Термитные составы относятся к. Применение алюминотермитной технологии для сварки рельс на железной дороге

Термитной сваркой называют такой способ сварки, когда для подогрева металла используется термитная смесь. Технология сварки состоит из следующих процессов:

«заформовывание» деталей, которые будут соединяться, огнеупорным материалом;
подогрев соединяемых деталей;
процесс расплавки термита;
залив расплавленного термита на место сварки.

Таким образом, металл из расплавленных деталей соединяется с термитом в жидком состоянии. Подобное соединение будет гарантировать прочность и надежность. В основном, данный вид сварки, в отличии от дуговой применяется для сплавки чугуна, стали, реставрации трещин, стыковки рельсов, а также труб.

Чаще всего используется железоалюминиевая термитная сварка: Fe2O3 = 75 %; Al = 25 % (такая смесь содержит в себе или прокаленную окалину, или железную руду). Такой состав используется, в основном, для сварки рельсов и много габаритных деталей. Воспламеняется данная смесь при температуре приблизительно 1300 °C, а шлак и железо, которые образуются, нагреваются до 2400 °C. Достаточно часто в железоалюминиевую смесь добавляют железную обсечку, легирующие присадки и флюсы. Данный процесс происходит в магнезитовом тигеле.

Алюминий – не единственный металл, который применяют. Также используются следующие комбинации:

Mg (31 %) + Fe2O3 (69 %)
Ca (43 %) + Fe2O3 (57 %)
Ti (31 %) + Fe2O3 (69 %)
Si (21 %) + Fe2O3 (79 %)

Термитно-зажигательные составы:

Ba(NO3)2 (26 %) + Fe3O4 (50 %) + Al (24 %)
Ba(NO3)2 (37.5 %) + Al (26.5 %) + уголь (3 %) + связующие вещества типа шеллака (23 %)
Fe2O3 (21 %) + Al (13 %) + Ba(NO3)2 (44 %) + Ba(NO3)2 (6 %) + Mg или Fe (12 %) + связующие вещества (4 %)

Термическая сварка применяется для различных целей и для каждой из них подбирается определенный состав смеси. Наиболее распространенными среди них являются следующие виды:

Элементарная смесь: железная окалина соединенная с порошком из алюминия в строгой химической пропорциональности;
Смесь термита для соединения стыков в рельсах: такая процедура является более сложной. Алюминотермитная сварка рельсов заключается во введении в шихту наполнителя из стали. Такой наполнитель состоит из ферромарганца, графита (в виде стружки) и маленьких частей малоуглеродистого прутика или стружки такого же материала;
Состав для соединения легированных сталей. Такая смесь отличается использованием присадки в виде ферротитана, феррованадия и других подобных материалов;
Сварка термит, используемая для сварки чугунных деталей: в качестве присадки, как правило, используется кремний в большом количестве. С помощью данного раствора можно получить очень качественное соединение (при соблюдении правил процессов), это обосновывается выделением графита, как в сварочных, так и в переходных зонах. Такая реакция происходит из-за высокого содержания кремния в металле термита. Главное требование – полное исключение использования марганца;
Состав для соединения высокомарганцовистых сталей: содержание данной смеси достаточно простое. Необходимо вводить ферромарганец (углерод и большое количество марганца), а также стружка чугуна в стехиометрическом соотношении;
Специальные (особые) термиты – используются для всех других нужд (повторного дробления минералов), такие смеси называют пиротехническими.

Процесс алюминотермитной сварки

Данная технология сварки состоит из нескольких последовательных и взаимосвязанных процессов.

Для начала следует убедиться в том, что термитная шахта рассчитана досконально и в процессе сможет выделиться нужное тепло. Это необходимо для расплавки и прогрева своими руками всех конечных продуктов реакции. В состав термитной шихты входят небольшие частицы порошка из алюминия и окислы железа.

Помимо состава из очень мелкого размера, все компоненты должны быть тщательно перемешанными. Для запуска химической реакции своими руками следует лишь дать толчок температурой в 1350 С. Подачи такой температуры достаточно в одной точке, а после тепловая реакция распространится на всю термитную шихту. Для образования полноценного металла достаточно 20-30 секунд. При чем, вес полученного металла будет меньше на 50% от всей термитной шихты, так как помимо металла образовывается шлак.

Тепло, при реакции будет затрачиваться не только на представленные реагенты, но и на другие расходные материалы (например, стенки тигля). Несмотря на это, тепла, которое будет выделяться, хватит для получения необходимого результата. При правильном соблюдении всех указанных рекомендаций, чистый металл опуститься на низ, а шлак всплывет. Это объясняется разницей в удельном весе представленных материалов.

Соединение рельс с помощью алюминотермитной сварки

Для сварки рельсов ванным способом, достаточно сложного процесса, может использоваться большое количество техник и методов, однако не все они подходят в условиях полевых работ.

Сварка рельсовых стыков алюминотемитом – предельно хорошо подходит для такого вида работ из-за эффективности и удобства. В данном процессе используют воспламенитель, который однопорционным зарядом поднимает температуру. Такой механизм не требует дополнительной электрической энергии, что является важным в полевых условиях. Результат реакции уже видно через 20 секунд: получение чистого металла и шлака своими руками.

Пошаговая технология сварки стыков рельс состоит из следующих этапов:

1. Подготовка торцов. Плотное прилегание стыков для данного вида сварки недопустимо. Между рельсами необходимо выдержать зазор в 2-3 см.

2. Выравнивание. Для формирование качественного шва соединяемые детали требуется выровнять

3. Установка формы из огнеупорного материала

Важно! Следует внимательно следит на правильностью установки формы и не допускать ее перекоса

Термитная сварка рельс на железной дороге достаточно сложный процесс. Желанным результатом каждого мастера является получение долговечного, прочного и качественного соединения. Для этого необходимо следовать таким совета

важным является точный расчет необходимых материалов, в отличие от электродуговой сварки. Следует подобрать такое количество порошка, которое нужно для заполнения формы около рельса;
смесь термической шихты следует измельчить и перемешать как можно тщательней;
подавать стоит температуру не менее 1400 С, в противном случае реакция не произойдет.

Как приготовить термитную самостоятельно

Для приготовления термитной смеси своими руками вам понадобится ржавчина и алюминиевая пудра. Ржавчину можно раздобыть в домашних условиях, если она влажная, то стоит высушить её с помощью плиты. Затем следует превратить свою ржавчину в пудру и подогреть в металлическом сосуде. Изготовление термита своими руками требует небольших усилий и затрат. Алюминиевую пудру (можно купить или добыть с помощью напильника из целого куска алюминия своими руками) необходимо добавить в железную окись. Пропорция ржавчины к алюминию будет 8 к 3.

Array ( => [~TAGS] => => 63344 [~ID] => 63344 => Применение и состав термитной смеси [~NAME] => Применение и состав термитной смеси => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 => 115 [~IBLOCK_SECTION_ID] => 115 =>

Общие сведения и состав

Применение

Традиционный состав

Пиротехнический состав

Медные смеси

оксид меди – 70%;

медный порошок – 12%;

алюминий – 10%;

Термитный карандаш

Термит своими руками

Рецепт литого термита

[~DETAIL_TEXT] =>

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.

Применение и состав термитной смеси

Общие сведения и состав

Применение

Традиционный состав

Пиротехнический состав

Медные смеси

оксид меди – 70%;

медный порошок – 12%;

алюминий – 10%;

ферросилиций (или ферромарганец) – 8%.

Термитный карандаш

Термит своими руками

Рецепт литого термита

ТЕРМИТ

(от греч. therme-тепло, жар), порошкообразная смесь стехиометрич. кол-в металлов или сплавов (т. наз. горючее) с оксидами менее активных металлов (окислитель), сгорающая при воспламенении с выделением большого кол-ва теплоты. Осн. горючее-Аl, Mg, Ca-Si, Сu-Аl, Fe-Mn, окислители- Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CuO, NiO, Pb 3 O 4 , MnO 2 . При экзотермич. окислит.-восстановит. р-ции идет металла оксида; продукты р-ции (преим. жидкие шлаки) нагреваются до т-ры ~ 2000 °С. Т-ра горения Т. 2000-2800 °С, т. воспл. > 800 °С (для наиб. распространенного Т.-смеси А1 с Fe 3 O 4 -1300°C). Кол-во теплоты, выделяющееся при горении, зависит от состава Т., напр, в случае железоалюминиевого Т.: 8Аl + 3Fe 3 O 4: : 4А1 2 О 3 +9 Fe + 3478 кДж.

Производят Т. в виде порошка или шашек. Для поджигания используют смесь ВаО 2 и Mg или особые термитные спички.

Применяют Т. в качестве зажигательных составов, для термитной сварки, в металлотермии для произ-ва Мn, Сr, V, W, ферросплавов и разл. лигатур цветных и редких металлов, для дробления руды. Для сварочных работ (термитно-муфельная проводов, сварка и стыковка рельсов, приварка заземляющих проводников к металлич. конструкциям, сварка труб и др.) широко используют след. термитные составы-CuO, ферромарганец, сплав Cu-Al; Fe 3 О 4 , Аl, Mg, ферромарганец; Fe 3 O 4 , Mg, Al и др. Для получения феррованадия, феррохрома и др. применяют Т., содержащие Fe 3 O 4 и оксиды этих металлов.

Лит.: Шевченко Г. Д., Сварка, пайка и термическая резка металлов, М., 1966; Боровинская И. П., Мержанов А. Г., в сб.: Металлотермические процессы в химии и металлургии, Новосиб., 1971; Шидловский А. А., Основы пиротехники, 4 изд., М., 1973; Brauer К. О., Handbook of pyrotechnics, N. Y., 1974; Barbour R.T., Pyrotechnics in industry, N.Y., 1981. H. А. Силин.

Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

Синонимы :

Смотреть что такое "ТЕРМИТ" в других словарях:

1. ТЕРМИТ см. Термиты. 2. ТЕРМИТ, а; м. [от греч. thermē жар, тепло] Порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с окислами некоторых металлов, при воспламенении которой образуется очень высокая температура (используется в технике при сварке,… … Энциклопедический словарь

Термит: Термиты отряд насекомых. Термитная смесь горючая смесь алюминия или магния с оксидами различных металлов. П 15 «Термит» противокорабельная ракета … Википедия

- (термитная смесь) (от греч. therme жар тепло), порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа), интенсивно сгорающая при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Применяется в производстве … Большой Энциклопедический словарь

Толковый словарь Ушакова

1. ТЕРМИТ1, термита, муж. (от лат. termes) (зоол.). Насекомое жарких стран, живущее сообществами в разнообразных по форме и часто очень больших гнездах и приносящее громадный вред человеку. Укусы термитов чрезвычайно болезненны. 2. ТЕРМИТ2,… … Толковый словарь Ушакова

ТЕРМИТ 1, а, м. (спец.). Порошкообразная смесь, дающая при горении очень высокую температуру. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ТЕРМИТ 2, а, м. Общественное насекомое жарких стран, живущее большими колониями, вредитель древесины, кожи, бумаги, сельскохозяйственных продуктов. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова