Elektroslaklassen: De basis begrijpen

Elektroslaklassen gebruikt de weerstandswarmte die wordt opgewekt door stroom die door slak gaat als warmtebron om het toevoegmetaal en het basismetaal te smelten, dat vervolgens stolt om een stevig verbonden structuur tussen metaalatomen te vormen.

Bij het starten van het lasproces de lasdraad kortsluiten met de lasgroef en continu een kleine hoeveelheid vaste flux toevoegen.

Gebruik de hitte van de vlamboog om het te smelten en een vloeibare slak te vormen.

Wanneer de slak een bepaalde diepte bereikt, verhoogt u de snelheid van de draadaanvoer en verlaagt u de spanning zodat de draad in het slakkenbad wordt gestoken en de boog wordt gedoofd, waardoor het elektroslaklasproces begint.

Elektroslaklassen omvat voornamelijk smeltmondstuk elektroslaklassen, niet smeltmondstuk elektroslaklassen, draadelektrode elektroslaklassen, plaatelektrode elektroslaklassen, enz.

Het nadeel is dat de toegevoerde warmte groot is, de las lang op hoge temperaturen blijft en het gebied bij de las gevoelig is voor oververhitting, wat resulteert in grove kristalafgietsels in het lasmetaal, een lage kerfslagtaaiheid en over het algemeen gloeien na het lassen vereist. temperen warmtebehandeling.

Achterplaat: Het wordt gebruikt om het deel van het lasmetaal dat het slakbad vormt en vaak krimpgaten en scheuren veroorzaakt wanneer het lassen stopt, uit het werkstuk te trekken.

Startgroef: Naast het vormen van de slak wordt het ook gebruikt om het deel van het begin van het vlamboogproces te verlaten dat onstabiel is en een lage temperatuur heeft en vatbaar is voor ongesmolten defecten in de startgroef.

Na het lassen worden de steunplaat en de startgroef verwijderd.

Apparatuur voor elektroslaklassen

• Stroomvoorziening
• Draadaanvoermechanisme
• Hefmechanisme
• Zwenkmechanisme
• Vormschuif

Elektroslaklassen heeft de volgende kenmerken in het proces:

• Het is een mechanische lasmethode en de gelaste verbindingen zijn meestal I-vormige groeven die zich in verticale of bijna verticale positie op de as van de las bevinden.
• Behalve bij omtreknaden wordt het werkstuk vastgezet tijdens het lassen.
• Als het lassen eenmaal begint, moet het ononderbroken doorgaan tot het einde, zonder onderbrekingen tussendoor.
• Het stolproces van de lasnaad verloopt van beneden naar boven. Er is altijd gesmolten metaal boven het gestolde lasmetaal, dat wordt bedekt door gesmolten slak van hoge temperatuur.
• Er is geen boog en de lasproces is stabiel en zonder spatten.
• Het heeft een hoge neersmeltsnelheid, waardoor zeer dikke secties in één keer kunnen worden gelast.

Vergeleken met andere fusie lasmethodenElektroslaklassen heeft de volgende voordelen:

(1) Hij kan zeer dikke werkstukken in één keer lassen, waardoor de lasproductiviteit toeneemt.

(2) Dikke werkstukken hoeven niet gegroefd te worden, zolang er een bepaalde montagespleet is tussen de twee werkstukken, wat veel toevoegmetaal en bewerkingstijd kan besparen.

(3) Door de verticale laspositie is er altijd een slakbad van hoge temperatuur met een bepaald volume op het metaalsmeltbad, waardoor gas en onzuiverheden in het smeltbad gemakkelijker kunnen neerslaan.

Daarom is de kans op defecten zoals poriën en slakinsluiting over het algemeen kleiner.

Bovendien is door de lage lassnelheid en de zwakkere concentratie van de warmtebron in vergelijking met booglassenzijn de opwarm- en afkoelsnelheden van het nabije naadgebied lager.

