Электрошлаковая сварка, сущность и схема процесса. Характеристика, области применения. Сварочные материалы.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА

Автоматическая электрошлаковая сварка является без­дуговым способом сварки плавлением, выполняемым с при­нудительным формированием шва. Расплавление металла осуществляется теплом нагреваемого до высокой температу­ры электрическим током слоя жидкого шлака (см. гл. 2 и 3). Именно в этом заключается принципиальное отличие электрошлаковой сварки от близкой к ней по схеме процес­са дуговой автоматической сварки с принудительным фор­мированием шва.

В качестве электрода при электрошлаковой сварке мо­жет использоваться проволока сплошного сечения или пла­стина, при этом количество электродов, как правило, с об­щим подводом сварочного тока может быть различным: от одного до трех-четырех — для пластин, до нескольких де­сятков — для проволок. Наиболее часто применяют прово­локи диаметром 3 мм, пластины толщиной 8—12 мм и ши­риной на 15—20 мм меньше толщины свариваемого метал­ла. Сварка проволочным электродом может производиться с колебаниями и без колебаний электрода.

Автоматическая электрошлаковая сварка имеет следую­щие особенности и преимущества: с ее помощью можно сваривать за один проход металл очень большой толщины — до 2, 5—3 м, т.е. толщина свариваемого металла практи­чески не ограничена; образующийся в процессе сварки слой расплавленного шлака (шлаковая ванна) обеспечивает на­дежную защиту сварочной ванны от воздуха, а также ее активную металлургическую обработку, что способствует получению плотного металла шва с улучшенным химиче­ским составом и низким количеством неметаллических включений; сварка обладает высокой производительностью, особенно при соединении металла большой толщины. При­менительно к толстолистовому металлу, используемому в строительных конструкциях (40—60 мм), производитель-' ность автоматической электрошлаковой сварки в 2—5 раз превышает производительность ручной дуговой сварки.

К недостаткам электрошлаковой сварки можно отнести: значительный перегрев металла в зоне термического влия­ния, что приводит к снижению пластических свойств, поэ­тому в большинстве случаев требуется последующая высо­котемпературная термическая обработка для получения не­обходимых механических свойств сварных соединений (пе­регрев металла в основном обусловлен тем обстоятельством,

что электрошлаковый процесс, являющийся источником тепловой энергии при сварке, характеризуется большой площадью нагрева и малой сосредоточенностью энергии в зоне нагрева); отсутствие возможности сварки с остановка­ми. Шов следует от начала до конца выполнять без остано­вок, так как при вынужденных перерывах процесса сварки в шве возникают неисправимые или трудноисправимые де­фекты.

Автоматическая электрошлаковая сварка находит широ­кое применение в промышленности, особенно в тяжелом и энергетическом машиностроении при изготовлении крупно­габаритных конструкций из металла большой толщины. В строительстве этот способ сварки получил распространение при сооружении кожухов доменных печей. Сварка произво­дится в вертикальном и полувертикальном пространствен­ных положениях с отклонением шЬа от вертикали до 45°.

Материалы. При электрошлаковой сварке применяют два основных сварочных материала: флюс и электродный металл. В качестве последнего используют проволоки, пла­стины, плавящиеся мундштуки. Применяемый при сварке флюс должен отвечать целому ряду специфических требований. Прежде всего он должен при плавлении обра­зовывать электропроводный расплав, обеспечивающий быс­трое и легкое установление устойчивого электрошлакового процесса. Флюс должен обладать определенной вязкостью и температурой плавления, должен способствовать — во вза­имодействии с электродным металлом — получению безде­фектного шва с необходимым химическим составом, струк­турой и механическими свойствами.

Электрошлаковую сварку строительных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей чаще всего ве­дут с использованием плавленых флюсов АН-8 и АН-8М. В качестве электродного металла применя­ют проволоки: Св-08Г2 и Св - 10Г2 — для сварки углеро­дистых сталей, Св-10Г2 — для сварки низколегированны) сталей, Св-10НМА — для сварки высокопрочных низколе­гированных сталей.

Технология. Автоматической электрошлаковой сваркой можно выполнять стыковые, тавровые и угловые соедине­ния большой толщины. Считается, что применение данного способа сварки экономически обоснованно при толщине свариваемого металла более 35—40 мм. Соединение метал­ла меньшей толщины целесообразно производить дуговой сваркой с принудительным формированием шва. В монтаж­ном производстве распространение получила схема процес­са сварки электродной проволокой с двусторонним форми­рованием шва медными ползунами (подобно схеме процесса по рис. 11.18, а).