Сварочный чудо-карандаш вместо дуговой электросварки

Сферы применения

Сфера применения карандашей для сварки самая широкая. Они позволяют сваривать черные и цветные металлы в любом положении и практически в любых обстоятельствах, от условий мастерской до полевых и экстремальных. Средство широко используется в следующих областях:

• Монтажные и аварийные работы в труднодоступных местах и в чрезвычайной обстановке.
• Оперативный ремонт транспортных средств (автомобильных, водных, железнодорожных) в местах их поломки.
• Ремонт рельсового пути, стрелок и переходов.
• Пайка медных проводов и других электрокомпонентов.
• Ремонт трещин в компонентах отопительных систем.
• Ликвидация утечек в магистральных и распределительных трубопроводах.
• Ремонт чугунных и бронзовых отливок промышленного и декоративного назначения.
• Ремонт строительной и сельскохозяйственной техники на удаленных площадках.

Паяльный карандаш вмиг

Особенно широко сварочные карандаши применяют при ремонтах рельсового хозяйства. Их использование позволяет проводить текущий ремонт исключительно оперативно, недорого и с минимальными задержками движения поездов.

Важно помнить, что карандаш предназначен для оперативного, временного ремонта на большом удалении от ремонтных предприятий или в чрезвычайных обстоятельствах. Для постоянной эксплуатации следует провести качественный ремонт с помощью электро- или газосварки

Где применяется сварочный карандаш

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:

1. Отгибают край упаковки карандаша для термосварки. Нижнюю часть закрепляют держателем.
2. Разжигают термитную смесь, которая должна стать рыхлой. Конец стержня устанавливают на соединение, круговыми движениями наносят расплавленную массу.
3. Через 3-4 секунды выравнивают шов, придавая ему нужную форму.
4. 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.

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.

Технология работы сварочным карандашом

Для того, чтобы производить сварочные или паяльные работы с помощью сварочного карандаша необходимо соблюдать инструкцию, которая не требует особенных профессиональных навыков и крайне проста:

• разрывается контрольная лента на упаковочной обертке, при срывании ленты открывается крайняя кромка карандаша;
• снять металлическую крышку и одеть ее на задний торец карандаша в качестве рукоятки при поджигании;
• необходимо подвести карандаш к месту резки и поджечь фитиль запала, для поджига можно использовать зажигалку;
• уже горящий карандаш сварщика нужно плотно прижать к тому месту, откуда должна начаться сварка или резка металлической поверхности. Необходимо выдержать 3-4 секунды для того, чтобы металл прогрелся, а после этого, перемещая карандаш, произвести резку или сварку;
• после этого карандаш можно кинуть на слой негорючего материала( бетон) или в воду. Карандаш сгорит до металлической рукоятки-крышки.

Необходимо так же помнить о том, что карандаш для сварки металла при высокой температуре горения может прожечь поверхность, которую нужно было варить.

Для каждой поверхности есть карандаши различных диаметров с присадками, которые несколько снижают температуру горения и препятствуют прожиганию.

В состав сварочного карандаша входят металлические оксиды, которые при горении создают слой шлака над сварным швом (только в карандашах большого диаметра, которые используются для сварки).

Такое новшество используется для того, чтобы потом защитить слой расплава от окружающего воздуха из атмосферы

Это обусловлено тем, что сварка карандашом может быть произведена относительно поверхностей, где важно качество шва и его прочность

Попадания воздуха недопустимо, так как это может разрушительно менять структуру металла в расплаве.

Разновидности карандашей

В продаже можно встретить различные термические стержни, которые включаются в определенные группы в зависимости от назначения:

1. «Экстрапайк». Используются для сваривания толстого пластика, эмалированных изделий и алюминия. Позволяет сделать лужение материалов, восстанавливает эмалевый слой.
2. «Нанопайк». Этот вид карандашей вместо алюминия содержит магний в составе. Он предназначен для работы с самыми тугоплавкими материалами.
3. «Оксал». Быстро разжигается, может использоваться в любых условиях. Считается универсальным.
4. «Экстремал». Подходит для всех металлов и толстого пластика. Готовый шов будет прочным, почти не отличимым от сварного.

