일렉트로슬래그 용접: 기본 사항 이해

전기 슬래그 용접은 슬래그를 통과하는 전류에 의해 발생하는 저항 열을 열원으로 사용하여 필러 금속과 모재를 녹인 다음 응고시켜 금속 원자 사이에 단단히 연결된 구조를 형성합니다.

용접 프로세스를 시작할 때 용접 홈으로 용접 와이어를 단락시키고 소량의 고체 플럭스를 지속적으로 추가합니다.

전기 아크의 열을 사용하여 녹여 액체 슬래그를 형성합니다.

슬래그가 일정 깊이에 도달하면 와이어 공급 속도를 높이고 전압을 낮추어 와이어가 슬래그 풀에 삽입되고 아크가 꺼지도록 하여 전기 슬래그 용접 공정에 들어갑니다.

일렉트로슬래그 용접에는 주로 퓨전 노즐 일렉트로슬래그 용접, 비퓨전 노즐 일렉트로슬래그 용접, 와이어 전극 일렉트로슬래그 용접, 플레이트 전극 일렉트로슬래그 용접 등이 포함됩니다.

단점은 입력 열이 크고 조인트가 고온에서 장시간 유지되며 용접 근처 영역이 과열되기 쉬워 용접 금속에 거친 결정 주조 구조가 발생하고 충격 인성이 낮으며 일반적으로 용접 후 어닐링이 필요하다는 것입니다. 템퍼링 열처리.

백킹 플레이트: 슬래그 풀을 형성하고 용접이 멈출 때 종종 수축 구멍과 균열을 생성하는 용접 금속 부분을 공작물 밖으로 끌어내는 데 사용됩니다.

시작 그루브: 슬래그를 형성하는 것 외에도 전기 아크 공정의 시작 부분에서 불안정하고 온도가 낮으며 시작 홈 내부에 녹지 않은 결함이 발생하기 쉬운 부분을 남겨두는 데에도 사용됩니다.

용접 후 백킹 플레이트와 시작 홈이 제거됩니다.

일렉트로슬래그 용접 장비

• 전원 공급 장치
• 와이어 공급 메커니즘
• 리프팅 메커니즘
• 스윙 메커니즘
• 성형 슬라이더

일렉트로슬래그 용접의 공정에는 다음과 같은 특징이 있습니다:

• 기계식 용접 방식이며 용접 조인트 는 대부분 용접 축의 수직 또는 거의 수직 위치에 위치한 I자형 홈입니다.
• 원주 이음새를 제외하고는 용접 중에 공작물이 고정됩니다.
• 용접이 시작되면 중간에 중단 없이 끝날 때까지 연속적으로 진행해야 합니다.
• 용접 조인트의 응고 과정은 아래에서 위로 진행됩니다. 응고된 용접 금속 위에는 항상 용융 금속이 있으며, 고온의 용융 슬래그로 덮여 있습니다.
• 아크가 없으며 용접 프로세스 는 안정적이고 튀지 않습니다.
• 증착률이 높기 때문에 매우 두꺼운 섹션의 단일 패스 용접이 가능합니다.

다른 융합과 비교 용접 방법일렉트로슬래그 용접에는 다음과 같은 장점이 있습니다:

(1) 매우 두꺼운 공작물을 한 번에 용접할 수 있어 용접 생산성을 높일 수 있습니다.

(2) 두꺼운 공작물은 두 공작물 사이에 일정한 조립 간격이 있는 한 홈 가공을 할 필요가 없으므로 많은 필러 금속과 가공 시간을 절약할 수 있습니다.

(3) 수직 용접 위치로 인해 금속 용융 풀에는 항상 일정 부피의 고온 슬래그 풀이 있어 용융 풀의 가스 및 불순물이 침전되기 쉽습니다.

따라서 일반적으로 모공 및 슬래그 포함과 같은 결함이 발생할 가능성이 적습니다.

또한 용접 속도가 느리고 열원의 농도가 약하기 때문에 아크 용접로 설정하면 가까운 이음새 영역의 가열 및 냉각 속도가 느려집니다.

