Меню

Особенности процесса сваривания и типы ЭШ сварки

Электрошлаковая сварка

Содержание

  1. Особенности процесса сваривания и типы ЭШ сварки
  2. Технология ЭШС
  3. Способы сваривания
  4. Какие применяют флюсы
  5. Подготовка изделия к процессу сваривания
  6. Осуществление возбуждения ЭШ процесса
  7. Материалы и оборудование при проведении ЭШС
  8. Преимущества и недостатки способа ЭШС
  9. Область применения

Аналоги подобных работ стали появляться вместе с развитием металлургической отрасли. Металлические изделия применялись в создании угольных и железных шахт, и в местах добычи полезных ископаемых. Однако удобного оборудования в то время не было, и части соединяли кузнечным методом.

В современном мире есть множество аппаратов, которые используют различные источники энергии. Однако, ввиду специфики, большинство из них используется редко. И шлаковый вариант попадает в эту категорию. Нет, низкая популярность не говорит о плохом качестве готовой продукции, просто процедура обладает своим своеобразие.

Особенности процесса сваривания и типы ЭШ сварки

Здесь к главному отличию относится отсутствие электрической дуги. Вся электроэнергия поступается в шлак, являющийся проводником. Благодаря такой реакции выделяется нужное для расплавки количество тепла. Специальный электрод погружают в подготовленную ёмкость с побочными продуктами. Здесь отсутствует горение дуги, но ток продолжает поступать через расплавленный шлак. Следует отметить, что у данных работ есть отличительные черты:

  • расстояние между плитами, которые находятся в вертикальном положении;
  • активная плоскость не контактирует с кислородом, поскольку вся площадь закрыта шлаком;
  • электрошлаковая сварка сопровождается малым расходом флюса, и шов легируется электродной проволокой;
  • сплав долго пребывает жидким, благодаря чему из состава испаряются лишние газы.

Также присоединение звеньев протекает при помощи плоского электрода. Цилиндрические тоже можно эксплуатировать, но он доставит дополнительных трудностей. Чаще шов наносят сверху в низ, а между обоими предметами допускается наличие зазора. Но для правильности припайки в пустой промежуток помещаются медные ползунки имеющие свойства кристаллизации.

Важный момент! Сущность проведения электрошлаковой сварки заключается в расплавлении и последующем быстром охлаждении листов.

И если проводить такие манипуляции на открытом воздухе, то на поверхности способны появиться трещины. Но шлаковая субстанция защищает от подобных неприятностей.

Такая методика даёт возможность скреплять полосы неограниченной толщины, однако, исполнение работы невозможно в домашних условиях. Ведь весь механизм имеет большие габариты, а способы перемещения оборудования для электрошлаковой сварки подразумевают эксплуатацию рельсовых установок. А главным узлом является агрегат, подающий проволоку в соединительную зону.

Что касается дополнительных тонкостей, то жар, исходящий от ванны, оказывает влияние на прилегающие ко шву участки. Происходит такое из-за сильных перепадов температуры. Околошовные зоны делятся на несколько классов:

  1. Перегрева. В этом месте зёрна основного металла значительно увеличиваются.
  2. Участок полной перекристаллизации. Здесь протекают фазы превращения, но нагрева недостаточно для роста зерна.
  3. Самая дальняя зона. Тут происходит снижение прочности зоны, которое можно исправить грядущей термообработкой.

Да, такая автоматическая сварка невозможна в частном хозяйстве, но человек может обзавестись электрошлаковой плавильней. Она не занимает много пространства, проста в использовании, а для исходного сырья можно использовать всё что угодно: ржавые железки, чистые куски сплавов, стружку и прочее.

Чтобы правильно пользоваться таким устройством, необходимо получить важные знания. В частности, про характеристики металлопроката. Например, пластины повышенной толщины, сделанные из чугуна, титана, меди, алюминия и их аналоги, отлично подходят для такой процедуры. Однако такой вариант не годиться для спайки тонких объектов. Что касается использования, то его проще понять по зарисовкам. Схема всего процесса электрошлаковой сварки позволяет понять всю технику и особенности применения агрегата.

Технология ЭШС

Всё начинается со сборки деталей: устанавливают две пластины на определённом расстоянии друг от друга, снизу с и обеих сторон устанавливают специальные скобы, которые фиксируют заготовки. Затем в пустой промежуток помещают сварочную проволоку и засыпают флюсом (в дальнейшем он будет расплавляться, образуя твёрдую основу). После накопления определённого количества жидкого шлака дуга шунтируется им и гаснет. Далее, электроэнергия течёт сквозь побочные продукты, которые имеют завышенные параметры сопротивления. В ходе проведения процесса сваривания создаётся высокотемпературная обстановка, которая доводит железо до расплавленного состояния. Также в ходе наложения шва гладь проходит стадию охлаждения.

