Досить оригінальний і не всім відомий метод зварного з'єднання металевих деталей - електрошлакове зварювання. Вона призначається для виготовлення вертикальних (переважно) зварних швів. Вертикальний шов, особливо на товстому металі, в силу багатьох причин вимагає особливого підходу.

поняття процесу
Сутність процесу електрошлакового зварювання (ЕШС) полягає в тому, що в зазор між торцями деталей, що з'єднуються поміщають шлакову масу, яку розплавляють шляхом включення електричної дуги між електродом і самої деталлю. У розплавлену масу шлаку подається присадочний метал, який, в свою чергу, починає плавитися разом з металом по краях деталей, що з'єднуються.

Рідкий метал важче рідкого шлаку, тому він опускається вниз, витісняючи шлакову масу. У нижній частині зазору він застигає, а розплавлена ​​маса піднімається вгору - так заварюється вертикальний шов.
На відміну від більш традиційних видів електрозварювання тут початкового нагрівання і розплавлення електричною дугою піддається саме шлак, а не присадний і основний метал. Температура плавлення шлаку повинна бути істотно вище температури плавлення металу.

Після того, як шлак розплавляється, він шунтує (гасить) електричну дугу, але подача струму не припиняється. Проходження струму через шлакову масу з оптимально підібраними параметрами тепло- і електропровідності викликає стабільний і рівномірний прогрів її до високих температур.
Відрізнити шлак від металу дуже легко по його кольору та консистенції. В кінці процесу зварювання він легко відділяється від монолітного з'єднання.

Щоб уникнути витікання розплаву на зазори ставлять захисну огорожу - повзуни, постійно охолоджуються водою. Під час електрошлакового зварювального процесу вони повільно піднімаються вгору.

унікальні властивості
Застосований принцип «непрямого розплаву» визначає унікальні властивості процесу. Особливості, які є перевагами, полягають у наступному:
• захист шва від атмосферного повітря рідким шлаком, укладена в самому принципі електрошлаковій технології;
• зміна щільності струму при зварюванні цим способом менше впливає на якість шва, ніж при зварюванні дугою;
• некритичність короткочасного переривання подачі струму в процесі;
• можливість варити шви будь-якої товщини за один прохід;
• можливість піддавати зварюванні необроблені краї деталей;

• мала витрата електроенергії;
• невелика вартість витратних матеріалів - шлаків;
• високий ККД.

Крім того, варто відзначити, що електрошлакове зварювання проводиться на змінному, а не постійному струмі.
Але у ЕШС є і недоліки. Цим способом варять тільки вертикальні шви, або шви під гострим кутом до вертикалі (основна причина малої поширеності електрошлакового методу).
Започаткований процес не можна припиняти на середині, інакше виникають дефекти, які можуть бути усунені тільки розривом шва і проведенням робіт заново. Метал шва має грубозернисту структуру, тому деталі з таким з'єднанням не призначені для використання при негативних температурах - вони стають ламкими.

Зварювальний електрошлаковий процес вимагає великої кількості обладнання, починаючи від мідних плазунів, які повинні максимально щільно притискатися до шву (їх відходу допускати не можна) до інших допоміжних деталей стартового кишені. Мінімальна товщина стиків становить 20 мм.

способи зварювання
Електрошлакове зварювання підходить не для всіх металів, але її область застосування не можна назвати вузькою. Її використовують зазвичай для з'єднання низьковуглецевих і среднеуглеродних сталей, чавуну, кольорових металів (аж до титану і алюмінію), рідше - для легованих сталей. Застосовують при виробництві масивних, великогабаритних деталей (товщина близько 100-600 мм), переплавки відходів.
На практиці використовується 3 основних методики зварювання. Перша має на увазі безперервну подачу в розплав присадочного електрода, що направляється в горизонтальній площині. Рух електрода носить зворотно-поступальний характер, щоб забезпечувалася максимальна щільність контакту.

Друга електрошлакове методика - це зварювання габаритними пластинчастими електродами, які фактично замінюють собою мідні повзуни. В цьому випадку присадка використовується в меншій мірі - електроди самі щільно перекривають зазор і забезпечують ефективний розплав: торці деталей з'єднуються без присадки. Але в цьому випадку електроди повинні бути підігнані за формою до деталей, це вузькоспеціалізований спосіб.
Третя методика заснована на з'єднанні перших двох. У ній присутній і пластинчастий електрод, і особливий плавиться електрод. Перший під час всього процесу електрошлакового зварювання залишається нерухомим, другий подається в зону розплаву і є, по суті своїй, присадкою. 

Зверніть увагу, що хімічний склад присадки повинен бути аналогічний складу основних металів.
Також існують два різних принципи роботи установок електрошлакового зварювання. Пристрої, в яких реалізований перший спосіб, працюють з твердою шлакової сумішшю, яку самостійно розплавляють. Установки, що працюють по другому принципі, використовують рідку, попередньо розплавлену в печі суміш.
Першим для початку роботи необхідний більш потужний пусковий струм, тому що багато енергії витрачається на доведення шлаку до рідкого стану. Другим, відповідно, потрібно знаходиться неподалік плавильна піч.

Які застосовують флюси
Флюс - це, власне, і є шлак, основний робочий речовина електрошлакового зварювання. До нього висуваються певні вимоги. Флюси повинні забезпечувати:
• максимально швидкий запуск процесу електрошлакового зварювання при будь-якій напрузі (спектр робочих напруг досить широкий);
• максимально ефективне проплавление кромок;
• максимально міцний шов;
• легкевидалення з поверхні після закінчення варіння.

Для кожного виду металів призначені свої флюси. Так, низьколеговані сталі і сталі з підвищеним вмістом вуглецю варяться за допомогою флюсів АН-8, АН-22 або АН-47. Для нержавійки - АН-45. Для високолегованих сталевих сплавів застосовується АН-9, АНФ-1 і АНФ-7. Найчастіше даний вид зварювання застосовують на виробництві, в побутових умовах він зустрічається рідко.