Способы процесса эшс

Электрошлаковый процесс устойчиво про­текает при плотностях тока около 0,1 А/мм² (при дуговой сварке порядка 20—30 А/мм²). Поэтому воз-можна замена проволочных электродов на пластинчатые (рис. 57) или лен-точные электроды. Однако, если невозможно использование механизма подачи плас­тинчатых электродов (недостаток места над изделием и др.) и при сварке изделий сложного сечения (пластинчатый электрод дол­жен быть неподвижен) для компенсации недостатка металла для заполнения пространства между электродами и электродами и кромками основного металла используют способ сварки пла­вящимся мундштуком. В этом случае пластинчатый электрод по форме может повторять форму свариваемых кромок и быть сос­тавным (рис. 58).

Токоподвод к электродной проволоке осуществляется через скользящий контакт с пластинчатым расплавляющимся электро­дом (мундштуком). Один из приемов наплавки плоских поверх­ностей показан на рис. 59, а. При контактно-шлаковой сварке (рис. 59, б) стержней различного поперечного сечения после образования металлической ванны требуемого оъема производят выключение сарочного тока и осадку верхнего стержня.

После наведения шлаковой ванны определенного объема процесс сварки дугой может перейти в процесс со шлаковым нагревом (рис.3.39,б), что позволяетет получить одну из основных преимуществ процесса - равномерное распределение теплоты по объему ванны. Это особенно важно при сварке металла повышенной толщины.

Источником теплоты при ЭШС является расплавленный флюс, в котором при прохождении тока выделяется теплота Q=І²Rшл, где R_шл - сопротивление шлаковой ванны. Эта теплота обеспечивает расплавление основного и присадочного металлов с образованием общей сварочной ванны.

У конца электрода температура шлака наибольшая и наименьшая - на поверхности шлаковой ванны, вследствие чего образовываются условия возникновения естественной конвекции, при которой тепловая энергия передается в периферийные участки шлаковой ванны.

Эффективная мощность, выделяемая в шлаковой ванне:

q=І_св∙ U∙ η_в

где U - падение напряжения в шлаковой ванне;

η_в - КПД эффективный и зависит от соотношения между тепловыми потоками в сварочное изделие и формирующие устройства, составляет 0,6...0,9.

Выбор способа ЭШС определяется сечением соединяемых элементов, их длиной и типом применяемого электрода. В зависимости от типа применяемого электрода различают следующие способы процесса ЭШС: электродной проволокой, электродной пластиной, плавким мундштуком.

Сварка электродной проволокой

В зависимости от толщины сварочных элементов процесс ведется от- им или несколькими электродами (3.41).

Рис. 3.41– Схемы процесса многоэлектрод­ной электрошлаковой сварки:

а - тремя электродами (стрелками указано воз­можное возвратно-поступательное движение элек­тродов); б — десятью неподвижными электродами

Наибольшее применение для соединения металла большой толщины получила сварка тремя электродами. Для соединения металла толщиной до 500мм, при выполнении швов большой длины и поворотных кольцевых швов используются электродные проволоки диаметром 2,5..3,5мм. Электродная проволока подается в сварочную ванную автоматически. Формирующие ползуны и механизм подачи проволоки перемещаются со скоростью сварки относительно соединяемых кромок.

Равномерность расплавления основного металла повышается за счет воз-вратно-поступательного перемещения электродов (30...40м/ч). Вылет электро-дов над шлаковой ванной выбирается в пределах 60...70мм. Плотность тока в электродах изменяется от 15 до 160 А/мм² (100...600А на каждый электрод). Расстояние от поверхности формирующего ползуна до электрода в его крайнем положении составляет 8...10мм. Скорость сварки электродными проволоками определяется по формуле

где – скорость подачи электродной проволоки;

d_э – диаметр электродных проволок;

n – количество электродов;

F₃ – площадь сечения зазора между свариваемыми элементами.

Металл толщиной 70...150 мм сваривается двумя электродными прово-локами и при толщине более 85мм применяется колебание электродов. В таб-лице приведена толщина свариваемых деталей в зависимости от количества проволочных электродов

Количество электродов	Толщина свариваемых деталей, мм
	без колебания электрода	з колебанием электрода
1 2 3	від 20 до 50 від 50 до 100 від 100 до 150	від 50 до 100 від 100 до 300 від 150 до 450

При сварке проволокой формирование лицевой стороны шва (со стороны аппарата) выполняется скользящим медным ползуном. Для обратной стороны шва применяются медные ползуны, неподвижные медные подкладки или стальные остающиеся подкладки.