ТЕРМИТНЫЙ КАРАНДАШ

Полезная модель относится к области сварки металлов плавлением, в частности при термитной сварке-пайке, резке и наплавке металлических конструкций из меди и ее сплавов и стали и может быть использовано для сварки-пайки, резки и наплавки металлов в быту, при ремонте техники в полевых условиях, при ведении ремонтно-спасательных работ, в условиях монтажа и демонтажа конструкций, на строительстве при ремонте сооружений и механизмов.
Известен сварочный карандаш для термитной сварки или резки, содержащий тонкостенную трубку с размещенной в ней с одной стороны термитной смесью, заглушку, закрывающую трубку с другой стороны, тонкостенный трубчатый футляр-держатель, выполненный с возможностью его переустановки с противоположных сторон на трубку до ограничительного упора, при этом термитная смесь использована в виде прессованного стержня с оболочкой из горючего пленочного материала, а стержень установлен в упомянутой трубке одним концом (см. патент РФ №2206437, МПК В23К 23/00, В23К 35/02, опубл. 20.06.2003 г.).
Горение термитной смеси с нижнего конца сварочного карандаша не позволяет максимально использовать тепловую энергию горения смеси, так как по мере прогорания стержня увеличивается расстояние между эпицентром горения и свариваемыми деталями. Это приводит к потере тепловой энергии и снижению эффективности работы сварочного карандаша.
Кроме того, поджог термитной смеси с нижнего открытого конца стержня создает неудобство в работе, особенно при сварке деталей в труднодоступных местах, например, для приварки выводов средств электрохимической защиты к стенкам магистральных газопроводов в эксплуатационных условиях.
Известен термитный стержень, выполненный в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой из негорючего материала с температурой плавления ниже максимальной температуры горения термитной смеси (см. авторское свидетельство СССР №1794615, МПК В23К 23/00, В23К 35/40). С одного конца стержня имеется запал. В состав термитной смеси для сварки стальных деталей входит порошок алюминия - 23% и железной окалины - 77%, для сварки медных конструкций смесь содержит
окись меди - 67,2% и химическое соединение меди с алюминием - 32,8%. Воспламенение термитной смеси осуществляется поджигом запала с нижнего конца стержня.
Поджог термитной смеси с нижнего конца термитного стержня также снижает интенсивность горения по мере прогорания стержня, что не позволяет максимально использовать тепловую энергию горения смеси, снижая эффективность ее работы.
Кроме того, поджог термитной смеси с нижнего открытого конца стержня создает неудобство в работе, особенно при сварке деталей в труднодоступных местах, например, для приварки выводов средств электрохимической защиты к стенкам магистральных газопроводов в эксплуатационных условиях.
Наиболее близким техническим решением является термитный карандаш, выполненный в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой, при этом оболочка выполнена из материала, сгорающего одновременно с составом термитной смеси (см. патент РФ №2135340, МПК В23К 35/22, В23К 23/00, опубл. 27.08.1999 г.).
В известной конструкции термитная смесь поджигается раскаленной спиралью с открытого конца.
Горение термитной смеси с нижнего конца термитного карандаша приводит к потере тепловой энергии, ввиду того, что по мере прогорания карандаша расстояние между эпицентром горения и свариваемыми деталями увеличивается. Это снижает эффективность работы термитного карандаша.
Кроме того, поджог термитной смеси раскаленной спиралью небезопасно и создает определенные неудобства при эксплуатации стержня, особенно в условиях работы в труднодоступных местах, например, для приварки выводов средств электрохимической защиты к стенкам магистральных газопроводов в эксплуатационных условиях.
Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационных качеств и удобства использования термитного карандаша.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является повышение интенсивности горения термитной смеси за счет концентрации тепловой энергии внутри нее.
Поставленная задача достигается тем, что термитный карандаш, выполненный в виде цилиндра, сформированного из термитной смеси, согласно полезной модели, он снабжен воспламеняющим элементом, выполненным в виде втулки, сформированной из запальной смеси, а в термитном карандаше выполнена полость, при этом воспламеняющий элемент установлен с возможностью плотного прилегания в полости карандаша.
При этом, термитный карандаш выполнен из термитной смеси следующего химического состава, в %:
оксид меди - 65,5-67,0
алюминий - 7,5-9,0
порошок медный - 11,0-12,0
ферромарганец - 6,7-8,0
ферросилиций - 1,5-6,0
жидкое стекло - 14,5-6,0
Кроме того, воспламеняющий элемент снабжен устройством дистанционного поджога, выполненным в виде шнура замедленного горения или электропроводов, а термитный карандаш заключен в оболочку из сгораемого материала.
