Сварка под слоем флюса - Электрошлаковая сварка

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:08

Просмотров: 36416

Электрошлаковая сварка классифицируется: по виду электрода — проволочным электродом, пластинчатым электродом, плавящимся мундштуком; количеству электродов с общим подводом сварочного тока — одно-, двух-и многоэлектродная; наличию колебаний электрода — без колебаний и с колебаниями. Схема электрошлаковой сварки проволочным электродом показана на рис. 56. Электрод 1 и основной металл 2 связаны электрически через расплавленный шлак 3. За счет теплоты, выделяемой в шлаковой ванне при про хождении электрического тока, металл электрода и кромки основного металла оплавляются и стекают на дно расплава, образуя металлическую ванну 4. В на чале процесса сварки воз возбуждается электрическая дуга, после расплавления флюса под действием дуги и образования шлаковой ванны жидкий флюс заливает и гасит дугу, и дуговой процесс переходит в электрошлаковый. Свариваемые детали собирают вертикально без скоса кромок, с зазором 20—40 мм. Для формирования шва и удержания жидкого металла и шлака от вытекания применяют специальные формующие устройства — подвижные или неподвижные медные ползуны 5, охлаждаемые водой 6, или остающиеся пластины. Кристаллизующийся в нижней части металлической ванны расплавленный металл образует шов 7. Электрошлаковая сварка имеет следующие особенности и преимущества: металл практически любой толщины можно сваривать за один проход, поэтому производительность сварки в 5— 15 раз выше, чем при многослойной автоматической сварке под флюсом, при этом, как правило, не требуется разделки кромок; вертикальное положение металлической ванны, повышенная температура ее верхней части и значительное время нахождения металла в расплавленном состоянии способствуют удалению газов и неметаллических включений из металла шва; малый расход флюса, обычно не более 5% от массы наплавленного металла. Недостатком электрошлаковой сварки является значительный перегрев металла около шовной зоны, что приводит к снижению пластических свойств, поэтому требуется, как правило, последующая высокотемпературная обработка для получения требуемых механических свойств сварного соединения. Электрошлаковая сварка технически возможна при толщине металла более 16 мм и, как правило, экономически выгодна при сварке металла толщиной более 25 мм. Этот вид сварки позволяет выполнять только вертикальные швы. Электрошлаковую сварку применяют для сварки сталей, алюминиевых и титановых сплавов. Основные виды сварных соединений, выполняемых электрошлаковой сваркой, показаны на рис. 57. Применение электрошлаковой сварки вносит коренные изменения в технологию производства крупногабаритных изделий: появляется возможность замены крупных литых или кованых деталей сварно-литыми или сварно-коваными из более мелких деталей. К основным параметрам электрошлаковой сварки относятся: скорость сварки, сварочный ток, скорость подачи электродов, напряжение сварки, толщина металла, прихоэлектрошлаковой сварке почти вся электрическая мощность передается шлаковой ванне, а от нее — электроду и основному металлу. При этом расплавленный флюс служит защитой от вредного воздействия окружающей среды и средством металлургического воздействия на расплавленный металл. Количество теплоты Q, выделяемой при электрошлаковом процессе, пропорционально току /, напряжению U, сопротивлению шлака R и времени t прохождения тока Q=IUt. Эта теплота тратится на плавление металла, нагрев шлака и теплоотвод. Температура расплавленного шлака составляет около 2000°С, что обеспечивает плавление основного и электродного металла. Электрошлаковый процесс, как источник энергии для сварки, характеризуется наибольшей площадью нагрева и наименьшей сосредоточенностью энергии в зоне нагрева.дящегося на один электрод, расстояние между электродами. Вспомогательные параметры режима: зазор между кромками, глубина шлаковой ванны, состав флюса, скорость поперечных колебаний электрода, вылет электрода, сечение проволоки и др. Сварочный ток, величина которого определяется типом электрода (проволока, пластина, плавящийся мундштук), число электродных проволок, их диаметр и сечение пластинчатых электродов или плавящихся мундштуков, скорость подачи электродов и другие параметры выбирают таким образом, чтобы получить скорость и напряжение сварки, обеспечивающие устойчивость процесса и требуемые размеры и форму шва. Ориентировочные значения основных параметров режима приведены в табл. 11. При использовании электродных проволок глубина шлаковой ванны обычно 25—70 мм, скорость подачи проволоки 100— 150 м/ч, скорость возвратно-поступательного движения электродов 25—40 м/ч, сухой вылет электрода 60—80 мм. Для электрошлаковой сварки используют обычные флюсы, например АН-348А, ФЦ-7, а также специальные флюсы, образующие электропроводный