Реферат: Электрошлаковая сварка. Электрошлаковая наплавка реферат

Дипломная работа - Электрошлаковая сварка

Министерство общего ипрофессионального образования Российской Федерации.

Кафедра оборудованияи технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

г. Омск, 2000

        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.

Введение.

1.  Описание процесса.

2.  Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностейэлектрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3.  Область применения.

Заключение.

Литература.

        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.

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 0,2-0,3а/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).

Электрошлаковый процесс

Сварка

проволокой

Сварка элек-тродом боль-шого сечения

Сварка

плавящимся

мундштуком

Электрод

большого

сечения

Принудительное формирование

Проволока

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

        Здесь приведена схема различныхприменений электрошлакового процесса. Различают две основные группы приёмовэлектрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) спринудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другимпризнакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизациии многим другим показателям.

        Электрошлаковая сварка спринудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящимот типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочноготока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сваркаэлектродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковаяэлектрошлаковая сварка (контактно-шлаковая).

        Для сварки металла большойтолщины электроду следует придавать колебательные движения в направлениитолщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение.Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

        При сварке с колебаниями числоэлектродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложненияаппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделкуне сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительнобольшим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутсявверх со скоростью образования шва.

        Наряду с электродами сплошногосечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может бытьприменена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с цельюдополнительного легирования металла шва.

        Если мундштуки сделать из того же(примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм присварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будутплавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называетсясваркой плавящимся мундштуком.

        При сварке тремя пластичнымиэлектродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения снеподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

        Электроды большого сечения могутиметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную,кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотненияслитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количествомпереплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружкии других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромокмогут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

        Стыковая электрошлаковая сварка,или, как её называют, контактно-шлаковая, отличается тем, что при нейотсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями.При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение;шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании токачерез шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностьюобразуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые частисближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металлзатвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключениятока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

        Сварка проволокой в настоящеевремя широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швыразличной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокойможно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

        Пластинчатыми электродамисваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины(до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сваркипроволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Крометого, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важнымпреимуществом этого способа является возможность использования в качествеэлектродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительноизготовить проволоку.

        Сварка плавящимся мундштукомможет применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случаенеобходимости — и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободногоместа сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком.Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложногокриволинейного профиля. Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит изодного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило,непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, длякоторых другие способы невыгодны.

        Электрошлаковая сварка спринудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так иавтоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использоватьпри применении этого способа.

        При прохождении электрическоготока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов,сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. Приустановившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходитвовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подачашлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количествуотлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весусоставляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщиныметалла.

        Благодаря малому количествурасплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется дляплавления электрода и основного металла.

        Вследствие интенсивногоперемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии отэлектрода чем это возможно при дуговой сварке.

        Практическими следствиями этихособенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетомпотерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший,чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кгнаплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсоми в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическимрезультатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходнойсварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большемколичестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойствооткрывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки впромышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

        Из других особенностейэлектрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

        Вследствие сравнительно малогорасхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванныновыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке,химический состав металла шва.

        Благодаря вертикальному положениюоси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака иудаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот.Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл– шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сваркев нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтомусклонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сваркево много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньшечувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

        Вследствие благоприятногонаправления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом ввертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая вшвах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельствозначительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин.Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большойпогонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так ипредварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается науровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственнойблизости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основногометалла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижаетсякак скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

        Электрошлаковая сварка всегдапроизводится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металлазначительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скоростинагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность кобразованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительноневелика.

        Поскольку электрошлаковая сваркапроизводится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённыйдефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могутпоявляться только при грубом нарушении технологии сварки.

        Сварка металла любой толщиныпроизводится без разделки кромок. Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок:они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это внесколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

        Благодаря симметричности разделкии положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило,отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторыхспециальных типов сварных соединений.

        При толщине свариваемого металламеньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковойсварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщиныпроизводительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и притолщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

        Важнейшей проблемой современногомашиностроения является экономное использование металлов, снижениеметаллоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно,что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий,способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения,производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, какгазо-нефтехимическая и энергетическая.

        Первоначальным назначениемэлектрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швыкоторых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

        Однако высокая эффективностьэлектрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав егоосновным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределысобственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяетсяне только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитковспециального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

        Электрошлаковая сваркаприменяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокогодавления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойнуюавтоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов,траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупныхгидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов,ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупныхэлектромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей,коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкоераспространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря насравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнеедругих.

        В ряде случаев применение сварныхконструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварныхвалов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т дляцельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного прессадавлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применениемсварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводеметаллоконструкций получена большая экономия толстого проката за счётликвидации отходов.

        Значение электрошлаковой сваркине исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение кореннымобразом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

        Факторами, ограничивающимиразмеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования,размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающихстанков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностямиперевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

        Рост размеров и веса элементовможет происходить только на основе пропорционального роста перечисленных вышепроизводственных мощностей. Однако с применением электрошлаковой сварки такаяпропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

        В первую очередь отпадаетнеобходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, посколькуэлектрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любыхразмеров и почти любой формы. Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев,даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтисьсравнительно лёгкими прессами.

        В настоящее время электрошлаковаясварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным икузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший ростразмеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

        Большие возможности открываютсядля применения электрошлакового процесса при наплавочных работах.Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большогосечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовкерабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемыеповерхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковыйпроцесс ведётся также, как и при сварке.

        Электрошлаковым способом успешносвариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- исреднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали,хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе,сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большойпротяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

        При сварке вертикальных монтажныхшвов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже притолщине металла 16-20 мм.

        Целесообразность примененияданного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке.Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применятьэлектрошлаковую сварку.