이렇게 하면 담금질이 쉬운 강종의 경우 가까운 이음새 영역에서 담금질 균열이 발생할 가능성이 줄어듭니다. 다음과 같은 경우 예열이 필요하지 않습니다. 탄소강 용접 및 저합금 강철.

(4) 모재의 용융 깊이를 비교적 쉽게 조정하고 제어할 수 있기 때문에 용접 금속에서 용가재와 모재의 비율을 넓은 범위에서 조정할 수 있습니다.

이는 용접 금속의 화학 성분을 조정하고 유해한 불순물을 줄이는 데 특히 중요합니다.

일렉트로슬래그 용접은 열원의 특성과 느린 용접 속도로 인해 단점이 있습니다:

용접 금속과 이음새 부근은 고온(1000℃ 이상)에 장시간 머무르기 때문에 입자가 거칠어지고 구조가 과열되며 용접 조인트의 충격 인성이 저하되기 쉽습니다.

따라서 용접 후 어닐링 또는 템퍼링 열처리 는 일반적으로 일부 강종에 필요하며, 대형 공작물에는 상대적으로 어렵습니다.

일렉트로슬래그 용접 상태에서 용접 조인트의 충격 인성을 개선할 필요가 있습니다.

2. 일렉트로슬래그 용접의 분류

전극의 모양에 따라 세 가지 유형의 일렉트로슬래그 용접 방법이 있습니다:

1. 전극 일렉트로슬래그 용접

1 - 가이드 레일
2 - 용접기 헤드
3 - 용접
4 - 전기 노즐
5 - 슬래그 탱크
6 - 금속 용융 풀
7 - 수냉식 성형 슬라이더

2. 노즐 전극 일렉트로슬래그 용접

1. 전원 공급 장치
2. 리드아웃 플레이트
3. 용접 와이어
4. 노즐 강관
5. 연락처 팁 홀더
6. 단열 블록
7. 공작물
8. 노즐 강판
9. 수냉식 성형 슬라이더
10. 슬래그 풀
11. 용융 금속 풀
12. 용접 솔기
13. 시작 그루브.

1. 용접 와이어
2. 피드 롤러
3. 전극 홀더
4. 전극 강관
5. 전극 코팅
6. 공작물
7. 수냉식 성형 슬라이더.

3. 플레이트 전극 일렉트로슬래그 용접

1. 용접
2. 플레이트 전극
3. 강제 성형 장치
4. 전원 공급 장치.

3. 일렉트로슬래그 용접의 적용 범위

1. 용접 가능한 금속

일렉트로슬래그 용접은 주로 강철 또는 철 기반 합금 용접에 사용됩니다.

저탄소강과 중탄소강은 용접하기 쉽습니다. 냉각 속도가 느리기 때문에 고탄소강 및 주철 용접에도 적합합니다.

적절한 조치를 취하면 저합금강, 스테인리스강 및 니켈 기반 합금도 용접할 수 있습니다.

2. 용접 가능 두께

일반적으로 판재 두께는 30mm 이상을 용접하는 것이 좋습니다.

일반적으로 두께가 30mm 이상인 플레이트는 용접하는 것이 좋으며 두께가 30mm 미만인 플레이트는 서브머지드 아크 용접 및 가스 전기 용접만큼 경제적이지는 않습니다. 수직 용접.

일렉트로슬래그 용접의 두께에는 상한선이 없지만 장비의 한계로 인해 와이어 전극 일렉트로슬래그 용접은 일반적으로 최대 400mm 두께의 판재를 용접할 수 있습니다.

더 두꺼운 두께의 경우 최대 1m 두께의 판전극 일렉트로슬래그 용접 및 용융 노즐 일렉트로슬래그 용접을 사용할 수 있습니다.

3. 용접 가능한 조인트

동일한 두께의 플레이트 사이의 맞대기 접합은 용접하기 가장 쉽고 가장 일반적으로 사용됩니다. 다음으로 T 조인트, 코너 조인트, 크로스 조인트가 있습니다.

