6. Термитная сварка.

Термитная сварка осуществляется за счет тепло­вой энергии, выделяемой при обменной реакции компонентов термита — смеси оксидов железа (~80 %) и измельченного алю­миния (~20):

ЗFе₃О₄ + 8А1 = 4А1₄О₃ + 9Fе + Q₁,

Fе₃О₃ + 2А1 = А1₂0₃ + 2Fе + Q₂,

где Q₁ ≈ 3344 кДж/кг; Q₂ ≈ 3553 кДж/кг. Термит загружается в специальный тигель (рис. 8), сообщающийся с формой, облега­ющей свариваемый стык (рельсов, стальных приводов, гребных валов судов и других изделий), и поджигается за счет магниевого или электрического запала. В результате горения перегретый металл затекает в стык (рис. 8, а и б), а образовавшийся шлак выпускают в специальный сосуд — приставку (рис. 8, в).

Рис. 8. Схема процесса термитной сварки.

Кроме варианта термитной сварки плавлением, в некоторых случаях используют вариант сварки давлением, отличающийся тем, что разогретые и оплавленные шлаком кромки соединяемых деталей сдавливают специальным приспособлением.

7. Холодная сварка пластичных металлов.

Как указывалось выше, для получения в сварном соединении таких же энергетических связей, как и в свариваемом материале необходимо пограничные слои узлов кристаллической решетки одной свариваемой детали приблизить к пограничным слоям решетки другой детали на такие расстояния, при которых между ними возникает единое энергетическое поле.

Имея в виду, что даже на очищенных поверхностях металла всегда имеются оксиды, толщина слоя которых больше необходи­мого для сварки расстояния, и для сближения по­верхностей надо разрушить эти пленки. Это можно сделать, лока­лизуя пластическую деформацию таким образом, чтобы выдавить из зоны контакта эти пленки. Практически такое локальное пла­стическое деформирование может быть осуществлено при соеди­нении этим способом пластичных металлов: свинца, алюминия, меди.

В практике используют две разновидности холодной сварки: точечную и стыковую.

Схема точечной холодной сварки представлена на рис. 9. Листы металла с тщательно зачищенными поверхностями мест сварки помещают между пуансонами 2 (рис. 9, а) с рабочей частью — выступами 3. Действием пресса, сжимающего пуансоны усилием Р, выступы 3 вдавливаются в металл на всю их высоту, пока опорные поверхности 4 не сдавят металл. Этим обеспечивается необходимая пластическая деформация и образуется сварная точка.

В местах вдавливания остаточная толщина должна составлять лишь часть суммарной толщины листов (рис. 9, б). Для полу­чения качественного сварного соединения необходимо, чтобы остаточная толщина имела определенную величину: для алюми­ния, например, она должна составлять 30—40, для меди — около 14 %.

На рис. 9, б стрелками показано направление течения металла при вдавливании выступов пуансонов.

б

Рис. 9. Точечная холодная сварка:

а — схема процесса, б — разрез сварной точки; 1 — свариваемые детали, 2 — пуансоны, 3 - выступы на пуансонах, 4 - опорные поверхности пуансонов, Р - усилие сжатия.

На рис. 10 приведена схема процесса стыковой холодной сварки. Подлежащие сварке стержни 1 зажимают в «губках» ма­шины 2. При осадке в результате сдавливания правый и левый зажимы сближают до соприкосновения и острый край зажима, как нож, срезает излишний выдавленный металл — грат. В про­цессе осадки сближающиеся зажимы затрудняют течение металла и позволяют увеличить давление осадки. Деформируемый и теку­щий металл стержней заполняет насечку 3, играющую роль уплот­нителя и мешающую проскальзыванию металла в губках. Вели­чина удельного давления для осуществления пластической де­формации должна быть достаточно большой: для алюминия, например, 500—700 МПа, для меди еще больше.

Холодной сваркой можно получать соединения на разнородных металлах. Широко практикуется, например, облицовка алюмини­евых шин в местах контакта в распределительных устройствах электростанций листовой медью для улучшения качества соеди­нений.

Рис.10. Схема стыковой холодной сварки:

1 — соединяемые детали, 2 — за­жимы («губки» машины), 3 - на­сечка на губках.