Что такое термитная сварка

ГОСТ и стандарты

Сварка металлов регламентируется ГОСТ 2601-84, в котором указаны основные термины и понятия. Применение этого метода в железнодорожной отрасли регламентируется ГОСТ Р 57181-2016. Термитная (или термическая) сварка – процесс, в котором источником тепла является термит (порошкообразная смесь окалины железа, магния и алюминия).

В процессе горения термита в месте проведения работ оплавляются кромки соединяемых деталей. При этом он выступает источником как жара, так и присадочного материала.

Когда используется такая сварка, термит может воспламеняться самостоятельно. Во время его горения выделяется кислород, что позволяет использовать указанный метод при сваривании в условиях вакуума или в среде, заполненной негорючими газами. Термосварка помогает получать поток тепла, температура которого достигает 2400-2700°С.

Преимущества и недостатки

Сварка при использовании термита имеет свои преимущества и недостатки.

К достоинствам данного процесса можно отнести следующее:

  1. Благодаря термитному веществу обеспечивается качественный шов на соединении.
    Стык обладает повышенной прочностью и долговечностью. Если присутствует алюминий, то это обеспечивает минимальный риск возникновения коррозии.
  2. Экономность.
    При эксплуатации оборудования не нужно тратить большое количество электроэнергии.
  3. Легкость.
    Сваривать сталь, алюминий, чугун и другие металлы может абсолютно любой человек, даже новичок в сварочной сфере. Рабочий процесс занимает немного время, проводится компактным инструментом, с возможностью хранить его у себя в квартире либо в доме.

Недостатки термитной сварки выражаются в следующем:

  1. Чтобы осуществить такого рода сварку, необходимо выполнить дополнительную и подготовительную обработку изделия из металла и кабеля отдельно.
  2. Сварочный процесс не отслеживается, из-за чего проходится использовать бесшовное оборудование, которым умеет управляться лишь опытный профессионал, обладающий аттестацией НАКС.

Практика организации работ в домашних условиях

В бытовом хозяйстве данная разновидность сварки спасает тех, кто не может надлежащим образом реализовать электродуговой метод или соединение газовым расплавом. Обычно в таких случаях используется термит с минимальной температурой – порядка 1300 °C. Этот режим позволяет обеспечить простейший алюминиевый состав, за счет которого можно выполнить ремонт мелких трещин в металлоконструкции, реализовать автослесарные операции или сварить строительную арматуру. Как правило, термитная сварка в домашних условиях выполняется без специальных инверторов. Рабочим инструментом выступит термитный карандаш, при умелом обращении с которым можно добиться прочного соединения.

Зажигание

Термитная реакция с использованием оксида железа (III)

Воспламенение термитной реакции , как правило , требует бенгальского или легко получить ленту магния, но может потребоваться постоянные усилия, поскольку зажигание может быть ненадежным и непредсказуемым. Эти температуры не могут быть достигнуты с помощью обычных черных порошковых предохранителей , нитроцеллюлозных стержней, детонаторов , пиротехнических инициаторов , или других общих разжигая веществами.

Часто полоски магния металла используются в качестве предохранителей . Поскольку металлы сжигают без освобождения охлаждающих газов, они потенциально могут гореть при очень высоких температурах. Реактивные металлы , такие как магний могут легко достигать температуры достаточно высокие для термитной зажигании. Магний зажигания остается популярным среди любительских пользователей термитной, главным образом потому , что она может быть легко получено.

Помимо возгорания магния, некоторые любители также предпочитают использовать бенгальские для воспламенения термитной смеси. Они достигают необходимую температуру и обеспечить достаточное количество времени , прежде чем точка горения достигает образец. Это может быть опасным методом, так как железо искры , как полоски магния, сжигают на тысячи градусов и может зажечь термит , даже если сам бенгальский не находится в контакте с ним. Это особенно опасно с измельченным в порошок термитной.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Аналогичным образом , тонко измельченной термит может быть воспламеняется от кремень искры зажигалки , как искры горящего металла (в данном случае, высокой реакционной способностью редкоземельных металлов лантана и церия ). Таким образом, это небезопасно , чтобы нанести легкую близко к термиту.

