Контактно-шлаковая сварка

Применяется для соединения деталей, которые имеют в сечении круг-лую, квадратную или сложную форму(рис.3.44).

Стрелками обозначено: а - направление перемещения формирующего ползуна; б - возвратно-поступательные движения электродов;

В - направление подачи стержня в шлаковую ванну

Рисунок 3.44 - Схемы электрошлакового наплавки (а) и контактной электрошлаковой сварки (б)

Плотность сварочного тока колеблется в пределах 0,3...0,5А/мм². Этот способ напоминает контактную сварку. При этом детали располагаются одна над другой с определенным зазором, на нижнюю деталь закрепляется специ- альний охлаждаемый медный кокиль. Для быстрого наведения электрошла-кового процесса между торцами сварочных деталей укладывается несколько кусков электропроводного флюса (АН-25). Также засыпается сварочный флюс и к деталям подводится ток (100А). При прохождении сварочного тока эти куски расплавляются, образовывая небольшую сварочную ванну, которая постепенно увеличивается за счет расплавления сварочного флюса. После расплавления всего флюса, засыпанного в кокиль, за счет теплоты, которая виделяется в шлаковой ванне, нагреваются и оплавляются концы сварочных деталей и образовывается металлическая ванна. Когда ее объем достигает необходимых размеров, ток выключается, а верхний стержень быстро сбли-жается к нижнему до соприкосновения - процесс сварки заканчивается.

Токоподвод к электродной проволоке осуществляется через скользящий контакт с пластинчатым расплавляющимся электро­дом (мундштуком). Один из приемов наплавки плоских поверх­ностей показан на рис. 3.44, а. При кон-тактно-шлаковой сварке (рис. 3.44, б) стержней различного поперечного сече-ния после образования металлической ванны необходимого объема происходит выключение сварочного тока и осаждение верхнего стержня. Этим способом можно приваривать стержни к плоской поверхности.

Материалы применяемые для эшс

Для электрошлаковой сварки флюсы должны обеспечивать следующее:

- обеспечивать быстрое наведение шлаковой ванны и стойкое протекание електрошлакового процесса, для чего они должны иметь высокую элект-ропроводность и высокую температуру кипения;

- обеспечивать нормальное формирование шва без подрезов и наплывов;

- не отжимать ползуны и не вытекать в зазор между ползунами и сва-риваемой деталью;

- образовывать шлаковую корку, легко удаляемую от поверхности шва

(флюсы марок АН-22, АН-8 и др.)

При электрошлаковой сварке даже низкоуглеродистых сталей в связи с особыми условиями протекания металлургических процессов для сохранения необходимых свойств металла шва он должен быть легирован. Это достигается применением электродных проволок Св- ГА или Св-10Г2, или пластин из стали 09Г2. Состав металла можно изменять, применяя электроды разных марок стали (при сварке несколькими пластинами). Это позволяет в значительных пределах регулировать состав металла шва.

Типы сварних соединений и подготовка деталей под сварку

Электрошлаковой сваркой можно виполнять разные типы соединений (рис.3.45).

а и б - стыковые; в и д - тавровые; г - угловое; е - переменного сечения

Рисунок 3.45 – Основные типы сварных соединений, выполняемых электрошлаковой сваркой

Прямые кромки соединяемых элементов устанавливаются с зазором, в который вводятся мундштуки и подается электродная проволока или пластина.

Толщина металла, мм	до 30	до 100	до 150	от 150 до 500	сверх 500
Зазор в стыке, мм	16±2	22±2	25±3	30±3	35±3

При сборке под сварку длинных деталей необходимо учитывать воз-можное укорочение при остывании выполненной части шва. Поэтому в ниж-ней части (в начале) зазор меньше и равняется указанному в таблице. В верх-ней части соединения при жестких деталях зазор с учетом скорости сварки увеличивается на 3...5мм на 1м длины стыка. Чем меньшая скорость сварки, тем больше должен быть зазор.

Сборка деталей под ЭШС выполняется с помощью металлических скоб (рис.3.46), которые привариваются из обратной стороны сварочных швов.

1 - подкладка для начала шва;

2 - выводные пластины для завершения шва

Рисунок 3.46 - Схема закрепления сварочных элементов:

а - скобами; б -формовочными устройствами

Вырез в скобе должен быть таким, чтобы у него проходила остающая подкладка, медная подкладка или ползун, при этом крепление первых двух обычно осуществляется клиньями, которые забиваются между скобами и подкладками.

При сварке пластинчатыми электродами зазор в стыке устанавливает- тся на 14...16мм больше толщины пластинчатого электрода и составляет 25...35мм.

Для облегчения возбуждения дуги в начале сварки к нижнему торцу пластинчатого электрода приваривается пластина толщиной 3...5мм, длиной до 100мм и шириной равной ширине электрода.

Кромки стыка зачищаются от заусениц, окалины и загрязнений, а также для плотного прилегания формирующих устройств, на ширину до 100мм. Для вывода за границу шва усадочной раковины в конце шва устанавливаются вы-водные планки, а для вывода непровара в начале шва - входные планки, кото-рые потом удаляются газовой резкой (рис.3.47).

Рисунок 3.47 - Установка входных (б) и выводных (а) планок при

электрошлаковой сварке

Для сварки особо крупных изделий возможно использовать " жидкий старт". В этом случае заливается в карман жидкий шлак, предварительно расплавленный в специальном кокиле или печи.

Возможное применение способа наведения шлаковой ванны с помощью экзотермических смесей, запатентованого ДГМА.