ОДНОРАЗОВАЯ ТИГЕЛЬ ФОРМА ДЛЯ ТЕРМИТНОЙ СВАРКИ

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.
Известна тигель форма, в которой сформирована полость для термитной смеси, переходящая в литниковую камеру для расплава термитной смеси и отделенная от нее мембраной. За литниковой камерой выполнена полость для размещения свариваемых деталей. При этом тигель форма выполнена состоящей из двух полуформ из негорючего материала (см. патент ЕР №0539670, МПК В23К 23/00, В23К 35/34, опубл. 05.05.1993 г.). Термитная смесь засыпается в полость тигель формы, сверху на нее насыпают запальную смесь. По мере прогорания термитной смеси капли расплава через мембрану стекают в литниковую камеру, затем на свариваемые детали.
Известная конструкция тигель формы имеет большой объем полых пространств для расплава термитной смеси и зоны сварки, и, как следствие, небольшую площадь сечения стенок тигель формы в зоне расплава смеси и сварки. Это приводит к значительным потерям энергии горения термитной смеси через стенки тигель формы.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является тигель форма, выполненная в виде цилиндра из негорючего материала, в котором сформирована полость для термитной смеси, переходящая в литниковую камеру для расплава термитной смеси и отделенная от нее мембраной. За литниковой камерой выполнена полость для размещения свариваемых деталей. При этом в одном из вариантов тигель форма может быть выполнена одноразовой (см. патент JP №2002331371, МПК В23К 25/00, В23К 23/00, опубл. 19.11.2002 г.). Термитная смесь засыпается в полость тигель формы, сверху на нее насыпают запальную смесь. По мере прогорания термитной смеси капли расплава через мембрану стекают в литниковую камеру, затем на свариваемые детали.
Недостатком известной конструкции тигель формы является высокие потери энергии горения термитной смеси за счет небольшой площади сечения стенок тигель формы в
зоне расплава смеси и сварки. Это снижает эффективность горения термитной смеси и негативно влияет на качество сварки.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности горения термитной смеси и качества сварки.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является снижение потерь тепловой энергии в зоне сварки.
Поставленная задача достигается тем, что в одноразовой тигель форме, выполненной в виде формы из негорючего материала, в которой сформирована полость для термитной смеси, переходящая в литниковую камеру для расплава термитной смеси и в полость для размещения свариваемых деталей, при этом полость для термитной смеси отделена от литниковой камеры мембраной, согласно полезной модели, тигель форма выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого сопряжено с фланцем, а поверхность полости для размещения термитной смеси покрыта слоем графитовой обмазки.
При этом тигель форма выполнена из обожженной керамики.
Кроме того, тигель форма снабжена запальным элементом, погруженным в термитную смесь.
Помимо этого, запальный элемент снабжен устройством дистанционного поджога, выполненным в виде шнура замедленного горения или электропроводов.
Заявляемая совокупность признаков позволяет за счет выполнения одноразовой тигель формы в виде усеченного конуса с фланцем увеличить толщину ее стенок в месте осуществления приварки, что способствует уменьшению потерь тепловой энергии при горении термитной смеси через стенки тигель формы. Это приводит к сохранению температуры расплава и интенсивности нагрева в зоне сварки, что позволяет с наибольшей эффективностью использовать теплоту термитной смеси и улучшить качество приварки.
Кроме того, такая форма тигля создает более устойчивую и плотную установку его на изделии. Это также создает более благоприятные условия для исключения потерь тепла в зоне сварке.
Помимо того, нанесение на поверхность полости для термитной смеси слоя графитовой обмазки придает тигель форме более высокую термическую стойкость, позволяя применить термитные смеси с более высокой температурой плавления, что способствует повышению интенсивности нагрева термитной смеси.
Заявляемая конструкция одноразовой тигель формы поясняется чертежами, где на
фиг.1 изображен общий вид заявляемой тигель формы, на фиг.2 - тигель форма в сборе с термитным карандашом.