4. 용접 가능한 구조물

가장 널리 사용되는 구조는 후판 구조이며, 그다음으로 큰 단면 구조, 원통형 구조, 가변 단면 구조(곡면 또는 곡면 용접이 있는 구조 포함)가 있습니다.

이러한 구조는 기계 제조, 중장비, 보일러 압력 용기, 선박, 고층 건물과 같은 산업 분야에서 자주 접하게 됩니다.

4. 일렉트로슬래그 용접용 용접 재료

1. 용접 플럭스

기능: 슬래그로 녹아 전기 에너지를 열로 변환합니다:

(1) 충전재 금속과 모재를 녹입니다;

(2) 용접된 부분을 예열합니다;

(3) 용융 풀의 존재 시간을 연장하고 용접 부품의 냉각 속도를 늦춥니다;

(4) 합금 효과 없음.

다음 요구 사항 용접 플럭스:

(1) 슬래그를 쉽고 빠르게 형성할 수 있어야 합니다. 슬래그는 적절한 전도도를 가져야하지만 너무 높은 전도도가 아니어야하며 그렇지 않으면 용접 와이어 주변의 전류 전환이 증가하고 고온 영역에서 액체 흐름의 대류 효과가 약화되며 용융 폭이 감소하거나 불완전한 침투를 일으킬 수 있습니다.

(2) 액체 슬래그는 적절한 점도를 가져야 합니다. 점도가 너무 높으면 용접 금속에 슬래그 포함 및 언더컷이 발생하기 쉽습니다. 점도가 너무 낮 으면 슬래그가 공작물과 백킹 플레이트 사이의 틈에서 누출되기 쉬워 용접 중단으로 이어질 수 있습니다.

2. 전극 재료

일렉트로 슬래그 용접 공정에서 용접 금속의 합금은 일반적으로 플럭스를 통해 이루어지지 않고 주로 합금 조성을 조정하여 이루어집니다. 전극 재료 를 사용하여 용접 금속의 화학적 구성과 기계적 특성을 제어합니다.

일렉트로슬래그 용접 전극을 선택할 때는 모재가 용접부에 미치는 희석 효과를 고려해야 합니다.

탄소강 및 저합금강 용접 시:

(1) 전극 재료의 유황 및 인 함량을 제어해야 합니다.

(2) 탄소 함량 전극은 일반적으로 기본 금속보다 낮아야 하며, 일반적으로 약 0.10% W(C)로 제어됩니다.

(3) 용접의 기계적 특성의 결과 감소는 망간, 실리콘 및 기타의 함량을 증가시킴으로써 보상 할 수 있습니다. 합금 원소.

철강 재료에 일반적으로 사용되는 일렉트로슬래그 용접 와이어를 선택하기 위한 표입니다.

전기 슬래그 용접의 기본 요구 사항은 다음과 같습니다. 용접력 공급은 다음과 같습니다:

1. 안정적인 전기 아크 프로세스를 유지합니다.

용접 공정 중에 아크 방전이나 슬래그와 아크의 혼합 공정이 발생하지 않아야 하며, 그렇지 않으면 정상적인 용접 공정 파라미터가 파괴됩니다.

전기 아크 전원 공급 장치는 평탄한 특성(낮은 무부하 전압 및 작은 인덕턴스)을 가진 것을 선택해야 합니다.

2. 안정적인 유지 용접 전류 및 전압.

일렉트로슬래그 용접 중에는 용접 와이어가 일정한 속도로 공급되며 슬래그 풀의 전류-전압 특성은 상승 곡선입니다.

따라서 네트워크 전압이 변경되고 와이어 공급 속도가 변경되면 용접 전류 및 전압 평평한 특성 용접 전원으로 인한 변화가 적고 자체 조절 효과가 강합니다.

3. 일렉트로슬래그 용접에는 충분한 전력, 낮은 무부하 전압, 평탄한 특성 용접 전원이 필요합니다.

