Технология термитной сварки

Сварка металлов сейчас широко применяется в производстве, строительстве, при проведении различных ремонтных работ. Наиболее распространенными ее разновидностями являются дуговая электрическая сварка, газовая, контактная сварка, однако есть еще и целый ряд других, которые имеют существенно меньшее распространение. Одним из подобных методов сварки является термитная сварка.

Термитная сварка – это технология сваривания металлов, при которой источником тепла является не горящий газ или же электрическая дуга, а нагретый до очень высокой температуры расплавленный металл, который образуется в результате горения так называемых термитов. Они представляют собой смеси металлов с оксидами других металлов и имеют порошкообразный вид.

В термитных смесях в качестве горючих материалов чаще всего используются те, окислы которых имеют высокую температуру образования (кремний, магний, алюминий). Поскольку для выделения теплоты при термитной сварке обязательно необходимо наличие большого количества кислорода, то его выделение обеспечивается за счет окислов металлов, которые имеют сравнительно небольшую температуру образования (медь, никель, марганец, железо). Чаще всего на практике в качестве источника кислорода используется железная окалина.

Для целей сварки самым важным считается алюминиевый термит. Он состоит из железной окалины с величиной зерна около одного миллиметра и металлического алюминия, имеющего форму порошка или же крупы с приблизительно таким же размером зерна. По своему внешнему виду алюминиевый термит – это грубозернистая сыпучая смесь, состоящая из черных зерен железной окалины и серебристых зерен алюминия.

Для того чтобы термитная смесь воспламенилась, необходимо, чтобы она имела температуру, превышающую 1300 градусов Цельсия. Чтобы настолько сильно ее разогреть, используются специальные электрозапальные устройства или же термитные спички. Следует заметить, что горение термитной смеси после воспламенения происходит весьма активно и быстро, распространяясь на весь ее объем.

В течение нескольких секунд весь термит сгорает, причем точное время зависит от таких факторов, как размер зерен термитной смеси: чем они мельче, тем быстрее происходит сгорание. Для сжигания термита используются огнеупорные тигли. После того как находящаяся в них термитная смесь сгорает, там образуется жидкая сталь и сильно перегретый шлак, который состоит из оксида алюминия. Из одного килограмма термитной смеси получается 450 граммов шлака и 550 граммов расплавленной стали. Именно ею и соединяются свариваемые детали, причем во избежание выброса жидкого металла в месте сгорания термита нельзя допускать наличия влаги.

Что касается веса термитной порции, то она может быть различной и зависит, в первую очередь, от размеров изделия. На практике она составляет от нескольких сотен граммов до нескольких сотен килограммов. К примеру, для того, чтобы сварить нормальный рельсовый стык, необходимо использовать от 7 до 8 килограммов термита. Преимуществом термитной сварки рельсовых стыков является то, что она достаточно легко производится в полевых условиях, а результат сварки получается вполне надежным.

Технология термитной сварки используется в основном для сваривания рельсов, линий электропередач и связи, проводов, стыков арматуры. Кроме того, ее достаточно широко используют тогда, когда необходимо произвести ремонт крупных чугунных или стальных деталей. При этом для термитной сварки чугуна применяют специальный термит, содержащий большое количество ферросилиция. С помощью термита можно также изготавливать стальные отливки, причем даже в полевых условиях.