Процесс приготовления

Термитная сварка подразумевает под собой наличие специального инструмента.

Что такое термитная сваркаТигель для термитной сварки.

Кроме этого мастеру для проведения работы потребуются:

  • тигель с прикрепленным сливом;
  • термитный карандаш необходим для того, чтобы выполнять сварку термитом в домашних условиях. Он не нуждается в подогреве, обжиге либо плавлении. После того, как оборудование будет подключено к сети, можно начинать работу;
  • крепежные элементы для свариваемых деталей, чтобы поддержать и скрепить их;
  • пила для металла, горелка для сварочного аппарата, термометр и другие предметы, которые могут понадобиться для работы.

Схема сварочной работы с термитом для рельсов, кабелей и других элементов может выглядеть следующим образом:

  • дуплексом;
  • впритык;
  • смешано;
  • с промежуточным вливанием.

Сварочный процесс при помощи термита применяется в тех случаях, когда необходимо прикрепить друг другу разные поверхности, катодные и дренажные выводы или другие схожие детали. Прежде чем начать сваривать металл, сами детали необходимо обжечь в печи.

Чтобы сварить рельсы, стрелочные механизмы и другие детали, можно воспользоваться смешанной технологией. Она соединяет в себе сварку впритык и вливанием. Прежде чем начать процесс, свариваемую часть необходимо защитить стальной пластиной с помощью пресса.

На этом месте возникнет зазор, куда и вливается термит жидкой консистенции. После того, как он застынет, шов подвергается обработке и свариванию.

https://youtube.com/watch?v=kuydZx-ckTs

В культуре [ править | править код ]

В романе «Изгнание владыки» (1946) так описывается термитная смесь:

Продолжение статьи ,,Литье». Если Вы думаете, что в домашних условиях сталелитейное производство не возможно, то Вы крепко ошибаетесь. Любая техническая задача всегда имеет множество вариантов решений. А значит всегда можно найти приемлемый вариант решения для любых условий. Для литья стальных (железных, чугунных) изделий не обязательно наличие сталеплавильных или доменных печей, все можно сделать намного проще, например, с помощью термитной реакции. Термитное литье и сварка в 20-40 годах двадцатого века были довольно распространенным занятием. Была даже профессия ,,Термист». Для ремонта и сварки крупногабаритной техники, для получения отливок-заготовок и изготовления изделий методом точного литья под давлением. Кстати, в романе ,,Щит и меч» советский разведчик Иоган Вайс имел, заодно с другими профессиями: шофер, яхтсмен (подрывник, террорист, диверсант) еще и профессию термист. В романе сказано, что он довольно часто применял свои навыки именно в этой профессии при ремонте немецкой автотехники. Но в самых свободных странах: ,,Где так вольно дышит человек. » сразу после запрещения особо больших (или только особо толстых?) кухонных ножей и детских рогаток, заодно (на всякий случай) забыли и о способах применения пиротехники в мирных целях. Поэтому термитное литье и сварка не наиновейшее откровение свыше, а лишь хорошо забытое старое. С традициями и отработанной до мелочей техникой безопасности. Термиты это механические порошкообразные смеси окислов металлов с алюминиевыми или магниевыми опилками. При поджигании смеси алюминий (магний) сгорают и заодно отнимают кислород у окиси металла. Каждая термитная смесь, а их великое множество, имеет свои особенности и поэтому, не получив соответствующего образования, экспериментировать с самодельными, термитными смесями не стоит. Может закончиться очень плачевно, где выжженные глаза и оторванные руки покажутся наилучшим вариантом из всего списка возможного. Поэтому изучим только две термитные смеси на основе окиси железа с алюминием или магнием. Железоалюминиевый термит это порошкообразная смесь алюминиевых опилок (22 процента) с железной окалиной (78 процентов по весу). Подожженная смесь сгорает о формуле: Fe2O3 +2Al=Al2O3+2Fe+18500кал В результате реакции выделяется расплавленное железо, окись алюминия и теплота. Выделившейся теплоты от сгорания термита хватает, чтоб расплавить еще процентов тридцать, сорок порошкообразного железа в смеси. Но обычно, более десяти процентов добавок не делают. Вот эти-то добавки и позволяют получать расплавленный металл с любыми, заранее задуманными свойствами. В простейшем варианте для увеличения выхода расплавленного металла, добавляют железные опилки.

