Термитная сварка: применение, технология, особенности

Содержание

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.

Область применения

Чаще всего к технологии термитной сварки на основе алюминиевой пудры прибегают в случаях наплавки на элементы конструкций, при необходимости соединения чугунных или других хрупких сплавов. Метод идеально подходит для ремонта ЖД путей: он недорогой, выполняется достаточно быстро и обеспечивает прочное соединение с длительным сроком службы. Все операции по свариванию железнодорожных рельсов проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ Р 57181-2016.

Термитная технология востребована и в других областях производства. К примеру, в машиностроении это наиболее приемлемый вариант в изготовлении гребных винтов для большегрузных морских судов. Большинство коленвалов автомобильного транспорта сделаны с применением данного метода. На предприятиях, связанных с металлообработкой, термитная сварка применяется в ремонте прокатных станов, роторных валов и целого ряда иного крупногабаритного оборудования и оснастки.

Еще одна важная область, где применяется данная технология – энергоснабжение и передача данных. В линиях связи и транспортировки электричества нередко используются кабели большого диаметра. Для их ремонта и прокладки новых магистралей прибегают к термитной сварке. Расходный материал для таких случаев производится их магния.

Сварщик термитной сварки (3-й разряд)

3-й разряд
Характеристика работ. Термитная сварка сложных сооружений и деталей; рельсовых железнодорожных и трамвайных путей на специализированных установках. Определение массы термита для сварки; определение качества сварки. Отделка и проверка пути после сварки стыка. Взвешивание отдельных компонентов и составление термитной смеси по рецептам. Испытание пробных порций термита. Наладка механизмов на требуемый размер зерна.

Должен знать: устройство и способы регулировки машин, аппаратов, сеялок, дробильных, дозирующих и смесительных устройств при термитной сварке; назначение и способы применения термита; правила складирования и хранения термита, термитной смеси и отдельных компонентов; марки и сорта применяемых материалов; процентный состав термитной смеси; правила подбора сит (по размеру зерен или частиц); правила составления сертификата.

Сфера применения термитной сварки

Этот метод используется как для соединения разных деталей из стали, чугуна и хрупких сплавов, так и для выполнения наплавки при проведении ремонтных работ.

Применяется он в машиностроении, на металлургических, судостроительных и металлообрабатывающих предприятиях и т.д.

Сфера применения

Термическая сварка незаменима в таких ситуациях, как:

  • ремонт и восстановление крупногабаритного оборудования, например прокатного стана, кузнечного пресса и т.д.;
  • создание крупных деталей и сложных конструкций в разных отраслях (элементов судов, коленвалов для моторов и др.);
  • производство стержней для гидростанций, дамб;
  • соединение рельс и арматуры крупного диаметра;
  • сварка тросов, кабелей и т.д.

Алюминиевая пудра
способы сварки
стыковых соединений рельсов

Процесс

Для проведения термитной сварки требуется специальное оборудование. Это:

  1. Тигель, оборудованный сливом;
  2. Термитный карандаш. Очень удобное приспособление для выполнения работ дома. Его не нужно подогревать, обжигать или переплавлять. После включения в сеть устройство уже готово к работе;
  3. Приспособления для поддержки и зажима свариваемых конструкций;
  4. Резак, пила по металлу, горелка для инвертора, термометр;
  5. Прочие дополнительные инструменты (абразивный круг, металлическая щетка).

Рассмотрим пример, как проводится сварка термитами на алюминиевой основе. Для воспламенения такого порошка необходима минимальная температура 1300 градусов. Под её воздействием металлические конструкции испаряются, на их поверхности образуются микротрещины. Нагретый алюминий способен не только восстановить металл, но и обеспечить плотное и долговечное соединение отдельных частей. Соединяемые части фиксируются в форме, которую можно сделать из подручных средств или купить в специальном магазине. Обрабатываются детали выбранным видом сварки, остужаются и зачищаются.

термитный порошок
Фото — термитный порошок

Термитная сварка для рельсов, кабелей и т. д. бывает следующих типов:

  1. С промежуточным литьем;
  2. Впритык;
  3. Комбинированная;
  4. Дуплекс.

