Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковой сваркой называется сварка плавлением, при которой для нагрева металла используется теплота, выде­ляющаяся при прохождении электрического тока через расплав­ленный электропроводный шлак. Это самый высокопроизводи­тельный способ автоматической сварки металла значительной толщины (рис. 90).

Производится электрошлаковая сварка так:

- в пространство между свариваемыми кромками изделия и шлакоудерживающими приспособлениями (медными ползунами, начальными планками) вводятся флюс и элек­тродная проволока;

- процесс сварки начинается с возбуждения дуги между электродной проволокой и начальной плавкой. Теплотой дуги расплавляются флюс и электродная проволока;

- образуется ванна расплавленного металла, покрытая сло­ем жидкого шлака. Электродная проволока, находясь в ванне нагретого шлака, плавится, и дуга гаснет;

- сварочный ток, проходя через расплавленный шлак, нагревает его до температуры 1600-1700‘С;

- дальнейший бездуговой процесс плавки происходит за счет теплоты, выделяемой в шлаке сварочным током. По мере заполнения шва металлом медные ползуны, охлаждаемые проточной водой, перемещаются снизу вверх и формиру­ют сварной шов.

Применяя электрошлаковую сварку несколькими электрод­ными проволоками или электродами в виде ленты, можно свари­вать кромки изделия практически любой толщины.

Важным преимуществом электрошлаковой сварки являет­ся возможность сварки швов слоясной конфигурации, при этом электродная проволока подается через специальный плавящий­ся мундштук, форма которого соответствует форме свариваемого шва. Мундштук плавится вместе с электродной проволокой, заполняя свариваемый шов металлом.

При электрошлаковой сварке качество металла шва значи­тельно выше, чем прц автоматической сварке под флюсом. Это объясняется постоянным наличием над металлом шва жидкой фазы металла и нагретого шлака, что способствует более полно­му удалению газов и неметаллических включений. Резко снижа­ется влияние на качество шва влажности флюса, ржавчины и раз­личных загрязнений свариваемых кромок изделия. Трудоемкость операций по подготовке изделия под сварку снижается за счет исключения работ по разделке и подготовке кромок к сварке. Кромки обрезают кислородной резкой под прямым углом к поверхности свариваемых листов *

Так как процесс протекает в замкнутой системе при неболь­шом количестве флюса и полном использовании электродного металла, удельный расход электроэнергии, флюса и электродной проволоки сокращается.

Увеличенный вылет электродной проволоки и значительные плотности тока обеспечивают высокую производительность наплавки, достигающую 27 кг/ч. В то же время при автоматичес­кой сварке под флюсом он составляет примерно 12 кг/ч, а при ручной только 2 кг/ч. Расход электроэнергии на 1 кг наплавлен­ного металла уменьшается вдвое, а расход флюса - в 20-30 раз. по сравнению с автоматической сваркой под флюсом.

Производительность электрошлаковой сварки превышает производительность автоматической сварки под флюсом в 7-10 раз, а при большой толщине свариваемых кромок она в 15-20 раз выше производительности многослойной автоматической сварки.

Постепенный подогрев свариваемых кромок и замедленный нагрев. околошовной зоны уменьшают возможность образования в ней закалочных структур. Поэтому при электрошлаковой свар­ке самозакаливающихся сталей образование закалочных трещин мёнеавероятно. Освоение электрошлаковой сварки, позволило за­менить громоздкие и тяжелые цельнолитые и цельнокованые ста­нины и корпуса более легкими и компактными сварно-литыми и сварно-коваными деталями.

Для производства электрошлаковой сварки разработаны три типа аппаратов:

1. Рельсовые аппараты, перемещающиеся по вертикальным рельсам или специальным направляющим вдоль сварива­емого шва (аппараты типбв А-820М, А-535 и А-681).

2. Безрельсовые аппараты, движущиеся по свариваемому из­делию и связанные с ним механическим креплением (аппараты типов А-304 и А-612).

3. Шагающие магнитные аппараты, перемещающиеся по свариваемому изделию с помощью системы шагающих электромагнитов (аппарат типа А-501М).

Источниками питания многоэлектродных аппаратов для электрошлаковой сварки являются трехфазные сварочные трансформаторы ТШС-1000-3 и ТШС-3000-3. Ойи обеспечива­ют в каждой фазе сварочный ток соответственно в 1000 и 3000 А. Первичная и вторичная обмотки трансформаторов состоят из сек­ций с отводами, что позволяет изменять вторичное напряжение в пределах 38-54 В.

Трансформаторы работают с принудительным охлаждением (ТШС-1000-3 — воздушное; ТЩС-3000-3 — водяное). Можно применять также трансформаторы типов ТСД-500, ТСД-2000, СТН-750 и др.

Для элёктрошлаковой сварки применяют флюсы марок АН-8 и АН-22.

Электрошлаковой сваркой можно выполнять стыковые, тавровые, угловые и кольцевые соединения. Например, при свар­ке кольцевых стыков котельных барабанов применяют трехэлект­родные аппараты типов А-385 и А-401. При толщине стенок кольцевого стыка 90 мм и внутреннем диаметре 1300 мм аппара­том типа А-385 шов заваривается за один проход за 2 ч.

Для сварки прямолинейных швов применяют двухэлектрод­ный аппарат типа А-372Р, работающий на сварочных токах 400-1000 А при напряжении 48-50 В и скорости подачи электро­дной проволоки 150-500 м/ч.

Электрошлаковая’ сварка нашла применение при изготовле­нии и монтаже различных металлоконструкций. Для этих работ используют малогабаритные одноэлектродные сварочные аппа­раты типов А-681, А-820 и др. Для электрошлаковой сварки пла­вящимся мундштуком применяют малогабаритные однофазные аппараты типов А-645, А-1304,