일렉트로슬래그 용접에는 일반적으로 BP1-3×1000 및 BP1-3×3000(플랫 특성을 가진 아크 용접 변압기)과 같은 모델과 함께 AC 전원이 사용됩니다. 평탄한 특성을 가진 용접 전원이 없는 경우에는 아크 용접 전원 를 일시적으로 대체물로 사용할 수도 있습니다.

일렉트로슬래그 용접:

(1) 아크 프로세스: 먼저 용접 와이어와 전극판 사이에 아크가 생성됩니다. 아크 열은 아크 주변의 용접 플럭스를 녹입니다. 액체 슬래그가 일정 깊이에 도달하면 와이어 공급 속도가 증가하고 아크 전압이 낮아져 용접 와이어가 용융 풀에 삽입됩니다. 아크가 꺼지고 다음 공정이 시작됩니다.

(2) 슬래그 공정: 전류가 슬래그 풀을 통해 공작물쪽으로 흐르면 슬래그 풀에서 생성 된 저항 열에 의해 용접 와이어와 공작물이 녹습니다. 녹은 금속은 슬래그의 밀도보다 큰 무게로 인해 슬래그 풀의 바닥에 침전되어 용융 풀을 형성합니다. 전극이 계속 녹고 공급됨에 따라 용융 풀과 슬래그 풀은 계속 상승합니다. 열원에서 멀리 떨어진 용융 풀의 바닥에 있는 냉각되고 응고된 금속이 용접부를 형성합니다.

5. 야금학적 특성

1. 용융 풀의 가스와 슬래그는 침전되기 쉬우므로 기공이나 슬래그 포함이 발생하기 쉽지 않습니다.

2. 야금 반응이 충분하고 용접의 화학 성분이 균일합니다.

3. 용접의 담금질 경향을 줄이고 다음을 방지 할 수 있습니다. 차가운 균열는 중탄소강 및 고탄소강에 특히 유용합니다.

4. 열 영향 영역이 넓고 입자 크기가 거칠며 인성 지수가 감소합니다. 용접은 지그재그 결정화 특성을 가지며 접합각 φ를 형성합니다. 접합각 φ가 클수록 용접 중간에 분리 및 내포물이 형성되는 경향이 커져 균열이 발생합니다. 이를 방지하려면 성형 계수(ψ=B/H)를 높여 접합 각도 φ를 줄여야 합니다.

a) 형상 계수 ψ = 0.8, 큰 교차각 Φ, 심한 중심 분리.
b) 형상 계수 ψ = 3.0, 작은 교차각 Φ.

5. 용융 금속을 잘 보호합니다.

6. 크고 두꺼운 공작물을 베벨링 없이 한 번에 용접할 수 있으며 두께가 증가할수록 그 장점이 더욱 분명해집니다.

7. 비용이 저렴합니다.

8. 용융 비율은 일반적으로 10-20%로 작으며 용접 와이어를 통해 용접 구성을 쉽게 조정할 수 있습니다.

9. 예열은 필요하지 않지만 인성을 향상시키기 위해 용접 후 열처리가 필요합니다 (일반적으로 어닐링 또는 템퍼링).

10. 슬래그 풀은 열 용량이 크며 단기간의 전류 변화에 민감하지 않습니다.

6. 일렉트로슬래그 용접 조인트의 일반적인 결함 및 개선 방법 6.

균열:

중앙의 뜨거운 균열 용접 조인트 인터페이스.

용접 끝: 응고 균열(와이어 이송 속도를 줄이고 하부를 국부적으로 가열).

열 영향 구역콜드 크랙(예열, 예열 후);

다공성: H2; CO

슬래그 포함: 사양 변경 또는 불안정한 전기 슬래그 공정.

불완전한 침투: 불안정한 전기 슬래그 공정 또는 부적절한 사양 매개변수.

입자 크기가 거친 넓은 열 영향 영역: 용접 후 정규화 및 템퍼링 열처리뿐만 아니라 간극 감소, 필러 금속 추가, 용접 속도 증가와 같은 조치를 수행할 수 있습니다.