Во время промежуточного литья термитный порошок под воздействием высоких температур становится жидким металлом. Смесь, выработанная плавлением имеет такие же характеристики, как и её твердая (порошковая) форма. Во время этого соединяемые части отдельной металлоконструкции фиксируются в специальной форме. Термит заливается в неё, благодаря чему происходит оплавление и соединение металлических частей. Нужно отметить, что схема дуплекса очень похожа на промежуточное литье. Процесс идентичен за исключением того, что после заливки термита в форму и его застывания, полученный стык дополнительно прессуется.

сварочный процесс
Фото — сварочный процесс

Сварка термитами стыков впритык используется для соединения различных пластин, катодных и дренажных выводов, и других подобных элементов. Перед началом работ части конструкции обжигаются в печи, при этом, термит обжигается в другом тигле. После металлоконструкции обжимаются прессом и свариваются обожженным термитным порошком. Методика подразумевает тщательную обработку кромок и торцов пластин, поэтому она редко используется в домашних условиях.

Для сварки рельс, стрелочных механизмов и т. д. используется комбинированная техника. Здесь сочетается сварка впритык и под литьем. Перед началом работ рельсы обрезаются для создания острых кромок. Между отдельными частями рельсов устанавливается стальная пластина, которая вжимается в них при помощи мощного пресса. Соответственно, на этом месте образуется небольшой зазор, в который под давлением заливается жидкий термит. После его застывания шов дополнительно обрабатывается и сваривается.

форма для рельсов
Фото — форма для рельсов

Использование в быту

Для такого использования применяют карандаш, с температурой горения не ниже 1300 0C, при соблюдении технологических нюансов получается довольно прочное соединение крупногабаритных деталей. Разнообразие термических смесей позволит домашнему мастеру добиться высокого качества и прочности во время ремонта.

При выполнении работ надо строго соблюдать меры безопасности:

  • обязательна защита лица и рук;
  • при горении термита высвобождается большая тепловая энергия и яркий свет, поэтому нужны затемненные очки.

К. И. Мамонов, образование: ПТУ, специальность: сварщик 6-го разряда, опыт работы с 1999 года: «Не стоит рисковать своим здоровьем и самостоятельно приготовить термитную смесь в гараже или дома — последствия могут быть довольно плачевные

Как изготавливается термитная смесь

В большинстве случаев термитная смесь представлена фасовкой цилиндрической формы. Такие «колбаски» изготавливают под конкретно взятые работы. Универсального термита не существует. А если и используется первый попавшийся под руку термит, то есть высокая вероятность получения некачественного шва.

Дело в том, что при использовании термита необходимо рассчитать, чтобы расплава точно хватило на соединение стыкуемых поверхностей. Объема термитной смеси должно быть не больше и не меньше, чем того требуется в конкретно взятом случае.

Для получения термита нужны 3 компонента:

  1. Оксид железа (около 40%)
  2. Алюминий (около 40%)
  3. Легирующая присадка (около 20%)

Все ингредиенты должны быть представлены мелкодисперсным порошком. Чем тоньше помол термита, тем на более качественном уровне будет протекать алюмотермическая восстановительная реакция.

Читайте также:  Магнитная порошковая дефектоскопия

  • В качестве оксида железа принято использовать отходы металлургического производства. При создании отливок и термообработке заготовок на поверхности металла образуется корка. Это и есть оксид железа в чистом виде.

Разумеется, для изготовления качественного термита первичный оксид железа подвергается дополнительной обработке. Потенциала сырой окалины недостаточно, чтобы обеспечить эталонные условия для протекания термической реакции в бескислородной среде.

В данном случае окалина проходит дополнительную термообработку в условиях интенсивного окисления.

  • Для получения мелкодисперсного алюминиевого порошка используется запатентованная технология. Обычно алюминий получают методом мелкоабразивной шлифовки и хонингования. Таким же образом производят и легирующие присадки.
  • Касательно легирующих компонентов, они добавляются в смесь по мере необходимости, в определенном количестве и определенном составе.

Термит можно приготовить и без легирующих присадок, но в этом случае шовное соединение будет не таким надежным и долговечным. При сварке элементарным термитом, так называется чистая термитная смесь, без присадок, оксид железа и алюминий берутся из расчета 1:1.

