§ 7. Электрошлаковая сварка

При электрошлаковой сварке основной и присадочный металлы расплавляются теплом, выделяющимся при прохождении электри­ческого тока через расплавленный шлак.

Рис. V.13. Схема электрсм шлаковой сварки

В пространство между кромками вертикально установленных деталей 7 (рис. V.13), приставной стальной или медной планкой 1 и шлакоудерживающими медными ползунами 4 подается флюс 10 и одна или несколько сварочных проволок 6 диаметром 2...3 мм. Сварка начинается с возбуждения дуги под слоем флюса между электродными проволоками и приставной планкой. При расплавле­нии флюса и образовании шлаковой ванны 5 сварочные проволоки погружаются в расплавленный шлак, и горение дуги прекращает-^ ся. Однако ток продолжает течь через расплавленный шлак и тепло, выделяющееся в нем, расходуется на дальнейшее плавление флюса, кромок свариваемых изделий и присадочного металла. При сварке по изогнутым токоподводящим мундштукам 8 G помощью системы роликов 9 непрерывно подается проволока в жидкий шлак. Авто­мат с помощью колес или специальных электромагнитов переме­щается по вертикальной плоскости вместе с ползунами. Последние, охлаждаясь проточной водой, способствуют принудительному фор­мированию сварного шва 2, образуемого, из ванны расплавленного металла 3. По трубе, установленной не­сколько выше мундштуков 8, в зону свар­ки подается флюс. За один проход автома­та одной проволокой при силе тока 600...

900 А сваривают металл толщиной до 60 мм. Большие толщины сваривают с по­перечным движением проволоки или с одновременной подачей в сварочную ван­ну нескольких проволок. Для этой же це­ли используют и специальной формы при­садочный металл.

В качестве источников сварочного тока при электрошлаковой сварке при­меняют сварочные трансформаторы с же­сткой внешней характеристикой. Этот метод сварки находит широкое примене­ние в тяжелом машиностроении при изго­товлении сварно-литых и сварно-кованых конструкций, в производстве толстостен­ных котлов высокого давления и пр.

§ 8. Дуговая сварка в защитных газах

1. Сущность способа сварки в защитных газах состоит в том, что для защиты расплавленного металла от вредного действия кис­лорода и азота воздуха в зону дуги, горящей между свариваемым изделием и плавящимся или неплавящимся электродом, через сопло горелки непрерывно подается струя защитного газа, оттес­няющего воздух от места сварки. В некоторых случаях сварка вы­полняется в герметических камерах, заполненных защитным (инерт­ным) газом.

В качестве защитных газов используют одноатомные, или инерт­ные, газы (аргон и гелий), которые не взаимодействуют с расплав­ленным металлом, и активные газы (углекислый газ, водород, азот, пары воды), а также их смеси (аргон с кислородом, аргон с азотом или с углекислым газом, углекислый газ с кислородом и др.), взаимодействующие в некоторой степени с расплавленным метал­лом. Наибольшее применение получили аргон и углекислый газ.

2. Аргонодуговая сварка. Для этого вида сварки используют аргон, который получают из воздуха, где его по объему содержится около 1 %. Транспортируют и хранят его в стальных баллонах емкостью 40 л под давлением 15 МПа.

Аргонодуговую сварку осуществляют неплавящимся (преиму­щественно вольфрамовым) и плавящимся электродами. Неплавящи- еся электроды предназначены только для возбуждения и поддер­жания горения дуги; для заполнения же места раскрытия между кромками свариваемых изделий в зону сварки подается присадоч­ный металл в виде прутков или проволоки. Плавящиеся электроды применяют в виде сварочной проволоки, которая по химическому составу близка к составу основного металла.

Сварку неплавящимся электродом осуществляют на постоянном и переменном токах ручным, полуавтоматическим и автоматиче­ским способами. Постоянным током, обычно прямой полярности, получаемым от источников с падающей внешней характеристикой, сваривают нержавеющие и жаропрочные стали, никель и его сплавы, титан, цирконий, молибден и другие металлы толщиной 0,1...

3. мм.

Переменным током сваривают алюминий, магний и их сплавы. Причем в те полупериоды, когда катодом является изделие, его поверхность бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, и происходит так называемое катодное распыление туго­плавких оксидных пленок алюминия или магния. Поэтому нет не­обходимости применять флюсы для их удаления.

Сварку плавящимся электродом осуществляют только автома­тическим и полуавтоматическим методами. При полуавтоматиче­ской сварке используют специальные шланговые полуавтоматы, в которых сварочную проволоку в зоне сварки подают не через шланг, а через протягивающие ролики, находящиеся в держателе. Плавящимся электродом сваривают алюминий, магний и их сплавы, а также нержавеющие стали. Для этого наиболее часто применяют

постоянный ток обратной полярности, получаемый от источников е жесткой или возрастающей внешней характеристикой.

3. Сварка в углекислом газе характеризуется высокой произво­дительностью и низкой стоимостью, вследствие чего этот способ находит все большей применение для сварки малоуглеродистых, низколегированных и некоторых высоколегированных сталей. Угле­кислый газ для сварки добывают из отходящих газов химических производств. Поставляют его в сжиженном состоянии в стальных баллонах емкостью 40 л, в которых под давлением 7,5 МПа содер­жится 25 л жидкой углекислоты. При испарении ее образуется 12750 л газообразного продукта.

Углекислый газ при высокой температуре дуги диссоциирует на оксид углерода и атомарный кислород, который интенсивно окис­ляет металл. Для нейтрализации окислительного действия угле­кислого газа при сварке углеродистых и низколегированных сталей используют сварочную проволоку с повышенным содержанием мар­ганца и кремния (Св-08ГСА, Св-08Г2СА).

Сварку в углекислом газе производят плавящимся электро­дом автоматическим или полуавтоматическим способом. Питание сварочной дуги осуществляется от источников постоянного тока с жесткой или возрастающей внешней характеристикой при обрат­ной полярности.