Spawanie termitowe: rodzaje, zalety, zastosowania

Spawanie termitowe opiera się na zdolności niektórych sproszkowanych mechanicznych mieszanin metali z tlenkami metali (termitami) do spalania, wydzielając dużą ilość ciepła.

Tlenek żelaza (tlenek żelaza) jest stosowany jako tlenki w mieszaninach termitów, a aluminium, magnez itp. Są stosowane jako metale palne. Źródłem tlenu w termicie jest tlenek żelaza, a źródłem ciepła jest metal zawarty w mieszaninie w czystej postaci.

Aby wywołać efekt termiczny, ilość ciepła wydzielana podczas spalania substancji palnej musi być większa niż wymagana do rozkładu tlenku. Spawanie termitem charakteryzuje się spalaniem termitu w ciągu kilku sekund, podczas którego uwalniana jest cała ilość ciepła.

Rodzaje spawania termitowego i ich zastosowanie

Rozróżnij spawanie termitowo-tyglowe i termitowo-muflowe KS.

Do spawania termitowo-tyglowego stosuje się suche sproszkowane mieszanki termitu. Podczas spawania taśm i prętów stalowych pętle uziemienia użyj termitu aluminiowego składającego się z 23% pyłu aluminiowego i 77% kamienia (wagowo). Procent zgorzeliny aluminium i żelaza w mieszaninie termitu zmienia się w zależności od stopnia zgorzeliny i czystości pyłu aluminiowego. Aby zwiększyć wydajność uwalniania żelaza podczas spalania termitu, a także obniżyć temperaturę reakcji, do termitu dodaje się odpady stalowe z przemysłu gwoździowego.

W termicznym spawaniu prętów i taśm stalowych do tych samych celów używana jest wkładka stalowa (koło zamykające otwór tygla). Intensywność procesu spalania termitów zależy od wielkości ziarna składników. Ziarna granulowane o wielkości od 0,25 do 1,5 mm służą do stabilnego procesu spawania. W celu poprawy jakości złącza spawanego do mieszanek termitów wprowadza się dodatki stopowe — 80% żelazomanganu i żelazokrzemu w ilościach odpowiednio 1,4 i 0,15% wagowych.

Cechą charakterystyczną spawania w tyglu termitowym jest to, że końce łączonych prętów są topione i łączone metalem powstałym w wyniku spalania mieszanki termitowej.

Aby połączyć stalowe jednożyłowe przewody linii komunikacyjnych, użyj cylindrycznych basenów termitowych z podłużnym otworem przelotowym. Otwór odpowiada średnicy spawanych drutów. Bloki termitowe są prasowane z mieszanki zawierającej 25% pirotechnicznego magnezu marki MPF i 75% skały żelaza. Jako spoiwo stosuje się nitrolak gatunku NTs-551, który dodaje się w ilości około 14% masy suchej mieszanki (ponad 100% mieszanki).

Metoda tygla termitowego nie nadaje się do spawania drutów aluminiowych.Stosować spawanie hartowane w formie stosowanej do spawania stali, gdy istnieje bezpośredni kontakt między blokiem muflowym a drutem aluminiowym, jest to niedopuszczalne z kilku powodów:

1. gdy pali się mufla termitowa, aluminium reaguje, powodując palenie metalu na powierzchni spawanych drutów,

2. produkty reakcji wpadają do aluminium jeziorka spawalniczego i pogarszają właściwości złącza,

3. druty na wylocie ze stopu mufli termitu, co prowadzi do zmniejszenia ich przekroju; podczas spawania drutów wielożyłowych poszczególne druty rdzenia palą się.

Do spawania drutów wielożyłowych opracowaliśmy wkłady termitowe, które są blokiem termitowym z metalową formą chłodzącą... W spawaniu termitowo-muflowym (w przeciwieństwie do termitowo-tyglowego) w wyniku spalania termitu powstają produkty reakcji nie pojawiają się w postaci płynnej. W procesie spalania powstaje porowata masa tlenku magnezu, która pochłania stopione żelazo, dzięki czemu termit magnezowy nie wytwarza płynnego, rozpraszającego żużla.