Заявляемая совокупность признаков позволяет образовать концентрацию тепловой энергии внутри термитной смеси за счет наличия воспламеняющего элемента и углубления его в термитную смесь. Воспламеняющий элемент, размещенный внутри термитного карандаша, фокусирует тепловую энергию внутри термитной смеси, стабилизируя процесс ее расплавления, что способствует повышению эффективности горения термитной смеси. Использование в составе термитной смеси ферросилиция, имеющего более высокую температуру плавления, чем ферромарганец позволяет повысить количество тепловой энергии, выделяемой при горении воспламеняющего элемента, что также повышает эффективность горения термитной смеси.
Кроме того, заявляемая совокупность признаков за счет дистанционного поджога воспламеняющего элемента повышает удобство и безопасность эксплуатации термитного карандаша, особенно при работе в труднодоступных местах.
Заявляемое устройство поясняется чертежом, где изображен общий вид заявляемого термитного карандаша.
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - термитный карандаш; 2 - воспламеняющий элемент; 3 - углубление в термитном карандаше 1; 4 - устройство дистанционного поджога; 5 - оболочка термитного карандаша 1.
Термитный карандаш 1 выполнен в виде цилиндра, сформированного из термитной смеси. Термитный карандаш 1 снабжен воспламеняющим элементом 2, выполненным в виде втулки, сформированной из запальной смеси.
В термитном карандаше 1 выполнена полость 3, в которую с возможностью плотного прилегания установлен воспламеняющий элемент 2. Плотное прилегание воспламеняющего элемента 2 может быть достигнуто за счет выполнения его наружного диаметpa
с плюсовым допуском по отношению к внутреннему диаметру полости 3 в термитном карандаше 1 и последующей запрессовки воспламеняющего элемента 2 в полость 3 термитного карандаша 1. Плотное прилегание воспламеняющего элемента 2 исключает потери тепловой энергии, требуемой для поджога термитной смеси, что также способствует повышению эффективности горения термитной смеси.
Для поджога воспламеняющего элемента 2 он снабжен устройством дистанционным поджога 4. Устройство дистанционного поджога 4 может быть выполнен в виде шнура замедленного горения или электропроводов, на концы которого подается напряжение от обычной батарейки.
Для удобства использования, хранения и транспортировки термитный карандаш 1 может быть помещен в оболочку 5 из сгораемого материала.
Термитный карандаш выполнен из термитной смеси следующего химического состава, в %: оксид меди - 65,5-67,0; алюминий - 7,5-9,0; порошок медный - 11,0-12,0; ферромарганец - 6,7-8,0; ферросилиций - 1,5-6,0; жидкое стекло - 14,5-6,0.
В состав термитной смеси кроме традиционно используемых оксида меди, алюминия, медного порошка и ферромарганца введен ферросилиций, который за счет более высокой температуры плавления увеличивает количество тепловой энергии, выделяемой при горении воспламеняющего элемента 3. При этом происходит более интенсивное горение термитной смеси, что способствует увеличению теплопроводности свариваемых элементов и повышению качества сварки.
Термитный карандаш используется следующим образом.
Термитный карандаш 1, помещенный в оболочку 4 из сгораемого материала, устанавливают, например, в многоразовую тигель-форму на место приварки катодного вывода. Обычной спичкой поджигают шнур 4 замедленного горения. По мере прогорания шнура через воспламеняющий элемент 2 происходит поджиг термосмеси. Воспламеняющий элемент 2, размещенный в полости термитного карандаша 1, фокусирует энергию воспламенения внутри термитной смеси, стабилизируя процесс ее расплавления, что способствует повышению эффективности горения термитной смеси. В результате сгорания термитной смеси, нагретый до высокой температуры металл оплавляется, образуя неразъемное соединение.
Заявляемая конструкция термитного карандаша обладает высокими эксплуатационными качествами, удобна и безопасна в эксплуатации, представляет собой готовое изделие, не требует дополнительной подготовки по сравнению с сыпучими термосмесями.
Это позволяет использовать его в труднодоступных местах, в полевых условиях для осуществления ремонтных и монтажных работ, например, для приварки выводов средств электрохимической защиты к стенкам магистральных газопроводов в эксплуатационных условиях.