Из углеродистых литых сталей марок 25А и 35А (ГОСТ 977) с помощью электрошлаковой сварки изготовляют такие изделия, как станины прокатных станов (рис. 143), архитравы мощных гидропрессов (рис. 144), бандажи цементных печей (рис. 145), ползуны механических ковочно-штамповочных прессов, плиты рольгантов и другие детали прокатного оборудования.
Рис. 143. Станина прокатного стана, сваренная электрошлаковым способом.
В станинах прокатных станов свариваемое сечение имеет небольшую высоту при довольно значительной ширине. Поэтому электрошлаковую сварку станин в большинстве случаев выполняют пластинчатыми электродами. В качестве электродного металла применяют марганцевую сталь 09Г2 (ГОСТ 5058) или другую низколегированную сталь с малым содержанием углерода, например, 10Г2СД, 10ХСНД и 10ХГСНД.
Эти стали легируют металл шва марганцем, кремнием и хромом и тем самым придают ему требуемые механические свойства при значительно меньшем содержании углерода, чем в свариваемом металле. Последнее обстоятельство имеет весьма важное значение, так как уменьшает вероятность появления трещин в металле шва.
Электрошлаковая сварка сварнолитых станин в основном выполняется на следующем режиме:
Сварочный ток на каждом электроде, А | 1200-1300 |
Напряжение сварки, В | 35—37 |
Глубина шлаковой ванны, мм | 25-30 |
Количество электродов, шт | 3 |
Расстояние между электродами, мм | 10-12 |
Рис. 144. Архитрав мощного гидропресса, изготовленный с применением электрошлаковой сварки.
Рис. 145. Бандаж цементной печи, свариваемой электрошлаковым способом.
Соединение с шириной сечения от 450 до 750 мм, сваренное на таком режиме, получается без непроваров, трещин и других макродефектов. После сварки станины подвергают нормализации с последующим отпуском.
В некоторых сварнолитых изделиях свариваемыми сечениями являются прямоугольники с довольно большой высотой и сравнительно небольшим основанием. В этом случае электрошлаковая сварка выполняется тремя электродными проволоками, перемещаемыми по толщине свариваемого металла.
Если толщина свариваемого металла более 400 мм, то электрошлаковая сварка выполняется четырьмя или шестью проволоками с двух сторон, т. е. двумя аппаратами, один из которых устанавливается на лицевой стороне соединения, а другой — на тыльной. Аппараты настраиваются на синхронную работу в течение всего процесса сварки.
Несколькими проволоками могут быть сварены, например, ползуны механических ковочно-штамповочных прессов, бандажи цементных печей и архитравы мощных гидравлических прессов.
Технология электрошлаковой сварки ползунов ковочно-штамповочных прессов аналогична технологии сварки кованой стали 35, предусматривает предварительный подогрев места сварки до 150—200°С и применение электродной проволоки Св-10Г2. Режим сварки указан в табл. 97. Сваренный ползун подвергается нормализации с последующим отпуском.
Сложнее сваривать бандажи цементных печей, представляющие собой толстостенное кольцо. Размеры этого кольца настолько велики, что оно изготовляется в виде двух полуколец, свариваемых при монтаже печи.
Бандаж сваривается после механической обработки, поэтому необходимо принимать меры, ограничивающие его деформацию в пределах допустимых величин. Основными способами ограничения деформаций являются одновременная сварка обоих стыков и правильный выбор ширины зазора между свариваемыми кромками.
В остальном технология электрошлаковой сварки бандажей цементных печей ничем не отличается от технологии сварки ползунов ковочно-штамповочных прессов.
Бандажи цементных печей начали сваривать плавящимся мундштуком, который состоит из стальных пластин (МСтЗ или МСт4 по ГОСТ 380) толщиной 5 мм и спиралей из проволоки Св-10Г2.
Толщина бандажей современных цементных печей 290 и 350 мм, поэтому сваривают их мундштуком, по которому подается четыре электродные проволоки. При этом применяется следующий режим сварки:
Сварочный ток, А 1800—2200
Напряжение сварки, В 46—48
Глубина шлаковой ванны, мм 30—35
Архитрав современных мощных гидропрессов является крупнейшей сварнолитой деталью, изготовляемой с применением электрошлаковой сварки.
Масса отливки этой детали около 300 т. Сварнолитой архитрав состоит из двух частей, соединенных между собой пятью швами. Толщина свариваемого металла составляет 260, 365 и 400 мм, в связи с чем сварку архитрава рекомендуется выполнять на следующем режиме:
Количество электродов, шт 3
Сварочный ток на одном электроде, А 400—500
Напряжение сварки, В 50—52
Скорость поперечного перемещения электродов, м/ч 39
Глубина шлаковой ванны, мм 40—60
Сварка выполняется проволокой Св-10Г2.
Архитрав отливается из стали 35Л. Высокое содержание в стали углерода, а также весьма большая жесткость конструкции заставляют применять при сварке предварительный подогрев, а после сварки — немедленную нормализацию с последующим отпуском.