При сварке термитом конструкций из нержавеющей стали в роли легирующих компонентов чаще всего используются ферротитан и феррованадий. В данном случае легирующие компоненты значительно повышают прочностные характеристики шва, что позитивно отражается на надежности и долговечности всей металлоконструкции.

Виды и используемые составы

Термитная сварка делится на 2 основных вида:

  1. Тигельная (алюминиево-термитная). Первый подвид используется для соединения кабелей и проводов небольшого диаметра. Термит на 70% состоит из железа и на 25% – из алюминия. Когда он сгорает, оставшееся железо образует надежное соединение. Второй подвид применяют для выполнения наплавки при восстановлении рельс. Он позволяет сваривать чугун бесстыковым способом, но для работы с алюминиевыми деталями не подходит.
  2. Муфельная. Здесь используют термит на основе магния. При его сгорании происходит не растекание, а впитывание состава в стык. Так образуется бесшовное соединение.

Существуют разные техники применения такого вида сварки:

  1. Встык. Проводят зачистку стыков соединяемых деталей, после чего их оборачивают термитной пленкой. Когда металл из тигля расплавляется, он заполняет зазор и сдавливает поверхности между собой.
  2. Промежуточный. Применяют, когда надо соединить детали в нужном ракурсе. При этом предварительная подготовка поверхностей не требуется. Расплавленный состав заполняет расстояние между деталями и застывает.
  3. Комбинированный (объединяет 2 предыдущих варианта). Используют для ремонта рельс: сначала их соединяют встык, затем повторно проваривают образовавшийся шов.
  4. Дуплекс. После заливки металла в стык проводят его опрессовку.

Используемые составы

Чаще всего используются термиты, которые состоят в основном из железа и на 25% из алюминия, но могут применяться и другие компоненты (флюсы, присадки, железная обсечка).

Существуют такие комбинации элементов:

  • на 31% из магния;
  • на 31% из титана;
  • на 43% из кальция;
  • на 21% из кремния.

Остальная часть смесей состоит из оксида железа.

Состав смеси зависит от того, где будет применяться термическая сварка. Для работы с рельсами используют специальный термит.

При соединении легированных сталей в термит добавляют присадки из ферротитана или феррованадия. Для сварки чугуна в смеси обязательно должен быть кремний. Выбор правильного состава позволяет получать качественное соединение.

Составы

Как было уже указано выше, железоалюминиевая термитная сварка стала наиболее популярной. Основная масса термита представлена оксидом железа. Алюминия в смеси всего 25%, но можно встретить в составе и дополнительные компоненты. Добавляют флюс, легирующие присадки и железную обсечку. Горение термита и плавление смеси происходит магнезитовом тигле. Помимо алюминия возможно комбинирование следующих элементов:

  • Магний (31%) и оксид железа (69%).
  • Кальций (43%) и оксид железа (57%).
  • Титан (31%) и оксид железа (69%).
  • Кремний (21%) и оксид железа (79%).

Припайка проводов

В зависимости от области применения сварки, готовятся различные виды смесей. Железная окалина и алюминиевый порошок дают элементарную смесь. Необходимо строго соблюдать пропорции. Для соединения и ремонта на железной дороге создается специальный рельсовый состав. При алюминотермитной сварке в шихту вводится стальной наполнитель, который состоит из ферромарганца и графитной стружки. Легированные стали соединяются с помощью особого состава. В нем присутствуют присадки из ферротитана или феррованадия.

Чугунные изделия, как правило, к сварке предъявляют особые требования. Так, в составе термита для чугуна в обязательном порядке должен присутствовать кремний. При соблюдении технологии можно получить достаточно качественное и прочное соединение. Марганец в таких присадках не применяется.

Необходимое оборудование

Хотя технология проведения термитной сварки не отличается сложностью, для ее выполнения все равно надо иметь следующее оснащение:

  1. Тигель. Его делают из тугоплавких металлов или керамики и оснащают устройством, обеспечивающим безопасный слив расплава.
  2. Форму и матрицу для создания отливок. Они могут быть одно- или многоразовыми. Для ограничения области расплава и недопущения его растекания по поверхности используют специальную глиняную обмазку.
  3. Тиски или струбцины. Ими фиксируют и сжимают свариваемые детали.
  4. Термитный состав, патрон или карандаш.
  5. Инструменты для зачистки соединяемых поверхностей и полученных швов.

