Термітне зварювання - Довідник зварювальника
Зварювання по суті одна з найпоширеніших технологічних операцій з'єднання металів і сплавів у сучасній індустрії машинобудування. Все тому, що в порівнянні з іншими видами сполук вона має ряд переваг, а саме: високу міцність, герметичність та швидкість з'єднання. До переваг технології можна віднести те, що немає потреби в точному припасуванні деталей тощо. Незважаючи на це у класичного електродугового зварювання, яким користуються ще з кінця дев'ятнадцятого століття, є ряд недоліків. На першому місці потреба у джерелі електроенергії та дорогого масивного обладнання. У міру того як розміри шва, що зварюється, збільшуються, в геометричній прогресії зростають розміри і вартість обладнання. У такому разі правильним вирішенням цієї проблеми буде застосування у зварюванні термітних сумішей.
Однією з переваг термітних сумішей є те, що на відміну від електродугового зварювання при їх використанні немає потреби в сторонньому джерелі енергії. А все тому, що плавлення металу шва, що зварюється, відбувається при використанні енергії, яка утворюється при горінні в кисні алюмінію або алюмінієво-магнієвого сплаву. А кисень для горіння, своєю чергою, виділяється окислом менш активного металу. Труднощі процесу полягає лише в тому, щоб підібрати необхідну термітну масу і в способі її займання. Залежно від металу, що зварюється, вибирають необхідну термітну масу. Просто потрібно, щоб розплав, що утворюється при горінні, максимально відповідав за складом сплаву або металу, який піддається зварюванню.
Широкої популярності досягли суміші для зварювання низьколегованих вуглецевих сталей. Здебільшого вонискладаються з алюмінію (близько 25-28%) та оксиду заліза (III). У деяких випадках при їх виробництві додають небагато технологічних домішок, які полегшують пресування термітної маси та її займання. Застосування термітної маси як засіб полегшення займання особливо актуально для термітних стрижнів масою до двохсот грамів. Оскільки досягнення якісного займання бінарної суміші окалина-алюминий, необхідний потужний запал, у результаті виділяються продукти горіння, які негативно впливають якість шва. Зазвичай для займання термітних сумішей застосовують сплави на основі алюмінію та оксиду (пероксиду) малоактивного металу, на кшталт діоксиду міді, діоксиду марганцю, шестивалентного оксиду хрому або перекису свинцю. Часто застосовують металоорганічні сполуки, що відрізняються низькими температурами займання, великою зольністю та високою температурою згоряння. Для складів, які використовуються для компактніших запальників вагою від 0,5 до 3 грам, характерні хлорати і перхлорати.
Випуск термітної маси здійснюється в основному у вигляді суміші великої крихти флюсу зі стружкою або гранул. Це робиться для того, щоб простіше відміряти необхідну кількість термітної суміші на кожен зварний шов або з'єднання. При використанні термітного стрижня під час зварювання, у більшості випадків циліндричної форми, його вставляють у спеціальну оправку та притримують рукою. У випадку, якщо використовують сипучу суміш, оправлення для направлення потоку плавки в місце шва, що зварюється, збирають з вогнестійкого матеріалу.
Зварювання термітними сумішами поділяють на два методи зварювання, а саме плавленням та литтям. Зварювання плавленням застосовують для термітних стрижнів та невеликих заготовок. Для цього способу зварюванняХарактерно горіння терміту в тісному контакті з матеріалом деталей, унаслідок чого відбувається його плавлення та змішання отриманих у результаті розплавів у місці зварного з'єднання. Зварювання плавленням дозволяє зварювати деталі при малій витраті термітної маси і дає міцніший зварний шов. Для зварювання термітною масою, а також для великих деталей застосовують зварювання литтям. Цей метод надає меншу термічну реакцію та незначний вплив на деталі. Термітна суміш згоряє у спеціальному резервуарі, який виготовлений, як правило, з пористої маси або в одноразовій формі з азбесту чи аналогічного матеріалу. Більш високу точність і меншу термічну обробку заготовок дозволяє досягти саме зварювання литтям.
У будь-якому випадку після застосування термітної маси при зварюванні утворюється шлак, який показується на поверхні і, потрапляючи в пористу тендітну масу, застигає в міру остигання місця з'єднання після чого легко видаляється. У свою чергу термітні стрижні можуть бути використані для різання металів та сплавів. У такому разі вони повинні у своєму складі містити додаткові активні окислювачі. Тому виділяють більше шлаку, ніж розплаву, а також газоподібні продукти горіння, які допомагають очистити місце різання від розплаву, що не характерно для термітних зварювальних сумішей.