По мере поднятия ванны фиксирующие скобы демонтируют и образуется ровная и прочная спайка. Однако это не окончательный этап, ведь требуется зачистить готовый шов, удаляя поверхностные трещины и раковины. Технологические планки, которые монтировались в начале процедуры, срезают болгаркой или другим инструментом. Технология осуществления электрошлаковой сварки позволяет получить высококлассный экземпляр, который можно подвергать последующей ковке и штамповке. Следует отметить, что методика показывает высочайшую эффективность при конструировании кольцевых соединений.

Источник

Электрошлаковая сварка: сущьность, способы.
Параметры процесса, оборудование.
Достоинства и недостатки

Онирасположенына тележках 7, снабженныхвыдвижнойштангой10. Напортале имеется наборкатушек8 с электроднойпроволокойидвеплощадки11для обслуживаниязонысварки. Тележки 7могут перемещатьсяпорельсовомупутипоперечной балкипорталаприпомощиручного привода. Этообеспечивает точную фиксацию аппаратовпротив мундштука. Установка снабжена устройствомдляпринудительного формированияшва13, прижимами14идругими… Читать ещё >

  • Выдержка
  • Литература
  • Похожие работы
  • Помощь в написании

Электрошлаковая сварка: сущьность, способы. Параметры процесса, оборудование. Достоинства и недостатки ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • Введение
  • Сущность электрошлаковой сварки Разновидности электрошлаковой сварки Выбор параметров режима Оборудование для электрошлаковой сварки Преимущества и недостатки
  • Список использованной литературы

Для обслуживания аппарата 8 на колонне имеется подвижная площадка или кабина для сварщика. Часто в этой кабине размещают пульт управления всей установкой, катушки с электродной проволокой, емкости для флюса и другие устройства. Кабина 5 может быть снабжена отдельным, независимым от сварочного аппарата подъемником 14. На колонне установлен кран-укосина 6, необходимый для обслуживания установки (снятия аппарата, загрузки катушки и др.). В состав установки входят также источники питания 13, шкафы 15с аппаратурой контроля и управления, гирлянды 11 сварочных проводов и проводов управления, система водяного охлаждения и ряд других составных элементов. Для обслуживания установки участок должен быть оснащен сварочным аппаратом для ручной дуговой сварки, газовой резки и пневматическим оборудованием. Установка для сварки проволочными электродами кольцевых швов (рис. 7) содержитвращатель10, обеспечивающий вращениесвариваемогоизделия1относительно сварочного аппарата 16. Последний крепится натележке15, чтооблегчаетеготочную установку относительно свариваемого стыка. На тележкекрепяттакжекатушки12дляпроволоки, корректировочные устройства 11и 24, источникпитания14иаппаратурууправления13, атакже площадки обслуживания и другие устройства. Установкасварки кольцевых швовснабженатакжесистемойпринудительного формированиявнутреннейсторонышва. Для повышения надежности при выполнении кольцевых швов больших толщины идиаметрасозданаустановка, оснащеннаядвумясварочными автоматами. Втом случае, еслиоткажетвработеосновнойсварочныйавтомат, онвыводитсяиз разделки, а наего место припомощиспециальнойпружинывводитсяв разделкудублирующийавтомат, настроенный насваркутак же, как ипервый.Рис.

7. Установка для электрошлаковой сварки кольцевыхшвов:

1 — свариваемое изделие; 2 — роликовая опора; 3 — тележка опоры; 4 — механизм раздвижки роликов; 5 -патрон; 6 — фланец карданного вала; 7 -опорный домкрат; 8 — шарнирный поводок; 9 — планшайба; 10 — вращатель; 11 и 24 -корректировочные устройства; 12 — катушки с проволокой; 13 -аппаратура управления; 14 — источник питания сварочным током; 15 — тележка; 16 — сварочный аппарат на колонне; 17 -тяга переднего ползуна; 18 — передний ползун; 19 -балансирная подвеска заднего ползуна; 20 — штанга подвески заднего ползуна; 21 — корректор подвески заднего ползуна; 22 — распорка подвески заднего ползуна; 23 -захват-фиксаторы тележки. Для изготовлениясварно-литыхисварно-кованых массивных изделий целесообразно оснащениепроизводстваустановкойдля электрошлаковой сварки плавящимсямундштуком. Установка (рис. 8) состоитизстенда1дляукладкиисборкизаготовок ипортала9сосварочнойаппаратуройидругими устройствами. Заготовкисвариваемыхдеталей12 укладываютначугунныеплиты3так, чтобыони опирались на вертикальные гидравлические домкраты2. Крометого, предусмотрены гидравлическиедомкратысгоризонтальнойосью, предназначенныедля перемещенияплит 3 в горизонтальнойплоскостипостенду1. Плавящиесямундштуки 4крепятся к заготовке зажимом 5 через изоляционные прокладки. Сварочныеголовки6связаныс порталом9установки.

