книги из ГПНТБ / Электрошлаковая сварка Б. Е. Патон Центральное правление Научно-технического общества машиностроительной промышленности, Общественный университет, Заочные курсы по технологии и оборудованию сварочного производства.1960 - 13 Мб

Аппарат А-480 обслуживается сварщиком и подручным. Время сварки одного стыка, общая высота которого равна примерно 700 мм, составляет приблизительно 75—90 мин. После сварки ста­ нины с помощью кислородной резки удаляются остающиеся под­ кладки, начальные и выводные планки. Места резки защищаются

пневматическим зубилом и наждачным кругом, после чего станина поступает на нормализацию и последующий высокий отпуск.

Электрошлаковая сварка сварно-литых станин из стали 25Л

обеспечивает качество швов, не уступающее качеству основного ме­ талла.

7.Сварка архитрава мощного гидравлического пресса

Кчислу крупнейших сварно-литых деталей, изготовление ко­ торых осуществлялось с помощью электрошлаковой сварки, следу­

ет отнести архитравы мощных гидравлических прессов.

Первоначально архитравы были запроектированы цельнолитыми

(сталь 35Л).

Опыт изготовления первых цельнолитых архитравов показал,, что вследствие очень большого их веса (вес отливки со стержнями

около 300 т) дальнейшие операции, связанные с подъемом, транс­ портировкой и обработкой отливок, сложны и требуют очень мощ­ ного кранового оборудования. Поэтому решили расчленить архи­ трав на две литые части, свариваемые между собой электрошлаковым способом.

Конструкция одной половины архитрава представлена на рис. 22. Чистый вес отливки составляет около 150 т. Плоскость разъема про­ ходит посередине архитрава в продольном направлении. В архитра­ ве имеется всего пять стыков; в двух стыках толщина стенки со­

ставляет 260 мм при длине 2 330 мм; в двух других стыках толщина стенки составляет 365 мм при длине 2 330 мм и один стык имеет тол­ щину стенки 400 мм при длине 3 220 мм. Стыкуемые поверхности двух половинок архитрава перед сборкой были обработаны на фре­ зерном станке.

Сборка архитрава выполнялась в горизонтальном положении. Одна из частей архитрава укладывалась на стенде стыкуемыми

плоскостями вверх. После проверки правильности ее укладки уста­ навливалась вторая часть архитрава. Сборка архитрава выполня­ лась с клиновидным зазором на гребенках. Сборка стыков с нерав­ номерным зазором выполнялась с целью компенсации неравномер­ ной усадки швов по длине стыка при сварке первых стыков архитра­

ва Собранный под сварку архитрав устанавливался в вертикаль-

50

В настоящее время такие изделия, как описанный выше архи-

трав или подобные ему конструкции, расчленяют не в продольном, а в поперечном направлении. В этом случае линии разъема проходят по поперечным осям больших цилиндров и расчленяют конструкцию на три части: среднюю и две крайние. При таком варианте разъема выполнение сварочных работ заметно облегчается и можно заранее учесть деформацию конструкции при сварке двух пар стыков.

При изготовлении сварно-литых конструкций другой конфигу­

рации, например с одним, тремя или пятью отверстиями, разъем де­ лается по поперечной осевой плоскости среднего отверстия. При этом конструкцию расчленяют на две части. Сварка таких конст­ рукций! значительно упрощается.

Опыт электрошлаковой сварки архитрава мощного гидравличе­ ского пресса показывает, что с помощью этого метода сварки могут быть изготовлены крупные сварно-литые конструкции практически любой величины и веса. Это обстоятельство имеет большое значе­ ние для расширения производственных возможностей машиностро­ ительных заводов без увеличения мощностей установленного обо­

рудования.

8. Сварка кольцевых швов валов гидротурбин

Вал гидротурбины состоит из трубы и фланца. Изготовление

цельнокованых валов большого веса представляет собой слож­ ную и трудоемкую работу. Чем больше диаметр фланца по сравне­ нию с диаметром трубы, тем сложнее отковать такой вал. Изготов­ ление валов в сварном варианте позволяет значительно уменьшить трудоемкость и стоимость их изготовления. Примером конструкции сварно-кованого вала может служить вал для Варваринской ГЭС.

Наружный диаметр трубы вала равен 760 мм, а диаметр фланца — 2 000 мм; общая длина вала 6 880 мм; толщина стенки трубы вала

200 мм. Вал изготовляется из стали марки Ст. 30, содержащей до>

0,35% углерода.