Популярные статьи  Часть, находящаяся под напряжением (токоведущая часть): что это такое, определение, примеры

Термит или «Реакция Гольдшмидта» своими руками

В статье будет приведен пример очень интересного химического опыта, с помощью которого можно научиться сваривать металл химическим путем. Эта реакция называется еще «Реакцией Гольдшмидта». Такое явление было открыто немецким химиком по имени Гансо Голдшмидт. В этой экзотермической реакции окись железа Fe2O3 взаимодействует с металлическим алюминием. В результате мощной реакции образующийся металл раскаляется добела и плавится за пару секунд.

Инструменты и материалы для самоделки: — мелкозернистый оксид железа (минимум 80 грамм);— мелко измельченный алюминий в размере 26 грамм (размер частиц должен быть 250 микрон);— металлический контейнер (подойдет пустой баллон из под газа);— стальная пластина с форматом A4 и толщиной 19 мм;— картонная трубка.Для создания зажигательной смеси будет необходим магний (подойдет кусок или порошок) — глицерин или перманганат калия. Еще нужен чистый и сухой огнеупорный песок, это может быть AL2O3 или . Из инструментов понадобится молоток, шприцы, два шлакоблока или кирпич.

Переходим к процессу:

Шаг первый. ПодготовкаСперва нужно взять стальную пластину, сверху размещаются шлакоблоки или кирпичи

Важно не забывать о правилах противопожарной безопасности. Далее нужно смешать металл, для этого понадобится небольшая емкость, которую можно закрыть

Нужно смешать 80 грамм оксида железа с 26-ю граммами алюминиевого порошка. Емкость нужно закрыть и все смешать, в итоге порошок должен быть однородного цвета.

Если реакция не началась сама по себе, нужно поджечь ее принудительно. Для этого нужно нагреть металлический прут и коснуться им смеси. После этого нужно сразу отойти на безопасное расстояние. Если даже спустя 5 минут реакции не произошло, попытку активации смеси раскаленным прутом нужно повторить.

Шаг третий. Реакция Если все сделано верно, то начнется химическая реакция

При этом выделяется огромное количество тепла и света, так что здесь важно иметь хороший огнетушитель и находится на безопасном расстоянии. Не следует смотреть на открытый источник пламени, так как можно испортить зрение

Шаг четвертый. Заключительный этап работПосле того как реакция закончится, металл начнет остывать и затвердеет, теперь нужно дождаться его полного охлаждения. Как правило, на это уходит примерно 30 минут. Затем цилиндр для литья можно удалять.

После извлечения из формы результата реакции, нужно воспользоваться молотком, чтобы разбить наружную оболочку. Ну а далее будет видно блестящий на свету самородок, из которого можно изготовить какую-то интересную самоделку, к примеру, украшение.

Если порошок поместить в какую-то форму, то можно, таким образом, сразу отлить предмет нужной геометрии.

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Общие сведения и состав

Химические термиты относятся к группе унитарного топлива, в равномерных пропорциях содержащего горючие компоненты и окислитель. Специфика такой смеси обуславливает ее способность возгораться даже без доступа к воздуху. Характеристики и свойства термитной смеси позволяют ставить ее в один ряд с бикфордовым шнуром и порохом. Однородные составы могут изготавливаться и в газообразном виде. Для этого используется комбинация подходящего газа и воздуха. Такие вещества предусматривают более высокие требования к условиям эксплуатации и содержанию, поскольку обладают значительной взрывоопасностью.

Области использования

Как упоминалось выше, термитная сварка применима в полевых условиях или в случае других экономически невыгодных традиционных методов.

Этот метод соединения металлов нашел применение при ремонте железнодорожных путей, кабелей связи или электрических кабелей. Что такое термитная сварка

Сварка алюминотермических рельсов, в принципе, единственный способ быстро провести ремонт с минимальными затратами.

Но в производстве также применяется термитная сварка деталей. Этот способ соединения особенно актуален при изготовлении крупногабаритных деталей: лопастей речных и морских судов, коленчатых валов автомобилей и других.