        Электрошлаковая сварка применяетсядля сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Являетсяэкономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытойдугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и вряде других отраслей промышленности.

1.  Хакимов А.Н.

Электрошлаковая сварка с регулированиемтермических циклов. — М.: Машиностроение, 1984.

2.  Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническоеиздательство машиностроительной литературы, 1959.

Под редакцией Патона Б.Е.

3.  Сизов В.С.

Электрошлаковая сварка сталей большихтолщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.

www.ronl.ru

Реферат - Электрошлаковая сварка - Металлургия

Министерство общего ипрофессионального образования Российской Федерации.

Кафедра оборудованияи технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

г. Омск, 2000

        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.

Введение.

1.  Описание процесса.

2.  Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностейэлектрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3.  Область применения.

Заключение.

Литература.

        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.

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 0,2-0,3а/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).

Электрошлаковый процесс

Сварка

проволокой

Сварка элек-тродом боль-шого сечения

Сварка

плавящимся

мундштуком

Электрод

большого

сечения

Принудительное формирование

Проволока

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

        Здесь приведена схема различныхприменений электрошлакового процесса. Различают две основные группы приёмовэлектрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) спринудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другимпризнакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизациии многим другим показателям.

        Электрошлаковая сварка спринудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящимот типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочноготока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сваркаэлектродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковаяэлектрошлаковая сварка (контактно-шлаковая).

        Для сварки металла большойтолщины электроду следует придавать колебательные движения в направлениитолщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение.Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

        При сварке с колебаниями числоэлектродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложненияаппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделкуне сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительнобольшим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутсявверх со скоростью образования шва.

        Наряду с электродами сплошногосечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может бытьприменена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с цельюдополнительного легирования металла шва.

        Если мундштуки сделать из того же(примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм присварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будутплавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называетсясваркой плавящимся мундштуком.

        При сварке тремя пластичнымиэлектродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения снеподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

        Электроды большого сечения могутиметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную,кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотненияслитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количествомпереплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружкии других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромокмогут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

        Стыковая электрошлаковая сварка,или, как её называют, контактно-шлаковая, отличается тем, что при нейотсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями.При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение;шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании токачерез шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностьюобразуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые частисближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металлзатвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключениятока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

        Сварка проволокой в настоящеевремя широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швыразличной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокойможно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

        Пластинчатыми электродамисваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины(до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сваркипроволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Крометого, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важнымпреимуществом этого способа является возможность использования в качествеэлектродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительноизготовить проволоку.

        Сварка плавящимся мундштукомможет применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случаенеобходимости — и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободногоместа сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком.Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложногокриволинейного профиля. Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит изодного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило,непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, длякоторых другие способы невыгодны.

        Электрошлаковая сварка спринудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так иавтоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использоватьпри применении этого способа.

        При прохождении электрическоготока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов,сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. Приустановившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходитвовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подачашлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количествуотлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весусоставляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщиныметалла.

        Благодаря малому количествурасплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется дляплавления электрода и основного металла.

        Вследствие интенсивногоперемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии отэлектрода чем это возможно при дуговой сварке.

        Практическими следствиями этихособенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетомпотерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший,чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кгнаплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсоми в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическимрезультатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходнойсварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большемколичестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойствооткрывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки впромышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

        Из других особенностейэлектрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

        Вследствие сравнительно малогорасхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванныновыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке,химический состав металла шва.

        Благодаря вертикальному положениюоси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака иудаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот.Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл– шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сваркев нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтомусклонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сваркево много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньшечувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

        Вследствие благоприятногонаправления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом ввертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая вшвах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельствозначительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин.Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большойпогонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так ипредварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается науровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственнойблизости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основногометалла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижаетсякак скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

        Электрошлаковая сварка всегдапроизводится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металлазначительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скоростинагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность кобразованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительноневелика.

        Поскольку электрошлаковая сваркапроизводится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённыйдефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могутпоявляться только при грубом нарушении технологии сварки.

        Сварка металла любой толщиныпроизводится без разделки кромок. Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок:они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это внесколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

        Благодаря симметричности разделкии положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило,отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторыхспециальных типов сварных соединений.

        При толщине свариваемого металламеньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковойсварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщиныпроизводительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и притолщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

        Важнейшей проблемой современногомашиностроения является экономное использование металлов, снижениеметаллоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно,что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий,способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения,производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, какгазо-нефтехимическая и энергетическая.

        Первоначальным назначениемэлектрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швыкоторых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

        Однако высокая эффективностьэлектрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав егоосновным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределысобственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяетсяне только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитковспециального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

        Электрошлаковая сваркаприменяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокогодавления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойнуюавтоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов,траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупныхгидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов,ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупныхэлектромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей,коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкоераспространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря насравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнеедругих.

        В ряде случаев применение сварныхконструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварныхвалов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т дляцельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного прессадавлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применениемсварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводеметаллоконструкций получена большая экономия толстого проката за счётликвидации отходов.

        Значение электрошлаковой сваркине исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение кореннымобразом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

        Факторами, ограничивающимиразмеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования,размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающихстанков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностямиперевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

        Рост размеров и веса элементовможет происходить только на основе пропорционального роста перечисленных вышепроизводственных мощностей. Однако с применением электрошлаковой сварки такаяпропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

        В первую очередь отпадаетнеобходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, посколькуэлектрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любыхразмеров и почти любой формы. Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев,даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтисьсравнительно лёгкими прессами.

        В настоящее время электрошлаковаясварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным икузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший ростразмеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

        Большие возможности открываютсядля применения электрошлакового процесса при наплавочных работах.Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большогосечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовкерабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемыеповерхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковыйпроцесс ведётся также, как и при сварке.