Термитная сварка. Применение в промышленности и быту. Термитный карандаш

Термитная реакция (от древнегреческого therm – тепло) – процесс сгорания термита, состоящего из смеси алюминиевого (или магниевого) порошка с различными окисленными металлами (чаще всего это железо).

Реакция протекает с интенсивным выделением тепла. Температура горения термита составляет более 2300 градусов Цельсия и в результате его сгорания образуется металл и алюминиевый шлак. Если углубиться в историю открытия процесса, то впервые реакция была получена русским исследователем Н.Н. Бекетовым. Ученый практическое использование термита видел главным образом в получении сталей. Однако, популярной термитная реакция стала спустя почти полвека благодаря работам немецкого химика Ганса Гольдшмидта (буквально «золотых дел мастер»), который предложил использовать ее для сварки железнодорожных рельс. Гольдшмидтом была разработана технология сварки, начерчены чертежи тигля, в котором происходит сгорание высокотемпературной смеси.

Применение термитной сварки давала возможность получить прочный и надежный сварной шов без технологических непроваров, а эффективность метода позволила внедрить его в промышленных масштабах.

Сварка посредством алюминотермитной реакции применяется и сегодня в деле строительства железнодорожных полотен. Термитная сварка – простой и эффективный способ получения сплошных сварных соединений при минимальных затратах. Она также может быть использована для сварки арматурных стержней в строительстве, проводов линий электропередачи (ЛЭП), при ремонте и восстановлении крупногабаритных деталей из стали и чугуна. Наплавкой металла практикуют ремонт изношенных частей деталей. Например, так можно «нарастить» изношенный или сколовшийся зуб шестерни.

Термитную реакцию записывают следующей формулой:

Fe2O3 + 2Al =>Al2O3 +2Fe + 760 кДж, где

Fe2O3 – трехвалентный оксид железа ( визуально выглядит как обыкновенная ржавчина); 2Al – пудра из алюминия; Al2O3 – шлаковый состав; Fe – чистое железо.

Реакция протекает очень бурно и длится 15-30 с. Из одного килограмма термита получают 0,55 кг металла и 0,45 кг шлака. Для сварочных работ термитную смесь готовят преимущественно в следующих пропорциях:1/4 -порошкообразный Al и ¾ — железный окисел. Термит дополнительно легируют для получения сварного соединения с заданными мех. свойствами и наполняют стальными обрезками для увеличения количественного выхода расплавленных продуктов реакции.

Для формирования жидкого металла используются формы, состоящие из двух разъемных половин. Сварка производится литейным металлом, который оплавляет кромки деталей и заполняет зазор между ними. Величина зазора 10-15 мм.

Существует два способа сварки: первый позволяет экономить расход термита, второй – увеличить скорость работ.

В первом случае соединение , на которое предварительно установлена форма, подогревают горелкой, которая подводится через верхнюю ее часть, до Т- (850 -900) градусов Цельсия. По достижению температуры расплавленный состав выдерживается 5-6 с и спускается в форму.

Второй случай не предполагает применение предварительного нагрева (благодаря чему и экономия времени 15-20 мин.) свариваемого изделия газопламенной горелкой. Металл сварного соединения прогревается самим термитом, который сжигается в увеличенном количестве (в литейном производстве также используется подобный прием, когда кокиль нагревается самим металлом, например, при алюминиевом гравитационном литье). Здесь же сварное соединение формируется благодаря литью перегретого металла. Тигельная часть отделена от заливаемого объема металлической заслонкой. Толщина заслонки рассчитывается так, чтобы она расплавилась до окончания процесса.

Детали не должны содержать влаги. Вода спровоцирует выплеск металла. Операторы термитной сварки должны быть ознакомлены с правилами техники безопасности. Они должны использовать СИЗ: стойкие к высокой температуре прозрачные очки, специальную обувь, одежду, обработанную огнеупорным составом (читайте статью «СИЗ сварщика»).

Что входит в состав термитной смеси

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:

1. Элементарная смесь: железная окалина соединенная с порошком из алюминия в строгой химической пропорциональности;
2. 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;
3. Состав для соединения легированных сталей. Такая смесь отличается использованием присадки в виде ферротитана, феррованадия и других подобных материалов;
4. 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;
5. 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;
6. Специальные (особые) термиты – используются для всех других нужд (повторного дробления минералов), такие смеси называют пиротехническими.