Онирасположенына тележках 7, снабженныхвыдвижнойштангой10. Напортале имеется наборкатушек8 с электроднойпроволокойидвеплощадки11для обслуживаниязонысварки. Тележки 7могут перемещатьсяпорельсовомупутипоперечной балкипорталаприпомощиручного привода. Этообеспечивает точную фиксацию аппаратовпротив мундштука. Установка снабжена устройствомдляпринудительного формированияшва13, прижимами14идругими приспособлениями.Рис.

8. Установка для электрошлаковой сварки массивных деталей плавящимся мундштуком

Преимущества и недостатки

Электрошлаковую сварку (ЭШС) отличает высокая производительность, которая возрастает почти в геометрической прогрессии от толщины свариваемого металла. Это обусловлено не только высоким коэффициентом наплавки, который почти в два раза превышает таковой для электродуговой сварки (ЭДС) под флюсом и достигает 30 г/(А·ч), но и тем, что металл практически любой толщины сваривается за один проход. Расход флюса при ЭШС меньше, чем при ЭДС, в 10 — 20 раз и составляет около 5% расхода электродной проволоки. Расход электроэнергии в полтора — два раза меньше, чем при ЭДС под флюсом, и в четыре раза меньше, чем при ручной ЭДС. При вертикальном положении шва значительно облегчается всплытие газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла. Поэтому склонность к образованию пор и других неплотностей при ЭШС во много раз ниже, чем при дуговой многопроходной сварке. Наиболее существенным недостатком ЭШС является необходимость последующей высокотемпературной обработки сварного соединения для восстановления высоких служебных характеристик сварной конструкции. Известно, что в процессе ЭШС металл шва и околошовной зоны подвергается значительному перегреву. Это способствует снижению пластических свойств сварного соединения, особенно при отрицательных температурах. Весь опыт ЭШС показывает, что вопросы необходимости применения высокотемпературной обработки, повышения качества сварных соединений и производительности процесса следует решать комплексно путем рационального выбора свариваемых и сварочных материалов, приемов и режимов сварки. Список использованной литературы

Читайте также:  Промышленное оборудование для произ

Шалимов М. П., Панов В. И. Сварка вчера, сегодня, завтра. Под научной редакцией Запарий В. В. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2006.

— 227 с. Сварка и свариваемые материалы: В 3-х т. Т.II. технология и оборудование. Справ. изд./ Под.ред (16, https://referat.bookap.info).

В.М.Ямпольского. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана , 1996 — 574 с.:ил.Сварка. Резка. Контроль: Справочник. В 2-х томах.

ред. Н. П. Алешина , Г. Г. Чернышова . — М.: Машиностроение, 2004 — 624 с.:ил.ГОСТ 15 164−78.

Электрошлаковая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. — М.: Госстандарт России, 1992.

Источник



Реферат: Электрошлаковая сварка

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

ОмГТУ

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Студент МСФ С-110

г. Омск, 2000

1.Введение.

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.

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.

Аннотация.

В данной работе мной был рассмотрен такой вид сварки, как электрошлаковая сварка. Был рассмотрен сам процесс сварки, способы сварки и соответственно их применение в различных отраслях промышленности, в том числе и машиностроения. Приведена таблица классификации различных способов сварки. Рассмотрены некоторые технические характеристики данного процесса.

Содержание:

1. Описание процесса.

2. Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3. Область применения.

1.Описание процесса.

Способ сварки, основанный на выделении тепла при прохождении электрического тока через расплавленный шлак, получил название электрошлаковой сварки . В пространстве, образованном кромками свариваемых изделий и формирующими приспособлениями, создаётся ванна расплавленного шлака, в которую погружается металлический стержень – электрод. Ток, проходя между электродом и основным металлом, нагревает расплав и поддерживает в нём высокую температуру и электропроводность. Температура шлаковой ванны должна превышать температуру плавления основного и электродного металла. Шлак расплавляет погруженный в него электрод и кромки изделия. Расплавленный основной металл вместе с электродным собирается на дне шлаковой ванны и образует металлическую ванну, которая, затвердевая, даёт шов, соединяющий кромки изделия. По мере расплавления электрод подаётся вниз.

Наилучшие условия для плавления основного металла и для получения глубокой шлаковой ванны создаются при вертикальном положении оси шва. Поэтому электрошлаковая сварка применяется наиболее часто в сочетании с принудительным формированием сварочной ванны. Электрошлаковая сварка в нижнем положении менее удобна и не получила распространения.

2.Технологические параметры процесса электрошлаковой сварки (ЭШС).

Сущность метода принудительного формирования состоит в искусственном охлаждении поверхности металлической ванны.

