1. - Электрододержатель; 2 - гибкий шланговый провод; 3 - кассета;

4 - подающий механизм; 5 - сварочный генератор; 6 - основной металл;

7 - сварочный шов; 8 - флюс; 9 - бункер для флюса.

5.6.7. Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка - соединение металлов плавлением, при котором для нагрева используют тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак (рис. 5.13).

Сущность процесса заключается в следующем: в замкнутое пространство между водоохла ждаемыми пластинами и вертикально установленными кромками свариваемых деталей засы пают флюс и подают электродную проволоку. Вначале процесса возбуждают электрическую дугу, флюс плавится и образуется электропроводный шлак. Шлак шунтирует дугу, она гаснет и выходная цепь источника питания замыкается через шлак, начинается электрошлаковый процесс. Ток, проходя через шлак, разогревает его до высокой температуры. От тепла шлака плавятся основной металл и электрод. Расплав стекает вниз, выжимая шлак вверх и затвердевает. Так постепенно проваривают весь шов.

Преимущества электрошлаковой сварки:

- производительность электрошлаковой сварки металла толщиной 60 мм в 3-15 раз выше многослойной сварки под слоем флюса;

- исключается разбрызгивание металла при больших значениях сварочного тока (до 3000А);

- не требуется предварительной разделки кромок, т.к. сварка выполняется с зазором одинаковой ширины по всему сечению;

- малый расход электродного металла и флюса;

- благодаря постоянному покрытию затвердевающего металла жидкой ванной в сварном шве отсутствуют поры и шлаковые включения (сварка производится за один проход);

- толщина свариваемого металла от 16 до 600 мм за один проход.

Применяется при сварке прямолинейных и кольцевых швов деталей из низкоуглеродистых и легированных сталей, алюминия и его сплавов.

Например: барабаны котлов высокого давления, станины крупных прессов, изготовление блоков из отливок и поковок, корпуса судов, тепловозных рам и т.п.

Р ис.5.14.Схема электрошлаковой сварки:

1. Свариваемые детали;

2. Фиксирующие скобы;

3. Сварной шов;

4. Медные ползуны (пластины);

5. Шлаковая ванна;

6. Сварочная проволока;

7. Подающий механизм;

8. Токопроводящий направляющий мундштук;

9. Металлическая ванна; 10. «Карман» - полость для формирования начала шва; 11. Выводные планки.

5.6.8. Электросварка в среде защитных газов

Данная сварка характеризуется тем, что в зону горения дуги подаётся защитный газ, оттесняющий воздух из области сварки и защищающий металл сварочной ванны от вредного воздействия атмосферы (рис. 5.14). Благодаря этому отпадает потребность в электродных покрытиях и сварочных флюсах.

В качестве защитных могут использоваться инертные газы (аргон, гелий), активные газы (азот, водород, углекислый газ), смеси газов (аргон с углекислым газом, аргон и водород, аргон и гелий и др.). Инертные газы не способны к химическим реакциям и практически не растворимы в металле. Для питания дуги применяют постоянный и переменный ток. Сварку выполняют плавящимся и неплавящимся электродами (рис. 5.15)

Рис. 5.15. Схема сварки в среде защитных газов плавящимися (а) и неплавящимися (б) электродом.

1 - сопло сварочной головки; 2 - сварочная дуга; 3 - сварной шов; 4 - свариваемая деталь; 5 - сварочная проволока; 6 - подающий механизм; 7 - присадочный пруток; 8 – неплавящийся электрод.

1.Аргоно-дуговая сварка разделяется на ручную (неплавящимся электродом), автоматическую и полуавтоматическую (плавящимся и неплавящимся электродами). Сварку неплавящимся электродом ведут постоянным током прямой полярности. Следует отметить, что дуга устойчива при токах порядка 1А, что позволяет проводить сварку тонкого металла (0.1 мм). В случае обратной полярности резко возрастает напряжение дуги и устойчивость дуги падает. Однако, при обратной полярности с поверхности свариваемого металла удаляются окислы и загрязнения. Это объясняется тем, что поверхность металла бомбардируется положительными ионами аргона, которые разрушают окисные плёнки (ионное травление).

Сварка плавящимся электродом в аргоне выполняется на постоянном токе обратной полярности при высокой плотности тока до (10⁰А/мм). Аргоно-дуговая сварка применяется для сварки легированных сталей, алюминия и его сплавов, титана.

2.Азотно-дуговая сварка производится неплавящимся угольным или вольфрамовым электродом. Этим способом выполняют соединения из меди и медных сплавов.

3.Аргоно-водородная сварка имеет ограниченное применение . Её применяют для наплавки штампов и деталей из сталей с особыми свойствами - специальной горелкой с двумя вольфрамовыми электродами.

4. Сварка в углекислом газе – наиболее дешёвый способ по сравнению с другими видами сварки в защитных газах. Выполняется только плавящимся электродом на повышенных плотностях тока обратной полярности. Для избежания окисления свариваемых деталей применяют сварочную проволоку с избыточным содержанием раскислителей (марганца и кремния). Сварка в углекислом газе возможна во всех пространственных положениях. По производительности она не уступает полуавтоматической сварке под слоем флюса. Данную сварку трудно выполнить на открытом воздухе, на ветру.

Преимущества по сравнению с ручной электродуговой сваркой покрытыми электродами и автоматической сваркой под слоем флюса:

Высокая степень защиты сварочной ванны от воздуха, возможность ведения процесса во всех пространственных положениях, возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования, более высокую производительность процесса, чем при ручной сварке, низкая стоимость сварки.

Применяется: в с/х машиностроении и ремонтном производстве для соединения низколегированных и легированных сталей, сплавов алюминия, а также чугуна.

Пример: силовые узлы конструкции самолётов, медицинские инструменты, алюминиевые трубы и т.д.

Сварка в атмосфере защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки могут быть ручной, полуавтоматической и автоматической.