Elektroschlackeschweißen von Metall

Das Elektroschlackeschweißen eignet sich ideal zum Schweißen dicker Teile von 15 mm bis 600 mm Dicke und mehr. Bei dieser Schweißtechnologie wird die Schmelzzone mit Wärme aus einem durch elektrischen Strom erhitzten Schlackenbad erhitzt. Die Schlacke schützt die Erstarrungszone hervorragend vor Oxidation und Wasserstoff, der sich negativ auf das Metall auswirkt. Wasserstoff im Metall kann Risse verursachen, daher ist Schutz beim Schmelzen des Metalls unerlässlich.

Das Elektroschlackeschweißen ist einzigartig, da es keinen Lichtbogen benötigt. Es nutzt die Wärme, die entsteht, wenn der Schweißstrom durch die geschmolzene Schlacke fließt, die den Strom leitet. Zunächst werden die beiden zu schweißenden Teile mit speziellen Klemmen verbunden. In die Verbindung zwischen den Teilen wird eine Elektrode eingeführt. Die mit 400 A bestromte Elektrode wird in das Schlackenbad eingetaucht und erhitzt die Schlacke so stark, dass ihre Temperatur den Schmelzpunkt des Metalls überschreitet. Dadurch schmelzen die Metallkanten und hinterlassen eine starke Schweißnaht. Die Schlacke dient somit als Schweißnaht.

Das Schweißen erfolgt vertikal von unten nach oben. Während die Schweißnaht erstarrt, bewegt sich die Schweißeinheit nach oben und hinterlässt eine Schweißnaht. Die optimale Elektrodenvorschubgeschwindigkeit wird so gewählt, dass der Abstand zwischen Elektrodenspitze und Schweißbadoberfläche konstant bleibt. Dieses Schweißverfahren ermöglicht das Schweißen von Metallen beliebiger Dicke. Das Flussmittel wird mit fortschreitendem Schweißvorgang schrittweise hinzugefügt. Die Gleitstücke des Kupferkristallisators bewegen sich mit der Schweißeinheit und werden mit Wasser gekühlt. Die Geschwindigkeit der Einheit beträgt 1–1,2 m/h.

Vorteile und einige Merkmale des Elektroschlackeschweißens

Elektroschlackeschweißen erzeugt eine sehr feste und belastbare Schweißnaht. Diese Festigkeit ist auf die Verdrängung von Wasserstoff im Schweißbad zurückzuführen, der die Festigkeit der Schweißnaht beeinträchtigt. Die mechanischen Eigenschaften sind hervorragend. Nach dem Entfernen der Wärmequelle kommt es an der Schweißnahtbasis zu Abkühlung und Verfestigung, beginnend mit den teilweise geschmolzenen Körnern des Grundmetalls und fortschreitend entlang der Schmelzlinie zur Schweißnaht hin.

Während des Schweißvorgangs kommt es in der Schweißnahtzone (WEZ) zu geringfügigen Strukturveränderungen und damit zu Veränderungen der Metalleigenschaften. Eine strukturelle Verformung des Produkts tritt dabei nicht auf.

Das Elektroschlackeschweißen von Metall hat folgende Vorteile:

• die Dicke der zu schweißenden Produkte ist sehr groß;
• Sie können verschiedene Metalle schweißen: Gusseisen, Stahl, Kupfer, Titan, Aluminium und deren Legierungen;
• Schweißen in einem Durchgang;
• keine Notwendigkeit, Schlacke zu entfernen;
• es ist keine Vorbereitung des Teils (Abschrägen der Kanten) erforderlich;
• es können eine oder mehrere Drahtelektroden verwendet werden;
• Erzielung einer hochwertigen Schweißnaht mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften.

Nachteile des Elektroschlackeschweißens von Metall:

• kann nur vertikal kochen;
• Nach dem Schweißen einiger Metalle ändern sich die mechanischen Eigenschaften in der Wärmeeinflusszone, wodurch das Metall geschwächt wird, sodass eine zusätzliche Wärmebehandlung erforderlich ist.

Daher ist das Elektroschlackeschweißen ein geeignetes Verfahren, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.