Elektrostruskové svařování

Metoda elektrostruskového svařování (dále jen ESW) se vyznačuje tím, že zdrojem ohřevu při svařování je teplo uvolněné v lázni roztaveného tavidla při průchodu proudu od elektrody k výrobku. ESW se používá pro výrobu kovových konstrukcí o tloušťce obvykle >20 mm. Elektrostruskovým svařováním lze nejefektivněji spojovat kov prakticky neomezené tloušťky.

Popis procesu (obr. 1). Strusková lázeň 3 vzniká jako výsledek tavení svařovacího tavidla. V průběhu celého procesu zůstává hloubka struskové lázně nacházející se v mezeře mezi svařovanými hranami, po stranách uzavřená vytvořením vodou chlazených zařízení 2 (šoupátka, překryvy) nebo zbývajících ocelových plátů, zpravidla konstantní. Svařovací proud, procházející struskovou lázní 3 mezi elektrodami v ní ponořenými (drát 1, deska 7 nebo tavicí tryska 6) a kovovou lázní 4, udržuje vysokou teplotu a elektrickou vodivost strusky. Kovová lázeň 4, která krystalizuje, tvoří svar 5.

Charakteristické rysy elektrostruskového svařování, které určují jeho technické možnosti, zahrnují:

• povaha uvolňování tepla v zóně svařovacího procesu v závislosti na typu tavených přídavných materiálů (deska, dráty, trysky atd.) a parametrech elektrického proudu ve struskové lázni (úrovně proudu a napětí, doba trvání pauzy v toku proudu, jejich závislost na rychlostech tavení materiálů, které se při svařování taví);
• prostorové rozložení zdrojů tepla ovlivňující teplotní pole ve svařované části a tím i tvar svarové lázně; povaha tepelných cyklů a jejich vliv na strukturu a vlastnosti obecného kovu;
• přítomnost minimální možné mezery mezi svařovanými díly, která musí být zachována beze změny, i přes značné deformace a pohyby svařovaných dílů, ke kterým dochází při elektrostruskovém svařování;
• značná úroveň vlastních (vnitřních) pnutí, mající tříosou povahu a překračující mez kluzu kovu díky svému objemu, která mohou způsobit křehké lomy dílů jak během svařování, tak po něm;
• nutnost zpravidla tepelného zpracování po dokončení svařování pro uvolnění objemových zbytkových napětí a zlepšení struktury svarového spoje.

Rýže. 1. Schéma elektrostruskového svařování: a – drátovými elektrodami; b – tavící náustek; c – elektroda velkého průřezu; g – průřez mezery; h_м, h_ш — hloubka kovových a struskových lázní.

Odrůdy procesů elektrostruskového svařování.

Existují tři hlavní typy elektrostruskového svařování a navařování: svařování drátovými elektrodami; tavící náustek; svařování elektrodami s velkým průřezem.

Svařování drátovými elektrodami je v průmyslu nejrozšířenější a má následující hlavní varianty: dráty s jedním, dvěma, třemi elektrodami bez vibrací; totéž s vibracemi (viz obr. 1, a); drátové elektrody bez vložení náustku do mezery.

Drátovými elektrodami se nejčastěji vyrábí prodloužené nebo kruhové svarové spoje kovu o tloušťce 20 mm. Počet elektrodových drátů se volí na základě tloušťky svařovaného kovu: tloušťky do 500 mm se obvykle svařují jednou pevnou elektrodou: pokud je kov tlustý >50 mm, pak při jeho svařování elektrody provádějí oscilační pohyby v svařovací mezera.

Svařování přídavnou tryskou (viz obr. 1, b) je nejuniverzálnější metodou, kterou lze svařovat díly o tloušťce 20. 3000 mm, včetně dílů s proměnnou tloušťkou a zakřiveným tvarem.

Tavicí náustek je sada desek nebo tyčí, které jsou vybaveny kanály pro přívod elektrodového drátu. V konkrétním případě může být tavným náustkem tlustostěnná trubice s vnitřním průměrem 1, . .2 mm přesahující průměr drátu elektrody. Tvar odtavné trysky je dán konfigurací svařovaného spoje a materiál je zpravidla podobný základnímu kovu výrobku nebo se volí v závislosti na požadavcích na chemické složení svarového kovu. Rozšířil se náustek s kanály pro přívod elektrodového drátu ve formě spirál navinutých ze svařovacího drátu.

Elektrostruskové svařování s elektrodami velkého průřezu (viz obr. 1, c) zahrnuje svařování s jednou, dvěma nebo třemi deskami plného průřezu nebo s podélnými řezy napojenými na společné nebo samostatné zdroje svařovacího proudu. Elektrody lze připojit ke zdroji pomocí třífázového nebo bifilárního obvodu (obr. 2 a 3). Deskové elektrody se nejčastěji používají při svařování rovných spojů o délce ≤ 1500 mm na kov o tloušťce > 30 mm. Tloušťka deskových elektrod je obvykle 10. 15 mm, při svařování hliníku a jeho slitin je 20. 25 mm a při svařování kovu do tloušťky 2000 mm s bifilárním spojením elektrod dosahuje 60. 100 mm.

Rýže. 2. Schéma třífázového připojení elektrod velkého průřezu ke zdroji energie.

Rýže. 3. Bifilární schéma připojení elektrod ke zdroji energie: 1 – pohyblivé elektrody; 2 – pevné elektrody; 3 – zařízení, které tvoří vnější povrch švu; 4 – pánev se struskou; 5 – sifon.

Rýže. 4. Schéma svařování pásovými elektrodami: 1 – role pásové elektrody; 2 — podávací mechanismus; 3 — vodicí spony; 4 – izolátory.

Elektrostruskové svařování pásovou elektrodou (obr. 4) se blíží metodě svařování deskovou elektrodou. Jako obalovací elektrodu lze použít plněný drát nebo plněnou pásku. Prášková směs, která takovou elektrodu vyplňuje, může obsahovat složky ovlivňující metalurgické procesy (tj. dezoxidaci, odsíření, legování, modifikace) nebo doplňující spotřebu svařovacího tavidla při procesu svařování.

Elektrostruskové navařování dílů se obvykle provádí stejnou technologií jako svařování. V tomto případě je místo jedné ze svařovaných hran použit měděný vodou chlazený plech. Dále se používá elektrostruskové navařování rovin ve spodní poloze a navařování válcových ploch.

Copyright. Při citování jakýchkoli materiálů ze Stránky, včetně zpráv z fór, je vyžadován přímý aktivní odkaz na portál weldzone.info.