Основное назначение шлаков при эшс – преобразование электрической энергии в тепловую. Поэтому основной характеристикой шлаков является их электропроводность и зависимость её от температуры.

Если бы существовал шлак, не изменяющий своей проводимости в зависимости от температуры, то его сравнительно легко можно было бы использовать для целей сварки. Всегда можно подобрать такое напряжение, которое, будучи приложенным к постоянному сопротивлению, вызовет выделение в этом сопротивлении требуемой мощности и, следовательно, будет поддерживать в нём требуемую температуру. В действительности проводимость расплавленных шлаков резко повышается с ростом температуры, а ниже определённой температуры шлаки практически являются непроводниками. Это обстоятельство усложняет стабилизацию процесса.

Некоторые шлаки, содержащие двуокись титана, являются хорошими проводниками даже в твёрдом состоянии при комнатной температуре. Такого рода шлаки обладают электронной проводимостью, в отличие от ионной проводимости шлаков, находящихся в жидком состоянии.

В отличие от дуговой сварки под флюсом при электрошлаковой сварке почти вся электрическая мощность передаётся шлаковой ванне, а от неё электроду и основному металлу. Условием стабильности процесса является постоянство температуры шлаковой ванны, иначе говоря, равенство получаемого и отдаваемого тепла.

Одним из препятствий, возникающих при практическом применении электрошлакового процесса, является возможность появления дугового разряда между электродом и свободной поверхностью шлаковой ванны либо, чаще всего в глубине шлаковой ванны. Такой разряд бывает очень неустойчивым, и появление его при электрошлаковой сварке может привести к образованию дефектов шва. Для предупреждения дугового разряда сварку нужно вести в условиях, противоположных условиям стабилизации дугового разряда: в глубокой шлаковой ванне, на переменном токе, при низком напряжении холостого хода и с применением шлаков с низким стабилизирующими свойствами. Эти меры затрудняют появление дугового разряда и увеличивают устойчивость электрошлакового процесса.

Однако при чрезмерном ухудшении условия устойчивости дугового разряда, бывают случаи нарушения устойчивости электрошлакового процесса вследствие, например, случайного вытекания шлаковой ванны. Для восстановления шлаковой ванны требуется достаточно устойчивый дуговой разряд при мелкой ванне и быстрое снижение его устойчивости при глубокой ванне. Этого можно достичь применяя электрод малого диаметра, увеличивая зазор между кромками или изменяя соответствующим образом напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Увеличение зазора экономически невыгодно.

Применение шлаков на основе фтористого кальция, обладающих большой электропроводностью, значительно сокращает время, необходимое для перехода от дугового процесса к электрошлаковому.

Чтобы электродный металл надёжно сплавлялся с основным, поверхность последнего должна быть предварительно оплавлена и иметь температуру, близкую к температуре плавления. Кроме того, поверхность металла должна быть надёжно защищена от окисления. При дуговой сварке в нижнем положении расплавление кромок и заполнение разделки металлом происходит, как правило, не одновременно. Металл из полости, выплавляемой дугой, отбрасывается назад, а полость заполняется лишь после отвода дуги. При сварке вертикальных швов это явление выражено ещё более отчётливо; металл кромок, оплавляемых дугой или шлаком, стекает вниз, образуя общую ванну с электродным металлом. В результате оплавления кромок над металлической ванной всегда образуется незаполненная металлом полость.

В тех случаях, когда кромки основного металла начинают плавиться значительно выше поверхности металлической ванны, кромки, находящиеся непосредственно над ванной, могут оказаться охлаждёнными ниже температуры плавления. В этом случае возможно так называемое несплавление. Его не следует смешивать с непроваром кромок, когда они остаются нерасплавленными. При несплавлении кромки оказываются оплавленными, но они не сплавляются с металлом шва.

—>ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ «

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • »
  • Источник

    Реферат: Электрошлаковая сварка

    Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

    ОмГТУ

    Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

    По курсу «Инженерное творчество».

    На тему: «Электрошлаковая сварка».

    Студент МСФ С-110

    г. Омск, 2000

    1.Введение.

    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.

    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.

    Аннотация.

    В данной работе мной был рассмотрен такой вид сварки, как электрошлаковая сварка. Был рассмотрен сам процесс сварки, способы сварки и соответственно их применение в различных отраслях промышленности, в том числе и машиностроения. Приведена таблица классификации различных способов сварки. Рассмотрены некоторые технические характеристики данного процесса.

    Содержание:

    1. Описание процесса.

    2. Технологические параметры.

    2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

    Читайте также:  Консервация и расконсервация основных средств

    2.3Особенности электрошлакового процесса.

    3. Область применения.

    1.Описание процесса.

