провар основного металла, большие скорости остывания металла сварочной ванны и наплавка слоя малой толщины (0,5-3 мм). Зона термического влияния невелика.

Наличие охлаждающей жидкости позволяет увеличить скорость охлаждения металла сварочной ванны и околошовной зоны, т. е. повысить его прочность и уменьшить деформации. Эти особенности вибродугового процесса послужили основанием для его применения при наплавке на детали небольшого размера с малой толщиной стенок тонкого слоя металла, к качеству которого не предъявляются высокие требования, например при восстановлении термо-обработанных деталей (осей, шеек валов малого диаметра, шпинделей токарных станков, автотракторных деталей).

Режим наплавки: сила тока 100-250 А, напряжение дуги 18- 25 В. Производительность процесса составляет 1--1 кг наплавленного металла в час. Структура и свойства металла шва не всегда однородны.

Сварка короткой дугой. Для соединения тонкого металла во всех пространственных положениях находит применение сварка в защитных газах короткой дугой электродной проволокой диаметром 0,7-1,2 мм при силе тока 50-175 А и напряжении дуги 12-18 В. Характерной особенностью процесса, обусловленной малым напряжением дуги, являются периодические (с частотой 20-200 раз в секунду) замыкания дугового промежутка, во время которых происходит перенос электродного металла в сварочную ванну. Процесс, несмотря на малую мощность дуги, весьма устойчив и обеспечивает равномерное проплавление основного металла.

Для сварки короткой дугой необходимы специальные источники питания с постепенным нарастанием тока короткого замыкания, обеспечивающие устойчивое возбуждение дуги. Если это условие не соблюдено, то происходит взрыв жидкой перемычки и дуга повторно не возбуждается. Наилучшие результаты для защиты Дуги дает применение смеси из нескольких газов (аргона и гелия, углекислого газа и аргона и др.). Сварка в чистом углекислом газе затруднена из-за нестабильного повторного возбуждения дуги и разбрызгивания металла.

Ваннодуговая сварка. Для соединения деталей небольшого сечения прямоугольной и цилиндрической формы и, в частности, для сварки арматуры железобетона находит применение ваннодуговая сварка, являющаяся разновидностью дуговой сварки. Источником теплоты при ваннодуговой сварке служит дуга, горящая между покрытым электродом и металлической ванной. Шов имеет небольшую протяженность, а процесс ведется непрерывно, в результате чего образуется металлическая ванна значительного объема. Расплавление кромок свариваемого металла для этого случая достигается не только за счет непосредственного воздействия сварочной дуги, но и за счет теплоты, выделяемой металлической ванной.

Рис. 3-9. Ваннодуговая сварка:

а - сварка одним электродом на остающейся подкладке, б - сварка несколькими электродами на съемной подкладке

Для удержания жидкого металла служат остающиеся стальные или съемные керамические и медные нодкладки-формы (рис. 3-9, а, б), с трех сторон охватывающие место стыка. Подача электрода по мере его плавления в зону дуги осуществляется вручную или полуавтоматом. При некоторых условиях дуговой процесс может переходить в электрошлаковый. Источником теплоты в этом случае служит металлическая или шлаковая (образовавшаяся за счет плавления покрытия электродов) ванна. В зависимости от количества электродов различают одноэлектродную и многоэлектродную (двумя электродами, пучком, гребенкой) ваннодуговую сварку. Многоэлектродная сварка может осуществляться от однофазных или трехфазных источников питания.

Сварка лежачим и наклонным электродом. В последнее время достаточно широкое применение нашли давно известные, но мало используемые ранее способы сварки наклонным (гравитационная сварка, рис. 3-10) и лежачим электродом. Интерес к этим способам обусловлен усовершенствованием оборудования и улучшением качества электродов. Это позволяет одному рабочему обслуживать три-четыре поста, что обеспечивает повышение производительности труда даже по сравнению с полуавтоматической сваркой.

Электроды, применяемые для сварки лежачим электродом, состоят из внутреннего стержня, нанесенного на него слоя покрытия и наружной оболочки круг-

Рис. 3-10.

наклонным элек-

Сварка тродом:

/ - электрод;

2 - штатив Стрелкой указано направление перемещения втулки штатива

лой или другой формы, имеющей продольный паз. Наличие паза приводит к концентрации дуги на противоположной ему поверхности электрода и стабилизации процесса сварки. Ток подводится к внутреннему стержню и наружной оболочке. При сварке наклонным и лежачим электродами обеспечивается хорошее формирование шва.

§ 3-5. Электрошлаковая сварка

Электрошлаковую сварку производят при вертикальном или близком к нему положении оси шва (с углом наклона до 30° к вертикали). Благодаря совпадению оси шва с направлением силы тяжести значительно облегчается всплывание газовых пузырей, шлака и других легких примесей и удаление их из металла. Улучшается заполнение металлом междендритных пустот. В результате склонность к образованию пор и других неплотностей при электрошлаковой сварке во много раз ниже, чем при дуговой сварке в нижнем положении: меньше чувствительность к влажности шлака, ржавчине и загрязнениям кромок.

Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в большинстве случаев отсутствует так называемая зона слабины, наблюдаемая в швах большого сечения, сваренных в нижнем положении. Это же обстоятельство значительно снижает склонность швов к образованию горячих трещин. Температурные условия в околошовной зоне характеризуются как большей погонной энергией по сравнению с отдельным слоем многослойной сварки, так и предварительным подогревом, создаваемым шлаковой ванной. Нагрев кромок начинается на уровне поверхности шлаковой ванны, а плавиться они начинают в непосредственной близости от металлической ванны. Между началом подогрева и плавлением проходит 2-3 мин и более, вследствие чего снижаются скорости нагрева и последующего охлаждения металла.

Так как электрошлаковая сварка толстого металла производится в один проход, то устраняется наиболее распространенный дефект многослойной сварки - шлаковые включения от неудаленного сварочного шлака. Металл любой толщины сваривают без Снятия фасок; разделка образуется зазором между прямыми кромками. Благодаря этому стоимость подготовки кромок снижается в несколько раз. Подготовку кромок производят, как правило, машинной газовой резкой. Однако и механическая обработка кромок под электрошлаковую сварку обходится значительно дешевле, чем под дуговую. При прогибе длинной пластины или неточной форме обечайки получение заданного скоса кромки механической обработкой сильно затруднено, прямые же кромки легко обрабатываются при любых искривлениях. Значительно облегчается строгание кромок пакетом.

Благодаря симметричности разделки и положения в ней электродов отсутствуют угловые деформации свариваемых листов.