        Электрошлаковым способом успешносвариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- исреднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали,хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе,сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большойпротяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

        При сварке вертикальных монтажныхшвов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже притолщине металла 16-20 мм.

        Целесообразность примененияданного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке.Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применятьэлектрошлаковую сварку.

        Электрошлаковая сварка применяетсядля сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Являетсяэкономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытойдугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и вряде других отраслей промышленности.

1.  Хакимов А.Н.

Электрошлаковая сварка с регулированиемтермических циклов. — М.: Машиностроение, 1984.

2.  Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническоеиздательство машиностроительной литературы, 1959.

Под редакцией Патона Б.Е.

3.  Сизов В.С.

Электрошлаковая сварка сталей большихтолщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.

www.ronl.ru

Курсовая: Электрошлаковая сварка

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

ОмГТУ

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

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:

Введение.

1. Описание процесса.

2. Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3. Область применения.

Заключение.

Литература.

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/мм2. В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчиво при 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, отличительной особенностью электрошлакового процесса является высокая устойчивость его при низких плотностях тока (в 100-200 раз меньших, чем при дуговой сварке).

2.1. Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

Здесь приведена схема различных применений электрошлакового процесса. Различают две основные группы приёмов электрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) с принудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другим признакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизации и многим другим показателям.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящим от типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочного тока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сварка электродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковая электрошлаковая сварка (контактно-шлаковая).

Для сварки металла большой толщины электроду следует придавать колебательные движения в направлении толщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение. Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

При сварке с колебаниями число электродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложнения аппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделку не сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительно большим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутся вверх со скоростью образования шва.

Наряду с электродами сплошного сечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может быть применена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с целью дополнительного легирования металла шва.

Если мундштуки сделать из того же (примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм при сварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будут плавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называется сваркой плавящимся мундштуком.

При сварке тремя пластичными электродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения с неподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

Электроды большого сечения могут иметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную, кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотнения слитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количеством переплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружки и других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромок могут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

Стыковая электрошлаковая сварка, или, как её называют, контактно-шлаковая, отличается тем, что при ней отсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями. При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение; шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании тока через шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностью образуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые части сближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металл затвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключения тока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

Сварка проволокой в настоящее время широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швы различной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокой можно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

Пластинчатыми электродами сваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины (до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сварки проволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Кроме того, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важным преимуществом этого способа является возможность использования в качестве электродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительно изготовить проволоку.

Сварка плавящимся мундштуком может применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случае необходимости - и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободного места сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком. Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложного криволинейного профиля. Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит из одного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило, непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, для которых другие способы невыгодны.

2.2.Особенности электрошлакового процесса.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так и автоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использовать при применении этого способа.

При прохождении электрического тока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов, сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. При установившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходит вовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подача шлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количеству отлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весу составляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщины металла.

Благодаря малому количеству расплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется для плавления электрода и основного металла.

Вследствие интенсивного перемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии от электрода чем это возможно при дуговой сварке.

Практическими следствиями этих особенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетом потерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший, чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кг наплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсом и в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическим результатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходной сварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большем количестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойство открывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки в промышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

Из других особенностей электрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

Вследствие сравнительно малого расхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванны новыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке, химический состав металла шва.

Благодаря вертикальному положению оси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот. Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл – шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сварке в нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтому склонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сварке во много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньше чувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом в вертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая в швах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельство значительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большой погонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так и предварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается на уровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственной близости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основного металла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижается как скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

Электрошлаковая сварка всегда производится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металла значительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скорости нагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность к образованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительно невелика.

Поскольку электрошлаковая сварка производится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённый дефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могут появляться только при грубом нарушении технологии сварки.

Сварка металла любой толщины производится без разделки кромок. Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок: они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это в несколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

Благодаря симметричности разделки и положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило, отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторых специальных типов сварных соединений.

При толщине свариваемого металла меньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковой сварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщины производительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и при толщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

3. Область применения.

Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая.

Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других.

В ряде случаев применение сварных конструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварных валов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т для цельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного пресса давлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применением сварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводе металлоконструкций получена большая экономия толстого проката за счёт ликвидации отходов.

Значение электрошлаковой сварки не исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение коренным образом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

Факторами, ограничивающими размеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования, размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающих станков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностями перевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

Рост размеров и веса элементов может происходить только на основе пропорционального роста перечисленных выше производственных мощностей. Однако с применением электрошлаковой сварки такая пропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

В первую очередь отпадает необходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, поскольку электрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любых размеров и почти любой формы. Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев, даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтись сравнительно лёгкими прессами.

В настоящее время электрошлаковая сварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным и кузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший рост размеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

Большие возможности открываются для применения электрошлакового процесса при наплавочных работах. Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большого сечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовке рабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемые поверхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковый процесс ведётся также, как и при сварке.

Электрошлаковым способом успешно свариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали, хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе, сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большой протяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

При сварке вертикальных монтажных швов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже при толщине металла 16-20 мм.

Целесообразность применения данного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке. Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применять электрошлаковую сварку.

Заключение.

Электрошлаковая сварка применяется для сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Является экономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытой дугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и в ряде других отраслей промышленности.

Список литературы:

1. Хакимов А.Н.

Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. - М.: Машиностроение, 1984.

2. Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.

Под редакцией Патона Б.Е.

3. Сизов В.С.

Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.

Курсовая: Процессы сварки металлов плавлением ГК и ВО России НГТУ Кафедра ТМС Курсовая работа по Технике и технологии в отрасли. Процессы сварки металлов плавлением. Факультет:            Бизнеса Группа:                  ФБ-51 Студент:               Авдакова Н.В. Преподаватель:   Куроедов Ю.Б. Новосибирск 1997 Содержание: Сварка.