    Способ сварки, основанный на выделении тепла при прохождении электрического тока через расплавленный шлак, получил название электрошлаковой сварки . В пространстве, образованном кромками свариваемых изделий и формирующими приспособлениями, создаётся ванна расплавленного шлака, в которую погружается металлический стержень – электрод. Ток, проходя между электродом и основным металлом, нагревает расплав и поддерживает в нём высокую температуру и электропроводность. Температура шлаковой ванны должна превышать температуру плавления основного и электродного металла. Шлак расплавляет погруженный в него электрод и кромки изделия. Расплавленный основной металл вместе с электродным собирается на дне шлаковой ванны и образует металлическую ванну, которая, затвердевая, даёт шов, соединяющий кромки изделия. По мере расплавления электрод подаётся вниз.

    Наилучшие условия для плавления основного металла и для получения глубокой шлаковой ванны создаются при вертикальном положении оси шва. Поэтому электрошлаковая сварка применяется наиболее часто в сочетании с принудительным формированием сварочной ванны. Электрошлаковая сварка в нижнем положении менее удобна и не получила распространения.

    2.Технологические параметры процесса электрошлаковой сварки (ЭШС).

    Сущность метода принудительного формирования состоит в искусственном охлаждении поверхности металлической ванны.

    Основное назначение шлаков при эшс – преобразование электрической энергии в тепловую. Поэтому основной характеристикой шлаков является их электропроводность и зависимость её от температуры.

    Если бы существовал шлак, не изменяющий своей проводимости в зависимости от температуры, то его сравнительно легко можно было бы использовать для целей сварки. Всегда можно подобрать такое напряжение, которое, будучи приложенным к постоянному сопротивлению, вызовет выделение в этом сопротивлении требуемой мощности и, следовательно, будет поддерживать в нём требуемую температуру. В действительности проводимость расплавленных шлаков резко повышается с ростом температуры, а ниже определённой температуры шлаки практически являются непроводниками. Это обстоятельство усложняет стабилизацию процесса.

    Некоторые шлаки, содержащие двуокись титана, являются хорошими проводниками даже в твёрдом состоянии при комнатной температуре. Такого рода шлаки обладают электронной проводимостью, в отличие от ионной проводимости шлаков, находящихся в жидком состоянии.

    В отличие от дуговой сварки под флюсом при электрошлаковой сварке почти вся электрическая мощность передаётся шлаковой ванне, а от неё электроду и основному металлу. Условием стабильности процесса является постоянство температуры шлаковой ванны, иначе говоря, равенство получаемого и отдаваемого тепла.

    Одним из препятствий, возникающих при практическом применении электрошлакового процесса, является возможность появления дугового разряда между электродом и свободной поверхностью шлаковой ванны либо, чаще всего в глубине шлаковой ванны. Такой разряд бывает очень неустойчивым, и появление его при электрошлаковой сварке может привести к образованию дефектов шва. Для предупреждения дугового разряда сварку нужно вести в условиях, противоположных условиям стабилизации дугового разряда: в глубокой шлаковой ванне, на переменном токе, при низком напряжении холостого хода и с применением шлаков с низким стабилизирующими свойствами. Эти меры затрудняют появление дугового разряда и увеличивают устойчивость электрошлакового процесса.

    Однако при чрезмерном ухудшении условия устойчивости дугового разряда, бывают случаи нарушения устойчивости электрошлакового процесса вследствие, например, случайного вытекания шлаковой ванны. Для восстановления шлаковой ванны требуется достаточно устойчивый дуговой разряд при мелкой ванне и быстрое снижение его устойчивости при глубокой ванне. Этого можно достичь применяя электрод малого диаметра, увеличивая зазор между кромками или изменяя соответствующим образом напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Увеличение зазора экономически невыгодно.

    Применение шлаков на основе фтористого кальция, обладающих большой электропроводностью, значительно сокращает время, необходимое для перехода от дугового процесса к электрошлаковому.

    Чтобы электродный металл надёжно сплавлялся с основным, поверхность последнего должна быть предварительно оплавлена и иметь температуру, близкую к температуре плавления. Кроме того, поверхность металла должна быть надёжно защищена от окисления. При дуговой сварке в нижнем положении расплавление кромок и заполнение разделки металлом происходит, как правило, не одновременно. Металл из полости, выплавляемой дугой, отбрасывается назад, а полость заполняется лишь после отвода дуги. При сварке вертикальных швов это явление выражено ещё более отчётливо; металл кромок, оплавляемых дугой или шлаком, стекает вниз, образуя общую ванну с электродным металлом. В результате оплавления кромок над металлической ванной всегда образуется незаполненная металлом полость.

    В тех случаях, когда кромки основного металла начинают плавиться значительно выше поверхности металлической ванны, кромки, находящиеся непосредственно над ванной, могут оказаться охлаждёнными ниже температуры плавления. В этом случае возможно так называемое несплавление. Его не следует смешивать с непроваром кромок, когда они остаются нерасплавленными. При несплавлении кромки оказываются оплавленными, но они не сплавляются с металлом шва.

