Сварочный карандаш: виды, особенности использования термитного карандаша

Содержание:

Принцип действия
С какими металлами может работать?
Где применяется сварочный карандаш
Сварочный карандаш: особенности и применение
Характеристики карандашей и область применения
Что это такое
Сварочный карандаш Лебедева
Техника безопасности
- - - ПРОСТОЙ ТЕРМИТНЫЙ КАРАНДАШ
Пиротехнический состав
Технологические особенности
Сравнение основных характеристик сварочных карандашей разных производителей

Принцип действия

Состоит карандаш из спрессованной смеси алюминия и окисла железа. При возгорании такого материала происходит обильное выделение тепла (экзотермическая реакция). С химической точки зрения идет восстановительная реакция Fe из оксида с участием Al. При разрыве молекулярных связей в оксиде и образуется выброс тепловой энергии.

Температура реагентов повышается до такой степени, что восстанавливаемое железо тут же переходит в жидкое фазовое состояние, или попросту плавится. Этот расплавленный металл проникает в отверстия, щели и трещины в соединяемых или ремонтируемых деталях и заполняет их.

Высвобождающиеся из молекул оксида атомы кислорода реагируют с алюминием, образуя окисел алюминия. Он играет роль флюса, препятствуя повторному окислению расплава и нагретых до температуры пластичности областей изделия.

Сварочный карандаш заключает в себе все необходимые компоненты для сварки:

присадочный металл для формирования материала шва;
флюс, защищающий сварочную ванну от кислорода и азота воздуха;
источник тепловой энергии для расплавления металла.

По химическому составу карандаши могут различаться. Вместо алюминия в качестве восстановителя можно применять магний. Металл-восстановитель выбирают в зависимости от того, для сваривания каких сплавов предназначена конкретная модель карандаша.

В карандашах, предназначенных для сварочных работ по деталям большой толщины, в середине вставляют металлический стержень – его металл уйдет на формирование шовного материала.

С какими металлами может работать?

Клей-пластилин: особенности использования и свойства

Карандаш для сварки может качественно взаимодействовать со многими материалами, тем самым выставляя себя в качестве универсального средства для выполнения мелкого ремонта в условиях невозможности применения специализированного сварочного оборудования. Таким образом, если в дороге какая-либо деталь автомобиля вышла из строя, к примеру, глушитель, то образовавшееся в нем отверстие можно успешно отремонтировать, имея при себе сварочный карандаш.

Материалы:

Сталь;
Чугун;
Железо;
Дюраль и алюминий;
Бронза;
Медь;
Керамика;
Латунь;
Шифер;
Термостойкая пластмасса;
Нержавеющая сталь;
Оцинковка.

Где применяется сварочный карандаш

Как выбрать сварочный аппарат для дома

Карандаш для пайки или сварки успешно используется в различных полевых условиях. Например, в походе и на рыбалке нужно быстро соорудить простой навес, треногу для костра, или устранить течь в железной лодке. Если во время поездки на автомобиле оторвалось крепление глушителя или бампера, то тоже можно использовать карандаши для сварки.

Незаменимо это средство и на даче. С его помощью можно поправить забор, отремонтировать оторванный навес на калитке, заварить щель в металлической двери. Удобно им ремонтировать батареи, когда они потекли посреди отопительного сезона. Если протек бидон для молока, то существуют универсальные карандаши, пригодные и для пайки алюминия. Они работают по такому же принципу, только им не нужно вести шов, а лишь точечно подавать припой в нужное место. Алюминиевый состав продолжает гореть на самом изделии, позволяя глубже вплавиться в основной металл.

Не пропустите: Сварка ПНД труб своими руками разными методами

Соединение по горизонтальному шву

При сваривании деталей по такой технологии под шов подкладывают пластину из огнеупорного материала — кирпича, бетона, толстого металла.

Использование деревянных или пластиковых подложек запрещено. Восстановительная реакция сопровождается повышением температуры до 2800 °С.

После установки свариваемых деталей выполняют следующие действия:

Отгибают край упаковки карандаша для термосварки. Нижнюю часть закрепляют держателем.
Разжигают термитную смесь, которая должна стать рыхлой. Конец стержня устанавливают на соединение, круговыми движениями наносят расплавленную массу.
Через 3-4 секунды выравнивают шов, придавая ему нужную форму.
Остатки средства помещают в холодную воду или снег. Они догорят до места установки держателя.

