового зварювання.

Електрошлакове зварювання — зварювання плавленням, в якому джерелом нагріву є тепло, що виділяється у ванні розплавленого флюсу при проходженні через неї струму від електрода до виробу.

Цей спосіб зварювання застосувують при виготовленні конструкцій зі сталі різноманітних марок і класів, нікелевих сплавів, титану, алюмінію, міді та сплавів на їх основі. Діапазон зварюваних товщин від 8 до 2500 мм. Теоретично електрошлаковим процесом можна з'єднувати метали необмеженої товщини.

Електрошлакове зварювання (ЕШЗ) — вид електрошлакового процесу, зварювальна технологія, що використовує для нагрівання зони плавлення теплошлакової ванни, що нагрівається електричним струмом. Шлак захищає зону кристалізації від окислення і насичення воднем. У холодному металі розчинність водню на два порядки нижче, ніж у рідкому, а в атмосфері водню завжди вистачає. Тому, якщо метал без спеціального захисту розплавити, а потім швидко охолодити, то водень може спровокувати утворення тріщин. Процес зварювання є бездуговим. На відміну від дугового зварювання для розплавлення основного і присадочного металів використовують теплоту, що виділяється при проходженні зварювального струму через розплавлений електропровідний шлак (флюс). Потім електрод занурюють в шлакову ванну, горіння дуги припиняється і струм починає проходити через розплавлений шлак. Зварювання виконують знизу вверх найчастіше при вертикальному положенні зварюваних деталей із зазором між ними. Для формування шва по обидві сторони зазору встановлюють мідні повзуни-кристалізатори, охолоджувані водою. В міру формування шва повзуни переміщаються в напрямку зварювання.

• По виду електроду розрізняють електрошлакове зварювання дротяним, пластинчастим електродом і плавким мундштуком;

• по наявності коливань електроду - без вагань і з коливаннями електроду;

• по числу електродів - одне, двох- і багатоелектродне.

Зазвичай, ЕШЗ застосовують для з'єднання деталей товщиною від 15 мм до 600 мм. Електрошлаковий процес використовують також для переплавки сталі з відходів та одержання виливків.

13. Суть і особливості термітного зварювання.

Термітне зварювання — це вид зварювання плавленням. Зварювання цього виду виконують за допомогою терміту — порошкоподібної горючої суміші, яка складається з металу (алюмінію, магнію або силіцію) і оксиду металу (заліза, мангану, нікелю, міді тощо). Під час згоряння таких сумішей виділяється багато теплоти і розвивається висока температура. Найбільш поширеними є два види термітів – алюмінієвий і магнієвий.

Алюмінієвий терміт – це порошкоподібна механічна суміш металевого алюмінію (23%) і залізної окалини (77%). При нагріванні суміші до 1150...1200°С за допомогою спеціальних запальних сумішей або термітних сірників терміт загоряється. Реакція за кілька секунд поширюється на весь об’єм суміші і відбувається за рівнянням:

3Fe₃O₄ + 8Аl = 9Fе + 4Аl₂O₃

З 1 кг терміту утворюється 550 г заліза та 450 г оксиду алюмінію і виділяється близько 3000 кДж теплоти. Температура реакції досягає 3000°С.

Зварювання алюмінієвим термітом виконують трьома способами: плавленням, тиском і комбінованим методом. Для зварювання плавленням на торці зварюваних виробів встановлюють вогнетривку форму. Між торцями залишають зазор, який залежить від розміру перерізу зварюваних виробів. Потім з плавильного тигля крізь отвір у днищі зазор заповнюють розплавленими продуктами реакції. Термітний шлак, маючи меншу густину, збирається у верхній частині форми, а розплавлене термітне залізо заповнює зазор і нижню частину форми. Оскільки залізо дуже перегріте, воно оплавляє поверхню торців зварюваних виробів і після застигання утворює з ними одне ціле. Для підвищення механічних властивостей термітного заліза до термітної суміші добавляють деякі легуючі елементи – манган, силіцій, хром та ін. Термітне зварювання плавленням застосовують, ремонтуючи поламані литі вироби, приварюючи відламані зубці зубчастих коліс тощо. Алюмінієвий терміт широко використовують для зварювання рейок на трамвайних і залізничних коліях, стрижнів і валів великого діаметра.

Магнієвий терміт застосовують для зварювання сталевих проводів зв’язку, причому зварювальні кінці не оплавляються, а процес зварювання відбувається в пластичному стані при стисканні. При температурному зварюванні використовують спеціальні тиглі для спалювання терміту. Термітну суміш підпалюють спеціальними термітними сірниками. Суміш горить за рахунок кисню окалини і не потребує кисню повітря. Горіння відбувається рівномірно, без вибухів, температура сягає 3000°С і вище. В тиглі від згоряння терміту утворюються розплавлений метал і шлак, які через отвір на дні тигля виливають у заформоване і попередньо нагріте місце зварювання. Розплавлений метал підігріває кромки метану до розплавлення, а після охолодження утворює шов. Роз'ємну форму знімають, а шлак зачищають. Для збільшення кількості наплавленого металу в терміт додають до 50% сталевої стружки, цвяхів, а для легування — феросплави. При з'єднанні рейки складають із зазором, а кінці розміщують у роз'ємну вогнетривку форму. Потім з тигля заливають рідкий терміт. Після розігрівання торці рейок стискають спеціальним пресом. У цьому випадку термітне зварювання відноситься до зварювання плавленням із застосуванням тиску.