Электрошлаковая сварка вала выполнялась на установке, обо­

рудованной аппаратом А-401, описание которого приведено выше (стр. 34—36). В комплект установки входят вращатель и роликоопора, на которую укладывается вал.

Формирование шва с внутренней стороны трубы вала осущест­ влялось медным ползуном, который удерживался и прижимался к. свариваемым кромкам с помощью специальной штанги.

Техника электрошлаковой сварки кольцевых стыков значительно'

сложнее, нежели сварка прямых швов. Главная трудность заклю­ чается в осуществлении замыкания кольцевого шва.

Сварка кольцевых швов выполняется, как правило, в наиболее удобном положении — на горизонтальном диаметре, и только при замыкании шва уровень металлической ванны поднимается на 20— 30° выше горизонтального диаметра.

52

Схема начала и замыкания кольцевого шва изделия, имеющего

толщину стенки 200 мм, приведена на рис. 23. Процесс сварки на­ чинается несколько ниже горизонтального диаметра в специальном

«кармане». Этот «карман» делается из прутка сечением 25X25 мм и прихватывается перед сборкой конструкции к одной из сваривае­ мых поверхностей. В начале сварки электроды максимально сбли-

Рис. 23. Схема начала и замыкания кольцевого шва изделия, имеющего толщину стенки 200 мм

жаются, насколько позволяет конструкция мундштуков. Раздвижка электродов производится постепенно, по мере заполнения метал­

лом начального «кармана». Погонная часть кольцевого шва до мо­

мента начала замыкания сваривается так же, как и обычный пря­ молинейный шов при постоянном положении электродов. При этомзеркало металлической ванны находится на уровне горизонтального

диаметра вала.

За время сварки погонной части шва с помощью кислородной резки вырезают начало шва по шаблону так, как это показано на

рис. 23. Замыкание кольцевого шва производится выше горизон­ тального диаметра и выполняется в три этапа. Сначала аппарат

вместе с ползуном за счет передвижения по рейке поднимается вверх так, чтобы ползун занял положение на 20—30° выше гори­ зонтального диаметра. При этом металлическая ванна вначале не­ сколько удлиняется, а затем, при дальнейшем подъеме аппарата, укорачивается.

При изменении длины металлической ванны сначала приходится

раздвигать электроды, а затем их сдвигать. Третий этап замыка­ ния шва заключается в том, что подъем аппарата прекращается и снова начинается вращение вала. Последний участок шва завари­ вается одним электродом. Второй электрод выводится за пределы сварочной ванны.

Для уменьшения опасности образования в шве горячих трещин при замыкании стыка уменьшают скорость подачи, а следовательно, и величину тока. Изменение скорости подачи производится плавно.

5Т

Электрошлаковая сварка кольцевых швов может выполняться не только с помощью двух формирующих ползунов, о чем было сказа­ но выше, но также на остающейся или медной охлаждаемой под­ кладке. Техника сварки на остающейся стальной подкладке мало чем отличается от техники сварки с применением двух ползунов.

9. Использование электрошлакового процесса для переплавки и

подпитки слитков

В настоящее время электрошлаковый процесс нашел примене­ ние для отливки слитков высоколегированных сталей. В этом слу­ чае шлаковая ванна служит только для расплавления электродного

Рис. 25. Схема электрошлаковой подпитки отливки:

металла. Слитки отливаются в медный кокиль, охлаждаемый водой.

Отливка слитков весом до 1 000 кг производится при неподвижном кокиле и опускающемся поддоне. Электрошлаковая отливка напо­

55

минает процесс непрерывной разливки стали. Путем электрошлакового процесса можно изготовить отливки различного химического

состава.

Опыт работы показал, что электрошлаковая переплавка стали,

отлитой в электропечах, значительно улучшает ее качество. Поэто­

му сейчас на металлургических заводах производится переплавка некоторых марок специальных сталей с помощью электрошлакового процесса (рис. 24).

Электрошлаковый процесс получил также применение для под­ питки слитков с целью уменьшения размера его прибыльной части.

В качестве расходуемого электрода применяются литники или дру­ гие отходы литейного производства.

Электрошлаковую подпитку применяют также при изготовлении

литых деталей (рис. 25). Это позволяет значительно увеличить вы­ ход годного металла, то есть уменьшить расход жидкого металла на

образование прибыльной части слитка или отливки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Основное отличие способа электрошлаковой сварки от из­ вестных способов электродуговой сварки металла.