Реферат Дуговая сварка Замечательный русский изобретатель Н.Г.Славянов был по образованию инженером, металлургом. Последняя четверть прошлого века явилась периодом становления электротехники-науки о процессах, связанных с практическим применением электрических явлений.

Реферат Сварочные технологии Сварка – технологический процесс получения неразъёмных соединений деталей путем их местного или общего нагрева, пластической деформации или совмещении того и другого. В процессе сварки между свариваемыми деталями образуется межатомная связь, обеспечивающая неразъёмность свариваемых деталей. Термический.

Реферат Электродуговая сварка напраляющей В 1802 году впервые в мире профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В. Петров (1761-1834) открыл электрическую дугу и описал явление, происходящее в ней, а также указал на возможность ее практического применения. В 1881 году русский изобретатель Н.Н. Бенардос (1842-1905) применяя электродную дугу для соединения и разъединения сталей. Дуга Н.Н.

nreferat.ru

Реферат: Электрошлаковая сварка

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

ОмГТУ

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

г. Омск, 2000

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:

Введение.

1. Описание процесса.

2. Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3. Область применения.

Заключение.

Литература.

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.

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/мм2. В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчиво при 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, отличительной особенностью электрошлакового процесса является высокая устойчивость его при низких плотностях тока (в 100-200 раз меньших, чем при дуговой сварке).

2.1. Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

Здесь приведена схема различных применений электрошлакового процесса.Различают две основные группы приёмов электрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) с принудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другим признакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизации и многим другим показателям.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящим от типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочного тока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сварка электродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковая электрошлаковая сварка (контактно- шлаковая).

Для сварки металла большой толщины электроду следует придавать колебательные движения в направлении толщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение. Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

При сварке с колебаниями число электродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложнения аппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделку не сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительно большим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутся вверх со скоростью образования шва.

Наряду с электродами сплошного сечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может быть применена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с целью дополнительного легирования металла шва.

Если мундштуки сделать из того же (примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм при сварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будут плавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называется сваркой плавящимся мундштуком.

При сварке тремя пластичными электродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения с неподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

Электроды большого сечения могут иметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную, кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотнения слитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количеством переплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружки и других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромок могут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

Стыковая электрошлаковая сварка, или, как её называют, контактно- шлаковая, отличается тем, что при ней отсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями. При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение; шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании тока через шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностью образуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые части сближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металл затвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключения тока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

Сварка проволокой в настоящее время широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швы различной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокой можно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

Пластинчатыми электродами сваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины (до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сварки проволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Кроме того, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важным преимуществом этого способа является возможность использования в качестве электродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительно изготовить проволоку.

Сварка плавящимся мундштуком может применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случае необходимости - и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободного места сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком. Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложного криволинейного профиля.Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит из одного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило, непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, для которых другие способы невыгодны.

2.2.Особенности электрошлакового процесса.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так и автоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использовать при применении этого способа.

При прохождении электрического тока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов, сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. При установившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходит вовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подача шлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количеству отлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весу составляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщины металла.

Благодаря малому количеству расплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется для плавления электрода и основного металла.

Вследствие интенсивного перемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии от электрода чем это возможно при дуговой сварке.

Практическими следствиями этих особенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетом потерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший, чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кг наплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсом и в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическим результатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходной сварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большем количестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойство открывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки в промышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

Из других особенностей электрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

Вследствие сравнительно малого расхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванны новыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке, химический состав металла шва.

Благодаря вертикальному положению оси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла.Улучшается заполнение металлом междендритных пустот. Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл – шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сварке в нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтому склонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сварке во много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньше чувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом в вертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая в швах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельство значительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большой погонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так и предварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается на уровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственной близости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основного металла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижается как скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

Электрошлаковая сварка всегда производится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металла значительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скорости нагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность к образованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительно невелика.

Поскольку электрошлаковая сварка производится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённый дефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могут появляться только при грубом нарушении технологии сварки.

Сварка металла любой толщины производится без разделки кромок.Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок: они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это в несколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

Благодаря симметричности разделки и положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило, отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторых специальных типов сварных соединений.

При толщине свариваемого металла меньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковой сварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщины производительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и при толщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

3. Область применения.

Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая.

Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства.Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других.

В ряде случаев применение сварных конструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварных валов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т для цельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного пресса давлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применением сварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводе металлоконструкций получена большая экономия толстого проката за счёт ликвидации отходов.

Значение электрошлаковой сварки не исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение коренным образом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

Факторами, ограничивающими размеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования, размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающих станков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностями перевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

Рост размеров и веса элементов может происходить только на основе пропорционального роста перечисленных выше производственных мощностей.Однако с применением электрошлаковой сварки такая пропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

В первую очередь отпадает необходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, поскольку электрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любых размеров и почти любой формы.Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев, даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтись сравнительно лёгкими прессами.

В настоящее время электрошлаковая сварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным и кузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший рост размеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

Большие возможности открываются для применения электрошлакового процесса при наплавочных работах. Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большого сечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовке рабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемые поверхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковый процесс ведётся также, как и при сварке.

Электрошлаковым способом успешно свариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали, хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе, сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большой протяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

При сварке вертикальных монтажных швов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже при толщине металла 16-20 мм.

Целесообразность применения данного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке. Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применять электрошлаковую сварку.

Заключение.

Электрошлаковая сварка применяется для сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Является экономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытой дугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и в ряде других отраслей промышленности.

Список литературы:

1. Хакимов А.Н.Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. - М.:Машиностроение, 1984.

2. Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.Под редакцией Патона Б.Е.

