Главная Цветы Термитная сварка в домашних условиях. Сварочный карандаш: обзор, характеристики и особенности применения

Термитная сварка в домашних условиях. Сварочный карандаш: обзор, характеристики и особенности применения

Со временем любой материал теряет свои свойства и разрушается. При этом проблемы могут возникнуть в самый неожиданный момент, когда под рукой нет подходящего оборудования для ремонта. В этом случае пригодится сварочный карандаш. Он поможет сделать временный ремонт даже в экстремальных условиях.

Общее описание

Изделие представляет собой стержень цилиндрической формы, диаметр которого составляет 4-16 мм, а длина - 7-20 см. В сгораемой оболочке помещается предварительно уплотненная эзотермическая смесь, в состав которой входят припои и флюсы. Они выделяются после того, как сварочный карандаш нагревается до определенной температуры.

Благодаря данному изделию у вас есть возможность сформировать в любых условиях. При помощи этого средства вы можете осуществить не только пайку материалов, но и резку. Сварочный карандаш производят разные фирмы, и они могут обладать разными свойствами.

Преимущества изделия

Оно обладает такими достоинствами:

Возможность проводить работы при отсутствии какого-либо энергообеспечения. Его можно брать с собой в долгую дорогу, различные походы, где нет розеток или других источников энергии.
Осуществление ремонта в домашних, полевых и даже экстремальных условиях.
Быстрое восстановление работоспособности поврежденных изделий.
Устойчивость к влиянию температур до 180 градусов.
Качественная герметизация соединений.
Универсальность и небольшие размеры, что позволяет носить изделие в обычной сумке.
Зажигание от обычных спичек.
Приемлемая стоимость.

Где применяется продукт?

Сварочный карандаш может применяться для соединения вертикальных, наклонных и горизонтальных швов. Он может использоваться с целью:

Ремонтных и монтажных работ в экстремальных условиях.
Оперативного исправления поломок в автомобилях, водном и железнодорожном транспорте.
Сварки проводов из меди.
Ремонта отопительных систем и трубопроводов.
Заделки трещин и сколов из бронзы, чугуна.
Исправления недостатков сельскохозяйственной техники.
Разрезания металла в сложных условиях.

Используется сварочный карандаш, цена которого составляет 60-150 руб. и более, для обработки таких материалов: стали, железа, алюминия, меди, а также толстого пластика, керамики и шифера.

Технические характеристики

Изделие имеет следующие параметры:

Время горения стержня (среднее): 20 секунд.
Максимальная температура горения изделия: 2200-2800 градусов.
Выделяемые сплавы: железа, меди, хрома, марганца, никеля, кремния.
Длина шва: 8-15 см. Этот параметр зависит от типа и толщины материала, который нуждается в сварке.

Краткий обзор производителей

Существуют разные виды карандашей для сварки. Каждая из марок продукта обладает своими особенностями:

"Оксал". Изделия этого производителя отличаются тем, что обладают высокой эффективностью в условиях отсутствия каких-либо энергоносителей. Достаточно иметь при себе коробок спичек или зажигалку. Работы по восстановлению целостности материалов можно производить в широком диапазоне температур (-85 - +85 градусов).
"Нанопайк". Сварочный карандаш этого производителя имеет невысокую стоимость (150 руб.). Его можно применять для ремонта пластиковых изделий, шифера, а также других кровельных материалов. Хорошо паяет карандаш и деревянные изделия, оцинкованный металл. Один элемент можно использовать до 30 раз, так как расходуется он очень экономно.
Сварочный карандаш "Экстремал". Это изделие также используется для обработки металлов и эмалированных поверхностей. Стоимость такого изделия составляет около 60 руб./шт. Оно обеспечивает 60-70 % прочности дуговой сварки.

Как видите, изделие имеет достаточно высокую эффективность, однако для основательного соединения материалов его применять не следует.

