Что такое термитная сварка

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Технологические особенности

Что это такое: термическая сварка это метод, при котором используются порошкообразные смеси на основе алюминия и окалины железа, вместо первого компонента используются и другие оксиды металлов. Благодаря аналогичной смеси в месте сварки происходит реакция мгновенного воспламенения с образованием большой температуры, а расплавленные компоненты занимают свободное место в стыке — получается единое целое.

Интенсивный поток с температурой 2,3—2,7 тыс. градусов действует на кромки деталей таким же образом, как сварочная дуга, а индивидуальной особенностью этого метода является самостоятельное воспламенение термитного патрона из-за наличия в составе молекул кислорода. Поэтому это свойство термитной сварки позволяет применять такую методику в любой среде, даже при полном отсутствии воздуха.

Важно! В результате воспламенения термита кромки деталей оплавляются, а расплавленный металл из него играет роль присадки, заполняя свободное пространство.

Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение kandakov » Чт авг 21, 2014 9:30 am

Добрый день форумчане.

Прошу вашего совета по такому вопросу. Много в интернете видел видео где люди термитом прожигают дырки в металле, режут его и т.д., но вот собственно делают они это по их словам термитом аля 25% алюминиевой пудры и 75% оксида железа. На русхиме были приобретены следующие ингредиенты:
1. Железо III окись, чда
2. Алюминий порошок ПА-4
3. Магний порошок-стружка (Для розжига)
Приготовил собственно смесь по данному рецепту, как в порошкообразном виде так и спрессованном, но дырку прожечь в листе металла не вышло ни тем ни другим. Термит сгорает на поверхности и все. Насколько я понимаю такая смесь горит слишком быстро и просто не успевает нанести повреждения металлу на котором лежит.

Как замедлить реакцию может надо использовать какие то другие элементы? Может алюминий не пудрой а крошкой? Посоветуйте пожалуйста.

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение stallker » Чт авг 21, 2014 10:56 am

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение Iskander » Чт авг 21, 2014 1:22 pm

Нужен правильный термит. Хорошо прессованный, и не содержащий «газящих» примесей.

Эта смесь просто распыляется и разлетается, не успевая прогреть металл.

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение kandakov » Чт авг 21, 2014 1:26 pm

А что тогда лучше? Везде в интернете именно он используется.

Ответ про автоген прост:
В связи с работой приходится иногда резать металлы далеко от населенных пунктов не всегда есть возможность таскать с собой баллоны с кислородом и пропаном, сами понимаете не 5 кг весят.

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение kandakov » Чт авг 21, 2014 1:28 pm

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение stallker » Чт авг 21, 2014 2:57 pm

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение MONSTA » Чт авг 21, 2014 3:34 pm

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение Iskander » Чт авг 21, 2014 4:08 pm

Если честно, то затруднит. Не из вредности, просто самодельных составов я таких не назову, а сам я с ними работал пока мало.

Итак.
«газящие» примеси — это оксиды, разлагающиеся при нагревании до «термитных» температур. К ним относится оксид меди, двуокись марганца и, кстати, оксид железа III. При горении он выделяет кислород, смесь закипает и разбрызгивается, не успев передать тепло на нагреваемый объект. Итог — сопли расплавленного металла повсюду.

Далее.
Алюминий или магний должен быть не шибко мелкий и ни в коем случае не аппетированный всякой органикой.
В шашке должно быть минимум пор, заполненных воздухом, да и вообще пор.
Шашка должна быть сухой.

А вообще, да. Уточните задачу. Термитом резать металл довольно затруднительно, особенно если нужен более-менее ровный разрез.

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение Sovetnik » Чт авг 21, 2014 6:32 pm

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение antabu » Пт авг 22, 2014 6:23 am

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение kandakov » Пт авг 22, 2014 7:40 am

Отвечу на все вопросы разом: работа заключается в демонтаже отживших свой век вышек высоковольтных ЛЭП, вышек связи и т.д. . В общем суть в том, что пусть даже все эти вышки собраны на болты и стяжки, но скажем так: вышка которая простояла лет 20 не разобрать без автогена. Если внизу не возникает особых проблем, то с верхней частью мачты проблем не оберешься, чаще всего забраться на 30-40 метровую высоту волоча за собой шланги и горелку, достаточно проблематично.

Если уж на то пошло, то поясню что термит прессовал в картонные цилиндры, для того что бы выжигать болты. Собственно это основная задача.

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение kandakov » Пт авг 22, 2014 9:28 am

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение Iskander » Пт авг 22, 2014 9:28 am

есть немалая вероятность, что при таком выжигании болтов конструкции просто сварятся между собой. И тогда уж точно, без автогена не разобрать.