3. Сизов В.С.Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.-----------------------

Электрошлаковый процесс

Свободное формирование

Принудительное формирование

Проволока

Электрод большого сечения

Сварка проволокой

Сварка плавящимся мундштуком

Сварка элек-тродом боль-шого сечения

Стыковая элек-трошлаковая сварка

Без коле-баний

С коле-баниями

Пластина

Стержневые, кольцевые, фасонные.

Сверху

Сбоку

Заварка дефектов

Уплот-нение

Наплав-ка

Длинные прямые швы

Сварка компактных деталей

Короткие прямые швы (>500

Короткие прямые швы (

www.neuch.ru

Реферат: Электрошлаковая сварка

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

ОмГТУ

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

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:

Введение.

1. Описание процесса.

2. Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3. Область применения.

Заключение.

Литература.

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/мм2 . В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчиво при 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, отличительной особенностью электрошлакового процесса является высокая устойчивость его при низких плотностях тока (в 100-200 раз меньших, чем при дуговой сварке).

2.1. Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

Здесь приведена схема различных применений электрошлакового процесса. Различают две основные группы приёмов электрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) с принудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другим признакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизации и многим другим показателям.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящим от типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочного тока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сварка электродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковая электрошлаковая сварка (контактно-шлаковая).

Для сварки металла большой толщины электроду следует придавать колебательные движения в направлении толщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение. Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

При сварке с колебаниями число электродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложнения аппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделку не сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительно большим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутся вверх со скоростью образования шва.

Наряду с электродами сплошного сечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может быть применена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с целью дополнительного легирования металла шва.

Если мундштуки сделать из того же (примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм при сварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будут плавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называется сваркой плавящимся мундштуком.

При сварке тремя пластичными электродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения с неподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

Электроды большого сечения могут иметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную, кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотнения слитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количеством переплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружки и других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромок могут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

Стыковая электрошлаковая сварка, или, как её называют, контактно-шлаковая, отличается тем, что при ней отсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями. При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение; шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании тока через шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностью образуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые части сближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металл затвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключения тока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

Сварка проволокой в настоящее время широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швы различной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокой можно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

Пластинчатыми электродами сваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины (до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сварки проволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Кроме того, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важным преимуществом этого способа является возможность использования в качестве электродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительно изготовить проволоку.

Сварка плавящимся мундштуком может применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случае необходимости - и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободного места сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком. Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложного криволинейного профиля. Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит из одного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило, непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, для которых другие способы невыгодны.

2.2.Особенности электрошлакового процесса.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так и автоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использовать при применении этого способа.

При прохождении электрического тока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов, сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. При установившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходит вовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подача шлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количеству отлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весу составляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщины металла.

Благодаря малому количеству расплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется для плавления электрода и основного металла.

Вследствие интенсивного перемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии от электрода чем это возможно при дуговой сварке.

Практическими следствиями этих особенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетом потерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший, чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кг наплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсом и в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическим результатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходной сварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большем количестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойство открывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки в промышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

Из других особенностей электрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

Вследствие сравнительно малого расхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванны новыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке, химический состав металла шва.

Благодаря вертикальному положению оси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот. Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл – шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сварке в нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтому склонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сварке во много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньше чувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом в вертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая в швах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельство значительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большой погонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так и предварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается на уровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственной близости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основного металла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижается как скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

Электрошлаковая сварка всегда производится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металла значительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скорости нагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность к образованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительно невелика.

Поскольку электрошлаковая сварка производится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённый дефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могут появляться только при грубом нарушении технологии сварки.

Сварка металла любой толщины производится без разделки кромок. Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок: они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это в несколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

Благодаря симметричности разделки и положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило, отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторых специальных типов сварных соединений.

При толщине свариваемого металла меньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковой сварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщины производительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и при толщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

3. Область применения.

Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая.

Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других.

В ряде случаев применение сварных конструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварных валов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т для цельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного пресса давлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применением сварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводе металлоконструкций получена большая экономия толстого проката за счёт ликвидации отходов.

Значение электрошлаковой сварки не исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение коренным образом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

Факторами, ограничивающими размеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования, размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающих станков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностями перевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

Рост размеров и веса элементов может происходить только на основе пропорционального роста перечисленных выше производственных мощностей. Однако с применением электрошлаковой сварки такая пропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

В первую очередь отпадает необходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, поскольку электрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любых размеров и почти любой формы. Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев, даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтись сравнительно лёгкими прессами.

В настоящее время электрошлаковая сварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным и кузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший рост размеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

Большие возможности открываются для применения электрошлакового процесса при наплавочных работах. Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большого сечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовке рабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемые поверхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковый процесс ведётся также, как и при сварке.

Электрошлаковым способом успешно свариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали, хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе, сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большой протяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

При сварке вертикальных монтажных швов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже при толщине металла 16-20 мм.

Целесообразность применения данного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке. Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применять электрошлаковую сварку.

Заключение.

Электрошлаковая сварка применяется для сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Является экономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытой дугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и в ряде других отраслей промышленности.

Список литературы:

1. Хакимов А.Н.

Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. - М.: Машиностроение, 1984.

2. Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.

Под редакцией Патона Б.Е.

3. Сизов В.С.

Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.

www.yurii.ru

Реферат - Электрошлаковая сварка - Металлургия

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

ОмГТУ

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

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:

Введение.

1. Описание процесса.

2. Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3. Область применения.

Заключение.

Литература.

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/мм2. В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчиво при изменениях плотности тока в весьма широком диапазоне от 0,2-0,3а/мм2 (при сварке электродами большого сечения) до 200-250 а/мм2 (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).