Особенности соединения некоторых видов швов

Сварочный карандаш (СПБ, - это далеко не все города, в которых вы можете его приобрести) нужно правильно использовать. Разные виды швов обрабатываются по-разному:

Горизонтальные чаще всего соединяются внахлест. При этом материалы необходимо укладывать на металлическую подкладку, асбест или кирпич. Любые легко воспламеняемые предметы в этом случае не используются, например: дерево, пластик.
Вертикальные швы обрабатывают с использованием специальной полочки, которая закрепляется немного ниже места пайки. Это позволяет предотвратить растекание расплавленного металла. Закрепляется полочка при помощи струбцины.
Для разрезания металлов необходимо расплавлять их гораздо медленнее, чем обычно. При этом вам совсем не потребуется прокладка под материалами.

Порядок использования изделия

Перед началом манипуляций необходимо тщательно подготовить свое рабочее место. Например, те поверхности, которые будут поддаваться обработке, следует предварительно очистить от ржавчины, загрязнений, окислений, остатков краски, жирных пятен. Свариваемые материалы нужно соединить друг с другом очень плотно. С этой целью применяется струбцина.

Подожгите карандаш. Поле достижения максимальной температуры из него начнут выделяться флюсы и припои, которые следует нанести на поврежденный участок.
Представленное изделие прекращает свое горение задолго до того, как это происходит с рабочей поверхностью. То есть она еще некоторое время продолжает гореть. Естественно, в это время следует соблюдать правила безопасности: не прикасайтесь к раскаленной поверхности руками.
Далее, постарайтесь ничего не делать на протяжении 20 секунд, после чего впаяйте расплавленную массу при помощи карандаша в подготовленную поверхность.

Учтите, что любые работы с карандашом требуют тщательного соблюдения правил безопасности. Перед работой постарайтесь надеть специальную одежду, защитные очки и перчатки. Ни в коем случае не берите изделие голыми руками. Кроме того, держать зажженный карандаш необходимо при помощи плоскогубцев или других инструментов на некотором расстоянии от себя. Это позволит вам избежать возможности получения ожогов.

Сегодня мы поговорим о том, как нам соединить друг с другом, образно говоря, два куска металла, если под рукой нет сварочного аппарата. Бывают такие моменты, особенно в своем доме, когда нужно что-то приварить мелкое и незначительное, но крайне нужное. Не будешь же ты ради того, чтобы например, приварить пару металлических прутьев к самодельному мангалу, покупать сварочный аппарат? Ведь он стоит недешево. Но, не стоит опускать руки, и бегать по деревне, третируя соседей на предмет нахождения у них необходимого оборудования. Все можно решить гораздо проще, а именно, сделать самодельный термитный карандаш. Конечно, для этого вам все равно придется посетить специализированный магазин, чтобы приобрести все необходимые ингредиенты для изготовления термитного карандаша. Но, затраты будут для вас в этом случае практически нулевыми, по сравнению с покупкой сварочного инвертора. Итак, приступим.

Ингредиенты термитного карандаша для сварки металла

Чтобы изготовить термитный карандаш, нам нужно найти кусок проволоки из углеродистой стали. На эту проволоку, мы и будем наносить термитную смесь. Термитная смесь очень густо замешивается на нитроцеллюлозном клею, который сохнет гораздо быстрее любого другого клея. Кстати, забыл сказать, проволоку нужно подбирать еще и по диаметру. Если ваши свариваемые металлические части довольно массивные, то и проволоку, соответственно, нужно взять более толстую. И наоборот. Если детали мелкие и легкие, то проволоку можно использовать тонкую. Обычно толщина проволоки для термитного карандаша варьируется от двух до пяти миллиметров, зависимости от массивности свариваемых деталей.

А теперь, так сказать, рецепт состава термитной смеси. Нам нужны опилки алюминия, которые будут составлять 23% от общей массы приготавливаемой смеси термита. А также 77% порошка железной окалины. Размер стружки алюминия и окалины не должен превышать 0.5 миллиметра. После того как мы нанесем термитную смесь на проволоку, нам нужно ее конец оборудовать специальной затравкой, своеобразной спичечной головкой. Для изготовления смеси затравки мы используем бертолетову соль и алюминиевые опилки в соотношении 2:1 по общей массе. Затравка тоже замешивается на клею. Итак. Обмазали проволоку слоем термитной смеси. На кончик нанесли смесь затравки. Высушили все это и получили термитный карандаш. Он чем-то будет напоминать бенгальский огонь. Поджигаем затравку, термит разгорается, подносим к свариваемым деталям и наносим сварочный шов. Естественно необходимо все это выполнять максимально защитившись. То есть нужны еще сварочные очки и брезентовые рукавицы.

