9. Электрошлаковая сварка. Схема процесса, его отличие от электродугового, область приминения.
Электрошлаковая сварка -способ сварки, основанный на выделении тепла при прохождении электрического тока через расплавленный шлак.
Схема процесса.
процесс соединения металлов, при котором расплавление кромок основного и электродного металла производится за счет теплоты, выделяющейся при протекании тока через шлаковую ванну. При этом шлаковая ванна не только защищает металлическую ванну от вредного действия воздуха, но и служит активным средством металлургического воздействия на расплавленный металл. Схема процесса электрошлаковой сварки показана на рис. 210, а.
Рис. 210. Способы электрошлаковой сварки: а — принципиальная схема; б — сварка одним электродом с неподвижной осью; в — сварка тремя электродами, имеющими возвратно-поступательное движение; г — многоэлектродная сварка: 1 — свариваемый металл; 2 — медные ползуны, охлаждаемые водой; 3 — шлаковая ванна; 4 — электродная проволока; 5 — металлическая ванна; 6 — сварной шов; 7 — трубки для подвода и отвода воды; 8 — капли плавящегося электрода: 9 — капли оплавляемого металла; 10 — величина проплавления кромок металла; 11 — токоподводящий мундштук; 12 — ролики, подающие проволоку в шлаковую ванну.
При электрошлаковом процессе в отличие от дуговой сварки источником нагрева служит ванна сильно перегретого шлака. Положение конца электродной проволоки в расплавленном флюсе, форма и глубина ванны расплавленного металла и распределение температуры в шлаковой ванне определяются режимом сварки и свойствами флюса.Плавление электродной проволоки происходит за счет теплоты, выделяемой в расплавленном флюсе. Как и при дуговом процессе конец электрода на участке от токоподводящего мундштука до поверхности расплавленного флюса предварительно нагревается током. При увеличении длины этого участка (вылета) ввиду более сильного предварительного нагрева скорость плавления электрода, а следовательно, и сварки увеличивается
Электрошлаковая сварка ее отличия от электродуговой.
В отличие от обычной электродуговой сварки, верхний слой металла в процессе сварки постоянно находится в расплавленном состоянии и постепенно (а не быстро) застывает, обеспечивая более высокое качество сварки
Электрошлаковая сварка применяетсяв производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других. Электрошлаковая сварка (ЭШС) нашла широкое применение при изготовлении изделий металлургического, прокатного и энергетического оборудования, в котло-, гидро- и прессостроении, в строительстве и т.д
Электрошлаковая сварка является процессом соединения металлов, при котором основной и электродный металлы расплавляются теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну. Процесс начинается с образования шлаковой ванны в пространстве между кромками основного металла и приспособлениями (ползунами), охлаждаемыми водой, путем расплавления флюса электрической дугой.
При прохождении тока через расплавленный шлак, являющимся электропроводящим электролитом, в нем выделяется определенное количество теплоты, достаточной для поддержания высокой температуры плака и расплавления кромок основного металла и электродной проволоки. Как правило, электрошлаковую сварку выполняют при вертикальном положения свариваемых деталей.
Шлаковая
ванна является более распределенным
источником теплоты, чем электрическая
дуга. Основной металл расплавляется
одновременно по всему периметру шлаковой
ванны, что позволяет вести сварку металла
большой толщины за один проход. По
типу применяемого электрода различают
сварку электродной проволокой,
пластинчатым электродом и плавящемся
мундштуком.
Электрошлаковая сварка имеет преимущества по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом: повышенную производительность вследствие непрерывности процесса сварки, выполняемой за одни проход при любой толщине металла, увеличения сварочного тока в 1,5—2 раза, уменьшения расхода электродного металла, так как сваривают по зазору без разделки кромок; лучшую структуру сварного соединения вследствие более однородного строения шва, отсутствия многослойности и шлаковых включений; меньшие затраты на выполнение 1 м сварного шва (в 10 раз и более) за счет повышенной производительности, уменьшения расхода флюса, электроэнергии, упрощения подготовки кромок свариваемых деталей.
К недостаткам электрошлаковой сварки следует отнести образование крупнозернистой структуры шва и околошовной зонывследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка для получения мелкозернистой структуры металла сварного соединении.