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - тигель форма; 2 - фланец тигель формы 1; 3 - полость в тигель форме 1; 4 - литник; 5 - полость для сварки деталей; 6 - мембрана; 7 - отверстие в нижней части тигель формы для размещения привариваемой детали; 8 - слой графитовой обмазки; 9 - термитный карандаш; 10 - запальный элемент; 11 - устройство для дистанционного поджога термитной смеси 9; 12 - крышка тигель формы 1.
Тигель форма 1 выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого сопряжено с фланцем 2. В тигель форме 1 выполнена полость 3 для термитной смеси, переходящая в литник 4 для расплава термитной смеси и в полость 5 для сварки деталей. При этом полость 3 для термитной смеси отделена от литника 4 мембраной 6, а в нижней части тигель формы 1 выполнено отверстие 7 для установки привариваемой детали.
Выполнение тигель формы 1 в виде усеченного конуса с фланцем 2 увеличить толщину ее стенок в месте осуществления приварки. Это приводит к сохранению температуры расплава и интенсивности нагрева в зоне сварки, способствуя уменьшению потерь тепловой энергии при горении термитной смеси через стенки тигель формы. При этом теплота термитной смеси используется с наибольшей эффективностью, что улучшат качество приварки.
Поверхность полости 3 для размещения термитной смеси 4 покрыта слоем 8 графитовой обмазки. Слой 8 графитовой обмазки придает керамической форме более высокую термическую стойкость, что позволяет применить термитные смеси с более высокой температурой плавления (фиг.1).
Тигель форма 1 выполнена из негорючего материала в качестве которого используют, например, обожженную керамику.
Полость 3 тигель формы 1 заполнена термитной смесью в виде термитного карандаша 9, в который погружен запальный элемент 10. Запальный элемент 10, погруженный в термитный карандаш 9 способствует ее розжигу изнутри, при этом процесс горения распространяется равномерно во все стороны не теряя тепловую энергию по мере сгорания.
Для удобства розжига термитного карандаша 9 запальный элемент 10 снабжен устройством дистанционного поджога 11, который может быть выполнен в виде шнура замедленного горения или электропроводов. Воспламенение термитного карандаша 9
при этом осуществляется либо путем поджога шнура обыкновенными спичками, либо путем подачи напряжения, например, от батарейки (на чертеже не показана) на концы электропроводов.
Верхняя часть тигель формы 1 герметизируется крышкой 12, при этом шнур замедленного горения или электропровода выведены через крышку 12 наружу (фиг.2).
Заявляемая тигель форма может быть использована для приварки выводов электрохимзащиты (ЭХЗ) на трубы стальных магистральных газопроводов.
В одноразовую тигель форму 1 устанавливается термитный карандаш 9, с погруженным в него запальным элементом 10, который снабжен устройством дистанционного поджога 11, например, шнуром замедленного горения. Тигель форма 1 герметично закрывается крышкой 12, при этом герметичность может быть обеспечена путем обмазки шва. Концы шнура выводятся наружу.
Тигель форма 1 устанавливается на трубу, привариваемые выводы ЭХЗ вводятся через отверстие 7 в зону сварки.
Выведенный наружу шнур поджигается, по мере его прогорания тепловая энергия достигает запального элемента 10, который воспламеняет термитный карандаш 9. В результате сгорания термитного карандаша 9 восстановленный и нагретый до высокой температуры металл оплавляется с поверхностью трубы и выводами ЭХЗ, образуя неразъемное соединение.
Заявляемая конструкция тигель формы дает возможность применять ее с высокой эффективностью для всех диаметров труб. Керамическая оболочка имеет низкую теплопроводность, в результате чего снижается тепловая нагрузка на поверхность трубы. Расширяющаяся нижняя часть тигель формы повышает ее устойчивость и способствует снижению тепловых потерь при сварке, повышая качество приварки.
Одноразовая тигель-форма удобна в эксплуатации, представляет собой готовое изделие, поджигается обычной спичкой либо проводами от источника питания и не требует дополнительной подготовки по сравнению с сыпучими термосмесями.
Кроме того, заявляемая форма удобна при хранении, транспортировке, в эксплуатации, в том числе и в полевых условиях, не требует специального оборудования и высокой квалификации.