СВАРКА, ПАЙКА, СКЛЕЙКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ И ПЛАСТМАСС

ТЕРМИТНАЯ СВАРКА (АТ-)

Принцип сварки

При термитной сварке плавлением металл плавится под действием тепла, источником которого является расплав, формирующийся в результате химической реакции алю­миниевого порошка с оксидом металла. Образующийся при этом оксид алюминия (шлак) служит защитой металла от атмосферного воздействия. Во время термитной сварки протекает преимущественно следующая экзотермическая реакция:

Fe203+ 2А1 —2Fe+ А120з + 198,3 ккал.

Тепловой эффект данной реакции является результатом высокого сродства алю­миния к кислороду, которое выше, чем у большинства других металлов. Известны три варианта сварки (рис. 1.5), причем термитная сварка плавлением используется в вариантах с разливкой сверху и сбоку.

Границы применимости

Размеры изделий: преимущественно профили любых типов и ремонтная сварка изделий с большими поперечными сечениями.

Группы материалов: стали с эквивалентом по углероду Сэ < 1,2 % , стальное литье, серый чугун (чугун 20 с пластинчатым графитом, чугун 25 с пла­стинчатым графитом), алюминий.

Область использования: монтажная сварка рельсов, рельсовых соединений и катаных профилей; сварка арматурных сталей; сварка звеньев цепей;

онтная сварка осей, валов, станин из стали, стального литья, серого чугуна* Сдельная сварка алюминиевых тросов,

Наплавка изнашиваемых (преимущественно при абразивном изнашивании) . ■ ялей, таких, как зубья землеройных машин, траки гусениц.

Параметры: температура реакции 2730 °С, температура термитной сварки 2000—2400 °С (температура шлака), критическая температура воспламенения 1300— 1400 °С. Скорость плавления во многом зависит от объема свариваемого материала /ня по им ер, до 2000 кг наплавляемого металла может быть нанесено за 30 е). Среднее

ЇЇемя реакции 4-20 с.

Скорость сварки соответствует скорости разливки соответствующего «объема» расплавленного металла.

Положение шва при сварке: нижнее, горизонтальное, вертикаль­ное (снизу вверх).

Особенности сварки: экономическая эффективность данного способа повышается с увеличением сечений соединяемых деталей (более 200 мм2) и G увели­чением количества наплавляемого металла.

Основное время сварки составляет всего несколько секунд, но вспомогательное время достигает 80 мин.

Источник собственно сварочного тока не требуется.

При сварке профилей формируются высококачественные переходные области. Особенно пригоден данный способ сварки для монтажных работ и сварки на строительных площадках.

Подогрев осуществляют с помощью пропановой горелки.

Ре ко мендаиии по исполнению соединений

Сварка стыковых соединений без разделки кромок не требует специальной подго­товки (см. габл. 8.3).

В зависимости от диаметра свариваемых соединений зазор между их торцами составляет 10—40 мм.

Сечение свариваемых тросов от 35 до 185 мм2.

При наплавке следует ограждать наплавляемые поверхности (для этого исполь - вуют глиняные формы).

Основные элементы устройства для термитной сварки

Тигель с донным сливом (материал: магнезит, защитная футеровка, хромовая руда, кварцевый песок).

Размер тигля зависит от поставленной задачи (следует учитывать возможность прорыва тигля при большем объеме наплавляемого материала).

Формы для сварки: одноразового пользования (материал: кварцевый песок, шамот); многоразового пользования (графит, серый чугун, медь для серийной сварки). Модель (набивная для каждого профиля).

Опока.

Поддерживающее и зажимное устройства применяют при использовании не­разъемных и составных форм для сварки.

Специальные устройства: приемник для тигля, ломик для выпуска металла, Кислородный резак, полозковый термометр, горелка для предварительного подо­грева (пропан).

Инструменты: кузнечное зубило, плоская обжимка, шлифовальный круг, про­волочная щетка.

Специальный запальник с ручным или электрическим управлением. Оборудование

Сварочный аппарат имеет различную конфигурацию в зависимости от выполняемой вадачи и состоит из нескольких основных элементов (см. выше).

Изготовитель: Chemische Werke Buna, Аммендорф, ГДР (в дальнейшем Buna).

Выбор основных и присадочных материалов, термообработка

Для группы материалов (сталей с Сэ < 1,2%, стального литья, серого чугуна и. алюминия) химический состав присадочных материалов определяют в зависимости °т химического состава основного материала.

Присадочный материал, состоящий из порошкообразного оксида металла и порошкообразного алюминия, расплавляют в тигле. Термитную смесь легируют присадкой ферросплава, карбидов, оксидов и чистых элементов; добавка их к шихте в количестве 20 % снижает температуру разливаемого металла и повышает выход присадочного материала до 50 %, остальные 50 % — шлак.

Присадочные материалы выбирают в зависимости от технологического варианта сварки и от характера износа поверхности при наплавке.

Изготовитель: Buna, Аммендорф, ГДР.

Присадочные материалы поставляются в пакетах развесом а интервалом 0,5 кг в соответствии с TGL 3082.

Количество присадочного материала: тАТ = l2y8Vges, где тдт — масса на­плавляемого материала, кг; Vges — объем заполняемого пространства, дм?.

Ориентировочные параметры для определения порции термита указаны в табл. 1.11.

Техника сварки

Зазор (мм) между свариваемыми кромками при сварке встык рассчитывают по фор­муле а = 0,75 У As* где а — зазор между свариваемыми кромками, мм; — пло­щадь стыкового соединения, мм2.

Если высота падения расплавленного присадочного материала на дно зазору превышает 200 мм, то применяют сифонную разливку, в остальных случаях металл разливают сверху или сбоку.

'•'Подогрев стыкового соединения: стали и стального литья — 1 900 °С; серого чугуна — до 800 °С (конструктивно сложные отливки из серого

*?гуна требуют подогрева всей заготовки до 600 °С).

--■ Удаление сварочной формы — через 1,5—2,5 мин после окончания процесса евзрки; обработка стыкового соединения (удаление грата) — в состоянии красного

каления.

Ориентировочные параметры термитном сварки арматурной стали указаны к табл. 1.11.

Ориентировочные параметры нормативного времени tд/ термитнои сварки при ремонтных работах (рис. 1.6).

Ориентировочные данные для определения общих затрат при ремонтной тер­митной сварке (рис. 1.7).