Когда у меня возникала подобная проблема, я просто срубал головку болта ломом или молотком. Но это были максимум 14 болты и не на высоте.

А если заправить акваланг чистым кислородом, а разогрев металла перед резкой обеспечивать, скажем, чем-то типа напалмовой намазки из мазута с угольной крошкой и алюминием? Ведь резку металла можно делать и чисто кислородной струёй. И вообще, поищите керосинорезку. Она компактнее, чем газовая и не требует шлангов.

Re: Состав термитной смеси для резки металлов

Сообщение stallker » Пт авг 22, 2014 9:34 am

Зачем разбирать верхнею мачту не высоте, если при демонтаже вышку
ложат на землю?

Сварочный карандаш `Лебедева` — разработка и производство автономного инструмента для сварки, резки, обработки металлов: паяльно-сварочных карандашей ЭЛЬКАС, режущих карандашей ЭЛЬКАС-ТЕРМИТ, шашек, паст и др. `энергонезевисимых` инструментов и средств по патентам профессора, доктора технических наук Лебедева Владимира Георгиевича.
Выпускаемая базовая модель
карандаш ЭЛЬКАС обеспечивает сварку-пайку всех типов стали и чугуна (железоуглеродистых сплавов) толщиной от 0,3 до 6мм.

Цена в Украине всего 0.29 USD — 2.27 USD
в зависимости от количества термита

Технические характеристики
Энергонезависимый экзотермический режущий карандаш ЭЛЬКАС-ТЕРМИТ
Срок хранения при температуре от +5 до 25 С и относительной влажности 60% — 2 года.
Температура зажигания — 800 С
Температура горения — 3000 С
Время горения карандаша длиной 200 мм — 25 +(-) 4 с
В зависимости от диаметра и длины, может разрезать стальные прутки диаметром до 22-25 мм и листовой материал, толщиной до 6-8 мм.
В инструкции, в
которую завернут каждый карандаш, имеется таблица соответствия диаметра карандаша толщине разрезаемых листов металла или прутков.
В более толстом листовом материале, например, 10 мм или более, с помощью одного или нескольких карандашей можно прорезать отверстие, достаточное для оказания экстренной помощи (например подать шланг с воздухом ). Карандаши выпускаются диаметром 12, 14, 16 мм и длиной 150, 200, 250 мм.

Проведение заливки бетона, используя формы заборов и столбов

Непосредственное изготовление бетонных изделий ведётся по технологии вибролитья Мрамор из бетона. Она наиболее простая и популярная у производителей небольших серий продукции:

• очищаются минеральные наполнители от посторонних включений, чем тщательнее, тем качественнее будет конечное изделие;
• в бетонный раствор из традиционных материалов добавляется пластификатор для более стремительного набора прочности бетоном и красящий пигмент;
• на виброплощадку помещаются формы заборов и/или столбов, в которые производится заливка бетонной массы для уплотнения и увеличения морозостойкости готового бетонного изделия;
• с пластификатором в растворе, рекомендуется проводить расформовку через 18 часов.

Уже по прошествии шести суток после заливки, бетон набирает достаточную прочность, чтобы можно было делать монтаж конструкции забора и столба для него.

Помимо оборудования необходимо подготовить расходные материалы. Это термитная смесь, обмазочный состав для заделывания трещин, щелей. Помимо них нужны две формы, аппликатор, сердечник, пробойник.

Перед тем как приступать к проведению соединительных работ, требуется узнать теоритически как сваривать рельсы, а затем попробовать метод на практике. Технология представляет собой несколько этапов, которые должны идти строго друг за другом.

Подготовительный этап

В первую очередь требуется провести подготовку соединяемых деталей. Для этого рельсы разжимаются из креплений, нагреваются до определённой температуры, зачищаются от ржавчины. Поверхность должна быть гладкой. Далее рельсы устанавливаются напротив друг друга чтобы зазор не превышал 2,5 см.

Выравнивание

Во время проведения алюмотермитной сварки, требуется придерживаться точной прямолинейности. Связанно это с тем, что рельсы будут подвергаться огромной нагрузке при хождении груженых составов. Прокладки на креплениях заменяются на клинья. Далее рабочие молотками подбивают рельсы до нужного положения. Прямолинейность проверяется металлической линейкой. Допустимы зазор – 1 мм.

Установка и герметизация форм

Важно проводить соединительные работы используя герметичную форму. Зажимное устройство с помощью измерителя устанавливается на нужное расстояние от будущего шва. Горелку устанавливают по центру соединения.