ahmojdom.ru

СВАРКА ТЕРМИТОМ

При термитной сварке металл плавится под действием тепла, источником которого является расплав, формирующийся в результате химической реакции алюминиевого порошка с окислом металла. Образующаяся при этом окись алюминия (шлак) служит защитой металла от атмосферного воздействия.

Для сварки используются специальные термитные карандаши, которые можно изготовить самим. Термитный карандаш представляет собой отрезок проволоки из обычной углеродистой стали самого низкого качества. Диаметр проволоки (2-5 мм) зависит от того, насколько массивными будут свариваемые детали: чем они массивнее, тем толще нужна проволока.

Сверху на проволоку наносят термит, круто замешанный на клею. Клей лучше брать нитроцеллюлозный - он быстрее сохнет. Термит состоит из смеси опилок величиной не более 0,5 мм: 23 % алюминия (но не силумина) и 77 % железной окалины. На конец термитного карандаша наносят затравку размером со спичечную головку, которая состоит из одной части по массе бертолетовой соли (КСЮ,) и 0,5 частей мелких алюминиевых опилок. Она также замешивается на клею. Затравка нужна для поджигания термита.

Теперь об изготовлении термитных карандашей. Можно сделать нехитрое устройство для получения сразу десятка таких карандашей. Оно представляет собой деревянное основание, к которому прибита гвоздями алюминиевая гофрированная полоса. С торцовых сторон к полосе плотно прижимаются две алюминиевые стенки с отверстиями для крепления проволочных стержней термитных карандашей. Внутренние стенки гофра смазывают разделительным составом: керосин 65 %, парафин (стеарин) 35 %. После высыхания состава в отверстии стенок вставляют проволочные стержни и секции заполняют термитом, замешанным на клею. Как только термитная масса высохнет, карандаши вынимают и наносят затравку. Готовые стержни складывают, заворачивая головки в бумагу. При сварке пользуются держалкой (как у электросварщиков) и очками с увиолевыми (темными) стеклами. Одним карандашом после небольшой тренировки можно сварить элементы конструкции в 6 - 8 точках.

Polez-sovet.ucoz.ru

Применение и состав термитной смеси

Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). Ингредиенты для термитной смеси в основном представлены металлическими элементами, но встречаются и другие химические компоненты. Точный состав определяется условиями применения смеси и эффектом, который требуется получить. Так или иначе, изготовление термитов производится и не специалистом в домашних условиях.

Общие сведения и состав

Химические термиты относятся к группе унитарного топлива, в равномерных пропорциях содержащего горючие компоненты и окислитель. Специфика такой смеси обуславливает ее способность возгораться даже без доступа к воздуху. Характеристики и свойства термитной смеси позволяют ставить ее в один ряд с бикфордовым шнуром и порохом. Однородные составы могут изготавливаться и в газообразном виде. Для этого используется комбинация подходящего газа и воздуха. Такие вещества предусматривают более высокие требования к условиям эксплуатации и содержанию, поскольку обладают значительной взрывоопасностью.

Применение

В зависимости от требуемого результата и условий использования термиты могут обеспечить такие функции, как тепловое воздействие и пиротехнический эффект. Пиротехнические составы могут применяться в качестве средств освещения и в изготовлении сигнальных огней. Но главное направление практического использования термитов – это сварка. Получаемые в результате воздействия тепловой энергии соединения отличаются прочностью и долговечностью.

Принцип работы термитной смеси при образовании швов заключается в плавке состава из металлических компонентов, которая и обеспечивает надежное антикоррозийное соединение. Но важно учитывать, что приварочная система, требуемая для осуществления термической сварки на трубопроводах, предусматривает не только медную термосмесь, но и тигельную форму с поджигом.

