Экзотермический сварочный стержень
Авторы патента:
Изобретение предназначено для проведения сварки, наплавки и заварки в полевых и экстремальных условиях без применения электроэнергии, газа и специального оборудования. Стержень имеет четырехгранную форму. Запальная часть стержня включает порошок магния, хлората калия и связующее. Сварочная часть стержня включает железоалюминиевый термит с легирующими добавками. Ручка стержня изготовлена из смеси кварцевого песка и связующего. Сварочный стержень обеспечивает высокое качество наплавленного металла, обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами. 1 ил.
Изобретение относится к сварочному производству.
Известен сварочный термитный стержень по патенту SU 1833272, МПК7 B 23 K 23/00, 07.08.1993, выполненный в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой из негорючего материала с температурой плавления ниже максимальной температуры горения термитной смеси, отличающийся тем, что температура плавления оболочки выше температуры плавления металла конструкции, подвергаемой воздействию теплоты горения термитной смеси, также отличающийся тем, что отношение диаметра сформованной термитной смеси к диаметру стержня с оболочкой составляет 0,3-0,9. Недостатки этого термитного стержня следующие: 1) отсутствие в составе термитной смеси компонента, снижающего температуру воспламенения термита, стабилизирующего горение термитной смеси и делающего это горение более спокойным, а также снижающего температуру плавления и вязкость термитного шлака, облегчающего отделение термитного металла от шлака; 2) в конструкции термитного стержня не учтена низкая теплопроводность термитного шлака и его способность при наличии компонентов термитной смеси, снижающих его вязкость, очень хорошо покрывать расплавленный металл, снижая теплопотери, защищать от окисления, что делает ненужной расплавляемую оболочку стержня, на плавление которой тратится тепло экзотермической реакции; 3) при сгорании термитного стержня получается металл, не аналогичный по своему составу материалу свариваемых деталей, например при сварке деталей из легированных сталей; 4) состав запальной смеси трудно зажечь бытовой спичкой, а использование дефицитных термоспичек не совсем удобно; 5) наличие дополнительного приспособления для удержания стержня усложняет его использование. В нужный момент его может не оказаться, оно может сломаться, потеряться и т.п. Задача предлагаемого изобретения заключается в создании экзотермического сварочного стержня, лишенного указанных выше недостатков. Сущность предлагаемого изобретения заключается в изготовлении 4-гранного экзотермического сварочного стержня (см. чертеж), который сваривает детали термитным металлом под слоем термитного шлака, предохраняющего шов от контакта с воздухом в момент сварки. При этом сварка производится без затрат электроэнергии, газа и т.п., не требует использования какого-либо специального оборудования и может применяться в полевых условиях, экстремальных ситуациях и т.п. 4-гранный сварочный экзотермический стержень позволяет получать сварные швы более разнообразного профиля по сравнению с круглым стержнем. Сварочный стержень (см. чертеж) состоит из трех частей: запальной части 1, сварочной части 2 и ручки 3. Состав смеси для изготовления запальной смеси, мас.%: Порошок магния - 35,0-36,0 Порошок хлората калия (KClO3) - 60,0-62,0 Связующее - 2,0-5,0 Состав смеси для сварочной части стержня подбирается в зависимости от материала свариваемых деталей таким образом, чтобы при сгорании стержня получать металл, аналогичный по химическому составу металлу свариваемых деталей. Смесь для сварочной части стержня состоит из железоалюминиевого термита (23% алюминиевого порошка и 77% железной окалины), легирующих добавок, порошка плавикового шпата и связующего. Состав компонентов сварочной части стержня определяется расчетом. Плавиковый шпат вводится в состав термитной смеси с целью стабилизации горения и для того, чтобы это горение было более спокойным, без брызг и выбросов материала, снижения температуры воспламенения термитной смеси, снижения температуры плавления термитного шлака и его вязкости, облегчения отделения термитного металла от шлака, улучшения покрывных свойств шлака. Состав смеси для изготовления ручки экзотермического сварочного стержня, мас.%:Песок кварцевый - 95,0-98,0
Связующее - 2,0-5,0
В качестве примера приведен состав смеси в процентах по массе для изготовления сварочной части стержня для получения термитного металла для сварки деталей из углеродистой стали марки Ст.3:
Железоалюминиевый термит - 92,2-95,2
Порошок технического углерода - 0,3
Порошок ферромарганца ФМн75 - 0,5
Порошок плавикового шпата - 2,0