Вертикальные поверхности

Для сварки в таких условиях требуется дополнительное оборудование, в противном случае расплав будет стекать. Полку фиксируют магнитами или заклепками, располагая параллельно линии шва или на несколько миллиметров ниже.

Резка металлов

Термокарандаш используют не только для соединения, но и для резки металлических листов и прутков. Стержень ведут по линии с меньшей, чем при сварке, скоростью. Подложку не ставят, расплав не должен оставаться в разрезе.

Сварочный карандаш: особенности и применение

Как правильно класть сварочный шов?

Со временем любой, даже самый прочный сварной шов может разрушиться, при этом изделие потеряет не только эстетическую привлекательность, но и практические свойства. Не всегда есть возможность выполнить ремонт с использованием полного комплекта сварочного оборудования, и в таких ситуациях выручает сварочный карандаш, так же называемый паяльно-сварочным стержнем. С его помощью можно выполнить быстрый и относительно долговечный ремонт даже в экстремальных условиях.

В этой статье мы подробно расскажем, что из себя представляет карандаш для сварки металла, как использовать его в своей работе и какие нюансы следует учесть.

Общее описание сварочного карандаша

Паяльно-сварочные стержни представляют собой цилиндрические изделия, похожие на карандаш, состоящие из сгораемой оболочки и эзотермической смеси, которая, в свою очередь, включает в себя припой и сварочный флюс. Для работы со сварочными стержнями их необходимо поджечь с помощью спичек или зажигалки, после чего оболочка сгорает и начинается выделения припоя с флюсом. Поэтому сварочный карандаш также называют термическим карандашом.

С помощью термического карандаша можно не только паять, но и резать металл. Его свойства могут отличаться в зависимости от производителя. Мы подробно рассказываем об этом в разделе «Популярные производители».

Как использовать сварочный карандаш

Применение термического карандаша требует предварительной подготовки. Очистите место будущей пайки или резки от ржавчины, грязи, краски и пятен. Затем нужно поджечь карандаш с помощью спичек или зажигалки. Держите карандаш над пламенем до тех пор, пока из него не начнет выделяться припой и флюс, их нужно нанести на поврежденные участки детали.

Обратите внимание! После того, как припой и флюс нанесены на деталь, они могут искриться. Соблюдайте технику безопасности, используйте защитные перчатки, очки и одежду. Рекомендуется держать термические карандаш в зажиме или плоскогубцах на расстоянии, чтобы не получить ожоги

Рекомендуется держать термические карандаш в зажиме или плоскогубцах на расстоянии, чтобы не получить ожоги.

Затем подождите 15-20 секунд и прижмите карандаш к месту, куда вы предварительно нанесли припой и флюс. Это необходимо для окончательного сваривания детали. Готово! Для лучшего результата можно использовать струбцину, плотно зафиксировав свариваемые детали, если это необходимо.

Преимущества работы со сварочным карандашом

Сварочные стержни обладают следующими достоинствами:

Для проведения сварочных работ нужен лишь открытый огонь, в отличие от сварочного аппарата, которому необходимо электричество.
Он не занимает много места и устойчив к перепадам температур, поэтому является частым компаньоном в походах.
Можно осуществить ремонт в любом месте: от собственной квартиры до совсем полевых условий.
Ремонт не занимает много времени и спустя пару минут изделием уже можно пользоваться снова, к тому же соединение получается герметичным и относительно долговечным.
Доступная цена (в среднем от 50 до 200 рублей за упаковку).

Вместо заключения

Сварочные карандаши позволяют быстро выполнить мелкий ремонт, для этого не нужны специальные навыки или высокая квалификация. Они могут быть вполне эффективны при ремонте мелких изделий, но мы рекомендуем использовать сварку карандашами лишь в особых случаях, когда нет возможности воспользоваться сварочным аппаратом. Впоследствии деталь лучше отремонтировать «капитально», особенно это касается автомобильного ремонта. Не воспринимайте термические карандаши как полноценную замену сварочному оборудованию.

[Всего : 0 Средний: 0/5]

Характеристики карандашей и область применения

Паяльно-сварочный или термический карандаш (стержень) — это изделие цилиндрической формы небольшой длины (около 17 см). Карандаш содержит металлический стержень, играющий роль припоя, сгораемую оболочку, экзотермическую смесь на основе сварочного флюса. С помощью такого приспособления можно паять и резать металл, причем для начала работы его надо только поджечь. Масса карандаша обычно не превышает 80 г, время горения составляет около 30 секунд, а температура плавления — 2900 градусов.