Dit vermindert de kans op afschrikscheuren in het nabije naadgebied voor staalsoorten die gemakkelijk afschrikken. Voorverwarmen is niet nodig wanneer lassen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal.

(4) Omdat de versmeltingsdiepte van het basismetaal relatief eenvoudig aan te passen en te regelen is, kan de verhouding tussen het toevoegmetaal en het basismetaal in het lasmetaal over een groot bereik worden aangepast.

Dit is vooral belangrijk voor het aanpassen van de chemische samenstelling van het lasmetaal en het verminderen van schadelijke onzuiverheden.

Vanwege de kenmerken van de warmtebron en de trage lassnelheid van elektroslaklassen, zijn de nadelen:

Het lasmetaal en het gebied rond de lasnaad blijven lange tijd op hoge temperaturen (boven 1000℃), wat kan leiden tot grove korrels, oververhitte structuren en verminderde slagvastheid van de lasverbinding.

Daarom moet na het lassen gloeien of temperen warmtebehandeling is over het algemeen vereist voor sommige staalsoorten, wat relatief moeilijk is voor grote werkstukken.

Het is noodzakelijk om de slagvastheid van de lasverbinding te verbeteren tijdens het lassen met elektroslak.

2. Classificatie van elektroslaklassen

Er zijn drie soorten elektroslaklasmethoden, afhankelijk van de vorm van de elektrode:

1. Draadelektrode Elektroslaklassen

1 - Geleiderail
2 - Kop lasmachine
3 - Laswerk
4 - Elektrische sproeiers
5 - Slakkenreservoir
6 - Metalen smeltbad
7 - Watergekoelde vormschuif

2. Elektrode voor mondstuk Elektroslaklassen

1. Stroomvoorziening
2. Uitloodplaat
3. Lasdraad
4. Stalen pijp
5. Contacttiphouder
6. Isolatie blok
7. Werkstuk
8. Mondstuk staalplaat
9. Watergekoelde vormschuif
10. Slakkenpoel
11. Gesmolten metaalbad
12. Lasnaad
13. Startgroef.

1. Lasdraad
2. Invoerrol
3. Elektrodehouder
4. Elektrode stalen pijp
5. Elektrodecoating
6. Werkstuk
7. Watergekoelde vormschuif.

3. Plaatelektrode Elektroslaklassen

1. Lasverbinding
2. Plaatelektrode
3. Forceer vormapparaat
4. Stroomvoorziening.

3. Toepassingsgebied van elektroslaklassen

1. Lasbare metalen

Elektroslaklassen wordt voornamelijk gebruikt voor het lassen van staal of ijzerlegeringen.

Low-carbon staal en medium-carbon staal zijn gemakkelijk te lassen. Door de langzame afkoeling is het ook geschikt voor het lassen van staal met een hoog koolstofgehalte en gietijzer.

Met de juiste maatregelen kunnen laaggelegeerd staal, roestvast staal en legeringen op nikkelbasis ook worden gelast.

2. Lasbare dikte

Over het algemeen is het raadzaam om plaatdiktes van 30 mm of meer te lassen.

Over het algemeen is het aan te raden om platen met een dikte van meer dan 30 mm te lassen, terwijl platen met een dikte van minder dan 30 mm niet zo economisch zijn als onder poederdek lassen en gaselektrisch lassen. verticaal lassen.

Hoewel er geen bovengrens is voor de dikte van elektroslaklassen, kan vanwege de beperkingen van de apparatuur, met draadelektrode elektroslaklassen over het algemeen platen lassen met een dikte tot 400 mm.

Voor grotere diktes kan plaatelektrodelassen en smeltmondstuk elektroslaklassen worden gebruikt, tot een dikte van 1 m.

3. Lasbare verbindingen

Stootverbindingen tussen platen van gelijke dikte zijn het gemakkelijkst te lassen en worden het meest gebruikt. Daarna volgen T-verbindingen, hoekverbindingen en kruisverbindingen.