расплав с заданными технологическими свойствами: вязкостью, электропроводностью, температурой плавления и т. д. (АН-8, АН-22 и др.). Сварку пластинчатым электродом применяют для сравнительно коротких швов высотой до 1,5 м. Вместо пластин можно применять расходуемые электроды, т. е. стержни круглого, квадратного и других сечений. В этом случае значительно упрощается аппаратура для сварки. Сварка плавящимся мундштуком как бы объединяет способы сварки проволочными и пластинчатыми электродами. В пластинчатом электроде делают пазы или к нему приваривают трубки для подачи электродных проволок. При сварке пластина остается неподвижной и является плавящимся мундштуком, по которому подается проволока. Этим способом можно сваривать швы сложного криволинейного профиля. Заготовки под сварку собирают с зазором, обычно 30 мм, с учетом усадки стыка при сварке и после нее. Для плотного прилегания ползунов и формирующих устройств к кромкам стыка последние зачищают от заусенцев и окалины на ширину до 100 мм. Для вывода за пределы шва усадочной раковины в конце шва устанавливают выходные планки, а вывода непроваров в начале шва — входные планки, которые после сварки удаляются резкой. Для начала сварки в карман, образованный входными планками, засыпают флюс, возбуждается дуговой процесс до получения шлаковой ванны требуемой величины. После этого дуга шунтируется шлаком, и процесс переходит в бездуговой — электрошласовый. Электрошлаковую сварку осуществляют специальными электрошлаковыми аппаратами, которые обеспечивают подачу в зону сварки электрода, поддержание устойчивого электрошлакового процесса и перемещение вдоль шва по мере его образования. При электрошлаковой сварке применяют автоматы и полуавтоматы. Полуавтоматы мало распространены, так как перемещать по вертикали тяжелую аппаратуру для сварщика утомительно. Установки для автоматической электрошлаковой сварки имеют следующие основные узлы: самоходный сварочный автомат, с которым связаны медные водоохлаждаемые башмаки, формирующие шов; бункер с флюсом; кассеты с электродной проволокой; источники питания; аппаратуру управления. Ав/trтоматы разделяют на подвесные и самоходные, рельсового или безрельсового типа. При дуговой сварке в нижнем положении сила веса самого автомата оказывается достаточной для сцепления ходовых роликов с рельсом или поверхностью изделия. При вертикальном перемещении автоматы необходимо снабжать специальными механизмами, удерживающими их на вертикальной плоскости за счет сил трения с пружинным или магнитным прижимом, перемещающимися вдоль шва вместе с автоматом со скоростью образования шва. Требования безопасности труда при сварке под флюсом и электрошлаковой сварке соответствуют требованиям, изложенным в § 13. Дополнительные правила заключаются в следующем. При работе подвесных автоматов и сварочных тракторов питание током осуществляют перемещающимися проводами. Напряжение в цепях автоматической аппаратуры выше, чем при ручной дуговой сварке, поэтому все неподвижные провода заключаются в металлические трубки, а подвижные — в резиновые рукава, обшитые брезентом или обмотанные в два слоя киперной (прорезиненной) лентой. Все части автоматов и полуавтоматов, которые в случае повреждения изоляции могут оказаться под напряжением, должны быть заземлены; все болтовые и контактные соединения должны быть плотно зажаты, а наконечники залужены. Бункер для флюса должен плотно закрываться крышкой. При засыпке флюса в бункер и уборке использованного флюса надо стараться не поднимать пыли, а также следить за исправностью вентиляции. При электрошлаковой сварке имеет место большой объем жидкого металла и шлака. При нарушении технологии возможны выбросы жидкого металла, поэтому надо строго следить за уровнем ванны и за состоянием системы подачи воды. Категорически воспрещается во время сварки находиться под ползуном, подкладкой или формой, чтобы при вытекании жидкий металл или шлак не попали на одежду и тело. Спецодежда и светофильтры для защиты глаз такие же, как при ручной сварке. Применяемые при сварке защитные газы (аргон, гелий, азот и углекислый газ) хранят в баллонах под избыточным давлением 15 МПа, поэтому обращение с баллонами при их транспортировке, хранении и эксплуатации должно соответствовать правилам Госгортехнадзора.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается сущность сварки под флюсом?

2. Какие флюсы используют при сварке?

3. Что включает в себя сварочная установка для автоматической сварки? Из каких узлов состоит автомат для сварки под флюсом?

4. Что такое саморегулирование и автоматическое регулирование длины дуги?

5. Назовите параметры режима сварки под флюсом и их влияние на формирование шва.

6. В чем заключается сущность электрошлаковой сварки?

7. Что такое сварочные аппарат, автомат, головка, трактор? Дайте классификацию сварочных автоматов.