Необходимое оборудование

Способы термитной сварки и их характеристики

Существует четыре основных метода соединения металлов:

  1. Соединение встык. С технологической точки зрения, данный способ самый сложный и трудоемкий, так как требует тщательной зачистки поверхностей, которые будут соединяться. Существует необходимость применения термальной пленки, которой оборачивают стыкуемые детали. Это важное условие для предотвращения температурной деформации. Термит сжигается отдельно, после чего расплавленный состав заливается на стык и детали сильно сжимаются между собой для получения хорошего и прочного шва.
  2. Промежуточное литье. Данный способ принято считать самым простым и доступным. Он применяется, если детали закреплены в одном положении. В таком случае расплавленная термитная смесь просто заливается в промежуток между ними. Оплавление кромок приводит к их деформации и образованию неразъемной металлосвязи.
  3. Комбинированный метод. Это способ, соединяющий в себе особенности промежуточного литья и литья встык. Используется при соединении рельсов. Производится хорошая зачистка торцов, после чего между ними вставляются тонкие стальные пластины. Рельсы сильно сжимаются, а в зазор между ними заливается расплавленный термит. После полного остывания швы обваривают еще раз по всему периметру.
  4. Дуплекс. Это разновидность промежуточной сварки. Дополнением после внесения расплавленной смеси является интенсивное сжатие деталей.

Правила безопасности

Несмотря на то, что данная технология достаточно проста в применении, все же работа с химически активными составами – опасна. Поэтому, выполняя сварочные работы, необходимо строго соблюдать все правила и требования техники безопасности. Во-первых, хранить порошки надо исключительно в сухих и хорошо отапливаемых помещениях, поскольку сырость и влага могут негативно сказаться на состоянии составов. Непосредственно сам процесс соединения термитами должен осуществляться с использованием только сухих порошков. Выполнять процедуру можно лишь при температуре от 10 °С. И еще одно обязательное условие – это очистка и обезжиривание участков соединения.

В заключение отметим, что такая процедура, как термитная сварка, не отличается особой сложностью. Самое главное, как и в других видах сварочных работ, строго соблюдать все требования, предъявляемые к этому процессу. И тогда, результат в виде качественного и прочного шва, несомненно вас порадует.

Термитные патроны

В промышленности используются специальные патроны, обладающие большой мощностью и обеспечивающие требуемую эффективность. Они применяются на открытой местности или в большом помещении. Во время горения термитного патрона работник должен находиться на безопасном расстоянии, чтобы не получить травму от действия высокой температуры.

В таких случаях обязательно используется оснастка, позволяющая надежно зафиксировать соединяемые детали в нужном положении.

Практика организации работ в домашних условиях

оборудование для термитной сварки

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.

Читайте также:  Сварка балок двутаврового сечения

Особенности технологии

Сваривание металлических частей путем применения термита построено на плавлении кромок соединяемых деталей в процессе горения и направления расплавленного металла, полученного вследствие высоких температур.

В кузнечном деле давным-давно применялся довольно интересный способ. В емкость насыпалась сера вперемешку с окалиной. Первая поджигалась и получался расплав металла, который можно было использовать для соединения деталей. Качество, конечно, было не слишком высоким.

Конечно, современная термитная сварка более совершенна. Работает она следующим образом.

Стык соединяемых деталей проливается расплавом, полученным при сгорании термитной смеси в тигле. Температура сгорания очень большая и позволяет быстро расплавить сталь.

Запал смеси происходит электрическим способом или же, если используется порошковая сварка, подрывом пиропатрона.

Технологически термитная сварка проводится в несколько приемов:

  • В стык деталей.
  • Литьем в промежутки (в промежуток между свариваемыми частями).
  • Комбинированный.
  • Дуплекс (два приема сразу).

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.

Карандаш

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

Как готовить термитную сварку

Перед тем как применять данный метод сварки, необходимо выполнить следующие условия:

  • просчитать нужное количество термита так, чтобы его было достаточно для расплавления стыков соединяемых деталей и всех участвующих в химической реакции компонентов;
  • использовать такую сыпучую смесь, чтобы все входящие в нее компоненты имели одинаковую консистенцию, были хорошо перемешаны между собой;
  • сохранять температуру импульса не менее 1350°C.

