ЗАО "Сварочные технологии"

Как и при любом другом способе сварки подготовка кромок при электрошлаковой сварке сводится к приданию им нужной формы и обработке их до требуемой чистоты.

При этом же способе сварки отпадает необходимость в скосе свариваемых кромок, поэтому кромки металла разделываются под одним и тем же углом по всей его толщине; в большинстве случаев под углом 90°.

Точность угла разделки кромок при электрошлаковой сварке не имеет такого значения, как при дуговой сварке. Все же сумма отклонений его на обеих кромках соединения не должна превышать допустимых отклонений ширины зазора между свариваемыми кромками. Поэтому разделку кромок нужно выполнять так, чтобы ширина зазора по толщине свариваемого металла изменялась не более чем на 4,0 мм. В противном случае создается заметная разница в количестве жидкого металла по толщине свариваемых деталей, а следовательно, и разогреве их, что в процессе кристаллизации металла шва и последующего охлаждения сварного соединения приведет к возникновению заметной угловой деформации сваренного изделия. Обычно угол разделки кромок под электрошлаковую сварку стараются выдержать в пределах 90°±30'.

Менее жестки при электрошлаковой сварке и требования к качеству обработки свариваемых кромок. Обусловлено это тем, что электрошлаковая сварка выполняется, как правило, с довольно глубоким проплавлением кромок, при котором непровары исключаются даже в том случае, если на кромках имеются впадины или местные углубления до 4-6 мм, а также выступы, не превышающие 3-4 мм. Лишь при сварке высокоуглеродистых и некоторых марок легированных сталей, когда для снижения содержания в металле шва углерода и тех легирующих примесей, которые способствуют образованию в нем трещин, необходимо уменьшать проплавление свариваемого металла, к чистоте подготовки кромок предъявляются более жесткие требования. Поэтому основным способом подготовки кромок под электрошлаковую сварку является машинная газовая резка. С помощью хорошо налаженной газорезательной аппаратуры можно обеспечить допустимую для электрошлаковой сварки чистоту кромок на металле толщиной до 400 мм.

Свариваемые кромки на металле толщиной более 400 мм можно подготовить только механической обработкой.

В ряде случаев кромки и на более тонком металле подвергают механической обработке, например при электрошлаковой сварке различных специальных сталей (особенно сталей, склонных к подкладке и хрупкому разрушению). Если кромки на таких сталях подготовить газовой резкой, то на них образуются неровности, которые окажутся концентраторами напряжений и вместе с появившейся от резки подкаленной прослойкой могут привести к возникновению трещин. В процессе сварки эти трещины настолько увеличиваются, что остаются непереплавленными и разрушают сварное соединение при его охлаждении Кромки в кольцевых швах и других сложных соединениях также подготовляют механической обработкой. При сварке поковок или отливок механическим путем обрабатываются также участки, по которым должны перемещаться скользящие формирующие приспособления.

Сборка соединений под электрошлаковую сварку отличается от сборки их под обычную дуговую сварку. Основное отличие состоит в том, что при сборке под электрошлаковую сварку нельзя применять прихватки, перекрывающие зазор между свариваемыми кромками; он должен оставаться свободным для прохода мундштуков сварочного аппарата. Поэтому собираемое соединение приходится фиксировать с помощью специальных сборных устройств или закрепляющих приспособлений.

В настоящее время наиболее распространена сборка с помощью закрепляющих приспособлений в виде скоб, привариваемых с тыльной стороны стыка. Скобы должны иметь вырез, в котором свободно проходило бы применяемое формирующее приспособление. Но для надежной фиксации собранного соединения скобы должны быть достаточно жесткими. Иногда жесткость скоб становится настолько большой, что вызывает угловые деформации в свариваемом соединении. Чтобы предупредить эти деформации, с лицевой стороны стыка можно устанавливать закрепляющие пластины. Их приваривают так, чтобы легко можно было сбить при приближении к ним аппарата. Такие пластины часто устанавливают также при сборке толстостенных кольцевых и других соединений, которые в собранном виде нужно переносить в другое место (например, со сборочной площадки на сварочный стенд).

Применение скоб, устанавливаемых на лицевой стороне стыка, приемлемо только при сварке металла больших толщин, когда скорость сварки невелика. Поэтому для предотвращения угловых деформаций соединения под электрошлаковую сварку лучше всего собирать в сборочно-сварочных устройствах с фиксацией свариваемых деталей специальными зажимами.

При сборке под электрошлаковую сварку необходимо выдерживать заданный зазор между свариваемыми кромками и не превышать допускаемое смещение кромок в плоскости сварки. Зазор между свариваемыми кромками настолько велик, что его необходимо учитывать при расчете размеров изготовляемой конструкции. В процессе сварки зазор между свариваемыми кромками изменяется, и следует различать расчетный и сборочный зазоры.

Расчетный зазор представляет собой разницу между размером изготовляемой конструкции и суммой размеров составляющих ее свариваемых деталей. Расчетным этот зазор называется потому, что именно его учитывают при расчете размеров изготовляемой конструкции.

Сборочным называется зазор, с которым соединение собирается под сварку. Этот зазор зависит от характера деформации свариваемых изделий в процессе сварки и определяется на основании опыта сварки аналогичных конструкций или по данным сварки специальных образцов.

В процессе электрошлаковой сварки зазор между свариваемыми кромками изменяется неодинаково по длине стыка.

Поэтому для получения одинаковой ширины расчетного зазора сборочный зазор должен иметь различную величину. В большинстве случаев зазор увеличивается кверху. Если соединение невозможно собрать с переменным зазором, приходится выдерживать необходимый расчетный зазор с помощью других мер. В жестких соединениях, где возникают деформации, вызывающие сужение зазора по всей длине стыка, в зазор на верхнем конце стыка устанавливают специальную прокладку, которую при приближении к ней сварочного аппарата удаляют газовой резкой. В соединениях средней жесткости (например, при выполнении продольных швов цилиндрических изделий) зазор наиболее сужается к середине стыка. В этих случаях прокладку следует устанавливать на середине стыка.

Электрошлаковым способом в большинстве случаев сваривают настолько толстый металл, что его нельзя выравнивать в процессе сборки. Поэтому, если в поступивших на сборку деталях имеются искривления, их стараются распределить так, чтобы получить возможно меньшее смещение кромок. При современной конструкции формирующих приспособлений электрошлаковую сварку можно выполнять при смещении кромок до 8 мм. Однако такое смещение кромок усложняет сварку. В производственных условиях допускается смещение кромок не более 3 мм и лишь в крайних случаях - до 5-6 мм.