    Несплавление становится возможным при слишком высоком напряжении сварки, чрезмерно глубокой шлаковой ванне и при использовании шлаков, мало меняющих свою электропроводность и вязкость с температурой. При нормальных характеристиках шлаков и правильно выбранных режимах сварки преждевременному оплавлению препятствуют тепло- и электроизоляционная прослойка, образуемая шлаком у холодных кромок изделия. Благодаря ей ток между электродом и металлической ванной проходит как бы в изолированной трубке и нагрев кромок даже при больших межэлектродных промежутках начинается у самой поверхности металлической ванны.

    Большая часть тепла, выделяющегося в шлаке, переносится в ванну электродным металлом. Почти вся тепловая энергия передаётся основному металлу через поверхность металлической ванны.

    Если напряжение сварки держать выше, чем необходимо для расплавления электрода и кромок основного металла, то избыток тепла в шлаковой ванне идёт на увеличение проплавления кромок. Если в этом нет надобности, то это тепло можно использовать на плавление присадочного материала. Его можно подавать в виде проволоки, так же как и электрод, либо отдельными мелкими кусками.

    С уменьшением диаметра электрода межэлектродный промежуток уменьшается и опасность несплавления резко снижается. Ещё большее влияние на величину межэлектродного промежутка и характер плавления основного металла оказывают колебания электрода в горизонтальном направлении.

    Рентгенографические исследования и осциллографироваие процесса электрошлаковой сварки на различных режимах показали, что металл переносится с электрода в металлическую ванну в виде капель. Размеры капель тем больше, чем меньше сварочный ток, выше напряжение между электродами и металлической ванной и чем больше глубина шлаковой ванны. Наоборот, понижение напряжения сварки, уменьшение глубины ванны и увеличение тока способствуют мелкокапельному переносу электродного металла в сварочную ванну.

    При больших скоростях подачи электрода, обычных при сварке малоуглеродистых сталей, низком напряжении или малой глубине шлаковой ванны капли металла могут соединяться с металлической ванной раньше, чем отделяться от электрода. Такое металлическое соединение электрода с ванной существует очень короткое время; оно почти мгновенно разрушается под действием электродинамических усилий, возникающих в проводнике и резко увеличивающихся с возрастанием плотности тока. Однако вследствие большой частоты замыканий среднее время прохождения тока через металл может составлять значительную долю общего времени сварки. Это явление не носит характера короткого замыкания. Общая проводимость зоны сварки в момент замыкания возрастает всего в 1,5 – 1,7 раза. Мощность, в зависимости от характеристики источника питания, изменяется незначительно или возрастает.

    В таком же направлении изменяют характер электрошлакового процесса перемещения электрода в шлаке в горизонтальном направлении. Соприкасаясь с более холодными объёмами шлака, электрод плавится на большой глубине, и при определённых режимах капли не успевают отделяться от конца электрода до замыкания с металлической ванной.

    Электрошлаковый процесс может протекать одинаково устойчиво как на постоянном, так и на переменном токе. Род сварочного тока оказывает существенное влияние на ход металлургических, протекающих в шлаковой ванне. При сварке на постоянном токе заметно развиваются явления электролиза.

    Известно, что при электродуговой сварке устойчивое горение дуги возможно лишь при сравнительно большой плотности тока. Диапазон практически применяемых плотностей тока при ручной дуговой сварке невелик, но при сварке под флюса он находится в пределах от 20 до 200 а/мм 2 . В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчиво при изменениях плотности тока в весьма широком диапазоне от 0,2-0,3 а/мм 2 (при сварке электродами большого сечения) до 200-250 а/мм 2 (при сварке проволокой диаметром 3мм). Следовательно, отличительной особенностью электрошлакового процесса является высокая устойчивость его при низких плотностях тока (в 100-200 раз меньших, чем при дуговой сварке).

    Источник

    Реферат: Электрошлаковая сварка

    Министерство общего ипрофессионального образования Российской Федерации.

    Кафедра оборудованияи технологии сварочного производства.

    По курсу «Инженерное творчество».

    На тему: «Электрошлаковая сварка».

    Читайте также:  Типы испытательного оборудования

    Студент МСФ С-110

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

    Современная оснащённость ЭШСтакова, что позволяет решать практически любые задачи промышленности на самомвысоком техническом уровне. Причём, как показал многолетний опыт, эффективностьприменения ЭШС в значительной степени зависит от правильного выбора сварочногооборудования, а также рационального решения вопросов техники сварки иприменения соответствующей технологической оснастки.

    В данной работе мной былрассмотрен такой вид сварки, как электрошлаковая сварка. Был рассмотрен сампроцесс сварки, способы сварки и соответственно их применение в различныхотраслях промышленности, в том числе и машиностроения. Приведена таблицаклассификации различных способов сварки. Рассмотрены некоторые техническиехарактеристики данного процесса.