Паяльно-сварочный стержень Шквал

Сварочный стержень применяется в таких целях:

временный авторемонт;
восстановление целостности вертикальных и горизонтальных швов в экстремальных условиях;
быстрая сварка медных проводов;
ремонт труб, радиаторов;
заделка сколов.

Что это такое

Внешне сварочный карандаш Лебедева похож на стальной стержень с заостренным концом. Это сгораемый пенал, заполненный утрамбованным порошком. Для безопасности конструкция оснащена держателем, его можно надевать с любой стороны стержня. Основные конструктивные элементы:

водонепроницаемая защита (на ней делается маркировка);
гильза из картона или плотной бумаги;
термитная смесь;
компоненты экзотермической реакции (припой и флюс);
крепление для держателя (крышки).

Основные конструктивные элементы сварочного карандаша В состав термитной смеси входят горючие компоненты, обеспечивающие необходимую для расплавления припоя и флюса температуру. Когда ее разжигают с помощью спичек, возникает окислительная реакция. На кончике появляется восстановленный жидкий металл под слоем шлака. Когда эти горячие компоненты переносят на поврежденную область, формируется сварочный шов.

В среднем стержнем можно пользоваться порядка 20 секунд. Необходимо соблюдать безопасность: температура в зоне разогрева достигает 3000 градусов. В состав термической смеси могут входить марганцевые стали, легированные: оловом, медью, хромом, никелем, кремнием.

Принцип работы такой же, как у сварки. Отличие в том, что область обработки карандашом – незначительная, затруднено расслоение сплава на металл и шлаки, поэтому образуется хрупкий шов, что-то среднее между сваркой и пайкой. Стержень подходит для экстренных случаев, используется в труднодоступных местах. В качестве эквивалентной замены электродов его рассматривать нельзя.

Сварочный карандаш Лебедева

В жизни бывают такие случаи, когда какие-либо вещи трескаются, ржавеют или ломаются. Требуется провести срочный ремонт, а необходимых материалов под рукой нет. В такие моменты может спасти только термитный карандаш. Этот неприхотливый материал поможет провести срочный ремонт в самых экстренных случаях.

Общее описание карандаша

Сварной карандаш своего рода универсальное средство для многократного осуществления сварки. Внешне они напоминает трубку или штырь цилиндрической формы, плотно заполненный эзотермической смесью с примесью металлических оксидов.

Внутренняя масса при сгорании образует необходимое количество тепла, которое способно оплавить металлическую кайму ремонтируемой поверхности. На поверхности сварного шва остается слой шлака, защищающий место припоя от пагубного воздействия внешней среды.

Это крайне важно, так как сварка карандашом обычно применима к материалам, где степень качества шва и его надежность не должны пострадать

Сравнение основных характеристик сварочных карандашей разных производителей

Существуют абсолютно разные по характеристикам карандаши для сварки. Каждый отдельно взятый производитель привносит в продукт что-то особенное:

Оксал. Данные изделия могут похвастаться высоким коэффициентом полезного действия в условиях отсутствия каких-либо источников электричества. Для начала работы потребуется только зажигалка или любой другой открытый огонь. Ремонт по восстановлению работоспособности материалов можно производить, не смотря на температуру окружающей среды.

Нанопайк. Сварочный карандаш данного производства славится относительно невысокой стоимостью. Он подходит даже для ремонта термостойкого пластика и эмалированной посуды. Один стержень можно использовать много раз, так как расход материала весьма экономичен.

Сварочный карандаш Экстремал. Этот вариант карандаша тоже применяют для восстановления металлов и эмали. Сварка карандашом «Экстремал» по качеству дает больше половины прочности обычной контактной сварки.

Благодаря этому универсальному средству можно провести экстренный ремонт даже тогда, когда под рукой не имеется самых необходимых материалов. При его помощи можно не только спаять образовавшуюся трещину, но и осуществить резку материала. Нужно лишь подобрать необходимую марку средства с требующимися свойствами.Термический карандаш способен провести ремонт следующих поверхностей:

сталь;
чугун;
железо;
латунь;
медь;
керамика;
шифер;
термостойкая пластмасса;
бронза;
нержавеющая сталь и другие подобные материалы.

Порядок использования изделия

Индивидуальной особенностью использования данного сварочного материала является возможность его использования в сварке даже на неподготовленной поверхности. В состав карандаша включаются специальные окисляющие флюсы. которые способны к самозачищению поверхности. Все же стоит отметить, что зачищенные и подготовленные детали, поддаются сварке лучше и имеют более надежное соединение.