4. Lasbare structuren

De meest gebruikte structuur is een dikke plaatstructuur, gevolgd door structuren met grote doorsnede, cilindrische structuren en structuren met variabele doorsnede (inclusief structuren met gebogen of gebogen oppervlaktelassen).

Deze constructies komen vaak voor in industriële sectoren zoals machinebouw, zware machines, keteldrukvaten, schepen en hoogbouw.

4. Lasmaterialen voor elektroslaklassen

1. Lasvloeistof

Functie: Smelt tot slak om elektrische energie om te zetten in warmte:

(1) Smelt vulmetaal en onedel metaal;

(2) Verwarm het gelaste onderdeel voor;

(3) Verlengt de tijd van bestaan van het smeltbad en vertraagt het afkoelen van het lasdeel;

(4) Geen legeringseffect.

Vereisten voor Lasvloeistof:

(1) Het moet gemakkelijk en snel slak kunnen vormen. De slak moet een geschikt geleidingsvermogen hebben, maar niet te hoog, anders zal het de stroomafleiding rond de lasdraad vergroten, het convectie-effect van de vloeistofstroom in de zone met hoge temperatuur verzwakken en ervoor zorgen dat de gesmolten breedte afneemt of zelfs onvolledige inbranding veroorzaakt.

(2) De vloeibare slak moet een geschikte viscositeit hebben. Als de viscositeit te hoog is, is het gemakkelijk om slakinsluitsels en ondersnijdingen in het gelaste metaal te veroorzaken. Als de viscositeit te laag is, lekt de slak gemakkelijk uit de spleet tussen het werkstuk en de steunplaat, wat kan leiden tot onderbreking van het lassen.

2. Elektrodemateriaal

Tijdens het elektroslaklasproces wordt de legering van het lasmetaal over het algemeen niet bereikt door de flux, maar voornamelijk door de legering van het lasmetaal aan te passen. elektrodemateriaal om de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van het lasmetaal te regelen.

Bij het kiezen van een elektroslaklaselektrode moet rekening worden gehouden met het verdunningseffect van het basismetaal op de las.

Bij het lassen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal:

(1) Het zwavel- en fosforgehalte van het elektrodemateriaal moet worden gecontroleerd.

(2) De koolstofgehalte van van de elektrode moet over het algemeen lager zijn dan die van het basismetaal, meestal gecontroleerd op ongeveer 0,10% W(C).

(3) De resulterende afname van de mechanische eigenschappen van de las kan worden gecompenseerd door het gehalte aan mangaan, silicium en andere stoffen te verhogen. legeringselementen.

Tabel voor het selecteren van veelgebruikte elektrolytische lasdraden voor stalen materialen.

De basiseisen van elektroslaklassen voor lasstroom zijn als volgt:

1. Een stabiel vlamboogproces handhaven.

Tijdens het lasproces mag er geen boogontlading of gemengd proces van slak en boog optreden, anders worden de normale lasprocesparameters vernietigd.

De vlamboogvoeding moet vlakke eigenschappen hebben (lage nullastspanning en kleine inductie).

2. Een stabiele lasstroom en spanning.

Tijdens het elektroslaklassen wordt de lasdraad met een constante snelheid aangevoerd en de stroomspanningskarakteristieken in het slakkenbad zijn stijgende krommen.

Als de netwerkspanning verandert en de draadaanvoersnelheid verandert, wordt de lasstroom en spanning veranderingen veroorzaakt door de vlakke karakteristieke lasstroombron zijn klein en het zelfregulerende effect is sterk.

3. Elektroslaklassen vereist voldoende vermogen, een lage nullastspanning en ook een vlakke karakteristieke lasstroombron.

AC stroombronnen worden vaak gebruikt voor elektroslaklassen, met modellen als BP1-3×1000 en BP1-3×3000 (booglastransformatoren met vlakke eigenschappen). Als er geen lasstroombron met vlakke eigenschappen beschikbaar is, kan een stroombron voor booglassen met neerwaartse eigenschappen kan ook tijdelijk worden gebruikt als vervanging.

