Технологические параметры процесса электрошлаковой сварки (ЭШС). - Электрошлаковая сварка
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 ее 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 нем требуемую температуру. В действительности проводимость расплавленных шлаков резко повышается с ростом температуры, а ниже определенной температуры шлаки практически являются непроводниками. Это обстоятельство усложняет стабилизацию процесса.
Некоторые шлаки, содержащие двуокись титана, являются хорошими проводниками даже в твердом 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 передается шлаковой ванне, а от нее 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 надежно сплавлялся с основным, поверхность последнего должна быть предварительно оплавлена и иметь температуру, близкую к температуре плавления. Кроме того, поверхность металла должна быть надежно 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 еще более отчетливо; 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 охлажденными 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 передается 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 идет 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. Еще 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 объемами шлака, электрод плавится на большой глубине, и при определенных 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 флюсом он находится в пределах от 20 до 200 А/мм2. В отличие от дуговой сварки электрошлаковый процесс идет 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).
Похожие статьи
-
Электрошлаковая сварка - Виды сварки и способы их применения
Этот способ широко используют в промышленности для соединения металлов повышенной толщины: стали и чугуна различного состава, меди, алюминия, титана и их...
-
Электрошлаковая сварка. - Сварочное производство. Сварка плавлением
Сущность процесса заключается в том, что тепловую энергию, необходимую для расплавления основного и присадочного металла, дает теплота, выделяемая в...
-
Сварка - Автоматизация технологических процессов сварки на предприятии "АтлантЭнерго"
Выполнить сварку корневого слоя шва обратноступенчатым способом электродами с основным видом покрытия. Освобождать жимки наружного центратора разрешается...
-
Сварка корневого слоя шва выполняется сварщиками в количестве не менее 3-х. Сварка заполняющих и облицовочного слоев шва выполняется двумя сварщиками....
-
Выбор материала изделия. Обоснование катетов сварных швов Материал изделия для изготовления сварной конструкции, необходимо выбирать в зависимости от...
-
Электрическая (конденсаторная) сварка - это вид сварки, являющийся наиболее массовым и распространенным при изготовлении вводов. Автомат электросварки...
-
Сварка плавлением - Процессы сварки металлов плавлением
Сварка плавлением осуществляется нагревом свариваемых кромок до температуры плавления без сдавливания свариваемых деталей. При нагреве с повышением...
-
Моя практика проходила в сварочном цехе. Цех ИТЦ (рашифровать) сварочный специализируется на изготовлении трубопроводов для обвязки газокомпрессорных...
-
Производство стали - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Сущность процесса Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примесей в стали...
-
После описания звеньев системы определяем ее передаточную функцию, которая представляет собой произведение всех ПФ звеньев: (2.10) Подставляем в...
-
Сборка - Автоматизация технологических процессов сварки на предприятии "АтлантЭнерго"
Осуществить сборку элементов на наружном центраторе; При сборке заводские швы располагать в верхней половине периметра, смещая их, друг относительно...
-
При разработке проекта автоматизации в первую очередь необходимо решить вопросы выбора структуры управления. Под структурой управления понимается...
-
Схема размещения технологического оборудования - это расположение технологического оборудования и рабочих мест на производственной площади. В курсовом...
-
Технологическая себестоимость - часть себестоимости изделия, определяемая суммой затрат на осуществление технологических процессов изготовления изделия....
-
Анализ конструкции (объекта дипломного проектирования) на предмет снижения ее массы, применения новых материалов, совершенствования конструктивных...
-
Агрегат электролитического лужения (линия лужения) АЭЛ-1200/III предназначен для нанесения на поверхность стальной холоднокатаной полосы олова...
-
Классификация электродов - Характеристика процесса сварки
Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируются по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов и для наплавочных работ)...
-
Выбор режима ручной дуговой сварки часто сводится к определению диаметра электрода и сварочного тока. Скорость сварки и напряжение на дуге...
-
Ручная дуговая сварка металлическими электродами с покрытием Качество швов зависит не только от техники сварки, но и от других факторов, таких как состав...
-
Введение - Автоматизация технологических процессов сварки на предприятии "АтлантЭнерго"
Цели практики по получению первичных профессиональных умений и навыков: Получение общего представления о производстве, структуре и уровне автоматизации...
-
Для составления математической модели объекта проведем анализ всех составных элементов структурной схемы и рассчитаем параметры их передаточных функций....
-
Все работники организации должны допускаться к работе только после прохождения противопожарного инструктажа, а при изменении специфики работы проходить...
-
Описание конструкции, ее назначение, технические условия на изготовление Погрузчик МоАЗ-40484 (рисунок 1.1) фронтальный предназначен для погрузки...
-
Технологический процесс цеха Цех жести предназначен для производства жести с электролитическим покрытием оловом, ленточной стали, листов и рулонов...
-
ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ - Основные технологические процессы механообрабатывающих производств
Обработка металлов резанием, технологические процессы обработки металлов путем снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих...
-
Электрошлаковая сварка (рис. 1.2) - Виды сварки и способы их применения
Если над дугой определенной мощности расплавить достаточно большое количество токопроводящего шлака-, то совместным действием шунтирования тока дуги и...
-
Технологическая схема зависит от вида и характера, вида и качества исходных материалов, от уровня развития техники (рис.1.). Рисунок 1- Технологическая...
-
Средства измерений и вспомогательная аппаратура выбираются, в основном, из типовой аппаратуры, выпускаемой отечественной приборостроительной...
-
Подготовка металла к сварке Подготовка металла под сварку заключается в очистке, правке, разметке, резке и сборке под сварку. Разделка кромок в моем узле...
-
Схема технологического процесса Рисунок 2.1.2. - Схема технологического процесса, изготовления лампы накаливания Изготовление вводов Важными...
-
Инструменты и принадлежности электросварщика. - Характеристика процесса сварки
К инструментам и принадлежностям электросварщика относятся электрододержатель, щиток или маска, специальный молоток с зубилом, стальная щетка,...
-
Сварка плавлением - Сварочное производство. Сварка плавлением
Дуговая сварка Источником теплоты является электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой. Сварочной дугой называется мощный...
-
Затраты на технологическую энергию определяются по формуле: (4.9) Где - затраты на технологическую энергию на i-ой операции, руб. - установленная...
-
Основным направлением предприятия ООО "Атлант Энерго" является производство линейной арматуры для воздушных линий электроснабжения. Данная продукция...
-
Амортизационные отчисления от стоимости технологического оснащения рассчитываются по формуле: (4.6) Где - амортизационные отчисления от стоимости...
-
Для данного штампа предлагается следующая схема сборки. 1. Общая схема сборки: ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ОСНАСТКИ При сборке данного штампа используется...
-
Тот факт, что ПВХ используют и самых различных формах, таких, как стержни, трубы, листы, пенопласты, а также как прессованные изделия, подразумевает...
-
Формование листовых термопластов является чрезвычайно важным процессом для производства трехмерных изделий из поливинилхлорида. Схема этого процесса...
-
Технологическая операция, проводимая для ламп накаливания с целью улучшения вакуума в отпаянной лампе и формирования надлежащей кристаллической структуры...
-
Контроль технологического процесса - Булочки из муки высшего сорта
Технологические процессы направлены на изменение свойств исходного сырья с целью получения продукта с конкретными заданными свойствами. Контроль качества...
Технологические параметры процесса электрошлаковой сварки (ЭШС). - Электрошлаковая сварка