Популярные статьи  Расчет времени работы от аккумулятора

Термит также широко применяется при ремонте крупного оборудования в металлургии и металлообработке: прокатных станов, валов роторов, кузнечных прессов и др.

Использование в быту

Для этого используется карандаш с температурой горения не менее 1300 ° С, при соблюдении технологических нюансов достигается довольно прочное соединение крупных деталей. Разнообразие термосмесей позволит мастеру добиться высокого качества и долговечности при ремонте.

При выполнении работ необходимо строго соблюдать меры безопасности:

  • защита лица и рук обязательна;
  • горящий термит выделяет много тепловой энергии и яркого света, поэтому необходимы тонированные очки.

Мамонов К.И., образование: ПТУ, специальность: сварщик 6-го класса, стаж работы с 1999 года: «Не стоит рисковать своим здоровьем и самостоятельно варить термитную смесь в гараже или дома — последствия могут быть весьма плачевными».

Технологические особенности

Термитная или порошковая сварка ГОСТ 2601-84 – это вид варочных работ, при которых в качестве источника тепла служат термиты, используется для соединения рельсов, ЭХЗ и т. д. Термит – это порошкообразная смесь из различных металлических материалов, в частности, алюминия и магния и окалины железа.

Существуют такие виды термитной сварки:

  1. Тигельная (алюминиевотермитная);
  2. Муфельная.

Тигельная используется для создания контуров заземления и при соединении электрических кабелей небольшого диаметра. Технология подразумевает использование термитной смеси в соотношении алюминий / железо в пропорциях 23 / 70. При полном сгорании термита выделяется железо, которое и используется для соединения между собой стыков. Сам процесс горения зависит от размера зернистости термитного порошка. При работе с медью или другими соединениями иногда в состав порошка вводят соединения других металлов для увеличения прочности шва.

Что такое термитная сварка
Фото — работа на рельсах

Алюминиевая применяется при необходимости создать на поверхности определенной конструкции наплавку, для ремонта трамвайных рельсов или при работе с хрупкими материалами. Одним из ключевых достоинств такой технологии является возможность сваривания чугуна бесстыковым методом.

Что такое термитная сварка
Фото — принципиальная схема

В то же время, тигельная сварка не может использоваться для соединения алюминия, поэтому здесь применяется муфельная. Особенность муфельной работы такова, что при непосредственном контакте высокие температуры плавления термитов способствуют тому, что определенные участки алюминиевых соединений испаряются. Поэтому для создания таких креплений необходимо применять накладки или термитные патроны. Эти патроны значительно облегчают работу с проводами одножильного и многожильного типа. Они представляют собой наконечник, оснащенный металлическим кокилем. Отличие муфельного типа от тигельного в том, что в процессе работы не появляются продукты сварки жидкого типа. Магний под воздействием высоких температур не растекается по соединяемой поверхности, а впитывается в неё, образуя бесшовное соединение.

Что такое термитная сварка
Фото — шов

Для кабелей из алюминия перед выполнением термитной сварки требуется воздействие флюса. Он растворит оксидную пленку, препятствующую свариванию отдельных частей алюминия, но могут вызвать ржавление проводов. Поэтому профессионалы крайне редко используют эту методику. Для соединения такого вида кабелей применяются кокили или присадочные прутики, в которые вставляются концы проводов и нагреваются до нужной температуры.

Что такое термитная сварка
Фото — виды термического воздействия

Сварка термитом, в состав которых входит магний, используется для обработки проводов малого сечения (телефонных, интернет-кабелей), различных электрических соединений и т. д. Для создания термита требуется около 20 % магний или алюминия в смеси и 80 % железа (его окалины). При этом, главным источником кислорода в процессе является окись железа, а тепло выделяется чистым металлом.

Достоинства:

  1. Простота. Эта технология соединения стыков стали, алюминия, чугуна и других металлов может использоваться даже новичками в сварочном деле. Работы не занимают много времени и проводятся компактным оборудованием, которое удобно хранить дома;
  2. Термиты обеспечивают отличное качество соединений. Стыки прочные и долговечные. При работе с алюминием для уменьшения коррозийных процессов используются флюсы типа ВАМИ;
  3. Доступность. Оборудование для термитной сварки не нуждается в большом количестве электрической энергии.