Активная часть процесса сваривания занимает до 30 секунд. За это время расплавленный металл заполняет зазор между деталями, а остатки смеси образуют шлак.

Описание технологии

При сгорании порошков, входящих в термитную смесь, происходит выделение большого количества энергии. За счет этого оплавляются кромки соединяемых деталей и происходит смешивание расплавленного металла с компонентами смеси, а затем шов кристаллизуется.

Готовить термитную сварку

Чтобы активировать процесс термической сварки, надо поджечь подготовленную смесь. Для этого создается температурный импульс около 1350°C. Его получают при помощи взрыва пиропатрона, электрического разряда или поджигания специального шнура.

В зависимости от компонентов, входящих в состав термитов, температура их горения будет отличаться. Например, наличие алюминия и магния позволяет получать температуру до 2500°C, а хрома – до 3500°C. Это превышает температуру плавления большинства металлов, что существенно расширяет область применения указанного способа сварки. Его преимущество состоит еще и в том, что после поджога термита он продолжает горение даже под водой, поэтому случайно затушить его не получится.

В чем состоит суть термитной сварки

Многие часто спрашивают, что такое термитная сварка и зачем она используется? Чтобы это понять, стоит рассмотреть ее основную суть. Во время сварочного процесса применяются специальные порошковые составы, которые во время сгорания образуют большое количество тепловой энергии. Часто данные металлические смеси называют термитами.

Термическая сварка — это процедура, во время которой происходит разогревание свариваемого элемента до состояния полужидкой субстанции, но в то же время оно сплавляется в целостный состав при помощи специального порошка. Обычно применяется порошок, который состоит из железа и алюминия.

При смешивании данных элементов на основе алюмотермической реакции на области сварки образуется катализатор с высоким качеством. Основная суть этого процесса состоит в том, что во время него из соответствующего оксида химическим методом происходит полное восстановление металла.

Обратите внимание! Сварка изделий производится за счет оказания воздействия расплавленного металла из термита и сильного жара на кромки, которые начинают активно плавятся на свариваемом участке. Именно термит в данном случае выступает в качестве присадочного материала.

При термическом сварочном процессе проявляется мощный поток тепла с показателем температуры от 2400-27000С, оно выполняет функции горелки при проведении газосварки или электрода при электродуговой сварке. Главная особенность данной технологии состоит в том, что порошкообразный термит способен воспламеняться самостоятельно.

Это связано с наличием кислорода в составе порошка, который выделяется во время химической реакции из оксида железа. Именно это способы позволяет проводить термическое сваривание в среде, которая заполнена негорючими газами, к примеру, углекислым, и даже в вакууме.

Особенности сварки

Термитная сварка позволяет проводить работы без использования дополнительного оборудования как с черными, так и цветными металлами, а также со сплавами. Проведение работ занимает мало времени, трудозатраты минимальные, высокая квалификация сварщика не требуется. Шов получается прочный и эстетичный. Использовать метод можно на удаленных объектах, где нет доступа к электричеству или газовым баллонам.

Во время выполнения работ надо следить, чтобы в зону горения шихты не попала вода, иначе может произойти взрыв. Поджигать состав от дуги нельзя. Проводить работы следует при температуре выше -10°C.

Для проводов

Соединять можно как одно- так и многожильные медные или алюминиевые провода, но при этом они должны быть неизолированными. Часто для этих целей применяется соединение при помощи болтов с гайками или скруток, но преимущество термического соединения в том, что в месте стыка снижается сопротивление. Перед началом работ концы проводов очищают от грязи, обезжиривают, после чего обязательно просушивают.

Для проводов

Сварка выполняется с применением термического патрона, в состав которого входят кокиль и вкладыш. Алюминиевые кабели и те, что имеют стальной сердечник, соединяют патроном, у которого вкладыш из алюминия (с него надо ершиком снять оксидную пленку), а кокиль стальной.

Для рельсов

Особенность ремонта рельсов заключается в том, что в большинстве случаев работы выполняются в полевых условиях. Рельсосварочный аппарат имеет достаточно массивные размеры, но альтернативы ему нет.

