SU1794615A1 - Rod for termite welding - Google Patents

Rod for termite welding Download PDF

Info

Publication number
SU1794615A1
SU1794615A1 SU914918472A SU4918472A SU1794615A1 SU 1794615 A1 SU1794615 A1 SU 1794615A1 SU 914918472 A SU914918472 A SU 914918472A SU 4918472 A SU4918472 A SU 4918472A SU 1794615 A1 SU1794615 A1 SU 1794615A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding
rod
diameter
cone
rods
Prior art date
Application number
SU914918472A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Vitalij V Zhukov
Nikolaj A Silin
Valerij N Emelyanov
Vladimir A Khutyz
Dmitrij R Vasendin
Nikolaj M Varenykh
Vyacheslav A Melekhin
Pavel P Malyshev
Original Assignee
Nii Prikladnoj Khim
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nii Prikladnoj Khim filed Critical Nii Prikladnoj Khim
Priority to SU914918472A priority Critical patent/SU1794615A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1794615A1 publication Critical patent/SU1794615A1/en

Links

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

Изобретение относится к сварке металлов плавлением, а именно к термитной сварке, и может быть использовано для сварки, наплавки металлов в быту, при ремонте техники в полевых условиях, пир ведении аварийно-спасательных работ.The invention relates to fusion welding of metals, namely to thermite welding, and can be used for welding, surfacing of metals in everyday life, when repairing equipment in the field, and performing emergency rescue operations.

В различных аварийных и бытовых ситуациях необходимы простые в обращении портативные и надежные средства для ремонта машин и оборудования. Наибольшие трудности при ремонте возникают, когда требуется сварка или наплавка металла. Используемое в настоящее время сварочное оборудование не является компактным, его транспортировка требует специальной техники, нужны мощные источники электрической энергии, требует специального обучения.In various emergency and domestic situations, easy-to-use portable and reliable tools for the repair of machinery and equipment are needed. The greatest difficulties during repair arise when welding or surfacing of metal is required. The welding equipment currently used is not compact, its transportation requires special equipment, powerful sources of electric energy are needed, and special training is required.

Известен способ и устройство для термитной сварки,заключающийся в использовании стержней, изготовленных из термитной смеси, сформованной вокругA known method and device for thermite welding, which consists in the use of rods made from a thermite mixture, molded around

1794615 А1 о й проволоки наплавляемого металла. В. каче- стве связующего для стержней применяются жидкое стекло или смолообрэзные продукты.1794615 A1 about th wire of deposited metal. B. Liquid glass or resinous products are used as a binder for the rods.

Недостатком известного устройства является низкое качество образующегося соединения.A disadvantage of the known device is the low quality of the resulting compound.

Указанный недостаток обусловлен тем, что при выгорании органического связующего происходит интенсивное газовыделение, приводящее к диспергированию горящего термита, повышенным потерям тепла, загрязнению металла шва продуктами сгорания. ·(This drawback is due to the fact that when the organic binder is burned out, intense gas evolution occurs, leading to dispersion of the burning termite, increased heat loss, contamination of the weld metal with combustion products. · (

Известен сварочный плавящийся элект- „ род, состоящий из отдельных элементов с ** конусообразными боковыми поверхностями. Элементы запрессованы последовательно один в другой.A welding consumable electrode is known, consisting of individual elements with ** conical side surfaces. Elements are pressed sequentially one into another.

Наиболее близким к предлагаемому является стержень содержащий сварочные стержни, при воспламенении которых создается температура, необходимая для сварки, и материал для образования сварочного шва.Closest to the proposed is a rod containing welding rods, the ignition of which creates the temperature necessary for welding, and the material for the formation of the weld.