Традиционный состав

В классическом представлении химический термит – это смесь из тонкоизмельченных компонентов железной окалины и алюминия. Именно такие составы наиболее востребованы в строительных операциях (как правило, сварочных) и промышленности. Это обусловлено тем, что активация смеси путем поджигания сопровождается повышением температуры и активным выделением теплоты. Хотя смесь термитная железная более известна как феррумная, ключевую роль в ее действии играет алюминий. В частности, процесс алюмотермии определяет эффективность реакций, благодаря которым возможна сварка стальных конструкций.

Пиротехнический состав

Основой таких составов также является топливо и окислитель, но в усложненном виде. К используемым компонентам можно отнести хлорат калия (основная часть состава), карбонат стронция (примерно четверть) и серу, окрашивающую пламя. Функцию окислителя выполняет хлорат калия, а сера действует как горючий элемент. В процессе горения пиротехнической термитной смеси также активно выделяется тепло и повышается температура: дымовые составы обеспечивают сотни градусов, а осветительные достигают 3 000 °С. Как правило, пиротехнические смеси не используются для обеспечения теплового воздействия, их сгорание сопровождается довольно интенсивным формированием пламени.

Медные смеси

Термиты, в составе которых присутствует окись меди, обычно изготавливаются целенаправленно для обслуживания сварочных операций на стальных газопроводах. Высокая ответственность формируемых швов обусловила необходимость повышения объемов выделяемой тепловой энергии. По этой причине смесь термитная медная включает ферросилиций вместо ферромарганца, который обладает не столь высокой температурой плавления. В готовом виде состав такой смеси включает:

оксид меди – 70%;
медный порошок – 12%;
алюминий – 10%;
ферросилиций (или ферромарганец) – 8%.

Такое сочетание элементов повышает качество и надежность сварочных работ благодаря увеличению выделяемых тепловых объемов энергии в процессе расплава.

Термитный карандаш

По своему составу термокарандаш может повторять любой из рецептов смеси, но его главной особенностью является цилиндрическая форма, в которой находится активная начинка: шнур горения и воспламеняющиеся элементы. Он помещается в тигельную форму, изготовленную из жаростойкого графита. Окончание шнура выводится в специальное отверстие крышки, связывая состав термитной смеси цилиндра и средство поджигания в виде спички.

В процессе сгорания при сварке по воспламеняющемуся элементу будет происходить активация термической смеси, запрессованной в карандаш. Таким образом, выгорание термосмеси приведет к тому, что нагретая металлическая начинка оплавится с поверхностью трубы и образует прочное соединение. К достоинствам термокарандашей относятся два момента. Во-первых, отпадает необходимость готовить специальную термоспичку. Во-вторых, сама формовка смеси в готовых пропорциях обеспечивает удобство ее хранения и перевозки.

Термит своими руками

Для изготовления простой рецептуры термита в домашних условиях потребуется два ингредиента – железная окалина и металлический алюминий. Их следует брать в пирофорном (мелкодисперсном) виде – в этом состоянии вещества напоминают мелкую пыль. В зависимости от того, в каких объемах должна быть получена термитная смесь своими руками, готовится и специальная посуда – после всех операций приготовления можно использовать сосуд из алюминия или стали.

По массе пропорции ингредиентов будут следующими: 4 части алюминия к 3-м долям окалины. Компоненты тщательно перемешиваются. Далее будет не лишним добавление в смесь магнезии (жженая марганцовка), которая выполнит функцию катализатора. Ее можно внести в объеме, составляющем не более 20 % от общей массы из металлических веществ. Затем состав вновь перемешивается.

Как видно, ответ на вопрос о том, как сделать термитную смесь, довольно простой. Но важно предусмотреть и способ ее применения. Готовый состав можно поместить в сосуд. В нем смесь подвергается тщательной прессовке, уплотняется и закупоривается с целью исключения проникновения влаги. После этого следует проделать продолговатое отверстие для магниевой ленты, которая войдет в емкость на несколько сантиметров. Для активации состава достаточно поджечь ленту спичкой.

