Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка (ЭШС) — вид электрошлакового процесса, сварочная технология, использующая для нагрева зоны плавления тепло шлаковой ванны, нагреваемой электрическим током. Шлак защищает зону кристаллизации от окисления и насыщения водородом.

В холодном металле растворимость водорода на два порядка ниже, чем в жидком, а в атмосфере водорода всегда хватает. Поэтому, если металл без специальной защиты расплавить, а потом быстро охладить, то выходящий водород может спровоцировать образование трещин.

Процесс сварки является бездуговым. В отличие от дуговой сварки для расплавления основного и присадочного металлов используют теплоту, выделяющуюся при прохождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). Затем электрод погружают в шлаковую ванну, горение дуги прекращается и ток начинает проходить через расплавленный шлак. Сварку выполняют снизу вверх чаще всего при вертикальном положении свариваемых деталей с зазором между ними. Для формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные ползуны-кристаллизаторы, охлаждаемые водой. По мере формирования шва ползуны перемещаются в направлении сварки.

По виду электрода различают электрошлаковую сварку проволочным, пластинчатым электродом и плавящимся мундштуком; по наличию колебаний электрода — без колебаний и с колебаниями электрода; по числу электродов — одно-, двух- и многоэлектродную.

Обычно электорошлаковую сварку применяют для соединения деталей толщиной от 15мм до 600 мм

Электрошлаковый процесс используют также для переплава стали из отходов и получения отливок.

Литература

Это заготовка статьи о технике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.
Это примечание по возможности следует заменить более точным.
  • Сварка

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Электрошлаковая сварка» в других словарях:

электрошлаковая сварка — шлаковая сварка Сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. [ГОСТ 2601 84] [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя… … Справочник технического переводчика

Электрошлаковая сварка — – сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. [ГОСТ Р ИСО 857 1 2009] Рубрика термина: Сварка Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА — сварка плавлением металлов в месте соединения. Источником нагрева металла служит теплота, которая выделяется при прохождении электрического тока через расплавленный шлак, находящийся в зазоре между соединяемыми деталями … Большой Энциклопедический словарь

электрошлаковая сварка — 4.2.7.1 электрошлаковая сварка (72): Сварка плавлением, при которой используют теплоту, выделяющуюся в вылете плавящегося электрода или электродов и в токопроводящей шлаковой ванне при прохождении тока, при этом металлическая ванна и шлаковая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

электрошлаковая сварка — сварка плавлением металлов в месте соединения. Источником нагрева металла служит теплота, которая выделяется при прохождении электрического тока через расплавленный шлак, находящийся в зазоре между соединяемыми деталями. * * * ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ… … Энциклопедический словарь

Электрошлаковая сварка — Electroslag welding Электрошлаковая сварка. Процесс сварки плавлением, в котором нагрев при сварке производится пропусканием электрического тока через расплавленный проводящий шлак (флюс), содержащийся в шлаковой ванне, образованной охлаждаемыми… … Словарь металлургических терминов

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА — сварка, при к рой для плавления осн. металла и электрода используется теплота, выделяющаяся при прохождении электрич. тока через шлаковую ванну расплавл. флюс (см. рис.). Различают Э. с. электродной проволокой для образования швов неогранич.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

электрошлаковая сварка — [electroslag welding] сварка, при которой свариваемые поверхности нагреваются пропусканием электрического тока через слой флюса, засыпаемого между кромками; применяется для соединения деталей весьма больших толщин и особенно эффективна при… … Энциклопедический словарь по металлургии

Электрошлаковая сварка — шлаковая электросварка; см. Сварка … Большая советская энциклопедия

электрошлаковая сварка — Syn: электрошлаковое сваривание … Металлургический словарь терминов

Достоинства и недостатки электрошлаковой сварки (ЭШС)

Электрошлаковая сваркаПреимущества электрошлаковой сварки

Электрошлаковую сварку широко используют в промышленности для соединения металлов повышенной толщины: стали и чугуна различного состава, меди, алюминия, титана и их сплавов. К преимуществам способа относится возможность сварки за один проход металла практически любой толщины, что не требует удаления шлака и соответствующей настройки сварочной установки перед сваркой последующего прохода, как при других способах сварки. При этом сварку выполняют без снятия фасок на кромках. Для сварки можно использовать один или несколько проволочных электродов или электродов другого увеличенного сечения. В результате этого достигается высокая производительность и экономичность процесса, повышающиеся с ростом толщины свариваемого металла.