Инструкция по использованию довольно проста и состоит из следующих шагов:
Подожгите карандаш, яркого пламени вы не увидите, он будет медленного плавиться;
Размягченный конец аккуратно “размажьте” по свариваемой поверхности;
Начинается процесс термитной сварки, смесь будет периодически раздаваться искрами, наблюдается активное взаимодействие флюсов с металлом;
Сварка закончена, отвердевшее и остывшее соединение можно зачистить металлической щеткой или наждачной бумагой.

Внимание! В качестве техники безопасности следует пользоваться плоскогубцами или другими зажимами. Не лишним будет использование защитных очков и перчаток во избежание ожогов глаз или кожи

Техника безопасности

Нормативные акты указывают, что, несмотря на внешнюю простоту, термитная сварка – это сложный и опасный вид работ. Рассмотрим требования безопасности:

Термитный порошок может храниться только в отапливаемых, проветриваемых помещениях;
Нельзя использовать влажный термит;
Если работы по сварке проводятся вне помещения, то место стыка от снега, грязи и других инородных тел очищается в диаметре 50 сантиметров;
Проводить сварку нельзя, если столбик термометра опустился ниже 10 градусов;
Нельзя зажигать шихту от дуги;
Инструкция по использованию термитных инверторов требует засыпать при горении термит песком, оборудовать кислородную линию дополнительным защитным клапаном и выключать подачу горючей смеси при поломке горелки;
Сварщик обязательно должен быть одет в специальный костюм.

Купить оборудование для термитной сварки можно в специальном магазине, его цена зависит от типа и марки инвертора. Например, цена такого сварочного аппарата в Воронеже и Красноярске начинается от 500 долларов.

Вопрос М. Горбаченкова, Москва

В одном из номеров «Сделай сам» был опубликован материал о термитной сварке. Нельзя ли вернуться к этой теме и рассказать о термитной сварке более подробно? Меня интересует все, начиная от способа получения мелких алюминиевых опилок и кончая химическим составом флюсов, используемых в этом процессе. Но особенно интересует меня возможность замены имеющейся в зажигательном составе бертолетовой соли каким-либо другим веществом. Так как эту соль достать крайне затруднительно.

В. Пронженко

ПРОСТОЙ ТЕРМИТНЫЙ КАРАНДАШ

(с затравкой)

Самодельные термитные карандаши («электроды») применимы для сварки металлических конструкций в полевых условиях, то есть в местах, где нет подходящих источников энергии (на даче, в доме, в дорожных условиях). Я бы советовал каждому автомобилисту и мотоциклисту всегда их иметь в своем арсенале.

Что собой представляет этот самодельный «электрод»? Основа его – отрезок проволоки из обычной углеродистой стали самого низкого качества с содержанием углерода менее 0,22 % (рис. 1). Диаметр проволоки (2. ..5 мм) зависит от толщины свариваемых деталей. Сам термит состоит из 23 % опилок алюминия (силумин не подходит!) и 77 % железной окалины, размеры частиц которой не должны превышать 0,5 мм. И пусть не волнует читателя М. Горбаченкова проблема, где взять алюминиевые опилки, так как их вполне заменит имеющаяся в продаже алюминиевая пудра для получения краски «серебрянки». Окалину и опилки (пудру) связывают клеем (БФ-2, «Момент»).

С одной стороны термитного карандаша наносится затравка, выполняющая роль серы на обычных спичках. Она состоит из 2 частей бертолетовой соли (КСЮ 3) и 1 части мелких алюминиевых опилок (части берут по массе). Связующее для бертолетовой соли и алюминиевых опилок то же, что и для термита электрода.

Теперь расскажем, как формируется (изготовляется) термитный карандаш. Все три компонента термита (окалину, опилки и клей) хорошо перемешивают в стеклянной или фарфоровой (глиняной) посуде, после чего полученный состав (он должен иметь густоту сметаны) равномерно наносят на подготовленный отрезок проволоки обыкновенной палочкой или же вращают проволоку над посудой, понемногу «накручивая» на нее термитный состав.

Нетрудно сделать и нехитрое при-способление-форму для получения сразу десятка «электродов«. Для этого на деревянное основание прибивают подходящую алюминиевую гофрированную полоску. Если такой полоски нет – изогните сами. К торцам формы плотно прижимают две алюминиевые «стенки», в которых предусмотрены отверстия для установки проволочных стержней тер-

Puc.l. / – проволока;

Термитный «электрод» 2 – термит; (карандаш): 3 – затравка

Со временем любой материал теряет свои свойства и разрушается. При этом проблемы могут возникнуть в самый неожиданный момент, когда под рукой нет подходящего оборудования для ремонта. В этом случае пригодится сварочный карандаш. Он поможет сделать временный ремонт даже в экстремальных условиях.

