ЗАО "Сварочные технологии"

При электрошлаковой сварке в начале шва на длине 20-30 мм получается непровар кромок (рис. 127), являющийся типичным дефектом вертикальной сварки.

Образуется непровар потому, что в начале сварки зазор заполняется жидким металлом при еще непрогретых кромках.

(рис. 127) Непровар в начале шва, образующийся при электрошлаковой сварке

Поэтому при сварке металла больших толщин для обеспечения надежного провара в начале сварного соединения устанавливают технологическую приставку с вырезом глубиной 60-80 мм (рис. 128). Чтобы полностью устранить возможность непровара в начале соединения, сварка на технологической приставке выполняется при мелкой шлаковой ванне, резко сниженном токе и повышенном напряжении. После провара кромок глубину шлаковой ванны, ток и напряжение устанавливаются в пределах, предусмотренных выбранным режимом сварки. Для изменения тока в процессе сварки в механизмах подачи электродов имеются двигатели с регулируемым числом оборотов.

(рис. 128) Схема установки в начале шва технологической приставки: 1 - свариваемые детали, 2 - приставка

На конечном участке шва, выполненного электрошлаковой сваркой, образуется усадочная трещина длиной до 30 мм (рис. 129). Поэтому конец шва следует всегда выводить на 40-60 мм выше верхнего среза свариваемого изделия, применяя для этой цели технологические надставки длиной 80-100 мм (рис. 130). Кроме того, конец шва нужно заваривать на заметно сниженном токе и повышенном напряжении. Это улучшает форму ванны жидкого металла и тем самым уменьшает глубину усадочной трещины.

(рис. 129) Трещины в конце шва, образующиеся при электрошлаковой сварке

(рис. 130) Схема установки в конце шва технологических надставок: 1 - надставки, 2 - свариваемые детали

Усадочная трещина образуется и в случае вынужденного перерыва сварки. Поэтому перед возобновлением процесса сварки после перерыва конечный участок шва необходимо разделать газовой резкой или другим способом так, чтобы полностью удалить усадочную трещину. Для обеспечения провара кромок место возобновления процесса необходимо предварительно разогреть газовой горелкой и сварку начинать при малой засыпке флюса, резко сниженном токе и повышенном напряжении.

Разделка усадочной трещины в большинстве случаев представляет весьма трудоемкую операцию, а начало шва в месте перерыва не всегда получается качественным. Поэтому каждое соединение необходимо подготовлять так, чтобы обеспечить возможность выполнения сварки от начала до конца без остановки.

При сварке кольцевых швов нельзя применить технологическую приставку в начале шва. Начинать сварку приходится с рабочей части изделия и дефектный участок в начале шва удалять затем газовой резкой. Дефектный участок удаляют во время сварки стыка, и к моменту замыкания эта операция должна быть закончена. Начало шва разделывают по форме, которая требуется для качественного замыкания. Форма эта подгоняется по специальному шаблону и должна быть такой, чтобы в момент замыкания начало шва представляло вертикальную стенку. Для уменьшения объема работ по разделке начала шва сварку кольцевых швов начинают в специальном кармане, образуемом двумя вставками (рис. 131).

(рис. 131) Схема начала электрошлаковой сварки кольцевых швов: 1 - формирующий ползун, 2 - вставки, образующие карман, 3 - свариваемая деталь, 4 - формирующая подкладка

Сварка в таком кармане выполняется одним электродом при большом вылете. Остальные электроды подключаются к концу заполнения кармана. Карман заваривают вертикальным перемещением сварочного аппарата. В это время свариваемое изделие не вращается. Приводится оно во вращение лишь после полной заварки кармана. При этом вертикальное перемещение аппарата прекращается.

При заварке конца кольцевого шва также применяются не технологические надставки, а охлаждаемый водой медный кокиль. Устанавливается этот кокиль после того, как разделанное начало шва займет вертикальное положение (рис. 132). В этот момент свариваемое изделие перестает вращаться и сварка заканчивается вертикальным подъемом сварочного аппарата.

(рис. 132) Схема замыкания кольцевого шва при электрошлаковой сварке: 1 - набираемые формирующие пластины, 2 - формирующий ползун, 3 - шов, 4 - формирующая подкладка

При сварке кольцевых швов приходится разрешать и другие задачи, определяющие специфику процесса. Одной из таких задач является сохранение заданной ширины шва в месте его замыкания.

В этом месте проплавляются не только кромки, составляющие зазор, но и разделанное начало шва, что в значительной степени увеличивает теплоотвод и тем самым уменьшает ширину шва. Ширина шва здесь настолько уменьшается, что иногда появляются непровары. Чтобы избежать их при замыкании шва, необходимо повышать напряжение сварки на электроде, который подплавляет разделанный участок начала шва.

При большой толщине стенки и сравнительно малом диаметре изделий, свариваемых кольцевым швом, окружные скорости сварки внутренних и наружных участков соединения заметно отличаются. Это приводит к разнице скорости заполнения зазора (скорости сварки) в этих местах, вследствие чего на внутренних участках будет происходить чрезмерное уширение шва, а на внешних - сужение до появления непроваров. Устраняется указанная неравномерность провара повышением напряжения сварки на электродах, расположенных на внешних участках соединения, и снижением напряжения на электродах, которые находятся на внутренних участках. Для этого необходимо применять источники питания, позволяющие регулировать напряжение сварки отдельно на каждой фазе.