Расчет скорости охлаждения металла при сварке и оценка его склонности к образованию холодных трещин в сварном соединении

Электрошлаковая сварка - принципиально новый способ соединения металлов, разработанный коллективом Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР, — выдающееся достижение отечественной сварочной науки и техники пятидесятых годов нашего столетия.
В отличие от других способов сварки плавлением при электрошлаковой сварке источником нагрева служит тепло, выделяющееся в ванне расплавленного флюса при прохождении через нее тока от электрода к изделию.
Электрошлаковая сварка нашла применение при изготовлении конструкций из стали различных классов и марок, никелевых сплавов, титана, алюминия, меди и сплавов на их основе. Диапазон свариваемых толщин 8—2500 мм. В принципе электрошлаковым процессом можно соединять металл неограниченной толщины.
Электрошлаковая сварка послужила основой для разработки ряда новых технологических процессов, выходящих за рамки сварочного производства: электрошлаковая подпитка слитков и отливок, уменьшающая в несколько раз расход металла на прибыли; электрошлаковый переплав, резко улучшающий качество металла по сравнению с мартеновским и конверторным того же состава; электрошлаковая отливка.

Всякий электрошлаковый процесс протекает в две стадии: наведение шлаковой ванны и собственно электрошлаковый процесс. В большинстве случаев сварки шлаковую ванну наводят с помощью дуги, возбуждаемой между плавящимся электродом и свариваемыми кромками. Основная задача, решаемая в первой стадии, заключается в том, чтобы навести шлаковую ванну как можно скорее и с минимальным расходом плавящегося электрода.
Поскольку в период наведения шлаковой ванны металлическая ванна только
возникает и развивается и свариваемые кромки еще недостаточно прогреты,
на начальном участке шва образуются дефекты: непровары, шлаковые включения, поры. Поэтому электрошлаковую сварку начинают в специальном технологическом «кармане», который после сварки удаляют.

Скорость охлаждения для электрошлаковой сварки W_0св оказалась больше критической скорости охлаждения W_02. Из этого следует, что при такой скорости охлаждения может образоваться структура мартенсита или бейнита, что приведет к появлению холодных трещин. Для предотвращения этого процесса необходим предварительный подогрев пластин.