Связующее - 2,0-5,0
Экзотермические сварочные стержни изготовляют ручной или машинной формовкой в стержневых ящиках или прессованием в пресс-формах на специальных прессах с последующей сушкой при температуре 150oC в течение 1 ч. Сварку деталей следует производить следующим образом:
1) поджечь бытовой спичкой и т.п. запальную часть экзотермического сварочного стержня;
2) после загорания сварочной части экзотермического сварочного стержня вручную нанести сварной шов на предварительно подготовленные поверхности свариваемых деталей;
3) после охлаждения шва счистить шлак. Экзотермические сварочные стержни сечения 12х12 мм применялись для сварки деталей из листовой углеродистой стали толщиной 2,3 и 4 мм. Состав сварочной части стержней, мас.%:
Железоалюминиевый термит - 92,2
Порошок технического углерода - 0,3
Порошок ферромарганца ФМн75 - 0,5
Порошок плавикового шпата - 2,0
Связующее - жидкое стекло - 5,0
Состав смеси для изготовления ручки этих стержней, мас.%:
Песок кварцевый - 95,0
Связующее - жидкое стекло - 5,0
Состав запальной части этих стержней, мас.%:
Порошок магния - 35,0
Порошок хлорида калия (KClO3) - 60,0
Связующее - олифа натуральная - 5,0о
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Электрод для сварки и наплавки // 2167752
Электродное покрытие для сварки // 2167038
Изобретение относится к ручной дуговой сварке, в частности к электродам для сварки в узкие и глубокие разделки корневых и прикорневых слоев шва стыков труб из углеродистых и низколегированных сталей, а также вертикальных швов снизу вверх и сверху вниз листовых конструкций
Состав порошковой проволоки // 2166419
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к материалам для механизированной сварки в среде защитных газов конструкций из средне- и низколегированных сталей, работающих в условиях отрицательных климатических температур
Активирующий флюс для электродуговой сварки // 2164849
Изобретение относится к способу пайки алюминия и материалу для пайки алюминия, в частности к способу пайки алюминия и материалу для пайки алюминия, используемому при пайке теплообменных устройств из алюминия или алюминиевого сплава, в дальнейшем называемого металлом типа алюминия, и теплообменных трубок из материала типа алюминия
Состав электродного покрытия // 2163861
Изобретение относится к составам электродных покрытий и может быть использовано в сварочных электродах для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали
Состав покрытия электродов // 2155657
Изобретение относится к сварке, а именно к составу покрытия электродов для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей
Состав покрытия электродов // 2155656
Изобретение относится к сварке, а именно к составу покрытия электродов, предназначенных для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых низколегированных сталей
Способ алюминотермитной сварки рельсов // 2163184
Изобретение относится к ремонту рельсов железнодорожного пути без изымания их с полотна
Состав для термитной сварки // 2151037
Сварочный карандаш // 2139174
Термитный стержень и состав термитной смеси // 2135340
Изобретение относится к термитной сварке-пайке, резке и наплавке металлических конструкций из меди и ее сплавов и стали и может быть использовано для сварки-пайки, резки и наплавки металлов в быту, при ремонте техники в полевых условиях, при ведении ремонтно-спасательных работ, в условиях монтажа и демонтажа конструкций, на строительстве при ремонте сооружений и механизмов
Термитный состав // 2134185
Изобретение относится к области металлургии, а точнее, к технологии сварки с использованием восстановительной способности металлов /алюмотермия, магнийтермия и др./
Способ центробежной наплавки // 2129057
Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для наплавки внутренних поверхностей, преимущественно цилиндрических деталей, например втулок или подшипников скольжения
Способ алюмотермической сварки рельсов // 2088390
Изобретение относится к сварке, в частности, к способам алюмотермической сварки рельсов
Состав безгазового термитного топлива // 2062194
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к экологически чистому термитному топливу, не потребляющему при горении кислород и не выделяющему при горении газообразных и твердых выбросов, и предназначено в качестве топлива для отопления помещений в случае аварии в отопительной сети или отсутствия последней, а также для получения электрической энергии в специальных объектах
Термитный состав (варианты) // 2054347
Способ термитной сварки // 2169652
Изобретение относится к сварке металлов плавлением, а именно к термитной сварке, и может быть использовано для сварки встык вертикально расположенных труб