Receptura masy termitowej do produkcji bloków termitowych do wkładów typu PA, PAS itp. To samo, co przy produkcji bloków termitowych do łączenia stalowych drutów jednożyłowych.

Spawanie aluminium i jego stopów jest utrudnione przez warstewkę tlenku glinu, która szybko pokrywa go w powietrzu. Dlatego usuwanie tlenków i ochrona jeziorka spawalniczego przed dalszym utlenianiem ma ogromne znaczenie w spawaniu.

Efekt warstwy tlenku jest zmniejszony o płynie, którym okrywa się połączone druty i pręty wypełniające przed spawaniem.Topnik rozpuszcza tlenek i zamienia go w niskotopliwy żużel, który wypływa na powierzchnię. W tym przypadku warstewka ciekłego żużla pokrywa podczas spawania powierzchnię roztopionego metalu jeziorka spawalniczego, izolując tę ​​powierzchnię od powietrza i tym samym zabezpiecza przed dalszym utlenianiem. Pozostałości potoku jednak skorodowane przewody, dlatego przy wdrażaniu KS powinniśmy w miarę możliwości unikać korzystania ze strumieni.

Jednym z najlepszych jest topnik AF-4A, który zawiera chlorek sodu — 28%, chlorek potasu — 50%, chlorek litu — 14%, fluorek sodu — 8% (wagowo). Ten przepływ może być stosowany tylko w przypadkach, gdy spawane połączenie jest całkowicie chronione przed wpływami zewnętrznymi.

Znacznie mniej korozji powoduje trójskładnikowy topnik VAMI (chlorek potasu — 50%, chlorek sodu — 30%, kriolit klasy K -1 — 20%). Jednak nawet podczas jego użytkowania konieczne jest podjęcie działań w celu ochrony połączeń przed korozją. Pozostałości topnika na palniku po spawaniu należy usunąć przez zdzieranie lub mycie.

Podczas spawania drutów aluminiowych wkładem termitowym do jego otworu wtryskowego wprowadzany jest pręt wypełniający, który topi się w celu zwiększenia ciekłego metalu w formie chłodzącej. Jako pręty wypełniające stosuje się pręty aluminiowe lub gołe druty spawanych drutów. Wypełniacze wykonuje się przez skręcenie kilku drutów o średnicy 2 mm, uprzednio odtłuszczonych i oczyszczonych.

Zalety spawania termitowego

Spawanie termitowe korzystnie wyróżnia się niezależnością od źródeł energii elektrycznej lub gazu, bez konieczności stosowania skomplikowanego sprzętu, a także możliwością wykonywania połączeń w warunkach liniowych przez personel instalacyjny, naprawczy i serwisowy.

Spawanie termitowe drutów gołych

Najbardziej ekonomiczne jest podłączanie przewodów do linii wysokiego napięcia za pomocą spawania termicznego. Ta metoda nie wymaga skomplikowanego sprzętu i specjalnych narzędzi.

Zgrzewanie termiczne drutów, jeśli jest przeprowadzane w pełnej zgodzie z ustaloną technologią, jest najprostszym i najbardziej niezawodnym sposobem łączenia.

Podczas spawania termicznego na końcach drutów tworzy się całkowicie metalowe połączenie, którego metalowy przekrój jest większy niż drutów łączących, a opór elektryczny jest mniejszy niż przekrój całego drutu o ta sama długość.

Połączenie przewodów linkowych metodą zgrzewania termicznego nie zmienia charakterystyki elektrycznej w czasie, a tym samym nie wymaga dodatkowego czasu pracy na badania profilaktyczne.

