11.2 Электрошлаковая сварка
Электрошлаковая сварка является высокопроизводительным способом автоматической сварки металлов больших толщин. Толщина свариваемого металла находится в пределах 40-200 мм., известно изготовление деталей посредством электрошлаковой сварки, толщина которых превышала 200 мм.
Электрошлаковая сварка применяется для получения вертикально расположенных швов, допускается наклон кромок основного металла до 300 к вертикальной плоскости (рисунок 11.2).
Электрошлаковая сварка имеет следующие разновидности:
а) сварка с использованием электродной проволоки;
б) сварка с применением пластинчатых электродов;
в) комбинированный способ – сварка проволочно-пластинчатым электродом.
Электрошлаковая сварка с использованием электродной проволоки (способ «а») используется для выполнения сварки толстостенных деталей со сравнительно большой протяженностью выполняемых сварных швов.
Рисунок 11.2 - Схема электрошлаковой сварки
Электрошлаковая сварка с применением пластинчатых электродов (способ «б») используется для получения сварных швов, когда последние имеют примерно одинаковую высоту и протяженность.
Электрошлаковая сварка выполняется комбинированным способом - сварка пластинчато-проволочным электродами - (способ “в”) для выполнения фигурных сварных швов, когда форма шва изменяется по высоте его выполнения.
11.3 Технологический режим выполнения электрошлаковой сварки
Сущность электрошлаковой сварки состоит в том, что получение тепловой энергии, необходимой для расплавления электродного металла, осуществляется при прохождении электрического тока через расплавленную шлаковую ванну с высоким электросопротивлением.
Технология выполнения электрошлаковой сварки включает два этапа:
Начальный вспомогательный для запуска сварочного процесса.
Основной для непосредственного выполнения сварки.
Вначале при подаче электрического сварочного тока производится зажигание дуги между электродом 6, установленным в крайнем нижнем положении в зазоре между свариваемыми заготовками основного металла 1, и временно установленной пластиной (на рисунке 11.2 не показана), служащей для зажигания дуги и первоначального накопления жидкого электродного металла и образования шлака путем расплавления флюса.
В процессе горения электрической дуги происходит накопление жидкого металла 4, покрытого сверху толстым слоем шлака 2.
Образовавшаяся таким образом шлаковая ванна 2 шунтирует электрическую дугу, которая гаснет.
С этого момента начинается основной этап сварки, т.е. непосредственно электрошлаковая сварка. Выделение тепловой энергии при этом происходит при прохождении тока через шлаковую ванну в соответствии с законом Джоуля-Ленца.
Температура жидкого шлака в шлаковой ванне составляет 1700-17300, что способствует непрерывному плавлению электродного металла и оплавлению кромок основного металла.
Жидкий металл 4, находящийся в нижней части шлаковой ванны 2, постепенно остывая, кристаллизуется с образованием металла сварного шва 7.
Электродная проволока 6 непрерывно с требуемой скоростью через мундштук 5 подается для расплавления в шлаковую ванну 2.
Медные формующие ползуны 3, называемые кристаллизаторами, охлаждающиеся водой, препятствуют боковому вытеканию жидких металла и шлака.
Ползуны автоматически со скоростью, согласующейся со скоростью формования металла сварного шва, поднимаются вверх.
Шлаковая ванна способствует надежной защите металла сварного шва в процессе кристаллизации от окружающей атмосферы.
Горизонтальными стрелками в верхней части рисунка показано перемещение мундштука с подаваемой сварочной проволокой в процессе выполнения электрошлаковой сварки.
Количество устанавливаемых мундштуков со сварочной проволокой определяется размерами сварочного шва, а, следовательно, и массой жидкого металла, необходимой для его формирования с требуемой производительностью сварочной установки.