3. ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА

Способ электрошлаковой сварки является наиболее производительным для изделий, имеющих толщину 50 мм и более. Он имеет следующие достоинства: позволяет сваривать изделия практически неограниченной толщины с минимально возможным объемом наплавленного металла; полностью исключает тяжелый ручной труд сварщика; обеспечивает высокие механические свойства металла шва и равномерное распределение напряжений по всему сечению изделия; позволяет отказаться в ряде случаев от последующей термообработки для снятия внутренних напряжений.

В настоящее время электрошлаковая сварка начинает достаточно широко применяться для сложных ремонтных работ при восстановлении стальных деталей оборудования (имеющих большую толщину стенки в ремонтируемых участках) с разрушениями, расположенными по прямой линии, позволяющими выполнять сварку при вертикальном положении шва. Этот способ следует особенно рекомендовать для восстановления разрушенных колонн гидравлических и механических прессов; прямых участков валов приводных механизмов и двигателей, прокатных станов и другого оборудования, имеющего круглое или прямоугольное сечение. Электрошлаковую сварку изделий, имеющих свободные размеры по длине или допускающие изменение их длины в пределах нескольких миллиметров, можно производить проволочными или пластинчатыми электродами с применением керамических (рис. 6) или остающихся металлических форм. При этом отпадает сложная операция поворачивания детали вокруг оси, неизбежная при ручной сварке и автоматической сварке под флюсом. В ряде случаев можно избежать применения термообработки для снятия напряжений после сварки.

Электрошлаковая сварка успешно применяется:

а) в случае приварки отбитых частей деталей большого сечения при свободных размерах в пределах достаточного для данного способа допуска, а также при возможном выполнении несложной механической обработки после сварки;

б)    при заварке трещин в массивных стальных изделиях при условии вертикального расположения трещины и ее достаточной прямолинейности;

в)    при восстановлении деталей методом электрошлако-вой наплавки отбитых и разбитых частей станин, когда приварка этих частей или их изготовление вновь нецелесообразны;

г)    при восстановлении изделий путем приварки вновь

изготовленных деталей с учетом требуемых допусков на усадку. Способы электрошлаковой сварки. Для ремонтных работ могут применяться все способы электрошлаковой сварки, а именно: одной или несколькими проволоками; плавящимся мундштуком; одним или несколькими пластинчатыми электродами. Схемы способов электрошлаковой сварки приведены на рис. 7.

Выбор способа определяется конфигурацией изделия, объемом наплавляемого металла, характером излома, типом имеющегося сварочного оборудования и располагаемой мощностью источника тока.

Для сварки сравнительно короткого излома может применяться пластинчатый электрод. При сварке излома сложной конфигурации можно использовать сварку плавящимся мундштуком. В ряде случаев целесообразно применять однопроволочный или многопроволочный автомат.

Оборудование для электрошлаковой сварки достаточно сложно, дорого и требует мощных источников тока (500—1000—3000 а). Приобретать такое оборудование для ремонтных работ целесообразно только в том случае, если эти работы производятся систематически. Для единичных случаев ремонта можно использовать оборудование, применяющееся в основном производстве, или привлечь для этих целей специализированную организацию, имеющую такое оборудование.

Во всех случаях тип оборудования выбирается с учетом характера выполнения сварочных работ. Большинство типов сварочной аппаратуры, применяемых промышленностью, может быть приспособлено для ремонтных работ путем изготовления несложных приспособлений. Для ремонтного цеха или участка, где предполагается установить постоянный пост электрошлаковой сварки, можно рекомендовать универсальный автомат типа А-535 конструкции Института электросварки им. Е. О. Патона. Этот автомат предназначен для сварки переменным током прямолинейных и кольцевых швов стыковых, угловых и тавровых- соединений. Автомат может быть использован для сварки одной или тремя проволоками диаметром до 3 мм и пластинчатыми электродами сечением до 200X10 мм. Автомат питается переменным током от трансформаторов ТШС-1000 пли ТШС-3000 с жесткой вольтамперной характеристикой.

При отсутствии специального сварочного оборудования и источников питания можно применять установки с однопроволочной электродной системой. В этом случае в качестве сварочной головки используются различные проволоко-подаюгцие механизмы, например, головки от шланговых полуавтоматов, головки автоматов, предназначенных для сварки под флюсом и др. Источником тока могут служить любые сварочные трансформаторы пли машины постоянного тока соответствующей мощности.

Формирование металла шва при электрошлаковой сварке является важным технологическим фактором. Применяемые в обычной практике медные охлаждаемые ползуны, перемещающиеся одновременно со сварочной ванной, можно использовать только для прямолинейных швов большой протяженности. Для сварки швов малой протяженности, а также при сварке валов, колонн и изделий сложной конфигурации могут быть применены остающиеся стальные накладки, заранее приваренные (прихваченные) к изделию. Удобными являются керамические формы, которые заранее крепятся на детали. Эти формы могут быть изготовлены из песчаной смеси, скрепленной жидким стеклом, огнеупорных плит, шамотного или динасового кирпича. В основание формы закладывается стальная плита, которая должна иметь надежный контакт со свариваемой деталью или сварочным кабелем (см. рис. 6). Между плитой и изделием делается зазор, необходимый для начала шлакового процесса. Керамические формы одноразового применения очень удобны для ремонтных работ. Перед сваркой форма должна быть тщательно просушена до полного удаления влаги. Утечка жидкого металла из ванны неизбежно прерывает процесс сварки, в результате чего всю работу приходится выполнять заново.

Присадочные материалы и флюсы. В качестве присадочного материала Для электрошлаковой сварки можно применять обычные сварочные проволоки по ГОСТу 2246—60. Марка проволоки выбирается в зависимости от марки свариваемого металла. Для сварки углеродистых сталей применяются проволоки Св-08, Св-08А, Св-08ГА и др. Марки стали для пластинчатых электродов и плавящихся мундштуков также выбираются в зависимости от сорта свариваемой стали. Для углеродистых сталей обычно применяют электродные стержни и мундштуки из стали МСТ-1, СХЛ-4 и др.

Для электрошлаковой сварки применяют плавящиеся флюсы АН-8, АН 22, АНФ-1, АНФ-7, разработанные Институтом электросварки им. Патона, или флюс ФЦ-7, разработанный Отделом сварки ЦНИИТМАШ и др.