Сначала подготавливают поверхности рельсовых стыков. Они должны быть ровными, зазор между ними должен составлять 2-3 см. Дальше проводят выравнивание соединяемых элементов и надежно их фиксируют. Устанавливают огнеупорную форму и переходят непосредственно к процессу сварки. Засыпают термитную смесь и поджигают ее одним из доступных способов. Во время ее горения (20-30 секунд) оплавляются края деталей, расплавляется шихта. Около половины ее состава будет приходиться на расплавленный металл, который осядет на дно тигля, а остальное – это шлак (он всплывет вверх).

Для рельсов

Для меди

Часто требуется соединять медные провода. В этом случае термитный патрон отличается от того, что применяется при соединении алюминиевых кабелей. Необходим патрон, в котором имеются медный кокиль и медно-фосфорный вкладыш. На кокиль напрессована термитная шашка, при горении которой выделяется необходимое тепло. В остальном технология ничем не отличается от предыдущих.

В домашних условиях

Если нет возможности воспользоваться электродуговой или газовой сваркой, в быту также можно применять термитный способ. Для этого в продаже есть специальные термитные карандаши, при помощи которых можно как соединять разные детали, так и заделывать небольшие трещины.

При умелом обращении с таким карандашом даже в домашних условиях удается поучать прочное и эстетичное соединение.

Как работают эти приемы

Способ термитного сваривания встык, требует тщательной подготовки соединяемых поверхностей. Потом в зазоре устанавливается термитная пленка. Отдельно от деталей в тиглях готовится расплав, который заливают встык, сами заготовки при этом сжимаются для качественного соединения.

 Сварка железнодорожных рельсов термитной сваркой

Литье в промежуток более простой прием. Расплав готовят путем сжигания термита в отдельной форме и его льют в зазоры между деталями.

Комбинированная технология применяется при сварке железнодорожных рельсов. Торцы сначала зачищают, потом между ними укладывают стальную пластину. При заливании рельсы сжимают и получают качественные соединения.

Дуплекс предусматривает использование термитного сваривания с прессованием соединяемых частей.

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.

Читайте также:  Плазменная сварка: принцип работы установки и в чем заключается сущность работы плазмотрона

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.

работа на рельсах
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.

принципиальная схема
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.

шов
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.

виды термического воздействия
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.

термитная смесь
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.

Безопасность при работах

Т.к. технология отличается применением химически активных составов, надо соблюдать правила безопасности:

  • хранить термит в сухом, отапливаемом и хорошо проветриваемом помещении;
  • доставлять на место проведения работ такое количество смеси, которое будет использовано за 1 смену (остатки возвращают на склад);
  • не проводить работы в дождь или снег;
  • в зимнее время зачищать место вокруг проведения работ в радиусе не менее 50 см;
  • не зажигать шихту от дуги контактного электропровода;
  • надевать защитный костюм сварщика;
  • отходить на 2,5-3 м во время термитной реакции;
  • засыпать вытекший жидкий металл песком при разрыве тигля или формы.

Преимущества и недостатки термитной сварки

Данный вид соединения металлов является востребованным и распространённым. В первую очередь этому способствует короткое время, необходимое для проведения работ, и малые трудозатраты.

Применение термита позволяет получить эстетически привлекательный шов высокого качества. Также стоит отметить, что для применения метода не требуется электроэнергия или газовые баллоны, а значит, возможно, проводить работы на удаленных объектах.

Основной недостаток – высокие требования к технике безопасности и хранению оборудования. Работа со взрывоопасными материалами требует особой подготовки и четкому соблюдению всех правил.

Профессия термитного сварщика

Данная рабочая профессия является не только востребованной, но и хорошо оплачиваемой. В процессе обучения человек изучает термитные смеси, особенности работы с ними, а также технику безопасности во время сварочных работ.

Термитный сварщик должен знать:

  • назначение и компоненты входящие в существующие термитные составы;
  • способы сварки и особенности применения каждого из них;
  • устройство оборудования и особенности работы с ним;
  • последовательность выполнения работ в соответствии с разработанными операционно-технологическими картами;
  • приемы безопасного применения термитных спичек;
  • правила противопожарной безопасности, охраны труда.

