Способ электрошлаковой сварки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалнстичесмих Республик(51) М, Кл,В 23 К 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.И,Ме ,В.Че Ордена Ленина и ордена Трудового Красно институт электросварки им. Е.О.АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРК приводит к корот у электродами кризделия. Наблюд ие значительных материала в рай стенках электро резким колебания Изобретение относится к сварке металлов, а именно к технологии элект рошлаковой сварки (ЭШС) крупнотоннажных заготовок больших толщин, и может быть использовано в тяжелом машиностроении и металлургии.Известен способ электрошлаковой сварки с подачей в зону сварки кусковых присадочных материалов, при котором присадочный материал в виде металлического порошка подают в наиболее нагретую часть металлической ванйы в количестве 0,5 до 1,7 г/с от тепловой мощности шлаковой ванны(1,Недостатком известного способа электрошлаковрй сварки является то, что подача присадочного материала под действием собственного веса приводит к его задержке на поверхности шлаковой ванны, к интенсивному нагреву и окислению. Окисленные частицы вносят в металл шва. большое количество кислорода. Кроме того, наличие мощных электромагнитных полей между электродами препятствует свободному движению частиц кускового присадебного материала к шкаловой ванне и вызывает налипание частиц на поверхности электродов и стенках изделия. Скопление присадочного материала в узком 1 сварочном зазоре кому замыканию межд омками свариваемого ается также спеканмасс присадочного снешлаковой ванны на довчто способствует мрежима сварки.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кизобретению является способ электрошлаковой сварки подвижными либо неподвижными расходуемыми электродами,прикотором в сварочный зазор непре рывно в течение процесса сварки подают гранулированный ферромагнитныйПрисадочный материал 2 .Недостатком этого способа операция нагрева присадочного материала,как перед сваркой, так и при ее выполнении, требующая применение специального нагревательного оборудованияи использования подающих устройств,работающих при 700-800 С. При подаче нагретого до высоких температурприсадочного материала происходитего окисление кислородом окружающейатмосферы, что, в свою очередь,приводит к повышению содержания кислорода в металле сварного соединения, 929367Кроме того, использЬвание нагретогоприсадочного материала усложняет технику выполнения сварки и затрудняетобслуживание процесса.Цель изобретения - повышение стабильности процесса измельчения структуры металла сварочного шва и повышение уровня Физико-механическихсвойств металла шва,Поставленная цель достигается тем,что присадочный материал подают слинейной скоростью полета гранул5-300 м/с,Эта скорость позволяет преодьлетьдействие электромагнитного поля исопротивление шлаковой ванны.Для каждого кбнкретного случаятребуемую скорость полета гранул(частиц) присадочного материала(ПМ)получают из соотношения мс ф 20 Из расчетной формулы видно, что имея расчетные значения сварочного тока, размеры применяемых электродов и частиц присадочного материала, можно легко вычислить линейную скорость подачи частиц КПМ для любых конкретных условий.Опытным путем при разработке те нологии электрошлаковой сварки установлено, что оптимальное расстояние между электродами 25-60 мм,х тное опробование изоб- И арке заготовок из стаОХН с подачей ПМ, в зону Проводят опыретения при свлей ШХи 5сварки.О п ы т 1. Коли2. Схема подключенфилярная. Размеры710 х 1000 х 50 ммэлектродами 40 мм10000 А. КПМ размеИЗмм;9 10 чество электрод ия электродов б электродовРасстояние меСварочный ток рами И = 0,1 мм мм; 9 = 20 мм. где У - скорость полета частиц,м/с; 2- сварочный ток, А;а - ширина электрода, мв в расстоян между электродами,м;Л - высота электродов, м;Р - радиус частиц, м 3и 0 - масса частиц КПМ, кг.В данной формуле не учитываются приращение скорости полета частиц за счет сил гравитации и торможение их при прохождении через слой жидкого Я шлака. Как показал опыт, эти Факторы практически компенсируют друг друга и поэтому при расчете не учитываются.В расчетной схеме два электрода установлены в сварочном зазоре ши рокими гранями друг против друга.Схема подключения электродов бифилярная.Расчетные значения скорости в опыте электрошлаковой сварки составляют для.частиц 90,1 мм;, 3210 300 м/ для частиц ИЭммфЯ %, -см = 1,910 кг 1 Р = 2,2510дпя частиц 9 = 10 мм;в= 407 ф 10Р. = 2,5 1(Гм; для частиц 9Ифц= 32,61(ГЭ кг Р ф. = 110 4 м,О п ы т 2. Количество электр2. Размеры электродов 1000 х 500 хРасстояние между электродами 60Сварочный ток 6000 Ь.Размеры чаКПМ И = 3 ммр 9 = 10 ммр а 1000А = 500 мм, в60 мм.Расчетные значения скоростичи для частиц 9 = 3 мм0,% 0 лркг;20 мму дов0 мМ т ода бф 24 -й =7,21 мг6,9240 9 10 мм, лнении огпйн рушений режи иными линейн алось. для частицПри вып их-либо н ПМ с уКаз ми не отме сварок капри подаче и скоростяПри электрошлаковой сваркегаемым способом повышается соление металла шва образованиюталлизационных трещин, достигвысокая стабильность электрошлпроцесса, уменьшаетСя глубина предларотивкрисетсяаковогозалегаПри достижении требуемых скоростей кусковой прмсадочный материал преодолевает действие мощных электромагнитных полей, минимальное время контактирующей с расплавленной шлаковой ванной и в нерасплавившемся или частично оплавившемся состоянии попадает в жидкую металлическую ванну и плавится за счет .тепла металлической ванны. В результате этого резко повышается количество центров кристаллизации в металлической ванне, уменьшается ее глубина, что приводит к изменению литой структуры металла сварного шва.929367 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 318442, кл. В 23 К 25/00,1971,Формула изобретения Способ электрошлаковой сварки под. Авторское свидетельство СССРвижными либо неподвижными расходуемы- М 579723, кл. В 23 К 25/00, 1977. Составитель Н.Рощупкин Редактор С.Патрушева Техред М. Гергель Корректор У.ПономаренкоЗаказ 3385/18 Тираж 1151 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва,ж,Раушская наб.,д.4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород., ул.Проектная, 4 ния усадочной раковины, увеличивается производительность процесса по сравнению с обычной электросваркой, улучшается структура и свойства сварочного соединенияИ самое главное, с помощью предлагаемого способа сварки представляется возможным сваривать в крупных сечениях высокоуглеродистые легированные стали, которые считались несвариваемыми, например валковые стали.Годовой потенциальный экономический эффект от внедрения предлагаемого способа в промышленности составит около 2 млн.руб. ми электродами, при котором в свароч"ный зазор непрерывно в течение процесса сварки подают гранулированныйферромагнитный присадочный материал,о, т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения стабильности процесса измельчения литой структуры и повышения уровня физико-механическихсвойств металла сварочного шва, присадочный материал подают с линейнойскоростью полета гранул 5-300 м/с.