Термитная сварка

Термитная сварка осуществляется при помощи тепла, получаемого от сгорания порошкообразных термитных смесей (термитов). Смесь составляют из порошков металлов, обладающих большим сродством к кислороду, и порошка окиси железа. Термитная смесь воспламеняется при введении в нее специального запала. Внутри смеси возникают реакции, выделяющие большое количество тепла и развивающие очень высокую температуру, при которой расплавляется даже основной металл.

На практике получили распространение алюминиевый и магниевый термиты. Состав алюминиевого термита: 20—23% алюминия и 77—80% железной окалины. При нагревании этой смеси с помощью термоспичек или электрической дуги до 1200 — 1300° С происходит следующая реакция:

2А1 + Fe₂O₃ = А1₂О₃ + 2Fe

Температура, развиваемая при горении алюминиевого термита, достигает 2600—3000°С. Для понижения температуры в образующийся расплав добавляют 10—15% Fe (в виде мелкой стружки). Для раскисления расплава используют ферромарганец и ферросилиций.

На практике применяют три способа термитной сварки: давлением, плавлением и комбинированный. При сварке давлением продукты термитной реакции используют как аккумулятор тепловой энергии. Нагретая термитная смесь придает свариваемым торцам изделия пластичность, что позволяет соединить их сжатием.

Сварку плавлением производят в особых огнеупорных формах, в которые устанавливают кромки свариваемых изделий. Образующийся при горении термита перегретый расплав оплавляет кромки изделий, создавая вблизи них ванну жидкого металла, покрытого слоем шлака. Шлак предохраняет металл от окисления и быстрого остывания, что обеспечивает хорошее качество сварного соединения.

Комбинированный способ применяют, как правило, при сварке рельсовых стыков. Количество термита выбирают так, чтобы нижняя часть формы была заполнена расплавленным металлом, а верхняя — расплавленным шлаком. После заливки формы рельсы сжимают. В результате нижняя часть сваривается плавлением, а верхняя — давлением.

Магниевый термит получил большое применение при муфельной сварке стальных проводов. Сварку осуществляют в специальных прессованных цилиндрических шашках, в которые устанавливают встык свариваемые провода, укрепленные в клещах. Шашки имеют специальный запал для зажигания термита. После сгорания шашки разогретые концы проводов осаживают клещами.

При сварке магниевым термитом происходит реакция с выделением большого количества тепла: 3Mg + Fe₂0₃ = 3MgO + 2Fe + Q

Сварка трением

Сварка трением осуществляется за счет тепла, выделяющегося при взаимном трении поверхностей свариваемых деталей. При сварке трением одна из деталей вращается вокруг своей оси со скоростью около 3000 об/мин, а вторая деталь прижимается к ней осевым давлением. Благодаря трению свариваемые торцы обеих деталей нагреваются на некоторую глубину в течение 4—5 с до сварочного состояния и под действием осевого давления подвергаются пластической деформации. После остановки вращения дополнительное сжатие обеспечивает хорошую сварку деталей. Количество тепла, выделяющегося при трении, зависит от коэффициента трения, осевого давления и скорости взаимного перемещения деталей.

Сварка трением не требует специальной подготовки кром&к свариваемых изделий. Необходимыми условиями являются строгое совмещение осей деталей и перпендикулярность свариваемых плоскостей к оси вращения.

Сварку трением осуществляют на токарном, сверлильном, фрезерном и других станках. Относительно большие усилия при резкой остановке вращения под нагрузкой приводят к преждевременному износу узлов станка; поэтому для сварки трением рекомендуют применять специальные станки.

Сварку трением успешно используют при соединении встык различных режущих инструментов (резцов, сверл, фрез), стержней, труб, рычагов и других деталей.