Недостатки электрошлаковой сварки

К недостаткам этой сварки следует отнести то, что электрошлаковая сварка технически возможна при толщине металла более 16 мм и за редкими исключениями экономически выгодна при сварке металла толщиной более 40 мм. Электрошлаковая сварка позволяет сваривать только вертикальные швы. При сварке некоторых металлов образование в металле шва и околошовной зоны неблагоприятных структур требует последующей термообработки для получения необходимых свойств сварного соединения.

Сущность способа электрошлаковой сварки

Известно, что расплавленные флюсы образуют шлаки, которые являются проводниками электрического тока. При этом в объеме расплавленного шлака при протекании сварочного тока выделяется теплота. Этот принцип и лежит в основе электрошлаковой сварки.

Электрод и основной металл связаны электрически через расплавленный шлак (шлаковая ванна). Выделяющаяся в шлаковой ванне теплота перегревает ого выше температуры плавления основного и электродного металлов. В результате металл электрода и кромки основного металла оплавляются и ввиду большей плотности металла, чем шлака, стекают на дно расплава, образуя ванну расплавленного металла (металлическую ванну). Электродный металл в виде отдельных капель, проходя через жидкий шлак, взаимодействует с ним, изменяя при этом свой состав. Шлаковая ванна, находясь над поверхностью расплавленного металла, препятствует его взаимодействию с воздухом. При правильно подобранной скорости подачи электрода зазор между торцом электрода и поверхностью металлической ванны остается постоянным.

Свариваемый металл, шлаковая и металлическая ванны, при электрошлаковой сварке, удерживаются от вытекания обычно специальными формирующими устройствами — подвижными или неподвижными медными ползунами, охлаждаемыми водой, или остающимися пластинами. Верхняя кромка ползуна располагается несколько выше зеркала шлаковой ванны. Кристаллизующийся в нижней части металлической ванны расплавленный металл образует шов. Шлаковая ванна, находясь над поверхностью металлической ванны, соприкасаясь с охлаждаемыми ползунами, образует на них тонкую шлаковую корку, исключая тем самым непосредственный контакт расплавленного металла с поверхностью охлаждаемого ползуна и предупреждая образование в металле шва кристаллизационных трещин.

Электрошлаковая сварка

При необходимости соединения конструкций из металла толщиной от 2 см. применяется электрошлаковая сварка. Весьма уникальной особенностью этого типа сварочных работ является тепловая энергия, выступающая основным источником нагрева. Тепло появляется непосредственно в ванне, где находится расплавленный флюс в момент, когда электрический ток переходит с электрода на само изделие. Отлично демонстрирует себя ЭШС при соединении металлических деталей неограниченно большой толщины.

Электрошлаковая сварка

Сущность электрошлаковой сварки: секрет технологии

Образование рабочей шлаковой ванны происходит за счет расплавления шлакового флюса. На протяжении всего процесса сохраняется одинаковая глубина шлаковой ванны. Сварочный ток, который проходит через электроды, расположенные в самой ванне, обеспечивает постоянство температуры и поддерживает электропроводность шлака. При кристаллизации металлической ванны образуется необходимый сварной шов.

Электрошлаковая сварка

Процесс электрошлаковой сварки характеризуется определенными чертами:

  1. Тепловые выделения в процессе сварки полностью зависят от разновидностей присадочных дополнительных материалов, и характеристик поступающего тока в шлаковую ванну.
  2. Сохранность минимального зазора непосредственно между свариваемыми заготовками. Его необходимо поддерживать на минимальных значениях, чтобы избежать значительных деформаций краев деталей и смещений.
  3. Значения внутренних напряжений сварочного процесса характеризуются значительными показателями.
  4. После завершения процедуры сваривания требуется дополнительная термическая обработка. Эта процедура позволяет улучшить текущую структуру места соединения заготовок.