Рекомендуем! Сварка листов полипропилена своими руками

Правила безопасного пользования

Несмотря на крайнюю простоту своего устройства и применения, сварочные карандаши представляют собой реальную угрозу для здоровья, жизни людей и для сохранности материальных ценностей. Чтобы избежать трагических последствий, следует строго соблюдать меры безопасности:

• Тщательно подготовить рабочее место, убрать все горючие и легковоспламеняющиеся вещества и материалы.
• Надежно закрепить заготовки или ремонтируемое изделие в тисках, зажимах, струбцина и т.п. Варить на весу категорически недопустимо.
• Использовать для подкладок под шов и сварочных полок только негорючие материалы.
• Обязательно применение средств индивидуальной защиты: очки или маска сварщика, брезентовые рукавицы или спилковые перчатки — краги, плотная одежда и прочная обувь, не оставляющая открытых участков кожи.
• При поджиге и сварке следует прочно удерживать карандаш. Вести его вдоль линии шва плавно, без рывков. Ходить по мастерской с горящим карандашом недопустимо
• При сварке на вертикальных и наклонных поверхностях, а также при резке металла внимательно следить за тем, чтобы расплавленный металл не стекал в вашу сторону и не брызгал по сторонам.
• По окончании сварки огарок следует бросить в заранее подготовленное ведро с водой или с песком. В крайнем случае — на бетонный или земляной пол. Не покидайте рабочее место, не убедившись в том, что огарок прогорел полностью.

Правильное использование недорогого и простого в обращении варочного средства сделает работу с ним удобной и безопасной.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

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.

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.

1. Инструкция по использованию довольно проста и состоит из следующих шагов:
2. Подожгите карандаш, яркого пламени вы не увидите, он будет медленного плавиться;
3. Размягченный конец аккуратно “размажьте” по свариваемой поверхности;
4. Начинается процесс термитной сварки, смесь будет периодически раздаваться искрами, наблюдается активное взаимодействие флюсов с металлом;
5. 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

Производители сварочных карандашей

Разнообразие сварочных карандашей на рынке сварочных изделий большое, но покупать нужно только у проверенных поставщиков, которые изготавливают сертифицированную продукцию, что подтверждается документально. К такой продукции можно отнести следующие марки.

1. Экстрапайк. Этот паяльный карандаш многократного использования, с неограниченным сроком службы. Он изготовлен по специальной технологии и обеспечивает прилипание к любой поверхности из пластмасса, керамики, металла, в различной плоскости. Производитель обещает потребителю до 30 паек одним карандашом.
2. Нанопайк. Это надёжное средство для ремонта отверстий и трещин в автомобиле, сантехнике, хозяйстве. Производитель рекомендует перед запайкой протереть ветошью повреждённое место, зачистить его ножом или наждачной бумагой. Поджечь сварочный карандаш и расплавленную массу перенести на место пайки. После горения расплавленной массы в течение 15−20 секунд распределить её по повреждённой поверхности. Ремонт окончен. Пайка затвердевает через 15 минут, а полное её затвердение произойдёт через 1,5 часа. Производитель даёт гарантию на пайку сроком на один год. Рекомендуется для работы не только с различными видами металлов, но и с неметаллическими поверхностями.
3. Экстремал. К универсальному термическому припою относится эта модель. Прочная пайка гарантируется за счёт применения производителем в составе горючего вещества олова, свинца, а также алюминиевой пудры и магния. Кроме металлов, в составе вещества — флюс, паяльная кислота. Область применения карандаша разнообразная. Пайка может осуществляться в различной плоскости.

Сварочный карандаш: характеристики и применение универсального средства — Сварка

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.

Описание сварочного карандаша, его принцип работы, достоинства и недостатки

У каждого человека в жизни может возникнуть ситуация, когда срочно необходимо запаять радиатор, цинковое ведро, эмалированный таз или другое изделие.

Но не у всех дома, в гараже есть сварочный аппарат или паяльник, для работы с которыми нужно иметь определённые навыки. Поэтому альтернативой для домашних умельцев может стать простой для применения сварочный карандаш.

Он используется при термической сварке, наплавке и резке сплавов и металлов как в бытовых условиях, так и при проведении аварийно-спасательных работ.

Сварочный карандаш, или термический припой, представляет собой тонкостенную трубку или стержень из горючего материала. С одной стороны трубка заполнена сухим горючим веществом, а с другой — закрыта заглушкой. Вещество представляет собой экзотермическую смесь, которая состоит из флюса и припоя.

Диаметр изделия может быть от 4 до 16 мм, а длина трубки — от 7 до 20 мм. Устройство карандаша:

• зажигательная смесь;
• экзотермическая технологическая смесь;
• картонная гильза;
• отверстие для ручки-держателя;
• оболочка из этикетки-инструкции;
• внешняя защитная водонепроницаемая оболочка.

Среднее время горения стержня — не менее 30 секунд, максимальная температура сгорания — от 2200 до 2900 градусов по Цельсию, вес — не более 80 г. От толщины и типа материала длина шва может быть от 8 до 15 см.

Принцип работы

Термический припой удобен в применении и не требует особых навыков. Для работы достаточно изучить инструкцию производителя и строго следовать технологии, изложенной в ней. Чтобы произвести сварку, необходимо:

1. Очистить заготовку от грязи, ржавчины и зафиксировать в нужном положении.
2. Достать термический припой из упаковки.
3. Снять металлическую крышку и закрепить её со стороны заглушки. Она будет выполнять роль держателя.
4. Для защиты от ожога рук надеть перчатки из плотной ткани, а для защиты глаз — тёмные очки или сварочный щит.
5. Произвести спичками или зажигалкой розжиг оголённого конца.
6. Сварочный карандаш, который горит по принципу бенгальского огня, поднести к месту сварки и плотно удерживать в течение трёх секунд под углом 45−60º. За этот период свариваемая поверхность хорошо прогревается.
7. Шов нужно вести уверенно, справа налево. Сцепка металлов не осуществится, если вести быстро, шов просто зальётся шлаком. А если вести слишком медленно, то можно прожечь поверхность.
8. После того как шов проложен, горящий огарок выбросить на любую поверхность из негорючих материалов, чтобы он затух.
9. Остывший шов очистить от окалин.

Работая с приспособлением, следует помнить, что в сварке швы обрабатываются разными методами. Существуют следующие виды швов:

1. Горизонтальный. Этим способом материал соединяется чаще всего внахлёст. Заготовка укладывается на поверхность из негорючих материалов.
2. Вертикальный. Для этого метода используют специальную полочку, которая размещается под местом пайки, чтобы расплавленный металл не растекался.
3. Разрез металла. При этом методе шов нужно вести медленно, чтобы прожечь металл.

Достоинства и недостатки термического припоя

Опираясь на мнения пользователей сварочного карандаша, можно систематизировать его достоинства и недостатки, выявленные в процессе работы.

Достоинства термического припоя:

• бюджетная стоимость;
• небольшие габариты, что позволяет без проблем перемещать приспособление;
• розжиг от зажигалки, спичек;
• качественная герметизация;
• устойчивость к температурам;
• быстрый ремонт повреждённых изделий;
• нет необходимости в специально оборудованном для таких работ месте;
• нет необходимости в электрическом питании;
• высокая производительность и коэффициент полезного действия;
• нет необходимости в специальных навыках;
• универсальность в работе с различным материалом.

Недостатки приспособления:

• излучение достаточно сильного огня;
• после использования неприятный запах;
• неприемлем для большого объёма сварочных работ.

Преимущества

Достоинствами использования сварочных карандашей являются:

1. Компактность и небольшой вес. Это дает возможность использования карандашей в походных условиях.
2. Простота применения. Особых условий для эксплуатации не требуется.
3. Отсутствие затрат на электроэнергию.
4. Устойчивость горения, что позволяет сваривать мокрые поверхности.
5. Универсальность, которая позволяет сваривать различные металлы.
6. Возможность осуществлять сварку в труднодоступных местах, например, под машиной.
7. Возможность осуществлять сварку различных металлов.
8. Невысокая стоимость.

Такие достоинства позволяют сварочным карандашам находить широкое применение, в том числе при реставрации в случае появления трещин и сколов.