Електрошлакове зварювання

Загальноприйняті позначення електрошлакового зварювання

ЕШС - електрошлакове зварювання (переважно в радянській літературі)
ESW - Electroslag Welding - електрошлакове зварювання

Технологія електрошлакового зварювання

При електрошлакового зварювання тепло, необхідне для плавлення зварюваного металу, утворюється за рахунок проходження електричного струму через розплавлений шлак, що складається з оксидів галоідов або їх сумішей.

Малюнок. електрошлакове зварювання

Дві деталі, що зварюються встановлюються вертикально з зазором між крайками. Зазор з двох сторін закривають мідні водоохолоджувані повзуни. Знизу зазор також закривається спеціальним кишенею. У зазор засипається зварювальний флюс і опускається зварювальний дріт. У процесі зварювання дріт подається вниз роликами, токоподвод здійснюється мундштуком. За рахунок проходження струму між дротом і виробом флюс нагрівається і розплавляється. Розплавлений флюс утворює шлак, який, будучи електропровідним, є джерелом тепла, що призводить до розплавлення дроту і кромок і утворення зварювальної ванни. Електрична дуга відсутня, так як вона шунтируется розплавленим шлаком. Процес зварювання йде від низу до верху. Повзуни, що охолоджуються водою через трубки, переміщаються вгору разом зі зварювальним автоматом і формують зварний шов. Розплавлений флюс забезпечує одночасно захист зварювальної ванни і бере участь в металургійних процесах, що забезпечують необхідну якість зварного шва.

Витрата флюсу при цьому способі зварювання невеликий і не перевищує 5-ної маси наплавленого металу. Флюс використовується такий же, як і для дугового зварювання, або спеціальний.

Різновиди електрошлакового зварювання

Основними різновидами електрошлакового зварювання є

• багатоелектродного електрошлакове зварювання,
• електрошлакове зварювання пластинчастими електродами,
• електрошлакове зварювання плавиться мундштуком.

Так як виділення теплоти в шлакової ванні відбувається головним чином в області електрода, максимальна товщина металу, що зварюється однієї дротом, зазвичай обмежена 60 мм. При великих товщинах доцільно використовувати кілька дротів - зазвичай кратно трьом - числу фаз джерела живлення. При необхідності проволокам надають коливання поперек зазору для його кращого заповнення. Сила зварювального струму на один дріт становить Iсв = 200-600А, напруги зварювання - 26-44В- швидкість подачі дроту - Vп = 100-400 м / ч.

Малюнок. Багатоелектродного електрошлакове зварювання

Електрошлаковий процес стійко протікає при щільності струму на порядок нижче, ніж дугового, - близько 0,1 А / мм2. Тому перетин електрода може бути збільшено і дріт замінена пластинчастим електродом, що дозволяє підвищити продуктивність процесу зварювання.

Малюнок. Електрошлакове зварювання пластинчастим електродом

При складній конфігурації вироби можлива зварювання плавиться мундштуком, який представляє собою пластинчастий електрод, що повторює форму крайок, що зварюються.

Малюнок. Електрошлакове зварювання плавиться мундштуком

Так як між плавиться мундштуком і виробом є зазор, для його заповнення в зварювальну ванну додатково через мундштук подається дріт.

Області застосування електрошлакового зварювання

Основною перевагою електрошлакового зварювання є можливість зварювання за один прохід деталей практично будь-якої товщини. Зварювання проводиться без оброблення крайок, тому її економічність підвищується з ростом товщини зварюваного металу. Економічно доцільно застосовувати її вже починаючи з 40 мм, але частіше за все вона використовується для зварювання товщин 100-500 мм.

Електрошлакове зварювання застосовується при виготовленні масивних станин, валів потужних турбін, товстостінних котлів і барабанів. Її застосування вносить докорінні зміни в технологію виробництва великогабаритних виробів. З`являється можливість заміни великих литих або кованих деталей зварювально-литими або зварювально-кованими з більш дрібних поковок або виливків.

Недоліками електрошлакового зварювання є підвищена зона термічного впливу, викликана повільним нагріванням і охолодженням металу. Це часто призводить до утворення несприятливих, крупнозернистих структур і вимагає термообробки для отримання необхідних властивостей зварного з`єднання.