5 Электрошлаковая сварка (схема, сущность, особенности).

При электрошлаковой сварке основной и присадочный металлы расплавляются теплом, выделяющимся при прохождении электри­ческого тока через расплавленный шлак.

В пространство между кромками вертикально установленных деталей 7 (рис. II. 12), приставной стальной или медной планкой 1 и шлакоудерживающими медными ползунами 4 подается флюс 10 и одна или несколько сварочных проволок 6 диаметром 2...3 мм. Сварка начинается с возбуждения дуги под слоем флюса между электродными проволоками и приставной планкой. При расплавле­нии флюса и образовании шлаковой ванны 5 сварочные проволоки погружаются в расплавленный шлак, и горение дуги прекращается. Однако ток продолжает течь через расплавленный шлак и тепло, выделяющееся в нем, расходуется на дальнейшее плавление флюса, кромок свариваемых изделий и присадочного металла. При сварке по изогнутым токоподводящим мундштукам 8 с помощью системы роликов 9 непрерывно подается проволока в жидкий шлак. Авто­мат с помощью колес или специальных электромагнитов переме­щается по вертикальной плоскости вместе с ползунами. Последние, охлаждаясь проточной водой, способствуют принудительному фор­мированию сварного шва 2, образуемого из ванны расплавленного металла 3. По трубе, установленной не­сколько выше мундштуков 8, в зону свар­ки подается флюс. За один проход автома­та одной проволокой при силе тока 600...900 А сваривают металл толщиной до 60 мм. Большие толщины сваривают с по­перечным движением проволоки или с одновременной подачей в сварочную ван­ну нескольких проволок. Для этой же це­ли используют и специальной формы при­садочный металл.

В качестве источников сварочного тока при электрошлаковой сварке при­меняют сварочные трансформаторы с же­сткой внешней характеристикой. Этот метод сварки находит широкое примене­ние в тяжелом машиностроении при изго­товлении сварно-литых и сварно-кованых конструкций, в производстве толстостен­ных котлов высокого давления и пр.

Рис. II. 12. Схема электрошлаковой сварки.

6. Электродуговая сварка в среде защитных газов (схема, сущность, особенности).

Сущность способа сварки в защитных газах состоит в том, что для защиты расплавленного металла от вредного действия кис­лорода и азота воздуха в зону дуги, горящей между свариваемым изделием и плавящимся или неплавящимся электродом, через сопло горелки непрерывно подаётся струя защитного газа, оттес­няющего воздух от места сварки. В некоторых случаях сварка вы­полняется в герметических камерах, заполненных защитным (инерт­ным) газом.

В качестве защитных газов используют одноатомные, или инерт­ные, газы (аргон и гелий), которые не взаимодействуют с расплав­ленным металлом, и активные газы (углекислый газ, водород, азот, пары воды), а также их смеси (аргон с кислородом, аргон с азотом или с углекислым газом, углекислый газ с кислородом и др.), взаимодействующие в некоторой степени с расплавленным метал­лом. Наибольшее применение получили аргон и углекислый газ.

7. Электронно-лучевая сварка (схема, сущность, особенности).

При электронно-лучевой сварке металл нагревают сфокусиро­ванным пучком электронов, ускоряемых электрическим полем высокого напряжения. При падении этого пучка на изделие около 99 % кинетической энергии электронов превращается в тепловую. Температура металла в месте нагрева фокусным пятном превышает 6000 °С.

Сварку выполняют в герметических камерах 1 (рис. II. 21), в которых поддерживают высокий вакуум порядка 133 × 10-4 — 133 × 10-6 Па или создают в них среду проточного инертного газа. Источником излучения электронов служит накаливаемый катод в виде вольфрамовой спирали 2, питаемый от низковольтного транс­форматора 3. Для ускорения движения электронов от накалива­емого катода к аноду, которым является свариваемое изделие 7, подводится высокое напряжение (10...35 кВ), получаемое в спе­циальных трансформаторах с выпрямительным устройством. При нагреве катода до температуры порядка 2400 °С и под действием ускоряющего электрического поля с поверхности горячего катода излучается мощный поток электронов 4. На пути к аноду он про­ходит через фокусирующую элек­тронную линзу, представляющую собой электромагнитную катушку 5. Фокусировкой и изменением силы тока электронный луч мо­жет быть сфокусирован на площа­ди 0,1...20 мм2. Отклоняющей си­стемой, представляющей собой не­сколько электромагнитных кату­шек 6, фокусное пятно можно перемещать по поверхности в различных направлениях. Ему можно придавать также колебательные движения вдоль или поперек оси шва. Для перемещения луча по линии сварки передвигают свари­ваемое изделие внутри камеры с помощью электропривода 8, рас­положенного вне камеры. Наблюдают за сваркой через смотровое окно 9. Электронным лучом успешно сваривают низко- и высоко­легированные стали, тугоплавкие (вольфрам, молибден, тантал и др.), активные (уран, цирконий, бериллий) и разнородные (алю­миний с медью и пр.) металлы, а также различные сплавы. За один проход можно сваривать металл толщиной от 0,01 до 100 мм и более. Сварные соединения получаются высокого качества с зеркально гладкой поверхностью.