Рецепт литого термита

Это один из самых удобных в приготовлении составов. Его можно изготовить и сформовать в любой таре. К отличиям литой смеси относится минимальное выделение, но взамен этого на выходе остается шлак, длительное время выдерживающий влагу. Литая термитная смесь своими руками изготавливается из следующих компонентов: оксид железа (3 доли), гипс (2 доли), алюминиевый порошок в виде смеси из грубого и тонкого металлов. Все составляющие перемешиваются, а затем для размягчения гипса добавляется вода. Полученная масса формуется, и в таком виде ее необходимо оставить на полчаса. Далее смесь вновь заливается водой и хранится для сушки в течение недели. Когда это время пройдет, желательно на солнце еще раз просушить состав, а затем просверлить отверстие для активирующего заряда.

Термическое воздействие на отдельные части металлоконструкций позволяет им обеспечить высокопрочное соединение. Термитная сварка – это известный и простой вид этих работ, который легко выполняется в домашних условиях даже мастерами с минимальным опытом.

Технологические особенности

Термитная или порошковая сварка ГОСТ 2601-84 – это вид варочных работ, при которых в качестве источника тепла служат термиты, используется для соединения рельсов, ЭХЗ и т. д. Термит – это порошкообразная смесь из различных металлических материалов, в частности, алюминия и магния и окалины железа.

Существуют такие виды термитной сварки:

Тигельная (алюминиевотермитная);
Муфельная.

Тигельная используется для создания контуров заземления и при соединении электрических кабелей небольшого диаметра. Технология подразумевает использование термитной смеси в соотношении алюминий / железо в пропорциях 23 / 70. При полном сгорании термита выделяется железо, которое и используется для соединения между собой стыков. Сам процесс горения зависит от размера зернистости термитного порошка. При работе с медью или другими соединениями иногда в состав порошка вводят соединения других металлов для увеличения прочности шва.

Фото — работа на рельсах

Алюминиевая применяется при необходимости создать на поверхности определенной конструкции наплавку, для ремонта трамвайных рельсов или при работе с хрупкими материалами. Одним из ключевых достоинств такой технологии является возможность сваривания чугуна бесстыковым методом.

Фото — принципиальная схема

В то же время, тигельная сварка не может использоваться для соединения алюминия, поэтому здесь применяется муфельная. Особенность муфельной работы такова, что при непосредственном контакте высокие температуры плавления термитов способствуют тому, что определенные участки алюминиевых соединений испаряются. Поэтому для создания таких креплений необходимо применять накладки или термитные патроны. Эти патроны значительно облегчают работу с проводами одножильного и многожильного типа. Они представляют собой наконечник, оснащенный металлическим кокилем. Отличие муфельного типа от тигельного в том, что в процессе работы не появляются продукты сварки жидкого типа. Магний под воздействием высоких температур не растекается по соединяемой поверхности, а впитывается в неё, образуя бесшовное соединение.

Фото — шов

Для кабелей из алюминия перед выполнением термитной сварки требуется воздействие флюса. Он растворит оксидную пленку, препятствующую свариванию отдельных частей алюминия, но могут вызвать ржавление проводов. Поэтому профессионалы крайне редко используют эту методику. Для соединения такого вида кабелей применяются кокили или присадочные прутики, в которые вставляются концы проводов и нагреваются до нужной температуры.

Фото — виды термического воздействия

Сварка термитом, в состав которых входит магний, используется для обработки проводов малого сечения (телефонных, интернет-кабелей), различных электрических соединений и т. д. Для создания термита требуется около 20 % магний или алюминия в смеси и 80 % железа (его окалины). При этом, главным источником кислорода в процессе является окись железа, а тепло выделяется чистым металлом.

Достоинства :

Простота. Эта технология соединения стыков стали, алюминия, чугуна и других металлов может использоваться даже новичками в сварочном деле. Работы не занимают много времени и проводятся компактным оборудованием, которое удобно хранить дома;
Термиты обеспечивают отличное качество соединений. Стыки прочные и долговечные. При работе с алюминием для уменьшения коррозийных процессов используются флюсы типа ВАМИ;
Доступность. Оборудование для термитной сварки не нуждается в большом количестве электрической энергии.

