2.2. Особенности технологии электрошлаковой сварки

Обычно процесс сварки состоит из двух этапов:

а) дуговая «сварка», которая способствует образованию жидкого перегретого шлака и жидкого электродного металла, это происходит вне зоны соединения, в дополнительном объеме.

б) установившейся шлаковый процесс плавления электрода и далее основного металла.

Желательно вести сварку переменным током и с колебаниями электрода, что обеспечивает равномерное расплавление основного металла и уменьшение усадочной раковины. Доля участия основного металла в металле шва составит 10 ÷ 20 %.

Сварка соединений сложной конфигурации по вертикальной плоскости требует применение стационарных формирующих устройств, для каждого вида соединение свое формирующее устройство и сложный по конструкции электрод разового использования - мундштук. Мундштук повторяет форму соединения, исключает замыкание токопроводящего электрода на свариваемые кромки и расплавляясь выполняет роль присадочного металла. Материал мундштука соответствует основному металлу.

Дополнительные требования появляются к флюсу: по электропроводность в жидком состоянии, температурам плавления и кипения, отделимость застывшего шлака.

2.3. Область применения электрошлаковой сварки

Сварка применима для деталей большой толщины более 40 мм из сталей всех классов, чугуна, алюминия, титана и возможна для медных изделий. Широкое применение нашла электрошлаковая сварка при изготовлении конструкций из листов, поковок, отливок и т.д. Например: ахтерштевни судов, гребные винты, дейдвудные трубы, барабаны и котлы, станины тяжелых машин и т.д.

Возможно применение данного процесса при восстановительных работах - электрошлаковая наплавка. Детали так же должны удовлетворять определенным требованиям.

3. Порядок выполнения работы

Электрошлаковая сварка требует наличие формирующих устройств которые изготавливаются для каждого вида соединений и типа размеров индивидуально. Для выполнения работы используется устройство, которое использовалось в промышленных условиях (на производстве).

Технология получения соединения отработана, режимы сварки строго заданы.

3.1. Подготовительные операции

В данной работе демонстрируется сварка анкерных тяг. Тяги удерживают причальную стенку. Они концом прикреплены к сваям (шпунту), а другим - к удерживающей силовой свае, которая находится в сотнях метров от стенки. Эта тяга и состоит из отдельных участков (плетей), сваренных между собой в стык.

Имитатор соединения, две цилиндрические болванки диаметром 40 мм и длиной не менее 150 мм, устанавливается в формирующее устройство с зазором t = 16 мм. Перед установкой определяется масса болванок Мб (г). Подготавливается сварочный флюс (марка по наличию флюса) ~ масса прокаленного флюса Мф ~ 200 г, что фиксируется.

Определяется сечение электрода: проволочный электрод по диаметру Øэл (мм), а если пластинчатый электрод, то по его ширине Впл (мм) и толщине δ (мм).

3.2. Процесс электрошлаковой сварки

Собранное соединение переносится или оно уже находится на сварочной установке типа УШ-114. после выхода процесса на стабильный режим – шлаковый процесс, фиксируется сила тока Iсв и напряжение Uшл, так же фиксируется время начало сварки и окончания.

Флюс подается порциями, но расход его меньше навески. Оставшийся флюс взвешивается Мф ост (г).

После окончания процесса:

- определяется расход флюса

Мфр = Мф – Мф ост (г)

- соединение освобождается от формирующих устройств и определяется масса соединения М соед. (г).

1. Расчетная часть

Определение параметров электрошлаковой сварки по результатам опыта.

Плотность тока

(А/мм²)

Производительность процесса сварки, т.е. коэффициент наплавки αн

(г/(А ∙ час))

Коэффициент расхода флюса

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- основные сведения по ЭШС;

- схему процесса и его этапы;

- основные отличительные показатели характеризующие процесс, как общие, так и конкретно полученные в результате проведенной работы;

- требования к сварочным материалам и источнику питания;

- преимущества и недостатки процесса;

- область его применения.

5. Контрольные вопросы

1. Основное отличие электрошлаковой сварки от других.

2. Этапы процесса сварки.

3. Уровень показателей эффективности процесса, стабильности и его производительности.

4. Требования к флюсу.

5. Требования к источнику питания.

6. Преимущества и недостатки процесса.

7. Свариваемые материалы и область применения.

6. Литература

1. Бельчук Г.А., Гатовский К.М., Кох Б.А. Сварка судовых конструкций. –Л.: Судостроение. – 1980. - 448 с.

2. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав. – М.: Металлургия. – 1970. - 240 с.

3. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование для дуговой и шлаковой сварки. – М.: Машиностроение. – 1966. - 360 с.

4. Окерблом Н.О., Демянцевич В.П., Байкова И.П. Проектирование технологии и изготовления сварки конструкций. –Л.: Судопромгиз. – 1963. - 602 с.