Предварительный нагрев и сварка

Предварительно требуется разогреть соединяемые рельсы. На 2 минуты включается подача пламени (пропан и кислород). Горелку требуется убрать, закрепить сердечник. Включается запал для возгорания рабочей смеси. Расплавленный металл переливается в подготовленную заранее форму. Четыре минуты достаточно для полной кристаллизации.

Шлифовка и контроль качества

Завершительным этапом работ является шлифовка шва. Перед эксплуатацией рельс, требуется сделать поверхность гладкой. Шов нагревается с помощью горелки в течении 10 минут. Горячие наплывы срезаются болгаркой. После остывания места соединения, выполняется шлифовка. Для этого применяются шлифовальные машины с абразивными кругами или лентами. Контроль качества представляет собой проверку на статичный изгиб.

Достоинства и недостатки метода

При помощи термитной сварки есть возможность без применения дорогостоящего оборудования сваривать черные и цветные металлы. По сравнению с другими способами сварки данную технологию выгодно отличает целый ряд качеств.

• Термитная сварка характерна меньшей затратностью в плане времени. Если учесть массивность свариваемых деталей, то эта выгода порой является определяющей.
• Качество швов достигает высокой степени, так как происходит частичное проплавление металла заготовок. Помимо этого, шов получается достаточно эстетичным и аккуратным.
• Следует также отметить относительно невысокую трудоемкость работ.
• От сварщика требуется определенное мастерство, но оно касается, скорее, подготовительного этапа и приготовления смеси. Сам же процесс сварки особых навыков не требует, в отличие от сварки электродом.
• Доступность и низкая стоимость расходных материалов позволит существенно сэкономить финансы и упростить задачу.
• Сварочное оборудование можно использовать вдали от населенных пунктов.

При этом установка для термитной сварки считается достаточно опасной. Необходимо соблюдать меры предосторожности при ее использовании. Важно помнить, что термиты считаются горючими смесями. Нельзя допускать попадание в шихту жидкостей, так как это может привести к взрыву.

Термитная сварка не получила такого распространения, как дуговая, зато в некоторых случаях является незаменимой. В мелких мастерских ремонт осуществляется при помощи термитного карандаша. Начинающему мастеру сначала следует освоить этот инструмент, а уже затем приступать к изучению настоящего оборудования.

Процесс алюминотермитной сварки

Данная технология сварки состоит из нескольких последовательных и взаимосвязанных процессов.

Для начала следует убедиться в том, что термитная шахта рассчитана досконально и в процессе сможет выделиться нужное тепло. Это необходимо для расплавки и прогрева своими руками всех конечных продуктов реакции. В состав термитной шихты входят небольшие частицы порошка из алюминия и окислы железа.

Помимо состава из очень мелкого размера, все компоненты должны быть тщательно перемешанными. Для запуска химической реакции своими руками следует лишь дать толчок температурой в 1350 С. Подачи такой температуры достаточно в одной точке, а после тепловая реакция распространится на всю термитную шихту. Для образования полноценного металла достаточно 20-30 секунд. При чем, вес полученного металла будет меньше на 50% от всей термитной шихты, так как помимо металла образовывается шлак.

Тепло, при реакции будет затрачиваться не только на представленные реагенты, но и на другие расходные материалы (например, стенки тигля). Несмотря на это, тепла, которое будет выделяться, хватит для получения необходимого результата. При правильном соблюдении всех указанных рекомендаций, чистый металл опуститься на низ, а шлак всплывет. Это объясняется разницей в удельном весе представленных материалов.

Особенности использования термитной сварки

Эта технология позволяет одинаково легко сваривать чёрные и цветные металлы без применения дополнительного оборудования. Востребованность термитной сварки обусловлена преимуществами в сравнении с другими видами:

• меньшим временем проведения работы;
• эстетической привлекательностью, высоким качеством швов;
• небольшими трудозатратами;
• не требуется высокая квалификация;
• термиты свободно продаются в специализированном магазине по невысокой цене;
• возможность использования на удалённых объектах и длительных поездках, так как электроэнергия или газовые баллоны не нужны.

К недостаткам следует отнести высокие требования к технике безопасности. Поскольку термитные смеси являются легковоспламеняющимися веществами транспортировать и хранить их нужно с особой осторожностью. При проведении работ необходимо исключить возможность попадания любой жидкости в горящую смесь, поскольку она может взорваться. По этой же причине запрещается поджигать шихту от дуги. Сварку разрешается проводить при температуре не ниже 10⁰C.

Термитная технология не так популярна как электродуговая сварка, однако её вполне достаточно для использования в небольшой домашней мастерской для мелкого ремонта и восстановления деталей. Ничего сложного для освоения нет, научиться для начала пользоваться термитным карандашом сможет любой. К рекомендациям по самостоятельному изготовлению термита не стоит прислушиваться, так как полученная смесь может взорваться.