Электрошлаковая сварка

Материалом, использующемся в качестве расплавляющейся основы, является шлаковая основа. Возбуждает процесс расплавления, поступающий электрический ток, который обеспечивается специализированным генератором тока. Особенностью ЭШС является факт обязательного вертикального расположения деталей. Чтобы устранить протечки рабочей массы на заготовки устанавливаются специальные охлаждаемые ползунки.

Способы электрошлаковой сварки

Имеется 3 направления ЭШС, каждое из которых имеет собственные наплавки:

Электрошлаковая сварка

  1. Обеспечение сварочного скрепления за счет проволочных электродов.
  2. Соединение при помощи плавящегося мундштука.
  3. Сварка производится электродами с большой площадью сечения.

Процесс сварки, обеспечивающийся электродами проволочного типа, широко распространен в современной промышленности. Он может проводиться с применением 1, 2, 3 электродных проволок с отсутствием колебаний либо совместно с ними. Также ЭШС может производиться проволочными электродами без непосредственного поступления мундштука в сварной зазор.

Электрошлаковая сварка

Процесс получения рабочего шва благодаря использованию плавящегося мундштука считается распространенным универсальным типом соединения заготовок различной толщины, а также криволинейных деталей. Плавящийся мундштук имеет вид нескольких пластин либо объединенных стержней, в которых имеются специальные каналы для подвода электрического тока и проволоки.

Режимы электрошлаковой сварки основываются на использовании шлака в качестве основного теплового источника в процессе сварки.

Электрошлаковая сварка

Аппараты для электрошлаковой сварки

Особенностью любого агрегата, предназначенного для электрошлаковой сварки, считается минимальный общий расход флюсовых материалов. Данные устройства могут обеспечивать соединение отличных по толщине деталей в условиях одного прохода сваркой. При этом разделывать кромки не требуется, а производительность ЭШС существенно превосходит флюсовую сварку многослойного типа, которая выполняется автоматом.

Аппаратные устройства сварки обеспечивают подачу электродов непосредственно к месту контакта заготовок. Также они поддерживают постоянную устойчивость любой электрошлаковой операции. Частой практикой решения подобных задач является применение для сварочных работ автоматических агрегатов, которые способны передвигаться вертикально более равномерно и плавно, нежели тяжелые полуавтоматические устройства.

Любой агрегат, обеспечивающий качественную ЭШС, отвечает общим требованиям реализации этой разновидности сварочных работ:

Электрошлаковая сварка

  • Техническое устройство должно создавать и поддерживать зазор, разграничивающий части ванны.
  • Должна поддерживаться возможность вертикального формирования текущего соединительного шва.
  • Сварочный шов должен создаваться в условиях одного подхода.

Дополнительными устройствами, обеспечивающими качественную сварку, являются: проволочные ролики, отвечающие за постоянство подачи проволоки, мундштук со способностью передачи тока, дополнительные ползунки с удерживающими планками и водные охлаждающие трубки.

Электрошлаковая сварка

Преимущества и область распространения технологии ЭШС

Технология электрошлаковой сварки имеет достоинства, из-за которых она активно используется на современных заводах:

  • В процессе создания сварочного соединения отпадает необходимость разделения кромок.
  • Любой шов, созданный по технологии ЭШС, создается в условиях чрезмерного наплавления. Коэффициент наплавки предоставляет серьезную экономическую выгоду любому предприятию.
  • Относительно осевых плоскостей симметрия шва полностью сохраняется. Это преимущество проявляется при соединении заготовок с предстоящей корректировкой.

Область применения электрошлаковой сварки сосредотачивается как в строительных сферах, так и на производственных площадках. Благодаря ЭШС изготавливаются массивные станины, выполняется установка турбин, создание прочных соединительных швов для установки огромных барабанных конструкций и тяжелых устройств для котельных помещений. Производственное применение этой технологии заключается в сборку крупных конструкционных проектов.

Электрошлаковая сварка

В итоге, экономическая составляющая и качество получаемого стыкового соединения при использовании электрошлаковой сварки имеют достойные показатели, но чрезмерная термическая зона существенно ограничивает сферу применения этого типа сварки.

Электрошлаковая сварка

Виды Сварки

Еще одна разновидность сварочной технологии — электрошлаковая сварка, которая осуществляется за счет плавления присадочного материала и заготовок теплом от нагретой шлаковой ванны. Данный способ относится к бездуговым видам электросварки.