Сварочные стержни изготовляются из стехиометрической смеси порошков алюминия и окиси железа, в качестве добавок могут содержать ферросилиций, ферромарганец, титан, вольфрам, которые при температуре 650-700°С спекаются в стержни. ТСС воспламеняется следующим образом: воспламенительная головка привинчивается к термитному стержню, передняя часть головки покрыта воспламенительным составом, на который нанесен состав чувствительный к трению или небольшому пламени.Welding rods are made from a stoichiometric mixture of aluminum and iron oxide powders, and may contain ferrosilicon, ferromanganese, titanium, and tungsten as additives, which are sintered into rods at a temperature of 650-700 ° C. TSS is ignited as follows: the igniter head is screwed to the termite shaft, the front part of the head is coated with an igniter composition, on which a composition sensitive to friction or a small flame is applied.

Недостатками указанного устройства являются;The disadvantages of this device are;

- низкое качество сварного соединения- poor quality of the welded joint

- высокая опасность эксплуатации устройства.- high risk of operation of the device.

Указанные недостатки обусловлены тем, что в начальный момент сварки выделяется ограниченное количество тепла, определяемое диаметром стержня и идущее на нагрев свариваемого материала, поэтому при контакте продуктов сгорания ТСС с холодной поверхностью, происходит их быстрая кристаллизация, препятствующая образованию качественного соединения. Кроме того металл шва загрязняется соединениями серы, фосфора, свинца, бария,содержащимися в воспламенительной головке, что приводит к снижению качества сварного соединения. Состав.служащий для изготовления ТСС,имеет низкую (19 кл.)чувствмтельность при воздействии ударом, и высокую (7 кл.) чувствительность к трению определенные в соответствии с ГОСТ № 13803-80, При сборке стержня на резьбе состав подвергается действию значительных сил трения, что может привести к его воспламенению, В состав воспламенительной головки входят составы с очень высокой (5 и 3 класс), чувствительностью к удару и трению, что значительно повышает опасность эксплуатации ТСС.These drawbacks are due to the fact that at the initial moment of welding a limited amount of heat is generated, determined by the diameter of the rod and going to heat the material being welded, therefore, when TCC combustion products come into contact with a cold surface, they crystallize quickly, which prevents the formation of a high-quality compound. In addition, the weld metal is contaminated with sulfur, phosphorus, lead, and barium compounds contained in the igniter head, which leads to a decrease in the quality of the welded joint. Composition. Serving for the manufacture of TSS, has a low (19 cells) sensitivity when exposed to impact, and high (7 cells) sensitivity to friction defined in accordance with GOST No. 13803-80. When assembling a rod on a thread, the composition is subjected to significant friction forces , which can lead to its ignition. The composition of the ignition head includes compositions with a very high (5 and 3 class), sensitivity to shock and friction, which significantly increases the risk of operation of the TSS.

Целью данного изобретения является обеспечение безопасной эксплуатации и качества сварного соединения при гибком регулировании в широких пределах длины стержня.The aim of this invention is to ensure safe operation and quality of the welded joint with flexible regulation over a wide range of rod lengths.

Указанная цель достигается тем, что в известном пиротехническом сварочном стержне для термитной сварки металлов, состоящем из набора сварочных элементов в нем, сварочные элементы выполнены в виде стержней ступенчатой формы, сопряженных между собой по выступу и выемке, выполненным в виде усеченного конуса.This goal is achieved by the fact that in the well-known pyrotechnic welding rod for thermite welding of metals, consisting of a set of welding elements in it, the welding elements are made in the form of stepped rods conjugated by a protrusion and a recess made in the form of a truncated cone.

при этом угол конусности в пределах от 3° до 5°, отношение высоты конуса к диаметру основания в пределах от 0.8 до 1,2 и отношение диаметра основания конуса к диаметру стержня в пределах от 0,7 до 0,8.the taper angle in the range from 3 ° to 5 °, the ratio of the height of the cone to the diameter of the base in the range from 0.8 to 1.2, and the ratio of the diameter of the base of the cone to the diameter of the rod in the range from 0.7 to 0.8.

