Was ist Elektroschlackenschweißen?
Elektroschlackenschweißen ist ein Nicht-Lichtbogenschweißverfahren, bei dem elektrischer Strom zwischen einer Verschleißelektrode und einem Werkstück fließt. Bei dieser Schweißmethode leitet eine verflüssigte Schlacke, die die Oberfläche der Schweißnaht bedeckt, den elektrischen Strom. Bevor das Elektroschlackenschweißen beginnt, wird ein Schweißflussmittel verwendet, um die Lücke zwischen den Werkstücken zu füllen, und ein elektrischer Lichtbogen wird verwendet, um die zum Schmelzen des Flussmittels und zum Bilden der Schlacke erforderliche Wärme zu erzeugen. Während dieser Art des Schweißens bleibt die Schlacke aufgrund der Wärme des elektrischen Stroms in einem geschmolzenen Zustand.
Elektroschlackenschweißen wird am häufigsten verwendet, um dicke Stahlplatten miteinander zu verbinden. Diese Schweißmethode wird typischerweise durchgeführt, indem zwei wassergekühlte Kupferhaltevorrichtungen auf jeder Seite der Werkstücke angeordnet werden, um einen Hohlraum für das geschmolzene Flussmittel zu bilden. Fülldraht, der als Elektrode verwendet wird, wird zusammen mit einer kleinen Menge Schweißflussmittel zum Hohlraum hinzugefügt. Ein elektrischer Lichtbogen wird erzeugt, um den Schmelzprozess zu starten, und zusätzliche Flussmittelmengen werden hinzugefügt, bis die geschmolzene Schlacke den Hohlraum füllt und den Lichtbogen löscht. Der Zusatzdraht schmilzt in der verflüssigten Schlacke und bildet beim Erstarren die Schweißnaht. Der Prozess wird fortgesetzt, wobei sich die Haltevorrichtungen und der Zusatzdraht bis zum Ende der Schweißnaht nach oben bewegen.
Manchmal wird eine Variation des typischen Elektroschlackeschweißverfahrens verwendet, um die Arbeitszeit zu verkürzen. Bei dieser Variante wird der Schweißvorgang in der typischen Weise durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Zusatzdraht mittels eines Verbrauchsrohrs in das Schmelzbad eingeführt wird. Dieses Rohr befindet sich oben auf der Schweißnaht und führt den Draht für breitere Verbindungen oszillierend in die Flussmittelschmelze ein. Bei dieser Variante werden zwei Sätze wassergekühlter Kupferhaltevorrichtungen verwendet, so dass sie durch Springen übereinander bewegt werden können. Diese Variante ist besonders nützlich, wenn der Schweißvorgang in vertikaler Position durchgeführt wird.
Robert K Hopkins patentierte 1940 das Elektroschlackenschweißen in den USA. Dieses Schweißverfahren wurde in den 1940er Jahren am Paton Institute in der UdSSR weiterentwickelt. Die verfeinerte Paton-Methode des Elektroschlackenschweißens wurde 1950 auf der Bruxelles Trade Fair erstmals vorgestellt und 1958 vom US-amerikanischen Autohersteller General Motors zur Herstellung von Motorblöcken eingesetzt. Der Wolkenkratzer der Bank of America in San Francisco wurde nach der Elektroschlackenschweißmethode gebaut.