Застосування термітного зварювання в побуті та промисловості

Свій початок історія термітного зварювання веде з 1859 року, коли російський вчений Н.Н.Бекетов дав опис відкритої їм алюмінотермітной хімічної реакції. В процесі реакції виділяється велика кількість тепла, тому від грецького therme (тепло, теплота) було утворено назву реакції – термітна. У 1898 році німецький вчений Г. Гольдшмідт запантетовал і відпрацював для промислового застосування термітну зварювання рейок. В Україні цей спосіб вперше застосували в Києві в 1915 році під час зварювання 126 перших трамвайних стиків.

переваги

Свій розвиток термітна зварювання отримала завдяки таким позитивним факторам:

  • Повна незалежність від електроенергії і газу;
  • Простота і доступність технології;
  • Відсутність складного технологічного обладнання;
  • Можливість виконання робіт в лінійних або польових умовах монтажним персоналом, працівниками ремонтних і експлуатаційних служб.

Принципи роботи

Термитной зварюванням називають спосіб зварювання, який використовує тепло спалюваного спеціальної суміші. Суміш порошкоподібна, в її склад входять:

  • Оксиди заліза у вигляді залізної окалини;
  • Порошкоподібний алюміній або
  • Порошкоподібний магній.

Терміт на основі алюмінію використовується для з’єднання сталевих і чавунних виробів, на основі магнію – для з’єднання телеграфних і телефонних проводів або жил кабелів.

Термітне зварювання входить в обширний клас термічної зварювання, до якого відносять технології отримання нероз’ємних з’єднань місцевим проплавлением, використовуючи енергію тепла. Залежно від способу отримання тепла виділяють наступні технології термічної зварювання:

  • Електродугове зварювання, яка використовує тепло електричної дуги;
  • Газове зварювання, для якої використовують тепло згоряння газових сумішей;
  • Термітне зварювання, забезпечена теплом спалювання термитной суміші;
  • Електрошлакове зварювання, яка використовує тепло при проходженні електроструму по розплавленого металу;
  • Лазерне зварювання, яка використовує енергію фотонного променя.

Саме поняття терміт в сучасній техніці прийнято відносити до порошкоподібної суміші алюмінію, рідше магнію, з оксидами металів, найчастіше – залізо. Терміт з використанням оксиду заліза називається железоалюмініевий. Горіння його протікає при температурі в межах 2700 градусів Ц, що цілком достатньо для плавлення залізовмісних сплавів.

Виділене тепло зберігає метал в перегрітому рідкому стані досить тривалий час, що дозволяє застосовувати розплав в технологічних цілях. Від звичайного процесу горіння реакція термітного горіння вигідно відрізняється тим, що здатна протікати навіть у вакуумі, так як вона підтримується киснем, що містяться в окислах реагують металів.

Різновиди сучасної термітного зварювання

В даний час знайшли застосування чотири основних види термітного зварювання металевих виробів:

  • Метод проміжного лиття;
  • Пресовий метод;
  • Дуплекс-метод;
  • Комбінований метод.

Метод проміжного лиття

На схемі зварювання рейок цим методом (рис. 1) показані:

  • Поз. 1 – тигель для заповнення термітною сумішшю для подальшого протікання реакції;
  • Поз. 2 – термітна суміш, відповідна складу рейки;
  • Поз. 3 – зварювальний форма;
  • Поз. 4 – вогнетривка запобіжна пластина;
  • Поз. 5 – рейок під зварювання

Методом проміжного лиття користуються при роботах на ж / д і міських трамвайних лініях.

пресовий метод

Цей метод більш універсальний, його використовують не тільки для з’єднань рейок, але і для термітного зварювання проводів ліній зв’язку та силових передач.

На рис. 2 показана схема пресового методу.

  • Поз. 1 -тігель;
  • Поз. 2 -продукти термитной реакції;
  • Поз. 3 – зварювальний форма;
  • Поз. 4 – умовне зображення стиків рейок або проводів.

Дуплекс-метод

При використанні дуплекс-методу між торцями стикуються виробів присутня зазор, що підлягає заповненню продуктами термитной реакції (див. Рис. 3).

  • Поз. 1 -тігель;
  • Поз. 2-суміш для термітного реакції;
  • Поз. 3 – зварювальний форма;
  • Поз. 4 – стик, зібраний з зазором.

комбінований метод

Схема комбінованого методу показана на рис. 4. Тут:

  • Поз. 1 -тігель;
  • Поз. 2-суміш для термітного реакції;
  • Поз. 3 – зварювальний форма;
  • Поз. 4 – проміжна пластина в зазорі;
  • Поз. 5 – зварюваний рейок.

Термітне зварювання рейок

Сутність цього технологічного процесу практично не змінюється вже понад сотню років:

  • Кінці рейок встановлюють з зазором 24-25 мм, вирівнюють по вертикалі і горизонталі;
  • Спеціальні вогнетривкі ливарні форми встановлюють на зазор;
  • Місця контакту ливарних форм з рейками ущільнюються по периметру піском або іншим складом;
  • Над формами розміщують підготовлений тигель;
  • У тигель засипається термітна суміш, відповідна за складом зварюються рейках;
  • Вона підпалюється термитной сірником або іншим спеціальним запалом;
  • Термітна реакція протікає 25-30 секунд. Її результат – продукти реакції (сталь і шлак), які в рідкому стані заливаються в виставлений зварювальний зазор;
  • Розплавлена ??сталь заповнює обсяг між рейками, надлишок шлаку виводиться за межі перетину;
  • Після закінчення часу, необхідного для кристалізації стали, кінці рейок зварюються;
  • Форми після закінчення кристалізації розбираються;
  • Зварний стик шліфується по гарячому металу (попередня шліфовка);
  • Після охолодження стик шліфується остаточно вже з дотриманням вимог до допускам по геометрії профілю рейки.

Термітне зварювання в побуті

Термітне зварювання в домашніх умовах виручає умільців, коли, наприклад, потрібно щось відремонтувати в гаражі, не використовуючи електрозварювання або газове зварювання. Модні у наш час термітні олівці вирішують проблеми з’єднання металів на дачі або ремонту автомобіля в дорозі.

Для підпалювання терміту потрібно багато тепла, сірником його НЕ підпалиш. Крім спеціальних запалів, що продаються в торгових мережах, іноді використовують бенгальські вогні, горіння яких протікає при температурі 1100 градусів.

Ссылка на основную публикацию