Что такое термитная сварка
Фото — термитная смесь Но у этого вида сварочных работ есть и определенные недостатки:

  1. Для осуществления данного типа сварки потребуется вспомогательная и подготовительная обработка металлоконструкций и кабелей;
  2. Процесс сварки невозможно отследить, поэтому работать бесшовной техникой смогут только профессионалы с аттестацией НАКС.

Применение термитной сварки в трамвайных хозяйствах

Сварка стыков рельсов радикально решает проблему борьбы с блуждающими токами, которые наносят значительный ущерб подземным металлическим коммуникациям.

Бесстыковой путь дает возможность уменьшить экономические затраты по текущему содержанию пути, позволяет увеличить скорость движения рельсового транспорта, уменьшает шум и удлиняет срок службы подвижного состава.

Рассматривая применяющиеся в настоящее время различные способы сварки стыков рельсов — электроконтактный, электрошлаковый, газопрессовый, ванный, электродуговой с приваркой накладок и подкладок и термитный, — нельзя не отдать предпочтение последнему, у которого такие преимущества:

1) удобство, маневренность применяющейся оснастки; 2) возможность применения без электроэнергии; 3) высокая производительность; 4) достаточная прочностная характеристика.

Термитная сварка позволила к 1953 г. в Москве и Ленинграде иметь в трамвайных путях бесстыковые соединения.

В трамвайных хозяйствах многих городов отдается предпочтение термитной сварке стыков рельсов. За последние 25—30 лет термитная сварка претерпела небольшие качественные изменения.

Из всех способов термитной сварки — кузнечного, промежуточного литья, комбинированного, «дуплекс» — получил широкое распространение способ промежуточного литья.

С 1950 г. применяется модернизированный способ промежуточного литья — «единый» способ, который хотя и не дает провара по всему сечению рельсов, но благодаря простоте всего технологического процесса позволил расширить внедрение термитной сварки в трамвайных путях.

В связи с массовым применением термитной сварки на транс порте появилась потребность как в качественном улучшении сварного стыка — получение плотного стыка с хорошим проваром и постоянством химического состава термитной стали, так и в изменении количественных характеристик — повышение производительности, уменьшение расхода материалов и т. д.

Помним о безопасности

Термитная сварка хоть часто применяется, но достаточно опасна

Популярные статьи  Что целесообразнее, 4х16 сип или 5х6 медь для подключения обогрева теплиц от дома?

Все-таки при контакте с химическими элементами важно внимательно следить за всем процессом

На что обратить внимание?

  1. Храните порошок в сухом и тёплом помещении. Поскольку, влага и сырость отрицательно влияют на его состав.
  2. Начинать процедуру можно только тогда, когда температура больше 10С.
  3. Перед процессом не забудьте очистить, а если надо то обезжирить соединительные зоны.

Выполнить такую работу несложно

Важно придерживаться всех мер предосторожности. Тогда получится прочный высококачественный шов

В чем состоит суть термитной сварки

Многие часто спрашивают, что такое термитная сварка и для чего ее используют? Чтобы понять это, стоит рассмотреть его основную суть. В процессе сварки используются специальные порошковые составы, которые при горении выделяют большое количество тепловой энергии. Эти смеси металлов часто называют термитами.

Термическая сварка — это процедура, при которой свариваемый элемент нагревается до состояния полужидкого вещества, но при этом с помощью специального порошка плавится в единый состав. Обычно используется порошок, состоящий из железа и алюминия.

Когда эти элементы смешиваются на основе алюминотермической реакции, в зоне сварки образуется высококачественный катализатор. Основная суть этого процесса состоит в том, что при нем химическим методом полностью восстанавливается металл из соответствующего оксида.

Примечание! Сварка изделий осуществляется за счет воздействия расплавленного металла термитов и сильного нагрева по краям, которые начинают активно плавиться на свариваемом участке. Наполнителем в данном случае выступает термит.

В процессе термической сварки появляется мощный тепловой поток с показателем температуры 2400-27000С, он выполняет функции горелки при газовой сварке или электрода при электродуговой сварке. Главная особенность этой технологии в том, что термитный термит способен самовоспламеняться.

