3.4.3Достоинства электрошлаковой сварки

1. Электрошлаковой сваркой можно сварить за один проход детали любой толщины, что позволяет избавиться от шлаковых включений.

2. Подготовка кромок свариваемого изделия проста и не требует их скоса. Зазор мало зависит от толщины свариваемого изделия, сварка ведется по зазору одинаковой ширины, что приводит к существенному уменьшению расхода электродного материала и снижению термических деформаций свариваемого изделия. Благодаря симметрии разделки и симметричному положению в зазоре электродов практически отсутствуют угловые деформации в плоскости стыка.

3. Отсутствие дугового разряда обеспечивает спокойный процесс плавления металла, исключает разбрызгивание расплавленного металла и шлака при сварке на больших плотностях тока.

4. Сварочная ванна длительное время находится в расплавленном состоянии, что способствует более полному удалению газов из жидкого металла. Вертикальное положение сварного шва значительно облегчает всплывание газовых пузырей и удаление их из расплавленного металла. Все это способствует существенному уменьшению пористости сварного шва.

5. При электрошлаковой сварке расходуется мало флюса, уменьшается количество тепла для его плавления и, следовательно, уменьшаются затраты электроэнергии. Расход флюса составляет 2…5% от массы наплавленного металла. Расход электроэнергии в 1.5…2 раза меньше, чем при дуговой сварке под слоем флюса, и в 4 раза меньше, чем при ручной дуговой сварке.

3.4.4Недостатки электрошлаковой сварки

Этот способ сварки технически возможен при толщине деталей больше 16 мм и экономически выгоден при сварке изделий толщиной более 40 мм, позволяет сваривать только вертикальные швы.

Как правило швы, выполненные электрошлаковой сваркой, имеют высокое качеств. Однако с увеличением толщины свариваемого металла а также при сварке некоторых высоколегированных сталей в швах могут наблюдаться дефекты: газовые поры, непровары, несплавления и шлаковые поры, возможно образование в металле шва и в зоне термического влияния неблагоприятных структур, кристаллизационных (горячих) и холодных трещин, трещин–надрывов, трещин–отколов в зоне сплавления, а также трещин, возникающих под действием сварочных напряжений. Отсюда вытекает необходимость предварительного подогрева кромок свариваемого изделия, сложной высокотемпературной термообработки изделия после сварки, введения в расплавленный метал элементов –модификаторов (алюминия, титана, ванадия и др.).

Не допустимы вынужденные остановки процесса сварки, так как при этом образуются дефекты в сварном шве, которые при сварке толстостенного изделия практически не могут быть удалены.

3.4.5Область применения электрошлаковой сварки

Электрошлаковая сварка получила широкое распространение, оказала решающее влияние на характер и темпы технического прогресса в тяжелом, энергетическом, транспортном машиностроении. Применение этой сварки позволило заменить крупные литые, кованные и штампованные конструкции, габариты и масса которых ограничены техническими возможностями существующего оборудования, сварно-литыми, сварно-коваными, прокатно-сварными. Свариваемые металлы используются в наилучших сочетаниях, что снижает металлоемкость и изготовления сварных изделий. Электрошлаковую сварку целесообразно применять для изделий толщиной больше 40 мм, а при толщине более 100 мм и этот способ сварки остается наиболее эффективным.

В реально существующих конструкциях толщина стенки сварных изделий равна 400 мм, длина сварного шва достигает 8000 мм, диаметр кольцевых швов равен 2100 мм, рекордная толщина свариваемых изделий – 2600 мм.

Разработана техника и технология производства крупных сварных изделий из углеродистых и легированных сталей, а также из алюминиевых, медных, титановых сплавов, освоена сварка стыковых, угловых, тавровых, прямолинейных, кольцевых, переменного профиля сварных швов.

Высокую эффективность и уникальные возможности электрошлаковой сварки можно видеть при изготовлении мощных турбин гидроэлектростанций, атомных реакторов, мощных гидропрессов, станин массой 380 т, тяжелых летательных аппаратов.

Электрошлаковая сварка и наплавка находит применение для ремонтных работ при восстановлении массивных деталей, вышедших из строя в процессе эксплуатации.

Продолжаются исследования, направленные на расширение сферы применения электрошлаковой сварки и наплавки в машиностроении, на создание новых сталей и сплавов, сварочных материалов, обеспечивающих высокое качество сварных соединений без термообработки.

Совершенствуется техника и технология электрошлаковой сварки, например, в зону плавления вводят расплавленный или порошковый присадочный металл, что обеспечивает уменьшение удельных затрат на изготовление сварных изделий и высокое качество сварных швов.

Разрабатывается надежное и многофункциональное автоматическое оборудование, способное реализовать большие потенциальные возможности электрошлаковой сварки и наплавки.

Электрошлаковый процесс нашел также применение в металлургии для получения высококачественных сталей и сплавов.