2.1. Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

Здесь приведена схема различных применений электрошлакового процесса. Различают две основные группы приёмов электрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) с принудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другим признакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизации и многим другим показателям.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящим от типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочного тока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сварка электродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковая электрошлаковая сварка (контактно-шлаковая).

Для сварки металла большой толщины электроду следует придавать колебательные движения в направлении толщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение. Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

При сварке с колебаниями число электродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложнения аппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделку не сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительно большим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутся вверх со скоростью образования шва.

Наряду с электродами сплошного сечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может быть применена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с целью дополнительного легирования металла шва.

Если мундштуки сделать из того же (примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм при сварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будут плавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называется сваркой плавящимся мундштуком.

При сварке тремя пластичными электродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения с неподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

Электроды большого сечения могут иметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную, кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотнения слитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количеством переплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружки и других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромок могут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

Стыковая электрошлаковая сварка, или, как её называют, контактно-шлаковая, отличается тем, что при ней отсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями. При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение; шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании тока через шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностью образуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые части сближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металл затвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключения тока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

Сварка проволокой в настоящее время широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швы различной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокой можно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

Пластинчатыми электродами сваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины (до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сварки проволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Кроме того, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важным преимуществом этого способа является возможность использования в качестве электродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительно изготовить проволоку.

Сварка плавящимся мундштуком может применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случае необходимости — и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободного места сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком. Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложного криволинейного профиля. Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит из одного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило, непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, для которых другие способы невыгодны.

2.2.Особенности электрошлакового процесса.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так и автоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использовать при применении этого способа.

При прохождении электрического тока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов, сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. При установившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходит вовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подача шлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количеству отлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весу составляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщины металла.

Благодаря малому количеству расплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется для плавления электрода и основного металла.

Вследствие интенсивного перемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии от электрода чем это возможно при дуговой сварке.

Практическими следствиями этих особенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетом потерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший, чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кг наплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсом и в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическим результатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходной сварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большем количестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойство открывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки в промышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

Из других особенностей электрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

Вследствие сравнительно малого расхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванны новыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке, химический состав металла шва.

Благодаря вертикальному положению оси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот. Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл – шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сварке в нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтому склонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сварке во много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньше чувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом в вертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая в швах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельство значительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большой погонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так и предварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается на уровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственной близости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основного металла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижается как скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

Электрошлаковая сварка всегда производится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металла значительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скорости нагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность к образованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительно невелика.

Поскольку электрошлаковая сварка производится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённый дефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могут появляться только при грубом нарушении технологии сварки.

Сварка металла любой толщины производится без разделки кромок. Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок: они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это в несколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

Благодаря симметричности разделки и положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило, отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторых специальных типов сварных соединений.

При толщине свариваемого металла меньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковой сварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщины производительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и при толщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

3. Область применения.

Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая.

Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других.

В ряде случаев применение сварных конструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварных валов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т для цельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного пресса давлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применением сварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводе металлоконструкций получена большая экономия толстого проката за счёт ликвидации отходов.

Значение электрошлаковой сварки не исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение коренным образом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

Факторами, ограничивающими размеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования, размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающих станков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностями перевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

Рост размеров и веса элементов может происходить только на основе пропорционального роста перечисленных выше производственных мощностей. Однако с применением электрошлаковой сварки такая пропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

В первую очередь отпадает необходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, поскольку электрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любых размеров и почти любой формы. Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев, даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтись сравнительно лёгкими прессами.

В настоящее время электрошлаковая сварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным и кузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший рост размеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

Большие возможности открываются для применения электрошлакового процесса при наплавочных работах. Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большого сечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовке рабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемые поверхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковый процесс ведётся также, как и при сварке.

Электрошлаковым способом успешно свариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали, хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе, сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большой протяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

При сварке вертикальных монтажных швов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже при толщине металла 16-20 мм.

Целесообразность применения данного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке. Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применять электрошлаковую сварку.

Заключение.

Электрошлаковая сварка применяется для сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Является экономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытой дугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и в ряде других отраслей промышленности.

Список литературы:

1. Хакимов А.Н.

Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. — М.: Машиностроение, 1984.

2. Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.

Под редакцией Патона Б.Е.

3. Сизов В.С.

Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.

www.ronl.ru

Реферат : Электрошлаковая сварка

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации.

ОмГТУ

Кафедра оборудования и технологии сварочного производства.

Курсовая работа.

По курсу «Инженерное творчество».

На тему: «Электрошлаковая сварка».

Выполнил:

Студент МСФ С-110

Проверил:

Доцент к.т.н.

Шестель Л.А.

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:

Введение.

1. Описание процесса.

2. Технологические параметры.

2.2 Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

2.3Особенности электрошлакового процесса.

3. Область применения.

Заключение.

Литература.

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/мм2. В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идёт достаточно устойчиво при 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, отличительной особенностью электрошлакового процесса является высокая устойчивость его при низких плотностях тока (в 100-200 раз меньших, чем при дуговой сварке).

2.1. Классификация разновидностей электрошлаковой сварки.

Рис.1. Классификация разновидностей эшс.

Здесь приведена схема различных применений электрошлакового процесса. Различают две основные группы приёмов электрошлаковой сварки: 1) со свободным формированием сварочной ванны и 2) с принудительным формированием её. Кроме того, возможно деление по другим признакам: по роду тока, характеристике источника питания, степени механизации и многим другим показателям.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием может выполняться различными приёмами, зависящим от типа электродов, способа введения их в разделку и подвода к ним сварочного тока. Из них в настоящее время применяются: сварка проволокой, сварка электродом большого сечения, сварка плавящимся мундштуком и стыковая электрошлаковая сварка (контактно-шлаковая).