    1. Описание процесса.

    2. Технологические параметры.

    2.2 Классификация разновидностейэлектрошлаковой сварки.

    2.3Особенности электрошлакового процесса.

    3. Область применения.

    1. Описание процесса.

    Способ сварки, основанный навыделении тепла при прохождении электрического тока через расплавленный шлак,получил название электрошлаковой сварки. В пространстве, образованномкромками свариваемых изделий и формирующими приспособлениями, создаётся ваннарасплавленного шлака, в которую погружается металлический стержень – электрод.Ток, проходя между электродом и основным металлом, нагревает расплав иподдерживает в нём высокую температуру и электропроводность. Температурашлаковой ванны должна превышать температуру плавления основного и электродногометалла. Шлак расплавляет погруженный в него электрод и кромки изделия.Расплавленный основной металл вместе с электродным собирается на дне шлаковойванны и образует металлическую ванну, которая, затвердевая, даёт шов,соединяющий кромки изделия. По мере расплавления электрод подаётся вниз.

    Наилучшие условия для плавленияосновного металла и для получения глубокой шлаковой ванны создаются привертикальном положении оси шва. Поэтому электрошлаковая сварка применяетсянаиболее часто в сочетании с принудительным формированием сварочной ванны.Электрошлаковая сварка в нижнем положении менее удобна и не получилараспространения.

    2. Технологическиепараметры процесса электрошлаковой сварки (ЭШС).

    Сущность метода принудительногоформирования состоит в искусственном охлаждении поверхности металлическойванны.

    Основное назначение шлаков приэшс – преобразование электрической энергии в тепловую. Поэтому основнойхарактеристикой шлаков является их электропроводность и зависимость её оттемпературы.

    Если бы существовал шлак, неизменяющий своей проводимости в зависимости от температуры, то его сравнительнолегко можно было бы использовать для целей сварки. Всегда можно подобрать такоенапряжение, которое, будучи приложенным к постоянному сопротивлению, вызоветвыделение в этом сопротивлении требуемой мощности и, следовательно, будетподдерживать в нём требуемую температуру. В действительности проводимостьрасплавленных шлаков резко повышается с ростом температуры, а ниже определённойтемпературы шлаки практически являются непроводниками. Это обстоятельствоусложняет стабилизацию процесса.

    Некоторые шлаки, содержащиедвуокись титана, являются хорошими проводниками даже в твёрдом состоянии прикомнатной температуре. Такого рода шлаки обладают электронной проводимостью, вотличие от ионной проводимости шлаков, находящихся в жидком состоянии.

    В отличие от дуговой сварки подфлюсом при электрошлаковой сварке почти вся электрическая мощность передаётсяшлаковой ванне, а от неё электроду и основному металлу. Условием стабильностипроцесса является постоянство температуры шлаковой ванны, иначе говоря,равенство получаемого и отдаваемого тепла.

    Одним из препятствий, возникающихпри практическом применении электрошлакового процесса, является возможностьпоявления дугового разряда между электродом и свободной поверхностью шлаковойванны либо, чаще всего в глубине шлаковой ванны. Такой разряд бывает оченьнеустойчивым, и появление его при электрошлаковой сварке может привести кобразованию дефектов шва. Для предупреждения дугового разряда сварку нужновести в условиях, противоположных условиям стабилизации дугового разряда: вглубокой шлаковой ванне, на переменном токе, при низком напряжении холостогохода и с применением шлаков с низким стабилизирующими свойствами. Эти мерызатрудняют появление дугового разряда и увеличивают устойчивостьэлектрошлакового процесса.

    Однако при чрезмерном ухудшенииусловия устойчивости дугового разряда, бывают случаи нарушения устойчивостиэлектрошлакового процесса вследствие, например, случайного вытекания шлаковойванны. Для восстановления шлаковой ванны требуется достаточно устойчивыйдуговой разряд при мелкой ванне и быстрое снижение его устойчивости приглубокой ванне. Этого можно достичь применяя электрод малого диаметра,увеличивая зазор между кромками или изменяя соответствующим образом напряжениехолостого хода сварочного трансформатора. Увеличение зазора экономическиневыгодно.

    Применение шлаков на основефтористого кальция, обладающих большой электропроводностью, значительносокращает время, необходимое для перехода от дугового процесса кэлектрошлаковому.

    Чтобы электродный металл надёжносплавлялся с основным, поверхность последнего должна быть предварительнооплавлена и иметь температуру, близкую к температуре плавления. Кроме того,поверхность металла должна быть надёжно защищена от окисления. При дуговойсварке в нижнем положении расплавление кромок и заполнение разделки металломпроисходит, как правило, не одновременно. Металл из полости, выплавляемойдугой, отбрасывается назад, а полость заполняется лишь после отвода дуги. Присварке вертикальных швов это явление выражено ещё более отчётливо; металлкромок, оплавляемых дугой или шлаком, стекает вниз, образуя общую ванну сэлектродным металлом. В результате оплавления кромок над металлической ваннойвсегда образуется незаполненная металлом полость.

