Способ электрошлаковой сварки

(51) М. Кл. В 23 К 25/00 Гпеударстмниый квинтет па делан изобретений и открытий(53) УВК 621 791793.037 (088. 8),Дата опубликования описания 17 05 8 72) Авторы изобретен А. Н. Сафонников и А нтонов дена Ленина и ордена Трудового Красного институт электросварки им. Е,О. Патон(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОИ СВАР при сварке легких сплавов весом, меньшим удельногоЦель изобретения - цо г удельным веса шлака. ышение качестсм обеспечесварных соединений пу.я полной дегазациц метанных материалов. Поставленная цель дос в лла шва ук тем,тига лен температурыратуры плавле ания шлак шлака до т ринизк Изобретение относится к сварке металлов, преимущественно к изготовлениюсварных конструкций из легких металлов,в частности шинопроводов электролизеров в цветной металлургии и химическойпромышленности.Известен способ электрошлаковойсваркипри котором для дегазации металла шва его дополнительно подогреваютв течение сварки 1 ,тоНедостатком его является необходимость в значительном дополнительномтепловлсокении в шлаковую ванну и свариваемые кромки.Наиболее близким по технической сущ-,ности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способэлектрошлаковой сварки, при которомувелич.ивают время выдержки шлаковойи металлической ванн в жидком состоянии после отключения сварочного токаза счет подогрева шлаковой ванны 2),Недостатком этого способа являетсяое качество металла шва, образуемого что в жцдком состоянии поддерживают весь металл шва, находящийся между свариваемыми кромками и течение времени, на 10-15% превышающего время дегазации металла для чего увеличивают теплоемкость шлаковой ванны.Для увеличения теплоемкости шлаковой ванны используют флюсы с температурой плавления больше 1350 оС или увеличивают объем шлаковой ванны.Шлаковые системы с температурой плавления большей, чем у свариваемого металла, позволяют по мере их затвердевания выдерживать металл шва в жидком состоянии в течение времени осты 927452аваемого металла, тем самым создаваяусловия для его дегазации, при этомвремя полной дегазации1 дегазацци)должно быть меньше времени выдержкиметалла в жидком состоянии т 1, на10-15%. Б связи с тем, что. беэ дополнительного внешнего воздействия времядегазации остается постоянным, то неравенство 1 дегазации (обеспечиваютза счет изменения теплоемкости шлаковой ванны путем изменения объема шлаковой ванны и ее температуры затвердевания, Так при повышении температурыплавления флюса (температура плавлениясвариваемого металла постоянна) времяостывания шлака от температуры егоплавления до температуры плавленияметалла, т.е. выдержка в жидком состоянии увеличивается. Аналогичного эффектаможно достичь увеличивая объем шлаковой ванны при неизменной температуреее плавления.На чертеже показана принципиальнаясхема предлагаемого способа сварки:а - процесс сварки, б - выдержка жидкого металла.Схема содержит трансформатор 1,силовой кабель 2, выводные планки 3,кристаллизатор 4, защитную среду 5,свариваемые образцы 6, металлическуюванну 7, шлаковую ванну 8, флюс 9,электрод 10, поддон 11, под 12,П р и м е р. Выполняют сварку двухбрусков иэ магниевого сплава сечением57 х 110 мм. На поддон 11, изготовленный из изоляционного материала устанавливают свариваемые образцы 6 с зазором 60 мм. В поддоне 11 закрепляют сварочный электрод 10 иэ магниевого сплава МА 2-1 сечением 20 х 47 мм дпиной 350 мм. На свариваемые образцы 6 устанавливают графитовые выводные планки 3, а с двух сторон устанавливают кристаллизаторы ф, изготовленные иэ изоляционного материала. В зазор между образцами 6 засыпают флюс 9 с удельным весом около 3,1 г/см и температурой плавления 1350-1400 оС таким образом, чтобы верхний торец электрода 10 длиной 10-15 мм остается открытым. К выходным планкам 3 и сварочному электтроду 10 подключают при помощи токоподводяших кабелей 2 сварочный трансформатор 1, Сверху на флюс 9 залива ют предварительно расплавленный шлак.После замыкания сварочной цепи происходит оплавление свариваемых кромок 5 1 О 15 20 25 30 350 образцов 6 и сварочного электрода 10,в результате чего образуются металлическая ванна 7, а флюс 9 образуетщпаковую ванну 8. При этом жидкийметалл 7 эащишается от окружающейатмосферы защитной средой 5 (инертный газ).После расплавления электрода 10и флюса 9 сварочный ток отключают.При этом шлак 8, кристаллизуясь, образует высокотемпературный под 12.В процессе снижения температуры пода 12 от температуры плавления флюса1350 С до температуры плавления меоталла 650 С металлическая ванна 7 остаоется в расплавленном состоянии. Приэтом из металлической ванны 7 интенсивно выделяются пузырьки газа. Через1,5 мин после отключения сварочноготока вьщеление газа из металлическойванны 7 прекращается и поверхностьжидкого металла стает неподвижной, Через30 с после прекращения выделения газовиз металлической ванны последняя начинает кристаллизоваться.Таким образом, выдержка металла вжидком состоянии в течении 2 мин обеспечивает его полную дегазацию.Режимы сварки: напряжение холостого хода источника питания 01 х = 38 В;напряжение сварки О 0 = 34 В; свароч 1 ный ток ЭО = 4,5-5,0 кА; времясварки 3,.5-4,0 мин,В качестве источника питания применяют сварочный трансформатор ТШС 10000/1.Применение нового способа электро-шлаковой сварки металлов позволяет,по сравнению с известными способами,упростить. ведение процесса и повыситьего надежность при соединении элементов шинопровода и других изделий из легких мателлов на основе электрошлакового процесса; повысить качество сварных соединений, в частности резко снизить содержание газов в металле шва за счет выдержки жидкого металла шва на затвердевшем шлаковом поле; значительно упростить сварочное оборудование за счет использования неподвижных электродов. фор.мула изобретения 1. Способ электрошлаковой сварки, при котором увеличивают время выдержки шлаковой и металлической ванн в жидком состоянии после отключения сваСоставитель Н. Рощупкинедактор Л. Авраменко Техред Ж. Кастелевич Корректор Л. Бокщ Подписноеитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5/16 Тираж 1151ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш аказ илиал ППП "Патент д, ул. Проектная, 4 Ужг 5 927452 6 рочного тока, о т л и ч а ю ш и й с я теплоемкости шлаковой ванны испольтем, что, с целью повышения качества зуют флюсы с температурой плавления сварных соединений путем обеспечения больше 1350 С.полной дегазации металла шва, при свар. Способ по пп. 1 и 2, о т л и - ке легких сплавов с удельным весом, 5 ч а ю щ и й с я тем, что дляувелименьшим удельного веса шлака, в жид- чения темплоемкости шлаковой ванны ком состоянии поддерживают весь металл увеличивают объем.шва, находящийся между свариваемыми . Источники информации, кромками в течение времени, на 10-15% принятые во внимание при экспертизе превышающего время дегазации металла, 1 О 1. Авторское свидетельство. СССР для чего увеличивают теплоемкость,шла- М. 225351, кл. В 23 К 25/00, 1965. ковой ванны. 2. Электрошлаковая сварка. Под ред.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю - Б. Е. Патона. М., К, Машгиз, 1959, ш и й с я тем, что для увеличения с. 146.