В зазор между соединяемыми деталями помещают флюс, который разогревается и плавится при прохождении через него электрического тока. При этом за счет выделяемого тепла происходит плавление кромок заготовок. Формирования сварочного шва происходит за счет введения в шлаковую ванну электрода, который может иметь различную конструкцию. Кристаллизация металла происходит за счет его охлаждения медными ползунами-кристаллизаторами, которые ограждают зазор между деталями с обеих сторон.

При формировании шва электрод и ползуны постепенно перемещаются снизу вверх. К недостаткам, которыми отличается технология электрошлаковой сварки, стоит отнести тот факт, что выполняться она может исключительно в вертикальном положении, допускается отклонение оси не более чем на 30 градусов.

Заполнения зазора между соединяемыми деталями расплавленным флюсом позволяет исключить воздействие атмосферного воздуха на зону сварки. Благодаря этому предотвращается образование оксидной пленки и насыщение металла азотом или водородом, что благоприятно влияет на качество стыка.

Преимущества и недостатки электрошлаковой сварки

К плюсам такой сварки можно отнести следующие показатели:

Схема электрошлаковой сварки

  • Высокая производительность и скорость процесса, обеспеченная возможностью применять высокий сварочный ток (до 10 тысяч ампер).
  • Устойчивость режимов сварки, на качества шва не влияют колебания силы тока и напряжения.
  • Себестоимость процесса гораздо ниже. Установка электрошлаковой сварки позволяет экономить до 20% электроэнергии, расход флюса для создания ванны меньше в 15-20 раз, по сравнению с дуговой технологией.
  • Шлаковая ванна считается экспертами самым эффективным способом защиты от воздействия воздуха.
  • Теоретически существует возможность формировать за один проход шов любой (даже значительной) толщины.
  • Для выполнения сварки по такой технологии не нужна сложная подготовка кромок стыкуемых деталей.

Ради объективности стоит упомянуть и о недостатках, присущих электрошлаковой сварке. Кроме уже озвученной необходимости выполнять работы только в вертикальном положении, существует еще один существенный минус.

Сварочный процесс нельзя останавливать, шов необходимо заканчивать за один заход, перерыв в сварке приводит к образованию дефектов шва.

Кроме того, существует необходимость установки элементов оборудования (ползуны-кристаллизаторы, планки и другое) перед началом процесса.

Виды электрошлаковой сварки

В зависимости от конструкции применяемых электродов можно выделить следующие разновидности такой сварки:

Проволочный электрод

  • Проволочный электрод применяется для соединения деталей толщиной до 500 мм. При этом тонкие детали (до 50 мм) можно сваривать одним неподвижным (без колебаний) электродом. Для соединения более мощных заготовок применяют одновременно несколько электродов с колебательными перемещениями.
  • Наиболее универсальной считается сварка при помощи плавящегося мундштука. Конструктивно он представляет собой пластины или стержни (в некоторых случаях простая труба) в которых имеются канавки для подачи присадочной проволоки. Такое оборудование для электрошлаковой сварки может применяться для соединения деталей толщиной до 3 метров.
  • Применяются так же и электроды большого сечения, представляющими собой массивные пластины сплошного сечения (в некоторых случаях они имеют продольные разрезы). Данный способ сварки может использоваться для металлов толщиной до 2 метров, при этом применяется несколько таких электродов, которые подключаются к одному или нескольким источникам питания.
  • Несколько похожа и сварка ленточными электродами. В этом качестве используется порошковая лента, а в некоторых случаях проволока. Входящие в ее состав компоненты позволяют компенсировать расход флюса при выполнении сварочных работ, а в некоторых случаях и придать шву требуемые химические и физические свойства.

Электрошлаковая технология применяется и для наплавки различных слоев материала, технология выполнения работ при этом практически не отличается. Для осуществления наплавки одну из свариваемых деталей заменяют медной охлаждающей пластиной.

Применение электрошлаковой сварки целесообразно в промышленных масштабах для производства различных изделий из металла.

При этом комплект аппаратуры, необходимой для такого типа сварки может быть универсальным, или применяться для выполнения специальных работ. На сегодняшний день именно данный тип сварки считается наиболее производительным.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как устроены наушники схема
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector