Спосіб модифікації термітних складів для паяння та зварювання

Изобретение относится к области термитной пайки и сварки металлов. Известен способ модификации термитных составов за счет добавления к ним компонентов, которые легко воспламеняются, и при воспламенении такой смеси происходит экзотермическая реакция, в результате которой получаются продукты в виде расплавленных металлов, образующи х припой или присадочный сварочный металл, а также различные шлаки различной вязкости и различной температуры плавления. Недостатком указанного способа является его нетехнологичность, поскольку используя его, трудно изготовить сварочный стержень или пасту, а также то, что указанный состав равно как и прочие известные составы на основе железных и медных термитов, имеет сравнительно низкую удельную теплоту реакции, что не дает возможности изготовить сварочный стержень, который бы мог осуществлять пайку или сварку металлов значительной толщины (3 - 5мм), или же при попытке осуществить пайку или сварку таких толщин приходится использовать большое количество термитной массы, что приводит к избыточному выделению металла и плохому формированию шва. Задачей настоящего изобретения является разработка способа модификации термитных составов, позволяющих получать количество выделяемого металла, достаточное для формирования шва, без избыточной массы данного металла и позволяющих получить повышенную удельную тепловую мощность. Указанная задача решается за счет правильного расчета массы стандартной термитной составляющей и за счет добавления к указанной составляющей модификатора в виде окислительновосстановительной экзотермической смеси (ОВОС), резко повышающей удельную тепловую мощность состава без добавления избыточной массы металла. Масса теплового модификатора определяется по выражению пределах ±5% для предупреждения гравитационного расслоения коллоидного раствора или же вязкость органического вещества или их смесей должна быть такова, чтобы уравновесить действие гравитационных сил и предупредить упомянутое расслоение. В качестве ОВЭС могут быть также использованы суспензия или коллоидный раствор жидкого окислителя, твердого окислителя с органическим веществом или со смесью органических веществ. Причем условия по плотности должны быть такими же, как в первом случае. Если плотности различаются больше указанного, то вязкость жидкого органического вещества или их смеси рассчитываются по соотношению а массовая доля менее вязкого органического вещества в смеси с более вязким веществом, смешанных для получения необходимой вязкости, определяется по выражению: - динамическая вязкость (Па × с); - диаметр д юперсной частицы твердого окислителя (м); где - плотность окислителя (кг/м 3); - плотность жидкости (кг/м 3); - массовая доля менее вязкой жидкости; - вязкость более вязкой жидкости (Па × с); - вязкость менее вязкой жидкости (Па × с); - вязкость, которую необходимо получить при смешивании первых двух жидкостей (Па × с); Пример 1. Составить смесь для изготовления паяльно-сварочного стержня для пайки-сварки стали Сталь 20 толщиной 4 мм твердым припоем на основе медного сплава. КПД карандаша порядка 0,7. Требуемая мощность для сварки 8кВт. Скорость сварки - 4мм/с. Скорость горения - 7мм/с. Масса термитной где - необходимая тепловая мощность для сварки заданной толщины металла (кВт); Тепловая - коэффициент тепловой термитной составляющей, (кДж/кг); В составляющей мощность мощности - коэффициент тепловой мощности модификатора (кДж/кг); - масса термитной составляющей (кг). ОВЭС могут быть выполнены также в виде мелкодисперсной смеси твердого окислителя и твердых восстановителей предпочтительно составленных в пропорциях, которые дают легкоплавкие шлаки, имеющие температуру плавления ниже выделяемого в результате термитной реакции металла или же на 10 - 15% выше. В качестве ОВЭС может быть использован коллоидный раствор твердого мелкодисперсного окислителя с жидким органическим веществом или со смесью жидких органических веществ, причем плотности окислителя и жидких органических веществ должны быть примерно равными в качестве теплового модификатора используется смесь Удельная тепловая мощность модификатора примерно равна 10кДж/г. Масса модификатора для получения 2,5кДж/с будет 0,25г. Масса модифицированной термитной смеси Состав смеси: термитная составляющая модифицирующая составляющая - 16%. Диаметр сварочного стержня (карандаша) или Пример 2. Составить смесь для изготовления паяльно-сваоочного стержня для пайки-сварки внахлест из стали Сталь 38ХМЮА. Толщина листов 4мм. Пайку-сварку осуществить твердым припоем на основе медного сплава. КПД стержня 0,7. Скорость сварки 4мм/с. Скорость горения 7мм/с. Требуемая мощность для пайки-сварки 16кВт. Площадь поперечного сечения углового шва или Масса термитной составляющей Тепловая мощность В качестве модификатора используем смесь Реакция идет с выделением хлора, который очищает поверхность. Удельная тепловая мощность такой смеси примерно 10кДж/г. Требуемая масса модификатора 0,614г. Окончательный состав смеси: Всего 1,052г или Диаметр стержня (карандаша) примерно 10мм. или