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.

Технологические особенности

Термитная или порошковая сварка ГОСТ 2601-84 – это вид варочных работ, при которых в качестве источника тепла служат термиты, используется для соединения рельсов, ЭХЗ и т. д. Термит – это порошкообразная смесь из различных металлических материалов, в частности, алюминия и магния и окалины железа.

Существуют такие виды термитной сварки:

Тигельная (алюминиевотермитная);
Муфельная.

Тигельная используется для создания контуров заземления и при соединении электрических кабелей небольшого диаметра. Технология подразумевает использование термитной смеси в соотношении алюминий / железо в пропорциях 23 / 70. При полном сгорании термита выделяется железо, которое и используется для соединения между собой стыков. Сам процесс горения зависит от размера зернистости термитного порошка. При работе с медью или другими соединениями иногда в состав порошка вводят соединения других металлов для увеличения прочности шва.

Фото — работа на рельсах

Алюминиевая применяется при необходимости создать на поверхности определенной конструкции наплавку, для ремонта трамвайных рельсов или при работе с хрупкими материалами. Одним из ключевых достоинств такой технологии является возможность сваривания чугуна бесстыковым методом.

Фото — принципиальная схема

В то же время, тигельная сварка не может использоваться для соединения алюминия, поэтому здесь применяется муфельная. Особенность муфельной работы такова, что при непосредственном контакте высокие температуры плавления термитов способствуют тому, что определенные участки алюминиевых соединений испаряются. Поэтому для создания таких креплений необходимо применять накладки или термитные патроны. Эти патроны значительно облегчают работу с проводами одножильного и многожильного типа. Они представляют собой наконечник, оснащенный металлическим кокилем. Отличие муфельного типа от тигельного в том, что в процессе работы не появляются продукты сварки жидкого типа. Магний под воздействием высоких температур не растекается по соединяемой поверхности, а впитывается в неё, образуя бесшовное соединение.

Фото — шов

Для кабелей из алюминия перед выполнением термитной сварки требуется воздействие флюса. Он растворит оксидную пленку, препятствующую свариванию отдельных частей алюминия, но могут вызвать ржавление проводов. Поэтому профессионалы крайне редко используют эту методику. Для соединения такого вида кабелей применяются кокили или присадочные прутики, в которые вставляются концы проводов и нагреваются до нужной температуры.

Фото — виды термического воздействия

Сварка термитом, в состав которых входит магний, используется для обработки проводов малого сечения (телефонных, интернет-кабелей), различных электрических соединений и т. д. Для создания термита требуется около 20 % магний или алюминия в смеси и 80 % железа (его окалины). При этом, главным источником кислорода в процессе является окись железа, а тепло выделяется чистым металлом.

Достоинства

Простота. Эта технология соединения стыков стали, алюминия, чугуна и других металлов может использоваться даже новичками в сварочном деле. Работы не занимают много времени и проводятся компактным оборудованием, которое удобно хранить дома;
Термиты обеспечивают отличное качество соединений. Стыки прочные и долговечные. При работе с алюминием для уменьшения коррозийных процессов используются флюсы типа ВАМИ;
Доступность. Оборудование для термитной сварки не нуждается в большом количестве электрической энергии.

Фото — термитная смесь Но у этого вида сварочных работ есть и определенные недостатки

Для осуществления данного типа сварки потребуется вспомогательная и подготовительная обработка металлоконструкций и кабелей;
Процесс сварки невозможно отследить, поэтому работать бесшовной техникой смогут только профессионалы с аттестацией НАКС.

Сравнение основных характеристик сварочных карандашей разных производителей

Благодаря этому универсальному средству можно провести экстренный ремонт даже тогда, когда под рукой не имеется самых необходимых материалов. При его помощи можно не только спаять образовавшуюся трещину, но и осуществить резку материала. Нужно лишь подобрать необходимую марку средства с требующимися свойствами. Термический карандаш способен провести ремонт следующих поверхностей:

сталь;
чугун;
железо;
латунь;
медь;
керамика;
шифер;
термостойкая пластмасса;
бронза;
нержавеющая сталь и другие подобные материалы.