Технологія електрошлакового зварювання – застосування, сутність процесу

Електродна зварювання, що одержала широке поширення завдяки своїй відносній простоті, не завжди здатна забезпечити стабільну якість структури зварного шва. Тим часом, при виготовленні деяких видів продукції саме ця характеристика має важливе значення. Для того щоб усунути існуючий технологічний недолік, була розроблена методика електрошлакового зварювання. Скорочено її називають ЕШС.

Зри в корінь

Сутність процесу полягає в тому, що в підготовлений зазор між сполучаються деталями поміщають спеціальний хімічний склад – зварювальний флюс, на який впливають за допомогою електричної дуги. В результаті нагрівання флюс розплавляється, перетворюючись в шлак, який захищає зону обробки від впливу атмосферного повітря. При використанні цієї технології розплавлений метал остигає повільно, що створює сприятливі умови для формування якісної структури з’єднувального шва. Зрозуміти, що таке електрошлакове зварювання, подивившись відео, досить складно. Адже в цьому випадку глядачі отримують уявлення лише про зовнішню сторону процесу.

Загальні принципи

Зрозуміти сутність електрошлакового зварювання простіше, якщо розглянути цей процес у спрощеному вигляді. Все відбувається наступним чином:

  • З’єднуються деталі встановлюють з деяким зазором, величина якого варіюється в залежності від розмірів виробу, хімічного складу матеріалу і параметрів зварювального струму. У цей зазор поміщають хімічна речовина, що називається флюсом, до якого підводять електрод.
  • Подається на електрод ток проходить через флюс, склад якого може бути різний. В результаті нагрівання утворюється так звана шлаковая ванна, всередині якої і підтримується необхідна для розплавлення металу температура. Більш легкий, ніж метал, шлак завжди знаходиться зверху, блокуючи надходження атмосферного повітря до зони формування шва і збільшуючи час охолодження розплавленого металу.
  • Щоб утримати розплавлені матеріали від витікання, зону обробки захищають охолоджуваними водою рухливими повзунами, виготовленими з міді. У деяких випадках допускається використання залишаються на вже готової деталі огороджувальних пластин.

особливий підхід

Устаткування для електрошлакового зварювання має свої особливості. Зокрема, для зручності виконання робіт прийнято використовувати не циліндричні, а плоскі або стрічкові електроди. Для оптимізації робочого процесу і досягнення заданих характеристик зварного шва використовуються флюси різного складу.

  • АН-348А. Відрізняється підвищеним вмістом тривалентного заліза, він відноситься до висококремниста марганцевих складам і добре підходить для з’єднання нелегованих або низьколегованих сталей.
  • ФЦ-7. Близький за характеристиками і умовами застосування з АН-348А він забезпечує кращу стабільність процесу в шлакових ваннах малу глибину.
  • Флюси АН-8, ФЦ-21, АН-22 відносяться до групи низькокремнистий марганцевих сумішей. Для теплостійких сталей перлітного класу краще підходить ФЦ-21, для вуглецевих і низьколегованих – АН-8, а для середньолегованих – АН-22.
  • Для зварювання легованих сталей добре підходять низькокремнистий безмарганцевие склади, що мають маркування АН-9 і АН-25, що прийшли на зміну розробленим ще перед початком Другої світової війни флюсу АН-2. Саме завдяки останньому міцно з’єднувалися листи броні вітчизняних танків.
  • Також варто згадати склади, які відносяться до групи фторідних. За допомогою АНФ-5 виготовляють деталі з нержавіючої сталі, а використання АНФ-14 виправдано в тому випадку, коли йде мова про зварювання або наплавленні чавуну.

Зрозуміло, це далеко не повний перелік флюсів, а лише окремі приклади, що ілюструють, яким чином хімічний склад використовуваних для створення шлакової ванни речовин може впливати на параметри процесу електрошлакового зварювання.

переваги

У електрошлакового зварювання є ряд безперечних достоїнств, якими не можна нехтувати при організації виробничих процесів.

