Термитная сварка — способ соединения металлических деталей, при котором используется так называемый термит (порошкообразная смесь алюминия или магния, соединенная с железной окалиной).
Алюминиевый термит используется для соединения чугунных и стальных деталей (труб, рельсов), а также для наплавки поверхности при проведении ремонта, заварки трещин.
Магниевый термит применяют для соединения телефонных проводов, жил кабелей, труб небольшого диаметра.
Впервые такая сварка была применена в 1915 году в Москве для сварки стыков трамвайных рельс. Сначала это были единичные случаи сварки — до 100 стыков в год, а затем работа по установке подобных соединений была поставлена на поток. А с 1923 года такой способ их соединения вообще стал популярным. Сначала термит использовался только импортный. Но уже в 1935 году инженер М. Л. Карасев наладил производство отечественной смеси на Московском термитно-стрелочном заводе. К середине 20 века термитная варка стала активно внедряться и в другие отрасли народного хозяйства.
Описание процесса
Сущность реакции состоит в способности алюминия восстанавливать окислившиеся металлы. при такой химической реакции выделяется огромное количество тепла.
Для того, чтобы термитная смесь воспламенилась необходимо создать температуру не ниже 1300 градусов по шкале Цельсия. При этом используют электрозапальные механизмы или специальные термитные спички. Термит обычно сгорает за 20-30 секунд в огнеупорном тигле. После сжигания в тигле остается шлак и жидкая сталь в перегретом состоянии.
Способы проведения термитной сварки:
- впритык,
- промежуточным литьем,
- комбинированный,
- дуплекс.
Первый способ предполагает проведение следующих манипуляций. Сначала проводится зачищение кромок деталей и сжатие их в прессе. Место стыка закрывают огнеупорной формой. Термит при этом сжигают в отдельном тигле. В процессе горения образуются расплавленный металл и шлак, их выливают в форму. Такая смесь разогревает стык. после этого, детали сжимаются прессом и свариваются. К недостаткам такого способа следует отнести необходимость тщательным образом зачищать кромки свариваемых пластин.
Способ промежуточного литья. Детали устанавливаются с зазором в месте сварки и заформовываются. Термит также сжигают в тигле, имеющем коническую форму. Термитный металл в жидком состоянии заливают в зазор. Там происходит оплавление кромок деталей и их сваривание.
Комбинированный способ совмещает в себе сварку впритык и промежуточным литьем. Применяется он для соединения рельсов. Головки рельсов предварительно обрезаются. Затем между ними укладывают пластину, изготовленную из углеродистой стали. Стык рельсов вжимают при помощи пресса. Между подошвами и шейками рельсов формируется зазор. Место сварки закрывается огнеупорной формой. расплавленным термитом заливают головку рельса. Происходит оплавление и сваривание.
Метод дуплекс производится аналогично промежуточному литью. Только после заливки термитного металла зазор дополнительно сжимают.
Оборудование для проведения сварки:
- тигель (со сливом),
- формы,
- различные зажимные и поддерживающие приспособления,
- специальные инструменты (кислородный резак, домик для выпуска металла, приемник для тигля, полозковый термометр, горелка и пр.),
- инструменты общего назначения (шлифовальный круг, проволочная щетка, кузнечное зубило и пр.).
Преимущества
- высокая степень надежности соединений,
- простота применяемой технологии,
- маленькие габариты (в том числе маленький вес),
- независимость от источников энергии.
Недостатки
- необходимо проведение всевозможных вспомогательных и подготовительных работ ( подогрев, формовка и пр.),
- невозможность отслеживания хода сварочного процесса.