При воспламенении ТСС происходит реакция восстановления окисла железа алюминием. Реакция протекает со значительным выделением тепла. Продукты сгорания (окись алюминия и железо) нагреваются до температуры около 3100°С. При взаимодействии нагретых до высокой температуры продуктов сгорания со свариваемым материалом происходит его подплавление и образуется сварное соединение, Одновременно продукты сгорания растекаясь прогревают свариваемый материал, подготавливая его к сварке. Следовательно, наиболее неблагоприятные условия будут в момент, когда продукты сгорания контактируют с холодной поверхностью. Обеспечение качества сварного соединения происходит благодаря увеличению теплового потока к свариваемому материалу в начале сварки.When TCC ignites, a reaction of reduction of iron oxide with aluminum occurs. The reaction proceeds with a significant release of heat. The combustion products (aluminum oxide and iron) are heated to a temperature of about 3100 ° C. When the combustion products heated to a high temperature interact with the material being welded, it is melted and a welded joint is formed. At the same time, the combustion products spreading warm up the material being welded, preparing it for welding. Therefore, the most unfavorable conditions will be at the moment when the combustion products come into contact with a cold surface. Ensuring the quality of the welded joint is due to an increase in the heat flux to the material being welded at the beginning of welding.

Тепловой поток определяется как о = а_в.The heat flux is defined as o = a_b.

m =р·S ·U где р- плотность составаm = p · S · U where p is the composition density

S - площадь горящей поверхностиS - burning surface area

U - линейная скорость горения q - теплота сгорания состава m - массовая скорость горения состава F - площадь контакта с материалом Выполнение начальной поверхности горения в форме усеченного конуса привело к увеличению площади в 1,5-2 раза и, как следствие, увеличению массового расхода и теплового потока. Затем происходит выравнивание фронта горения и снижение т. Условия образования качественного соединения обеспечиваются за счет предварительного подогрева зоны сварки растекающимися продуктами сгорания ТСС. Обеспечение качества сварного соединения произошло также потому, что воспламенение ТСС осуществляется с помощью постороннего источника тепла например термоспичек), что исключает возможность загрязнения металла шва соединениями серы, фосфора, свинца, бария и др. Отрицательное влияние последних на качество металла известно. В предлагаемом устройстве ступенчатая форма стержней служит не только для обеспечения качества соединения в начальный мбмент. но и для соединения элементов между собой. Для обеспечения надежного соединения элементов между собой угол между образующей конуса и основанием должен находиться в пределах от 3 до 5°, поскольку при углах меньших 3 и больше 5 градусов перестает проявляться эффект самоторможения,обеспечивающий надежное соединение стержней между собой.U is the linear burning rate q is the calorific value of the composition m is the mass rate of combustion of the composition is F is the contact area with the material. The initial combustion surface in the form of a truncated cone led to an increase in area by 1.5–2 times and, as a result, an increase in the mass flow rate and heat flow. Then, the combustion front is aligned and the tonne decreases. The conditions for the formation of a high-quality joint are ensured by preheating the welding zone with the spreading TCC combustion products. The quality of the welded joint was also ensured because the ignition of TSS is carried out using an external heat source (for example, thermal matches), which eliminates the possibility of contamination of the weld metal with compounds of sulfur, phosphorus, lead, barium, etc. The negative influence of the latter on the quality of the metal is known. In the proposed device, the stepped shape of the rods serves not only to ensure the quality of the connection in the initial mbment. but also for connecting elements together. To ensure a reliable connection of the elements to each other, the angle between the generatrix of the cone and the base should be in the range from 3 to 5 °, since at angles of less than 3 and more than 5 degrees the self-braking effect ceases to occur, ensuring a reliable connection of the rods to each other.

Увеличение отношения Η/D и D/d (Н-высота конуса,D - диаметр основания конуса^ -диаметр стержня), выше указанных приводит к появлению трещин на стенках стержней и к потере прочности сборки стержней. Уменьшение отношения Η/D и D/d приводит к потере механической прочности, одновременно снижается поверхность горения, следовательно и тепловой поток в зону сварки, что приводит к снижению качества получаемого сварного соединения. Кроме того, более тонкое, по сравнению со стержнем, сечение позволяет быстрее нагреть термитный состав до температуры воспламенения, обеспечивая легкое и надежное воспламенение ТСС.An increase in the Η / D and D / d ratios (H is the height of the cone, D is the diameter of the base of the cone, is the diameter of the rod), as indicated above, leads to cracks on the walls of the rods and to a loss in the strength of the assembly of the rods. A decrease in the Η / D and D / d ratios leads to a loss of mechanical strength, while the combustion surface decreases, and hence the heat flux to the weld zone, which leads to a decrease in the quality of the resulting welded joint. In addition, a thinner section compared to the core allows the thermite composition to be heated faster to the ignition temperature, providing easy and reliable ignition of the TCC.

