Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка. 

Электрошлаковая сварка (ЭШС) нашла  широкое применение при изготовлении изделий металлургического, прокатного и энергетического оборудования, в котло-, гидро- и прессостроении, в строительстве и т.д. С помощью этого способа сварки выполняются конструкции из углеродистых и легированных сталей, титана, алюминия, меди и их сплавов. Диапазон свариваемых толщин металла составляет 20- 2500 мм (электроды) . 

Современная оснащённость ЭШС такова, что позволяет решать практически  любые задачи промышленности на самом  высоком техническом уровне. Причём, как показал многолетний опыт, эффективность применения ЭШС в  значительной степени зависит от правильного выбора сварочного оборудования, а также рационального решения  вопросов техники сварки и применения соответствующей технологической  оснастки. 

Способ сварки, основанный на выделении  тепла при прохождении электрического тока через расплавленный шлак, получил  название электрошлаковой сварки. В  пространстве, образованном кромками свариваемых изделий и

XII.1. Схема процесса и разновидности электрошлаковой сварки 
а — одним проволочным электродом с неподвижной осью или с колебанием электрода; б — двумя проволочными электродами с их колебанием; в — пластинчатыми электродами; г — плавящимся мундштуком; 1 — свариваемая деталь; 2 — ванна расплавленного шлака; 3 — электрод; 4 — расплавленные электродный и основной металлы; 5 — сварной шов; 6 — пластинчатый электрод; 7 — мундштук; 8 — медные пластины

Электрошлаковая сварка имеет следующие технико-экономические достоинства: высокую устойчивость процесса, мало зависящую от рода тока, и нечувствительность (благодаря тепловой энергии шлаковой ванны) к кратковременным изменениям тока и даже его прерыванию; электрошлаковый процесс устойчив при плотностях тока 0,2—300 А/мм² и возможен при использовании проволочных электродов диаметром 1,6 мм и менее и пластинчатых электродов сечением 400 мм² и более;

высокую производительность. По скорости плавления присадочного металла  электрошлаковая сварка вне конкуренции. Она позволяет допускать нагрузку на электрод до 10 000 А;

высокую экономичность процесса. На плавление равных количеств электродного металла при ЭШС затрачивается  на 15—20% меньше электроэнергии, чем  при дуговой сварке. Расход флюса  меньше, чем при дуговой сварке, в 10—20 раз и составляет около 5% расхода  электродной проволоки;

отсутствие необходимости в  специальной подготовке кромок свариваемых  деталей и малую чувствительность их к качеству обработки;

высокое качество защиты сварочной  ванны от воздуха;

недефицитность и сравнительно низкую стоимость сварочных материалов;

возможность получения за один проход сварных соединений теоретически любой  толщины.

Недостатками электрошлаковой  сварки являются:

• производство сварки только в вертикальном или в близком к вертикальному положению (отклонение от вертикали не более 30°) свариваемых плоскостей;
• недопустимость остановки электрошлакового процесса до окончания сварки. В случае вынужденной остановки в сварном шве возникает дефект. В таком случае сварной шов подвергают ремонту или полностью удаляют и вновь заваривают;
• крупнозернистая структура в металле шва и зоне термического влияния и связанная с этим низкая ударная вязкость металла сварного соединения при отрицательных температурах;
• необходимость изготовления и установки перед сваркой технологических деталей (планки, «стартовые карманы», формирующие устройства и др.).

Электрошлаковая сварка применяется  при сварке прямолинейных, криволинейных  и кольцевых швов. Минимальная  толщина деталей, образующих стыковое соединение при ЭШС без технологических  затруднений, находится в пределах 25—30 мм. Экономически целесообразнее использовать ЭШС при изготовлении толстостенных конструкций, а также  при изготовлении конструкций из низко- и среднеуглеродистых, низко-, средне- и высоколегированных сталей, чугуна и цветных металлов (алюминия, титана). Кроме того, ЭШС применяют  для наплавки различных сплавов  на низкоуглеродистые и низколегированные  стали.

Электрошлаковой сваркой могут быть выполнены стыковые, угловые и тавровыесоединения с конфигурацией шва: прямолинейной, кольцевой, переменного сечения, переменной кривизны.

Самым распространенным и простым  с точки зрения техники сварки является стыковое соединение. Угловые  и тавровые соединения встречаются  реже, поскольку по технологическим  или конструктивным соображениям их заменяют стыковыми соединениями.