Jednak połączenia spawane muszą być wykonywane tylko z wysoką jakością. Słabe połączenia przewodów mogą być wynikiem niechlujnego przygotowania przewodów, użycia niestandardowych szczypiec, niedokręcenia lub przekręcenia, a także podawania w jedną stronę, zakleszczenia przewodów w kasecie itp.

Jak pokazuje doświadczenie w spawaniu drutem, najczęstszą przyczyną złej jakości spawania są zakleszczone druty w uchwycie i jednokierunkowe podawanie drutu.Podłączenie jednego z drutów w uchwycie również powoduje jednokierunkowe podawanie drutu.

Podczas spawania drutów na liniach energetycznych zdarzały się przypadki, gdy przy najstaranniejszym przygotowaniu drutów i zacisków spawanie nadal nie działało z powodu jednostronnego podawania drutu do formy chłodzącej uchwytu termokurczliwego.

Wykonywanie spawania termicznego drutów

Spawanie drutów termitem odbywa się za pomocą wkładów termitowych (ryc. 1).

Wkład termitowy do spawania drutów aluminiowych i stalowo-aluminiowych składa się z następujących głównych elementów:

• forma chłodząca wykonana z blachy stalowej o grubości 0,5 – 1,25 mm w celu zabezpieczenia górnej warstwy drutu przed przepaleniem i wnikaniem szkodliwych zanieczyszczeń powstałych w wyniku spalania masy termitowej w strefie spawania,

• aluminiowa wkładka do kształtowania pola spawania i wypełniania ubytków,

• blok termitowy, który podczas spalania wytwarza ilość ciepła niezbędną do stopienia płaszcza i końców spawanych drutów w strefie spawania.

Wkład termitowy do spawania drutów miedzianych składa się z chłodzenia wykonanego z rurek miedzianych lub miedzianych o grubości 1,5-2 mm, wkładu ze stopu miedziowo-fosforowego marki MF-3 oraz bloku termitowego.

Ryż. 1. Wkłady termitowe: a — do drutów aluminiowych i stalowo-aluminiowych, b — do drutów miedzianych i brązowych, c — położenie wkładów termitowych na drutach przed spawaniem, 1 — forma chłodzenia, 2 — wkładka, 3 — mufla termitowa ( kratka) , etykiety z 4 miejscami, 5 — drut, 6 — bandaż ograniczający, 7 — uszczelka azbestowa.

Właściwe przygotowanie końcówek drutów termitowych ma ogromne znaczenie dla wysokiej jakości spawania połączenia.Końce należy dokładnie oczyścić z brudu, odtłuścić benzyną z tłuszczu i wysuszyć. Konieczne jest usunięcie smaru z końców drutów i wysuszenie ich, ponieważ podczas spalania smaru lub benzyny powstają gazy, które zapobiegają wypełnieniu szwu spawalniczego stopionym metalem i przyczyniają się do powstawania pustych przestrzeni i pustych przestrzeni.

Końce spawanych drutów są cięte tak, aby płaszczyzna cięcia była płaska i ściśle prostopadła do osi drutu. Druty okładzinowe o przekroju do 150 mm2 wytwarzają nożyce montażowe do cięcia drutów i drutów o przekroju powyżej 150 mm2 — za pomocą piły do ​​​​metalu lub specjalnego urządzenia.

Najczęściej złe spawanie występuje z powodu jednostronnego podawania końców drutu ze względu na to, że metal wkładki najpierw topi się z jednej strony, a końce drutu ocierają się lub zacinają w formie chłodzącej.

W spawaniu termicznym drutów konieczne jest monitorowanie podawania końców drutów, które będą spawane z obu końców formy chłodzącej. Metal w strefie spawania pozostaje w stanie ciekłym przez kilka minut po spaleniu masy termitowej i do momentu ostygnięcia żużla powstałego po spaleniu masy termitowej do ciemnego koloru. Z tego samego powodu nie należy spieszyć się, aby poluzować nacisk szczypiec i przedwcześnie odkręcić pokrętła z matrycami mocującymi końce drutów w szczypcach.