Это связано с наличием в составе порошка кислорода, который выделяется при химической реакции из оксида железа. Именно эти методы позволяют выполнять термическую сварку в среде, заполненной негорючими газами, например углекислым газом, и даже в вакууме.

Виды термитной сварки

Сварка, во время которой применяется специальный порошковый термит из алюминия и железа, может производиться при помощи тигельного и муфельного способа. Первый способ также имеет другое известное название — алюминотермитная сварка. Она часто используется при установке заземляющих контуров, металлических конструкций.

Стоит отметить! Перед проведением сварки делается термит из оксида железа и алюминиевого порошка в пропорциях 70:23. Во время его сгорания стыки деталей соединяются расплавленным железом, который восстанавливается из окалины.

Алюмотермитная сварка часто применяется при проведении ремонта поврежденных поверхностей методом наплавки. Главное преимущество данной технологии состоит в возможности сваривании чугунных элементов без образования стыков. Но ее невозможно применять для наложения швов на алюминиевые изделия, в этих случаях стоит использовать муфельный сварочный процесс.

При проведении термитной сварки своими руками оказывается высокая температура, которая вызывает сильное расплавление алюминия, в результате этого он начинает испаряться. Муфельная технология проводится с использованием термита на основе магния, при повышенных температурах он не растекается, а впитывается в поверхность и образует ровный шов.

Карандаш для термитной сварки

В быту применяется специальный карандаш, при горении которого образуется температура не меньше 1350°C. Если использовать его в соответствии с имеющейся инструкцией, получается прочное соединение даже крупных деталей.

Такие карандаши имеют разные составы, поэтому перед покупкой мастер должен знать, для каких целей будет применяться указанный метод сваривания.

Полуавтоматическая термическая сварка: технология

Использование данной технологии подразумевает использование специальной проволоки, которая с помощью автоматической системы аппарата подается в рабочую зону, где быстро расплавляется и позволяет обеспечить прочность соединения. В качестве защитного газа может использоваться аргон и СО2. Основное назначение такого газа — это защита сварочной ванны от воздействия воздуха, который может существенно ухудшить качество соединения металлов.

При полуавтоматической технологии используется специальное оборудование, которое позволяет быстро расплавлять кромки. При этом данная технология отличается простотой и может выполняться как профессиональными специалистами, так и обычными домовладельцами при необходимости им выполнить прочное соединение элементов. Даже обычные домовладельцы смогут с использованием таких полуавтоматических аппаратов провести сварку, обеспечив максимальное качество выполненного соединения.

Аргонодуговая сварка

Такой вид термической сварки подразумевает использование вольфрамовых электродов, которые заправляются в горелку. При выполнении соединения такой электрод с помощью автоматической системы подается в пламя горелки, расплавляется и стекает в шов, гарантируя соединение на молекулярном уровне. Для защиты сварочной ванны от негативного воздействия кислорода используется аргон, который предотвращает появление окислительной пленки. Аргон поступает из подключенного к горелке баллона со сжатым газом. Регулируют подачу аргона при помощи редуктора, выставляя его на определённое положение, в зависимости от конкретной разновидности металлических элементов.

Преимущества и недостатки применения термитного карандаша

К основным достоинствам карандаша для сварки металла относятся:

  • Возможность работать в самых стесненных, труднодоступных местах.
  • Энергонезависимость — не требуется источников электроэнергии или газа.
  • Малогабаритность — помещается в карман спецодежды.
  • Для работы не требуется долгого обучения и специальных навыков.
  • Может работать как в условиях мастерской, так и в полевых условиях.
  • Термостойкость шва — до 180 °С, что делает приспособление незаменимым при ремонте домашней утвари и посуды.
  • Дешевизна.

Что такое термитная сварка

Применение сварочного карандаша

Кроме достоинств, как и у любого реально используемого метода сварочных работ, имеются и недостатки:

  • Качество шва ниже, чем при электро- или газосварке.
  • Не подходит для выполнения больших объемов работ.
  • Высокий расход материала.

Сочетание достоинств и недостатков делает метод прекрасно подходящим для мелкого оперативного ремонта.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: