Термітне зварювання

Принцип зварювання

При термітному зварюванні плавленням метал плавиться під дією тепла, джерелом якого є розплав, що формується в результаті хімічної реакції алюмінієвого порошку з оксидом металу. Оксид алюмінію (шлак), що утворюється при цьому, служить захистом металу від атмосферного впливу. Під час термітного зварювання протікає переважно наступна екзотермічна реакція:

Тепловий ефект даної реакції є результатом високої спорідненості алюмінію до кисню, яка є вищою, ніж у більшості інших металів.

Відомі три варіанти зварювання (рис. 1.4), причому термітне зварювання плавленням використовується у варіантах з розливом зверху та збоку.

Малюнок 1.4

a - термітно-муфельне зварювання:

корпус шашки із сталевого листа;
запал;
зварюваний виріб (наприклад, трос);
затискний пристрій з пристроєм для осідання;

б - термітна наплавка:

термітний присадний матеріал (до зварювання);
шлак;
розплав;
обмежувач ванни (глиняний валик);
виріб;

в - термітне зварювання плавленням:

термітний присадний матеріал (до зварювання) у тиглі зі стопором;
форма;
виріб;
отвір для попереднього підігріву.

Межі застосування

Розміри виробів: переважно профілі будь-яких типів та ремонтне зварювання виробів з великими поперечними перерізами.

Групи матеріалів: сталі з еквівалентом по вуглецю Се ◄3 ◄1,2%, сталеве лиття, сірий чавун (чавун 20 із пластинчастим графітом, чавун 25 із пластинчастим графітом), алюміній.

Область використання: монтажне зварювання рейок, рейкових з'єднань та катаних профілів; термітне зварювання арматурнихсталей; термітне зварювання ланок ланцюгів; ремонтне зварювання осей, валів, станин зі сталі, сталевого лиття, сірого чавуну; термітне муфельне зварювання алюмінієвих тросів.

Наплавлення зношуються (переважно при абразивному зносі) деталей, таких як зубці землерийних машин, траки гусениць.

Параметри: температура реакції 2730 ° С, температура термітного зварювання 2000 - 2400 ° С (температура шлаку), критична температура займання 1300 - 1400 ° С. Швидкість плавлення багато в чому залежить від об'єму матеріалу, що зварюється (наприклад, до 2000 кг металу, що наплавляється, може бути нанесено за 30 с). Середній час реакції 4 - 20 с.

Швидкість зварювання відповідає швидкості розливання відповідного обсягу розплавленого металу.

Положення шва при зварюванні: нижнє, горизонтальне, вертикальне (знизу догори).

Особливості зварювання: економічна ефективність даного способу підвищується зі збільшенням перерізів деталей, що з'єднуються (більше 200 мм²) і зі збільшенням кількості металу, що наплавляється.

Основний час зварювання становить лише кілька секунд, але допоміжний час сягає 80 хв.

Джерело власне зварювального струму не потрібне.

При зварюванні профілів формуються високоякісні перехідні області.

Особливо придатний цей спосіб зварювання для монтажних робіт та зварювання на будівельних майданчиках.

Підігрів здійснюють за допомогою пальника.

Устаткування

Зварювальний апарат має різну конфігурацію залежно від завдання, що виконується, і складається з декількох основних елементів (див. вище).

Виробник: Elektrochemisches Werk, Алімендорф, НДР.

Вибір основних та присадочних матеріалів, термообробка

Для групи матеріалів (сталей з Се mAТ=l2,8Vges

де Vges — обсяг простору, що заповнюється, дм³.

Техніка виконання зварювання

Зазор (мм) між кромками, що зварюються, при зварюванні встик розраховують за формулою:

а = 0,75√³А,

де площа з'єднання, мм².

Якщо висота падіння розплавленого присадного матеріалу на дно зазору перевищує 200 мм, застосовують сифонну розливку, в інших випадках застосовують розлив зверху або збоку.

Підігрівстикового з'єднання: сталі та сталевого лиття - до 900 °С; сірого чавуну - до 800 ° С (структурноскладні сірі чавуни вимагають підігріву всієї заготовки до 600 ° С).

Видалення зварювальної форми – через 1,5 – 2,5 хв після закінчення процесу зварювання; обробка стикового з'єднання (видалення грата) - у стані червоного гартування.