Обеспечение безопасности при эксплуатации ТСС произошло потому, что:Ensuring safety during the operation of the TSS occurred because:

в описываемом устройстве при сборке стержней, отсутствует воспламенительная головка. Класс и степень опасности для ручных работ воспламенительной головки, определенные в соответствии с требованиями ГОСТ 13803-80 и ГОСТ 13802-79, составляют:in the described device when assembling the rods, there is no igniter head. The class and degree of danger for manual operation of the igniter head, determined in accordance with the requirements of GOST 13803-80 and GOST 13802-79, are:

к трению - 3 класс, очень высокая; к удару - 5 класс, очень высокая: ' термитный состав, используемый для изготовления стержней, имеет высокую чувствительность к трению - 7 класс. Соединение стержней между собой на резьбе предполагает значительное трение состава о состав. В предлагаемом устройстве опасность снижена благодаря выполнению стержней ступенчатой формы и сопряжению по выступу и выемке, что резко снижает .путь трения по сравнению с резьбовым соединением.to friction - grade 3, very high; to impact - grade 5, very high: the termite composition used for the manufacture of rods has a high sensitivity to friction - grade 7. The connection of the rods to each other on the thread implies significant friction of the composition on the composition. In the proposed device, the risk is reduced due to the implementation of the stepped form of the rods and the mating of the protrusion and recess, which dramatically reduces the friction path compared to the threaded connection.

Сущность изобретения поясняется фиг. ! где приведен общий вид стержней и фиг. 2 вид отдельного элемента.The invention is illustrated in FIG. ! where a general view of the rods is shown, and FIG. 2 view of a single element.

ТСС выполнен из отдельных элементов 1, представляющих собой пиротехническую смесь, спресованную в форме ступенчатого стержня без оболочки. Стержни вставлены друг в друга с незначительным усилием.TSS is made of individual elements 1, which are a pyrotechnic mixture pressed in the form of a stepped rod without a shell. The rods are inserted into each other with little effort.

Выбор угла между образующей конуса и осью симметрии конуса производился в соответствии с целью изобретения. Выбор угла в пределах от 3 до 5 градусов с точки зрения обеспечения безопасности обуслов лен тем, что выбранный диапазон обеспечивает надежное сцепление элементов между собой при минимальном пути трения.The choice of the angle between the generatrix of the cone and the axis of symmetry of the cone was made in accordance with the purpose of the invention. The choice of the angle in the range from 3 to 5 degrees from the point of view of ensuring safety is due to the fact that the selected range ensures reliable adhesion of the elements to each other with a minimum friction path.

Выступ или выемка одного из торцов стержня служат для увеличения массового расхода состава в начальный момент времени и обеспечивают надежное воспламенение стержня. Выполнены в виде усеченного конуса, причем отношение высоты конуса к диаметру основания Η/D составляет 1, а отношение диаметра основания к диаметру стержня D/d - 0,75.The protrusion or recess of one of the ends of the rod serve to increase the mass flow rate of the composition at the initial time and provide reliable ignition of the rod. They are made in the form of a truncated cone, and the ratio of the height of the cone to the diameter of the base Η / D is 1, and the ratio of the diameter of the base to the diameter of the rod D / d is 0.75.

При воспламенении ТСС в начальный момент за счет формы торца обеспечивается повышенный расход продуктов сгорания, при взаимодействии которых с свариваемым материалом происходит образование сварного соединения.When TCC ignites at the initial moment, due to the shape of the end face, an increased consumption of combustion products is ensured, during the interaction of which with the material being welded, a welded joint is formed.