Термитная сварка является современным способом соединения деталей. Если соблюдать правила и технологию ее применения, то в результате даже в полевых условиях удастся получить прочный, качественный и эстетичный шов.

Достоинства и недостатки

Отметим основные преимущества, выделяемые в процессе соединения деталей при помощи термита для сварки:

В первую очередь, стоит отметить, что процесс – несложный. Даже если вы не имеете большого опыта в создании швов, то соблюдая все правила и требования, можно качественно выполнить сварочную работу своими руками, к тому же процедура не отнимет много времени.


Термит для сварки способствует высокому качеству соединений, которые отличаются надежностью и долговечностью. Для работы оборудования не нужно большое количество электроэнергии.

Качественная термическая сварка металлов

Из преимуществ такой термической технологии можем выделить следующее:

Термическая сварка

  • Отличные показатели прочности соединения.
  • Низкая трудоемкость работ.
  • Невысокая себестоимость.
  • Минимальный расход металла.

Термическая сварка

Если же говорить о недостатках, то можно отметить следующее:

  • Неровности на поверхности заготовки и наличие оксидной пленки существенно ухудшает качество соединения.
  • Термическая сварка возможна только с металлами, близкими по показателям тугоплавкости.

Что такое сварочный термит?

Сварочные термиты представляют собой порошковые смеси из металлов и их оксидов. Обычно они включают алюминий, магний и другие порошковые металлы с железными окислами в виде окалины, получаемой как технический отход в процессе горячей обработки сталей. Окислы железа служат источниками кислорода, а металлические порошки – источников теплоты. Также в составе термита присутствуют разнообразные присадки, которые вводятся в шихту с целью получения легированных сталей. Эти легирующие элементы способствуют улучшению механических характеристик свариваемого изделия. Чаще всего для термитной сварки сварщики пользуются смесью, состоящей на 20% из алюминиевого порошка и на 80% из железной окалины. Помимо этого допускается введение в термит наполнителя из металла, например, железной обсечки, способствующей увеличению выхода жидкого расплава в ходе реакции.

Сварка термитная

Основным элементом, используемым в термитных смесях в качестве горючего, служит алюминий. Этот металл, обладая повышенной химической активностью, в соединении с кислородом и при соблюдении определенных условий способен легко восстанавливать различные металлы из их окислов. А его большое распространение в земной породе (алюминий занимает третье место по распространенности после кислорода и кремния) позволяет широко использовать восстановительные свойства данного металла в алюминотермии.

Условия для сварки рельс термитом

Чтобы соединение при процессе сварки получилось качественным и крепким, необходимо соблюдать следующие условия:

  • количество порошка термита необходимо просчитать столько, сколько нужно для заполнения металлом формы вокруг рельса;
  • важно, чтобы смесь шихты была тщательно измельчена и перемешана;
  • температура горения зажигательного элемента (шашка, карандаш), как катализатора поджига основной смеси, должна быть не менее 1400°C.

Несмотря на свои незначительные недостатки, термитная сварка может с успехом конкурировать по безопасности и качеству с такими сварками, как электродуговая и газовая. Например, газовая взрывоопасна, а электрическая не исключает поражение электротоком. Да и многое в этих видах сварок напрямую зависит от квалификации самого сварщика. В термитной же, большую роль играет качество смеси и сохранение технологии, а остальное получится само ― собой.

Источники

  • https://strata.su/pro-tehnologii/termicheskaya-svarka-metallov.html
  • https://EuroKafel.ru/delaj-sam/termitnaya-svarka-sostav.html
  • https://www.asutpp.ru/termitnaya-svarka.html
  • https://svarka.guru/vidy/thermo/termitnaya.html
  • https://plavitmetall.ru/%D0%B1%D0%B5%D0%B7-%D1%80%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8/svarka-termitom-gde-primenyaetsya-termitnaya-svarka-chto-takoe-termit.html
  • https://elsvarkin.ru/texnologiya/vidy/termitnaya-svarka/
  • https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/termitnaya-svarka.html
  • https://kangen.ru/raznoe/termitnaya-svarka-eto-2.html
  • https://instanko.ru/elektroinstrument/termitnaya-svarka-eto.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию