RU2169066C2

RU2169066C2 - Exothermic welding rod

Info

Publication number: RU2169066C2
Application number: RU97102409A
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Новохацкий
Original assignee: Игорь Владимирович Новохацкий
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2001-06-20

Abstract

FIELD: welding, fusion and welding up in field or other extremal conditions without using gas, electric power and special equipment. SUBSTANCE: welding rod is tetrahedral one, it includes ignition portion, welding portion and handle. Ignition portion consists of powdered magnesium, potassium chlorate and binder. Welding portion includes iron-aluminum termite with alloying additives. Handle is made of mixture of quartz sand and binder. EFFECT: high quality of welded metal, good welding-technology properties. 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к сварочному производству. The invention relates to welding production.

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. Known welding termite rod according to patent SU 1833272, IPC7 B 23 K 23/00, 08/07/1993, made in the form of a thermite mixture formed in a cylinder with a shell of non-combustible material with a melting temperature below the maximum burning temperature of the thermite mixture, characterized in that the melting temperature the shell is higher than the melting temperature of the metal of the structure exposed to the heat of combustion of the thermite mixture, also characterized in that the ratio of the diameter of the formed thermite mixture to the diameter of the rod with the shell is 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.The disadvantages of this termite core are as follows:
1) the absence in the composition of the thermite mixture of a component that reduces the ignition temperature of the termite, stabilizes the combustion of the thermite mixture and makes this combustion calmer, and also reduces the melting temperature and viscosity of thermite slag, which facilitates the separation of termite metal from slag;
2) the design of the termite rod does not take into account the low thermal conductivity of the thermite slag and its ability to coat the molten metal very well, reducing heat loss, and protect it from oxidation, which makes the molten core of the rod unnecessary, for the melting of which the heat is wasted exothermic reaction;
3) when a thermite rod is burned, a metal is obtained that is not similar in composition to the material of the parts being welded, for example, when welding parts from alloy steels;
4) the composition of the ignition mixture is difficult to ignite with a household match, and the use of scarce thermal matches is not very convenient;
5) the presence of an additional device for holding the rod complicates its use. At the right moment, it may not appear, it may break, get lost, etc.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании экзотермического сварочного стержня, лишенного указанных выше недостатков. The task of the invention is to create an exothermic welding rod, devoid of the above disadvantages.

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. The essence of the invention lies in the manufacture of a 4-sided exothermic welding rod (see drawing), which welds parts with thermite metal under a layer of thermite slag, which protects the seam from contact with air at the time of welding. At the same time, welding is carried out without the cost of electricity, gas, etc., does not require the use of any special equipment and can be used in field conditions, extreme situations, etc. The 4-sided welding exothermic rod allows you to get welds with a more diverse profile compared to a round rod.

Сварочный стержень (см. чертеж) состоит из трех частей: запальной части 1, сварочной части 2 и ручки 3. The welding rod (see drawing) consists of three parts: the ignition part 1, the welding part 2 and the handle 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.The composition of the mixture for the manufacture of the ignition mixture, wt.%:
Magnesium Powder - 35.0-36.0
Potassium Chlorate Powder (KClO ₃ ) - 60.0-62.0
Binder - 2.0-5.0
The composition of the mixture for the welding part of the rod is selected depending on the material of the parts to be welded so that when the rod is burned, metal is obtained that is similar in chemical composition to the metal of the parts to be welded.

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. The mixture for the welding part of the rod consists of iron-aluminum termite (23% aluminum powder and 77% iron oxide), alloying additives, fluorspar powder and a binder. The composition of the components of the welding part of the rod is determined by calculation.

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. Feldspar is introduced into the termite mixture in order to stabilize combustion and to ensure that it is more relaxed, without splashes and emissions of material, to lower the ignition temperature of the thermite mixture, to lower the melting temperature of the thermite slag and its viscosity, to facilitate the separation of thermite metal from slag, improving the coating properties of slag.

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 150^oC в течение 1 ч.The composition of the mixture for the manufacture of handles exothermic welding rod, wt.%:
Quartz sand - 95.0-98.0
Binder - 2.0-5.0
As an example, the composition of the mixture in percent by weight for the manufacture of the welding part of the rod to obtain thermite metal for welding parts from carbon steel grade St.3:
Iron-aluminum termite - 92.2-95.2
Carbon black powder - 0.3
Ferromanganese powder FMn75 - 0.5
Fluorspar Powder - 2.0
Binder - 2.0-5.0
Exothermic welding rods are made by hand or by machine molding in core boxes or by pressing in molds on special presses, followed by drying at a temperature of 150 ^o C for 1 hour

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.Parts should be welded as follows:
1) set fire to a household match, etc. ignition part of an exothermic welding rod;
2) after tanning of the welding part of the exothermic welding rod, manually apply the weld to the previously prepared surfaces of the parts to be welded;
3) after cooling the seam, clean off the slag.

Экзотермические сварочные стержни сечения 12х12 мм применялись для сварки деталей из листовой углеродистой стали толщиной 2,3 и 4 мм. Exothermic welding rods with a cross section of 12x12 mm were used for welding parts made of carbon steel sheet with a thickness of 2.3 and 4 mm.

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 - 5,0оThe composition of the welding part of the rods, wt.%:
Iron-aluminum termite - 92.2
Carbon black powder - 0.3
Ferromanganese powder FMn75 - 0.5
Fluorspar Powder - 2.0
Binder - water glass - 5.0
The composition of the mixture for the manufacture of handles of these rods, wt.%:
Quartz sand - 95.0
Binder - water glass - 5.0
The composition of the igniter of these rods, wt.%:
Magnesium Powder - 35.0
Potassium chloride powder (KClO ₃ ) - 60.0
Binder - natural drying oil - 5.0 °

Claims

Exothermic welding rod, consisting of an ignition part and a welding part, characterized in that it is equipped with a handle made of a mixture of the following composition, wt.%: Quartz sand 95.0 - 98.0, binder 2.0 - 5.0, ignition part of the rod consists of a mixture of the following composition, wt.%: magnesium powder 35.0 - 36.0, potassium chlorate powder (KClO ₃ ) 60.0 - 62.0, a binder 2.0 - 5.0, the welding part of the rod consists from iron-aluminum termite with a content of 23 wt.% aluminum powder and 77 wt.% powder of iron oxide, alloying additives, powder of fluorspar and knitting, while the rod has a tetrahedral shape.