Предлагаемое устройство отработано в опытно-конструкторских работах, проверено на работоспособность в лабораторностендовых условиях.The proposed device is tested in experimental design work, tested for performance in laboratory bench conditions.

Для испытаний были изготовлены ТСС, в которых в качестве состава использовался состав по патенту Швейцарии № 383126, кл. 496,35/01, от 18.08.60.TSS were made for testing, in which the composition according to Switzerland patent No. 383126, class. 496.35 / 01, dated 08/18/60.

Пиротехнические элементы 0 15 мм были изготовлены методом глухого прессования при удельном давлении 300 МПа.Pyrotechnic elements of 0 to 15 mm were made by the method of press pressing at a specific pressure of 300 MPa.

Для сварки использовались 2 мм пластины из стали марки Ст.З размерами 100x160x2. Сварку проводили встык без разделки и подготовки кромок. Для оценки качества сварки из сваренных пластин вырезали образцы размерами 25x160 мм. которые испытывали на растяжение на разрывной машине ЦД-10.For welding, 2 mm plates made of steel of the grade St.Z with dimensions 100x160x2 were used. Butt welding was carried out without cutting and edge preparation. To assess the quality of welding, samples with dimensions of 25x160 mm were cut from welded plates. which were tested in tension on a tensile testing machine ЦД-10.

Полученные результаты в сравнении с прототипом приведены в таблице.The results obtained in comparison with the prototype are shown in the table.

Для ограничения зоны сварки и создания сварочной ванны использовали тугоплавкие нетеплопроводные стенки из шамотного кирпича.To limit the weld zone and create a weld pool, refractory non-heat-conducting chamotte brick walls were used.

Образцы для испытаний брались из начального участка сварного соединения.Samples for testing were taken from the initial section of the welded joint.

При проведении экспериментальной отработки пиротехнического сварочного стержня,при использовании сварочных элементов с углом меньше трех и больше пяти градусов наблюдались случаи выпадения сварочных элементов при ведении сварки,что приводит к значительному повышению опасности ведения сварки изза неконтролируемого положения горящих элементов: снижению качества получаемого Сварного соединения из-за прерывистости шва и невозможности регулировать скорость сварки.During the experimental testing of the pyrotechnic welding rod, when using welding elements with an angle of less than three and more than five degrees, cases of welding elements falling out during welding were observed, which leads to a significant increase in the risk of welding due to the uncontrolled position of the burning elements: a decrease in the quality of the resulting welded joint due to due to intermittent seam and the inability to adjust the welding speed.

1794615 81794615 8

Claims (1)

ФормулаизобретенияClaim Стержень для термитной сварки, состоящий из сопряженных между собой термитных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности при эксплуатации качества сварного соединения при обеспечении возможности регулирования длины стержня в широких пределах, сварочные элементы выполнены в виде стержней с выступом на одном торце и впадиной на другом, причем поверхности выступа и впадины выполнены в виде усеченных конусов с углом между образующей конуса и его осью 3-5°, отношением высоты к диаметру основания в пределах 0,8-1,2 и отношением Диаметра основания конуса к · диаметру стержня в пределах 0,7-0,8.A rod for thermite welding, consisting of termite elements interconnected, characterized in that, in order to increase safety during operation, the quality of the welded joint while allowing the regulation of the length of the rod over a wide range, the welding elements are made in the form of rods with a protrusion at one end and a hollow on the other, and the surface of the protrusion and the depression are made in the form of truncated cones with an angle between the generatrix of the cone and its axis 3-5 °, the ratio of height to diameter of the base in the range of 0.8-1.2 and the ratio iem base diameter of the cone to the diameter of the rod · within 0.7-0.8. № ι/π No. ι / π D/d D / d H/D H / d Характер разрушения сварного соединения Weld failure pattern ЦД-10 Растяжение сварного соединен., кгс CD-10 Tension welded joint., Kgf УМ-5 Испытан.изгиб. моментом стержн., СМ UM-5 Bend tested rod moment., CM Степень и класс опас. ручн.работ при воздей.трением ГОСТ 13803-80 The degree and class of danger. manual work under friction GOST 13803-80 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 Разрушение по сварке Weld failure 2100 2100 9.0 9.0 7 кл. высокая 7 cl. high 2 2 0,7 0.7 0.8 0.8 По границе материала со швом Along the border of the material with a seam 2870 2870 15,0 15.0 7 кл. высокая 7 cl. high 3 3 0,75 0.75 1 1 По материалу By material 3100 3100 16,4 16,4 н n 4 4 0,8 0.8 1.2 1.2 По материалу By material 3050 3050 18,0 18.0 η η 5* 5* 0.9 0.9 1.6 1.6 По границе материала со швом . Along the border of the material with a seam. 1900 1900 8 8 6** 6 ** По сварке For welding 1980 1980 3 кл. очень высокая 3 cl. very high
5* · имеет место прожог свариваемых пластин. 6** - протитип, торец гладкий.5 * · there is a burn through of the welded plates. 6 ** - prototype, smooth end. Фиг.1Figure 1
SU914918472A 1991-01-28 1991-01-28 Rod for termite welding SU1794615A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914918472A SU1794615A1 (en) 1991-01-28 1991-01-28 Rod for termite welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914918472A SU1794615A1 (en) 1991-01-28 1991-01-28 Rod for termite welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1794615A1 true SU1794615A1 (en) 1993-02-15

Family

ID=21564641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914918472A SU1794615A1 (en) 1991-01-28 1991-01-28 Rod for termite welding

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1794615A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686165C1 (en) * 2018-06-14 2019-04-24 Павел Владимирович Казакевич Thermite rod for producing melt in crucible-mold for thermite welding of electrochemical protection wires to pipelines
RU188817U1 (en) * 2018-06-25 2019-04-24 Павел Владимирович Казакевич THERMAL STEM FOR WELDING WIRES OF ELECTROCHEMICAL PROTECTION TO PIPELINES

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686165C1 (en) * 2018-06-14 2019-04-24 Павел Владимирович Казакевич Thermite rod for producing melt in crucible-mold for thermite welding of electrochemical protection wires to pipelines
RU188817U1 (en) * 2018-06-25 2019-04-24 Павел Владимирович Казакевич THERMAL STEM FOR WELDING WIRES OF ELECTROCHEMICAL PROTECTION TO PIPELINES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5145106A (en) Welding apparatus and method
DE3247572C2 (en) Equipment for the production of steel
SU1794615A1 (en) Rod for termite welding
DE1957109C3 (en) Process for melting aluminum in a flame furnace
US4891189A (en) High flow chemical oxygen generator assembly
EP0030932B1 (en) Process for plasma-melting of metals and alloys
DE1806856B2 (en) PROCEDURE FOR COVERING AN ELECTRODE TIP
EP3486022B1 (en) Rail welding crucible and cap with an oxygen/propane gas rail-preheating burner ignited reaction starter mix
RU2169652C1 (en) Thermit welding method
US20080135529A1 (en) Method of resistance butt welding
US20040048058A1 (en) Heat-producing material and device
RU2135340C1 (en) Thermit rod and thermit mixture composition
GB2065528A (en) Process for fixing cables to the top of a metal workpiece and equipment for carrying out the process
US4371771A (en) Cutting torch and method
DE2712283C2 (en)
US5472174A (en) Thermal cutting bar
DE3106859C2 (en) cupola
RU1808585C (en) Process of connection of metal pipes
JP3541393B2 (en) Ignition material for oxygen lance pipe and method for igniting oxygen lance pipe
SU1109280A1 (en) Process for arc welding
DE1433458C (en) Apparatus and method for melting alloys
SU71546A1 (en) Termite cartridge
EP0007055A1 (en) Process for fastening cables to the surface of wheel carrying rails
JPH06331281A (en) Boring method of material to be melt-cut by lance pipe, and lance pipe equipped with combusting body
JPS5540069A (en) Seaming method of thin wire