Фото — термитная смесь

Но у этого вида сварочных работ есть и определенные недостатки :

Для осуществления данного типа сварки потребуется вспомогательная и подготовительная обработка металлоконструкций и кабелей;
Процесс сварки невозможно отследить, поэтому работать бесшовной техникой смогут только профессионалы с аттестацией НАКС.

Процесс

Для проведения термитной сварки требуется специальное оборудование. Это:

Тигель, оборудованный сливом;
Термитный карандаш. Очень удобное приспособление для выполнения работ дома. Его не нужно подогревать, обжигать или переплавлять. После включения в сеть устройство уже готово к работе;
Приспособления для поддержки и зажима свариваемых конструкций;
Резак, пила по металлу, горелка для инвертора, термометр;
Прочие дополнительные инструменты (абразивный круг, металлическая щетка).

Рассмотрим пример, как проводится сварка термитами на алюминиевой основе. Для воспламенения такого порошка необходима минимальная температура 1300 градусов. Под её воздействием металлические конструкции испаряются, на их поверхности образуются микротрещины. Нагретый алюминий способен не только восстановить металл, но и обеспечить плотное и долговечное соединение отдельных частей. Соединяемые части фиксируются в форме, которую можно сделать из подручных средств или купить в специальном магазине. Обрабатываются детали выбранным видом сварки, остужаются и зачищаются.

Фото — термитный порошок

Термитная сварка для рельсов, кабелей и т. д. бывает следующих типов:

С промежуточным литьем;
Впритык;
Комбинированная;
Дуплекс.

Во время промежуточного литья термитный порошок под воздействием высоких температур становится жидким металлом. Смесь, выработанная плавлением имеет такие же характеристики, как и её твердая (порошковая) форма. Во время этого соединяемые части отдельной металлоконструкции фиксируются в специальной форме. Термит заливается в неё, благодаря чему происходит оплавление и соединение металлических частей. Нужно отметить, что схема дуплекса очень похожа на промежуточное литье. Процесс идентичен за исключением того, что после заливки термита в форму и его застывания, полученный стык дополнительно прессуется.

Фото — сварочный процесс

Сварка термитами стыков впритык используется для соединения различных пластин, катодных и дренажных выводов, и других подобных элементов. Перед началом работ части конструкции обжигаются в печи, при этом, термит обжигается в другом тигле. После металлоконструкции обжимаются прессом и свариваются обожженным термитным порошком. Методика подразумевает тщательную обработку кромок и торцов пластин, поэтому она редко используется в домашних условиях.

Для сварки рельс, стрелочных механизмов и т. д. используется комбинированная техника. Здесь сочетается сварка впритык и под литьем. Перед началом работ рельсы обрезаются для создания острых кромок. Между отдельными частями рельсов устанавливается стальная пластина, которая вжимается в них при помощи мощного пресса. Соответственно, на этом месте образуется небольшой зазор, в который под давлением заливается жидкий термит. После его застывания шов дополнительно обрабатывается и сваривается.

Фото — форма для рельсов

Видео: как провести термитную сварку
https://www.youtube.com/watch?v=VMUOrfl-JcY

Техника безопасности

Нормативные акты указывают, что, несмотря на внешнюю простоту, термитная сварка – это сложный и опасный вид работ. Рассмотрим требования безопасности:

Термитный порошок может храниться только в отапливаемых, проветриваемых помещениях;
Нельзя использовать влажный термит;
Если работы по сварке проводятся вне помещения, то место стыка от снега, грязи и других инородных тел очищается в диаметре 50 сантиметров;
Проводить сварку нельзя, если столбик термометра опустился ниже 10 градусов;
Нельзя зажигать шихту от дуги;
Инструкция по использованию термитных инверторов требует засыпать при горении термит песком, оборудовать кислородную линию дополнительным защитным клапаном и выключать подачу горючей смеси при поломке горелки;
Сварщик обязательно должен быть одет в специальный костюм.

Купить оборудование для термитной сварки можно в специальном магазине, его цена зависит от типа и марки инвертора. Например, цена такого сварочного аппарата в Воронеже и Красноярске начинается от 500 долларов.