Elektroslaklassen:

(1) Boogproces: Eerst wordt er een boog opgewekt tussen de lasdraad en de elektrodeplaat. De hitte van de boog smelt de lasstroom rond de boog. Wanneer de vloeibare slak een bepaalde diepte bereikt, wordt de draadaanvoersnelheid verhoogd en de boogspanning verlaagd om de lasdraad in het smeltbad te brengen. De boog wordt gedoofd en het volgende proces begint.

(2) Slakproces: Wanneer de stroom door het slakbad naar het werkstuk vloeit, worden de lasdraad en het werkstuk gesmolten door de weerstandswarmte die door het slakbad wordt opgewekt. Het gesmolten metaal slaat neer op de bodem van het slakbad omdat het gewicht ervan groter is dan de dichtheid van de slak, waardoor een smeltbad wordt gevormd. Terwijl de elektrode blijft smelten en voeden, blijven het smeltbad en het slakbad stijgen. Het afgekoelde en gestolde metaal op de bodem van het smeltbad, ver weg van de warmtebron, vormt de las.

5. Metallurgische eigenschappen:

1. Gassen en slak in de gesmolten pool zijn gemakkelijk te precipiteren, dus het is niet gemakkelijk om poriën of slakinsluiting te produceren.

2. De metallurgische reactie is voldoende en de chemische samenstelling van de las is uniform.

3. Het kan de dovende tendens van de las verminderen en voorkomen dat koude scheurenwat vooral gunstig is voor staal met een gemiddeld en hoog koolstofgehalte.

4. De warmte-beïnvloede zone is breed, de korrelgrootte is grof en de taaiheidsindex daalt. De las heeft een zigzag kristallisatiekarakteristiek, die een verbindingshoek φ vormt. Hoe groter de verbindingshoek φ, hoe groter de neiging tot ontmenging en insluitsels in het midden van de las, met scheuren als gevolg. Om dit te voorkomen moet de vormingscoëfficiënt (ψ=B/H) worden verhoogd, waardoor de verbindingshoek φ kleiner wordt.

a) Vormfactor ψ = 0,8, grote snijhoek Φ, ernstige centrumscheiding.
b) Vormfactor ψ = 3,0, kleine snijhoek Φ.

5. Het heeft een goede bescherming voor het gesmolten metaal.

6. Hij kan grote en dikke werkstukken in één keer lassen zonder afschuining, en het voordeel wordt duidelijker naarmate de dikte toeneemt.

7. Het heeft lage kosten.

8. De smeltverhouding is klein, meestal 10-20%, en de lassamenstelling kan gemakkelijk worden aangepast via de lasdraad.

9. Voorverwarmen is niet nodig, maar een warmtebehandeling na het lassen is nodig om de taaiheid te verbeteren (meestal gloeien of temperen).

10. Het slakkenbad heeft een grote warmtecapaciteit en is niet gevoelig voor kortstondige stroomveranderingen.

6. Veel voorkomende defecten en verbetermethoden voor elektroslaklasverbindingen

Scheuren:

Hete scheuren in het midden van de lasverbinding interface.

Einde van de las: stollingsscheuren (verminder de draadaanvoersnelheid en verwarm het onderste deel plaatselijk).

Warmte beïnvloede zone: koude scheuren (voorverwarmen, naverwarmen);

Poreusheid: H2; CO

Insluiting van slak: verandering van specificatie of onstabiel elektrisch slakproces.

Onvolledige penetratie: onstabiel elektroslakproces of ongeschikte specificatieparameters.

Brede warmte-beïnvloede zone met grove korrelgrootte: na het lassen kunnen normalisatie en temperen warmtebehandelingen worden uitgevoerd, evenals maatregelen zoals het verminderen van speling, het toevoegen van toevoegmateriaal en het verhogen van de lassnelheid.