    В тех случаях, когда кромкиосновного металла начинают плавиться значительно выше поверхности металлическойванны, кромки, находящиеся непосредственно над ванной, могут оказатьсяохлаждёнными ниже температуры плавления. В этом случае возможно так называемоенесплавление. Его не следует смешивать с непроваром кромок, когда они остаютсянерасплавленными. При несплавлении кромки оказываются оплавленными, но они несплавляются с металлом шва.

    Несплавление становится возможнымпри слишком высоком напряжении сварки, чрезмерно глубокой шлаковой ванне и прииспользовании шлаков, мало меняющих свою электропроводность и вязкость стемпературой. При нормальных характеристиках шлаков и правильно выбранныхрежимах сварки преждевременному оплавлению препятствуют тепло- иэлектроизоляционная прослойка, образуемая шлаком у холодных кромок изделия.Благодаря ей ток между электродом и металлической ванной проходит как бы визолированной трубке и нагрев кромок даже при больших межэлектродныхпромежутках начинается у самой поверхности металлической ванны.

    Большая часть тепла,выделяющегося в шлаке, переносится в ванну электродным металлом. Почти вся тепловаяэнергия передаётся основному металлу через поверхность металлической ванны.

    Если напряжение сварки держатьвыше, чем необходимо для расплавления электрода и кромок основного металла, тоизбыток тепла в шлаковой ванне идёт на увеличение проплавления кромок. Если вэтом нет надобности, то это тепло можно использовать на плавление присадочногоматериала. Его можно подавать в виде проволоки, так же как и электрод, либоотдельными мелкими кусками.

    С уменьшением диаметра электродамежэлектродный промежуток уменьшается и опасность несплавления резко снижается.Ещё большее влияние на величину межэлектродного промежутка и характер плавленияосновного металла оказывают колебания электрода в горизонтальном направлении.

    Рентгенографические исследованияи осциллографироваие процесса электрошлаковой сварки на различных режимахпоказали, что металл переносится с электрода в металлическую ванну в видекапель. Размеры капель тем больше, чем меньше сварочный ток, выше напряжениемежду электродами и металлической ванной и чем больше глубина шлаковой ванны.Наоборот, понижение напряжения сварки, уменьшение глубины ванны и увеличениетока способствуют мелкокапельному переносу электродного металла в сварочнуюванну.

    При больших скоростях подачиэлектрода, обычных при сварке малоуглеродистых сталей, низком напряжении илималой глубине шлаковой ванны капли металла могут соединяться с металлическойванной раньше, чем отделяться от электрода. Такое металлическое соединениеэлектрода с ванной существует очень короткое время; оно почти мгновенноразрушается под действием электродинамических усилий, возникающих в проводникеи резко увеличивающихся с возрастанием плотности тока. Однако вследствиебольшой частоты замыканий среднее время прохождения тока через металл можетсоставлять значительную долю общего времени сварки. Это явление не носитхарактера короткого замыкания. Общая проводимость зоны сварки в моментзамыкания возрастает всего в 1,5 – 1,7 раза. Мощность, в зависимости отхарактеристики источника питания, изменяется незначительно или возрастает.

    В таком же направлении изменяютхарактер электрошлакового процесса перемещения электрода в шлаке вгоризонтальном направлении. Соприкасаясь с более холодными объёмами шлака,электрод плавится на большой глубине, и при определённых режимах капли неуспевают отделяться от конца электрода до замыкания с металлической ванной.

    Электрошлаковый процесс можетпротекать одинаково устойчиво как на постоянном, так и на переменном токе. Родсварочного тока оказывает существенное влияние на ход металлургических,протекающих в шлаковой ванне. При сварке на постоянном токе заметно развиваютсяявления электролиза.

    Известно, что при электродуговойсварке устойчивое горение дуги возможно лишь при сравнительно большой плотноститока. Диапазон практически применяемых плотностей тока при ручной дуговойсварке невелик, но при сварке под флюса он находится в пределах от 20 до 200 а/мм2.В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчивопри изменениях плотности тока в весьма широком диапазоне от 0,2-0,3 а/мм2(при сварке электродами большого сечения) до 200-250 а/мм2(при сварке проволокой диаметром 3мм). Следовательно, отличительнойособенностью электрошлакового процесса является высокая устойчивость его принизких плотностях тока (в 100-200 раз меньших, чем при дуговой сварке).

    2.1. Классификация разновидностейэлектрошлаковой сварки./>/>/>/>/>

    />/>/>/>

    Источник