  • Можливість забезпечення стабільної та якісної структури шва при з’єднанні деталей, що мають значну масу і товщину.
  • Немає потреби в попередньому зняття фасок на кромках і подальшій обробці готового виробу для видалення шлаку.
  • У разі одночасного використання декількох електродів з’являється можливість накладення зварювального шва по всій довжині за один прохід, що істотно скорочує терміни робіт і прискорює виробництво.

недоліки

Більшому поширенню технології заважають її недоліки, а точніше – специфічні особливості процесу.

  • Таким способом вдається зварювати тільки вертикальні шви, що допустимо тільки при виготовленні деталей щодо простої форми.
  • Для створення необхідних умов плавлення флюсу і підтримки температури шлаку на заданому рівні потрібне спеціальне обладнання.
  • Метод не застосуємо, якщо товщина листів з’єднується металу менш 16 мм. Насправді, навіть в цьому випадку економічна ефективність електрошлакового зварювання залишається під питанням. Дійсно виправданою вона стає при роботі з металом товщиною 40 мм і більше, а найвищої ефективності досягає, коли цей показник перевищує 100 мм.

Важливо знати!

Збираючись використовувати цю технологію, потрібно спочатку тверезо оцінити всі її переваги і недоліки. Обов’язково слід врахувати ряд важливих моментів.

  • Поверхня металу в місці з’єднання необхідно ретельно очищати від бруду і окислених. В іншому випадку процес плавлення всередині шлаковой ванни буде протікати нестабільно.
  • Для забезпечення найкращої якості зварного з’єднання температура металу повинна бути максимально наближена до температури плавлення.
  • Поява дугового розряду в глибині шлаковой ванни або між її вільною поверхнею і електродом є поширеною причиною дефектів шва. Саме тому слід приділяти особливу увагу регулюванню дуги.

Нові можливості

Неважко здогадатися, що вимагає наявності кваліфікованого персоналу, використання спеціального обладнання і має ряд жорстких технологічних обмежень, електрошлакове зварювання не може бути здійснена в домашніх умовах. Проте, багато підприємств активно і цілком успішно застосовують цю методику. Причин цього кілька.

  • При правильній організації процесу структура з’єднувального шва максимально наближається до структури з’єднується матеріалу, завдяки чому забезпечується висока міцність готових виробів.
  • Ця міцність настільки велика, що в багатьох випадках технологія електрошлакового зварювання дозволяє відмовитися від використання складного обладнання, необхідного для відливання і кування заготовок, а також їх подальшої обробки.
  • У порівнянні з іншими способами зварювання істотно знижується витрата матеріалів. Це важливо, оскільки саме вартість матеріалів становить значну частину вартості кінцевого продукту.

Верстати точні, броня міцна!

Навіть з урахуванням всіх специфічних особливостей, достоїнств і недоліків, область застосування ЕШС широка. Більш того, завдяки розробці сучасного обладнання цієї технології знаходять навіть в тих областях виробництва, де про це раніше не думав.

  • У важкому машинобудуванні, де завдяки електрошлакового зварювання вдається спростити виробництво складних фундаментів і підстав. Раніше станину парової турбіни або високоточного верстата доводилося відливати, а іноді і кувати, витрачаючи дорогоцінний час на тривалу подальшу обробку, при якій йшла у відходи значна частина матеріалу. Сьогодні подібну деталь можна заздалегідь розбити на кілька простіших для виготовлення і обробки частин, з’єднавши їх воєдино за допомогою ЕШС.
  • У будівництві, коли необхідно надійно зростити масивні балки несучих конструкцій. Зведені за допомогою такої методики хмарочоси стоять довго.
  • При виробництві бронетехніки. Адже, як уже було відзначено вище, саме електрошлакове зварювання використовується для зварювання товстих броньових листів, що захищають екіпажі і агрегати бойових машин. Міцність такого з’єднання практично не відрізняється від минулого складну обробку матеріалу, здатного протистояти різним засобам ураження.

Перевірена роками технологія постійно вдосконалюється і, цілком можливо, що коли ви прочитаєте цю статтю, вона вже вийде на новий рівень!

0

Ссылка на основную публикацию