32. Режими електрошлакового зварювання

Основними параметрами режиму електрошлакового зварювання дротяним електродом є такі величини:

1. діаметр електродного дроту (звичайно приймається рівним 3 мм); 2. величина зварювального струму; 3. швидкість подачі дроту; 4. напруга на шлакової ванні; 5. швидкість зварювання; 6. товщина металу, що зварюється; 7. швидкість поперечних переміщень електрода; 8. час витримки у повзуна при зварюванні з поперечними коливаннями; 9. величина недокриша при зварюванні кількома дротами (рис.1); 10. кількість зварювальних дротів (електродів); 11. величина зазору; 12. марка флюсу; 13. глибина шлакової ванни; 14. відстань від електродів до повзунів.

Всі ці параметри істотно впливають на якість і формоутворення зварного шва і повинні правильно підбиратися. При виборі параметрів електрошлакового зварювання звичайно виходять з двох умов:

1. Обраний режим електрошлакового зварювання повинен гарантувати суцільність зварного з'єднання - відсутність внутрішніх та зовнішніх несплавление. При зварюванні дротяними електродами необхідно забезпечити провар крайок на глибину 6-10 мм на бік.

2. При електрошлакової зварюванні на вибраному режимі із застосуванням обраного електродного металу у шві не повинні виникати гарячі (кристалізаційні) тріщини, для чого режим електрошлакового зварювання повинен забезпечувати отримання оптимального коефіцієнта форми зварювальної ванни.

Розглянемо вплив деяких параметрів режиму електрошлакового зварювання на форму і розміри шва і спосіб їх вибору, виходячи із зазначених умов, для зварювання маловуглецевої і низьколегованої сталей дротами Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2, Св-10ГСМТ.

Зварювальний струм. Струм в зварювального ланцюга залежить від швидкості подачі електродного дроту і пов'язаний з нею лінійною залежністю I св = (1,6 - 2,2) · v св [1] (коефіцієнти залежать від марки флюсу та дроту).

Збільшення струму при збільшенні швидкості подачі може бути пояснено тим, що зі збільшенням швидкості подачі зменшується відстань між кінцем зануреного в шлакову ванну електрода і поверхнею металевої ванни. Висота шару шлаку зменшується і, як наслідок, зменшується опір шару шлаку. Це призводить до підвищення струму, до додаткового підігріву ванни, підвищення температури шлаку і, отже, до подальшого зменшення його опору. З іншого боку, збільшення температури збільшує швидкість розплавлення електрода і збільшує відстань між кінцем електрода і металевої ванни. Це призводить до встановлення нового стабільного стану в процесі плавлення електрода.

Підвищення струму призводить до приблизно пропорційного збільшення глибини металевої ванни і до деякого збільшення глибини провару (останнє спостерігається при струмі не вище 700 а). У результаті, коефіцієнт форми металевої ванни зі збільшенням струму знижується і ймовірність утворення у шві гарячих тріщин зростає.

Чим більше міститься в шві вуглецю, тим більше повинен бути коефіцієнт форми, щоб не виникало гарячих тріщин, а отже, тим менше повинен бути струм (рис.3).

Величину зварювального струму вибирають залежно від величини відношення товщини металу, що зварюється до числа електродів за формулою I св = A + B · ( s / n), де A і B - коефіцієнти ( A = 220-280; B = 3,2-4,0), s - товщина зварюваних деталей, n - число електродів.

При n = 1, I св = A + B · s. Визначивши силу струму за цією формулою, визначаємо швидкість подачі дроту за формулою [1].

Напруга. Зміна напруги в найбільшій мірі впливає на ширину шва, яка пов'язана з напругою залежністю, яка виражається майже прямою лінією (рис. 4). Збільшення напруги призводить також до деякого збільшення глибини металлічеекой ванни.

У цілому ж із збільшенням напруги коефіцієнт форми металевої ванни збільшується.

Для отримання металевої ванни оптимальної форми, при якій немає небезпеки утворення гарячих тріщин, більшого струму має відповідати кілька більша напруга. Про достатньою точністю для практичних цілей напруга для шлакової зварювання може бути визначено за формулою: U = 12 + sqrt ( 125 - s < / em> / ( 0,075 · n)), де sqrt - квадратний корінь.

Швидкість зварювання. Збільшення швидкості зварювання досягається за рахунок збільшення швидкості подачі дроту і струму і зменшення зазору. Швидкість зварювання може бути визначена з рівняння:

де n - число електродів ( n = 1); a - зазор між деталями; s - товщина металу, що зварюється; k y - коефіцієнт, що враховує посилення ( k y = 1,05 - 1,1).

Швидкість поперечних переміщень електрода. Швидкість впливає на ширину шва і його якість. Збільшення швидкості поперечних переміщень зменшує глибину провару. Ця характеристика вибирається залежно від швидкості подачі дроту, причому переміщення повинні бути обернено пропорційні подачі. Швидкість поперечних переміщень може бути також визначена з рівняння: v пп = 66 - 0,22 · ( s / n)

Зазор і глибина шлакової ванни. Зазор для товщин до 150 мм приймається рівним 25 ± 3 мм.Час витримки у повзуна. Час витримки у повзуна приймають рівним 4-8 сек.

Відстань між дротами. Це відстань розраховується за наступними формулами:

при поперечних переміщеннях l е. = ( s / n) + 8 без поперечних переміщень l е. = s / n Сухий виліт електрода береться рівним 60-70 мм. Недоход електрода до повзунів 5-7 мм. Режим електрошлакового зварювання може бути також визначений за графіком (мал. 5).

Рис.5. Графік для вибору сили струму I св, швидкості подачі дроту напруги на шлакової ванні U ш, швидкості поперечних переміщень електродів v пп, глибини шлакової ванни h ш і часу витримки у повзунів t в < / sub> у залежності від ставлення s / n.