Для сварки металла большой толщины электроду следует придавать колебательные движения в направлении толщины металла либо увеличивать число электродов или изменять их сечение. Очень часто применяется сочетание этих приёмов.

При сварке с колебаниями число электродов обычно не превышает трёх, во избежание чрезмерного усложнения аппаратуры. При сравнительно коротких швах мундштуки можно вводить в разделку не сбоку, а сверху. В этом случае число электродов может быть значительно большим трёх. В обоих случаях мундштуки вместе с подающим механизмом движутся вверх со скоростью образования шва.

Наряду с электродами сплошного сечения при описанных выше схемах электрошлакового процесса может быть применена так называемая порошковая проволока или трубчатый электрод с целью дополнительного легирования металла шва.

Если мундштуки сделать из того же (примерно) материала, что и электродные проволоки, и подающий механизм при сварке не поднимать, то мундштуки при подходе к ним шлаковой ванны будут плавиться и переходить в шов. Этот приём электрошлаковой сварки называется сваркой плавящимся мундштуком.

При сварке тремя пластичными электродами, мундштуки отсутствуют, а механизм вертикального перемещения с неподвижно закреплённым в нем электродом движется вниз навстречу шву.

Электроды большого сечения могут иметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную, кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную. Для уплотнения слитков, отливки, переплавки и других видов работ с большим количеством переплавляемого металла могут применяться электроды из брикетированной стружки и других отходов. В некоторых случаях для регулирования проплавления кромок могут применяться полые электроды, заполненные металлической крупкой.

Стыковая электрошлаковая сварка, или, как её называют, контактно-шлаковая, отличается тем, что при ней отсутствует присадочный металл; ток пропускается между свариваемыми частями. При этой схеме свариваемые поверхности занимают горизонтальное положение; шлаковая ванна находится между нижней деталью и верхней. При пропускании тока через шлак свариваемые поверхности оплавляются, а над нижней поверхностью образуется ванна расплавленного металла. После этого свариваемые части сближаются; шлак вытесняется из пространства между ними, расплавленный металл затвердевает и детали оказываются сваренными между собой. Момент выключения тока может иногда предшествовать осадке свариваемых деталей.

Сварка проволокой в настоящее время широко применяется в промышленности. Она даёт возможность получать швы различной формы с достаточно равномерным проваром заданной ширины. Проволокой можно сварить металл толщиной от 20 до 500-600 мм при любой длине шва.

Пластинчатыми электродами сваривают прямолинейные швы любой толщины и сравнительно небольшой длины (до1-1,5 м). Применительно к коротким швам сварка пластинами удобнее сварки проволоками с колебаниями, так как аппаратура для неё проще и надёжнее. Кроме того, при сварке пластинами не требуется свободного места перед стыком. Важным преимуществом этого способа является возможность использования в качестве электродов таких материалов, как чугун, из которого нельзя или затруднительно изготовить проволоку.

Сварка плавящимся мундштуком может применяться для металла любой толщины при длине шва до 3 м, а в случае необходимости - и более. Она, как и сварка пластиной, не требует свободного места сбоку от стыка и, кроме того, допускает ограничение места над стыком. Характерной особенностью её является возможность сварки швов сложного криволинейного профиля. Аппаратура для сварки плавящимся мундштуком состоит из одного подающего механизма переносного типа, устанавливаемого, как правило, непосредственно на изделие. Это делает её удобной для сварки мелких швов, для которых другие способы невыгодны.

2.2.Особенности электрошлакового процесса.

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием отличается от дуговой сварки как ручной, так и автоматической, рядом особенностей, которые необходимо учитывать и использовать при применении этого способа.

При прохождении электрического тока через шлак не происходит такого интенсивного выделения газов, сопровождающегося разбрызгиванием шлака, как при дуговой сварке. При установившемся электрошлаковом процессе разбрызгивания шлака не происходит вовсе. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны. Подача шлака в ванну ограничивается очень небольшим количеством, равным количеству отлагающейся на поверхности шва шлаковой корки толщиной 1-1,5 мм. Это по весу составляет всего 0,2-0,3 кг на погонный метр шва, независимо от толщины металла.

Благодаря малому количеству расплавляемого флюса расходуемая электрическая энергия хорошо используется для плавления электрода и основного металла.

Вследствие интенсивного перемешивания шлака плавление кромок происходит на большем расстоянии от электрода чем это возможно при дуговой сварке.

Практическими следствиями этих особенностей являются: малый расход шлака, составляющий в среднем, с учетом потерь на рассыпание, 5% от веса наплавленного металла, т.е. в 20 раз меньший, чем при дуговой сварке под флюсом, и малый расход электрической энергии на 1 кг наплавленного металла, в 1,5-2 раза меньший, чем при дуговой сварке под флюсом и в 4 раза меньший, при сварке открытой дугой. Ещё более важным практическим результатом этих особенностей является возможность осуществления однопроходной сварки металла толщиной до 150-200 мм на один электрод, а при большем количестве электродов – практически неограниченной толщины. Именно это свойство открывает самые широкие перспективы применения электрошлаковой сварки в промышленности, в первую очередь в тяжёлом машиностроении.

Из других особенностей электрошлаковой сварки наибольшее значение имеют следующие.

Вследствие сравнительно малого расхода флюса и, следовательно, незначительного пополнения шлаковой ванны новыми порциями флюса, обеспечивается более постоянный, чем при дуговой сварке, химический состав металла шва.

Благодаря вертикальному положению оси шва значительно облегчается всплывание газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот. Если газовый пузырёк или неметаллическое включение задержится на границе металл – шлак, то они будут перемещаться вместе с этой границей, тогда как при сварке в нижнем положении они были бы захвачены кристаллизующимися металлом. Поэтому склонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сварке во много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении; меньше чувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнении кромок.

Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в швах, выполненных электрошлаковым способом в вертикальном положении, отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая в швах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельство значительно снижает склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Температурные условия для околошовной зоны также благоприятны, что как большой погонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так и предварительным, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается на уровне поверхности шлаковой ванны, а плавится они начинают в непосредственной близости от металлической ванны. Между началом подогрева кромок основного металла и их плавлением проходит 2-3 и более минут, вследствие чего снижается как скорость нагрева, так и скорость последующего охлаждения.

Электрошлаковая сварка всегда производится в один проход, поэтому линейная скорость сварки толстого металла значительно ниже, чем при дуговой многослойной сварке. Благодаря этому скорости нагрева и последующего охлаждения околошовной зоны очень малы, а склонность к образованию околошовных трещин при сварке закаливающихся сталей сравнительно невелика.

Поскольку электрошлаковая сварка производится в один проход, полностью ликвидируется наиболее распространённый дефект многослойной сварки – шлаковые макроскопические включения. Они могут появляться только при грубом нарушении технологии сварки.

Сварка металла любой толщины производится без разделки кромок. Кромки, подлежащие сварке, не имеют фасок: они собираются с зазором, образующим своего рода разделку кромок. Это в несколько раз уменьшает трудоёмкость и стоимость подготовки кромок под сварку.

Благодаря симметричности разделки и положения в ней электродов при электрошлаковой сварке, как правило, отсутствуют угловые деформации. Они могут возникать только при сварке некоторых специальных типов сварных соединений.

При толщине свариваемого металла меньше 40-50 мм трудоёмкость и стоимость сварных соединений при электрошлаковой сварке больше, чем при дуговой сварке под флюсом. Однако с ростом толщины производительность и экономичность электрошлаковой сварки быстро растут и при толщинах свыше 100 мм бывают во много раз выше, чем при дуговой сварке.

3. Область применения.

Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая.

Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее положение.

Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок.

Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, при изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других.

В ряде случаев применение сварных конструкций позволяет сэкономить большое количество металла. Так для сварных валов Варваринской ГЭС развес слитков составил 59 т вместо100 т для цельнокованых; сварная станина механического ковочно-штамповочного пресса давлением 4000 т весит на 24 т меньше чем в литом варианте. С применением сварки при изготовлении стоек мартеновских печей на Днепропетровском заводе металлоконструкций получена большая экономия толстого проката за счёт ликвидации отходов.

Значение электрошлаковой сварки не исчерпывается её экономическим эффектом. Широкое её применение коренным образом изменяет характер развития тяжёлого машиностроения.

Факторами, ограничивающими размеры элементов, могут быть: мощность кузнечно-прессового оборудования, размеры нагревательных и термических печей, размеры металлообрабатывающих станков. Отдельно следует рассмотреть ограничения, вносимые трудностями перевозки негабаритных грузов на место их монтажа.

Рост размеров и веса элементов может происходить только на основе пропорционального роста перечисленных выше производственных мощностей. Однако с применением электрошлаковой сварки такая пропорциональность может сохраняться не во всех случаях.

В первую очередь отпадает необходимость роста мощностей, связанных с ростом развеса слитка, поскольку электрошлаковая сварка позволяет сваривать между собой отливки в блоки любых размеров и почти любой формы. Электрошлаковая сварка, в большинстве случаев, даёт возможность соединять поковки так, чтобы в случае надобности обойтись сравнительно лёгкими прессами.

В настоящее время электрошлаковая сварка позволяет изготовить на заводах со сравнительно маломощным станочным и кузнечно-прессовым оборудованием заготовки любых размеров. Дальнейший рост размеров отдельных деталей ограничен возможностью транспортировки.

Большие возможности открываются для применения электрошлакового процесса при наплавочных работах. Электрошлаковая наплавка может успешно выполняться электродами большого сечения, например при изготовлении биметаллических изделий, при облицовке рабочих поверхностей толстостенных сосудов и т.д. Чаще всего наплавляемые поверхности располагают вертикально или наклонно: в этом случае электрошлаковый процесс ведётся также, как и при сварке.

Электрошлаковым способом успешно свариваются стали различных классов и марок. Наряду с мало- и среднеуглеродистыми сталями удаётся сваривать ферритные нержавеющие стали, хромоникелевые аустенитные стали, жаропрочные сплавы на никелевой основе, сваривают титан и его сплавы. Помимо прямолинейных и кольцевых швов большой протяжённости, можно сваривать короткие швы толстого металла.

При сварке вертикальных монтажных швов электрошлаковая сварка может оказаться выгоднее ручной сварки уже при толщине металла 16-20 мм.

Целесообразность применения данного вида сварки во многом зависит от количества швов, подлежащих сварке. Чем оно больше, тем ниже предел толщины, с которого выгодно применять электрошлаковую сварку.

Заключение.

Электрошлаковая сварка применяется для сварки больших толщин, различных сплавов, и типов швов. Является экономичным и качественным способом сварки, по сравнению со сваркой открытой дугой. Данный процесс нашёл широкое применение в тяжёлом машиностроении и в ряде других отраслей промышленности.

Список литературы:

1. Хакимов А.Н.

Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. - М.: Машиностроение, 1984.

2. Электрошлаковая сварка. – М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.

Под редакцией Патона Б.Е.

3. Сизов В.С.

Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. – Л.: ЛДНТП, 1972.

topref.ru

Смотрите также

• 
  Экология радиация реферат
• 
  Эдвард дженнер реферат
• 
  Цивилизация японии реферат
• 
  Функции нотариата реферат
• 
  Философия египта реферат
• 
  Свекла столовая реферат
• 
  Российские олимпийцы реферат
• 
  Реферат чистая планета
• 
  Реферат социальные катастрофы
• 
  Реферат свекла столовая
• 
  Реферат расширяющаяся вселенная