2.Назначение медных охлаждающихся планок (ползунов).

3.Разновидности способа электрошлаковой сварки.

4.Преимущества способа электрошлаковой сварки.

5.Основные требования, предъявляемые к материалам для

электрошлаковой сварки (флюсу, электродному металлу).

6. Влияние основных составляющих режима сварки: величины сварочного тока, напряжения, глубины шлаковой ванны и других параметров процесса — на глубину проплавления кромок и ширину провара.

7.Отличительные особенности процесса электрошлаковой свар­ ки электродами большого сечения.

8.Выбор типа и количества электродов по толщине сваривае­ мого изделия.

9.Для какой цели в аппаратах для электрошлаковой сварки

применено автоматическое регулирование уровня ванны?

10.Причины образования дефектов в швах, выполненных электрошлаковым способом, контроль и способы их устранения.

11.Отличительные особенности конструкции и типы аппаратов для электрошлаковой сварки.

12.Основные конструктивные элементы рельсовых аппаратов.

13.Назначение аппаратов А-314, А-433 и А-372 и их отличитель­ ные особенности.

14.Назначение и конструктивные особенности аппарата А-480.

15.Особенности конструкции безрельсовых аппаратов и их

основные узлы.

56

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Руководство по электрошлаковой сварке. Машгиз, 1956.

2.Волошкевич Г. 3. Сварка вертикальных швов методом принудитель­ ного формирования. Юбилейный сборник, посвященный 80-летию Е О Патона.

сзадачей сварки легированных сталей. «Автоматическая сварка», 1958, № 2.

6.Стеренбоген Ю. А., Зайцев Ю. Н. Электрошлаковая сварка пла­ стинчатым электродом. «Автоматическая сварка», 1956, № 4.

7.Островская А. С. К вопросу о структуре металла при электрошлако­ вой сварке углеродистых конструкционных сталей. «Автоматическая сварка», 1957, № 6.

8.Патон Б. Е. Автоматическое регулирование электрошлаковой сварки.

«Автоматическая сварка», 1955, № 3.

9. Патон Б. Е., Поповский О. В., Гупало Ю. Д. Автоматический регулятор напряжения электрошлаковой сварки. «Автоматическая сварка», 1956, № 4.

10.Котов Б. И. Первичная кристаллизация металла шва при электрошла­ ковой сварке. «Сварочное производство», 1956, № 11.

11.Севбо П. И. Аппараты для сварки вертикальных швов по методу при­ нудительного формирования. «Автоматическая сварка», 1952, № 3.

12.Фишкис М. М. Электрошлаковая сварка магнитно-шагающими аппара­ тами. «Станки и инструменты», 1957, № 8.

13.Севбо П. И., Патон Б. Е., Бельфор М. Г. О выборе типа и конст­

рукции аппаратов для электрошлаковой сварки. «Автоматическая сварка», 1959, № 1.

14.Патон Б. Е. Первые итоги внедрения и перспективы развития электро­ шлаковой сварки. «Сварочное производство», 1956, № 5.

15.Патон Б. Е. Сварочная техника в машиностроении. «Вестник машино­ строения», 1957, № 11.

16.Волошкевич Г. 3., Розенберг О. О. Сварка по методу принуди­ тельного формирования, как способ заводского изготовления толстостенных сосу­ дов. «Автоматическая сварка». 1952. № 5.

17.Волошкевич. Г. 3. Электрошлаковая сварка в тяжелом машинострое­

нии. «Автоматическая сварка», 1956, № 3.

18.Волошкевич Г. 3., Еремин Л. П., Пилипенко А. А. Электро­ шлаковая сварка валов гидроагрегатов. «Автоматическая сварка», 1956, № 4.

19.С т е р е н б о г е н Ю. А., Ч е р н ы х В. В., А н т о н е ц Д. П., И с к р а А. С.

Особенности электрошлаковой сварки толстолистовой стали марки 22К. «Автома­ тическая сварка», 1956, № 4.

20.С т е р е н б о г е н Ю. А., Погорелов В. С. Электрошлаковая сварка станин окалиноломателя. «Автоматическая сварка», 1956, № 4.

21.Розенберг О. О., Черных В. В. Электрошлаковая сварка станин ковочно-штамповочных прессов. «Автоматическая сварка», 1956, № 4.

22.Латаш Ю. В. Некоторые особенности электрошлаковой плавки расхо­ дуемых электродов большого сечения. «Автоматическая сварка», 1958, № 6.

58