ТЕРМИТНЫЙ СОСТАВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1996 года по МПК B23K23/00 

Изобретение относится к термитной пайке металлов, в частности к термитной пайке стальных деталей различной конфигурации с использованием пастообразных термитных составов.

Известен термитный состав для пайки металлов, которые легко воспламеняются от спички или пламени горелки. При воспламенении таких составов, включающих металлы и оксиды металлов, реализуется экзотермическая реакция, продуктами которой являются расплавленные металлы, образующие припой, которой соединяет паяемые детали [1]
Недостатком известного состава является его нетехнологичность. Состав в виде порошкообразной смеси плохо дозируется, ссыпается с наклонной поверхности, расслаивается при транспортировке из-за значительного различия удельных весов компонентов. Состав в виде прессованных таблеток или пластин может применяться для пайки конструкций строго определенной конфигурации, которая зависит от формы таблеток. Кроме того, недостатком известного термитного состава является его повышенная чувствительность к механическим воздействиям как в процессе изготовления, так и при эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является термитный состав, включающий получение расплава на основе меди и содержащий бор, оксид меди и связующее [2]
Недостатком этого термитного состава является то, что он обеспечивает термитную сварку только медных изделий, но не стальных.

Задачей изобретения является разработка термитного состава с удовлетворительными эксплуатационными характерис- тиками, в том числе не чувствительного к удару и трению, позволяющего паять стальные изделия.

Указанная задача осуществляется за счет использования термитного состава, содержащего бор, оксид меди и связующее в виде смеси перхлората полиэтиленполиамина и этиленгликоля при следующем соотношении компонентов (мас.): бор 5-8 перхлорат полиэти- ленполиамин 15-20 этиленгликоль 5-10 оксид меди остальное
В качестве оксидов других металлов состав может содержать оксиды никеля, олова или марганца, которые восстанавливаясь в процессе термитной реакции одновременно с оксидом меди до соответствующих металлов, образуют сплавы с медью, обеспечивающие получение швов с модифицированными прочностными свойствами. Содержание этих оксидов в термитном составе составляет 0,1-30 мас.

Во втором варианте термитный состав дополнительно содержит 0,1-10 мас. никеля, олова и марганца, которые, расплавляясь под действием тепла термитной реакции между оксидом меди и бором, образуют швы из медных сплавов с различными прочностными характеристиками.

Для улучшения флюсующего действия и возможности пайки нержавеющей стали оба варианта термитного состава могут содержать 0,1-3,0 мас. флюсов, например, сульфат калия, фториды натрия, кальция и т.п.

Использование в обоих вариантах термитного состава в качестве связующего смеси перхлората полиэтиленполиамина (ПХПЭПА) и этиленгликоля (ЭГ) в указанных соотношениях и количествах позволяет получить невысыхающую и не требующую высушивания перед воспламенением пасту, способную сваривать медь и медные сплавы, паять детали из нержавеющей и конструкционной стали.

Паста обладает хорошей адгезией и удерживается на наклонных поверхностях, хорошо дозируется, надежно воспламеняется от электроспирали и не чувствительна к механическим воздействиям.

Используемый в качестве составляющей связующего ПХПЭПА представляет собой вязкую жидкость с плотностью 1,39 кг/дм³ и вязкостью 5,2 Па.с при 20^оС и 3,25 Па.с при 50^оС.

П р и м е р 1. Термитный состав в виде пасты, содержащий 0,06 г бора, 0,69 г оксида меди, 0,14 г ПХПЭПА, 0,08 г ЭГ и 0,03 г фторида натрия, в количестве 1 г на погонный сантиметр соединяемых листов с помощью дозатора нанесли в виде валика на место соединения положенных внахлест листов из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т толщиной 0,5 мм и подожгли электроспиралью. После окончания горения и остывания металла отбили шлак. Листы спаялись между собой.

П р и м е р 2. Приведенный в примере 1 состав (вместо фторида натрия использовали в том же количестве сульфат калия) использовали для соединения внахлест листов сильно окисленной стали марки Ст-3 толщиной 0,5 мм. Результат положительный.

П р и м е р 3. Термитный состав в виде пасты, содержащий 0,06 г бора, 0,57 г оксида меди, 0,14 г ПХПЭПА, 0,08 г ЭГ и 0,15 г оксида никеля в количестве 5 г с помощью дозатора нанесли на место стыка двух мельхиоровых стержней диаметром 2 мм и подожгли электроспиралью. После окончания горения и остывания металла отбили шлаки, стержни сварились между собой.

Изобретение относится, в частности, к пастообразным составам для термитного соединения деталей из конструкционных и нержавеющих сталей. Пастообразный состав обладает хорошей адгезией к металлическим поверхностям, хорошо дозируется, надежно воспламеняется от спирали и не чувствителен к механическим воздействиям. Состав содержит, мас.%: бор 5 - 8; перхлорат полиэтиленполиамина 15-20; этиленгликоль 5 - 10; оксид меди или смесь оксида меди с оксидами металлов, образующих сплавы с медью (оксиды никеля, олова, марганца в количестве (0,1 - 30%) - остальное. Вариантом изобретения является следующий состав, мас.%: бор 5 - 8; перхлорат полиэтиленполиамина 15 - 20; этиленгликоль 5 - 10; металл, образующий сплав с медью (никель, олово, марганец) 0,1 - 10, оксид меди - остальное. Составы могут содержать 0,1 - 3,0 мас.% флюсов. 3 з. п. ф-лы.

1. Термитный состав для получения расплава на основе меди, содержащий бор, оксид меди и связующее, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит смесь перхлората полиэтиленполиамина и этиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бор - 5 - 8
Перхлорат полиэтиленполиамина - 15 - 20
Этиленгликоль - 5 - 10
Оксид меди - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1 - 30 мас.% оксидов никеля, олова или марганца. 3. Термитный состав для получения расплава на основе меди, содержащий бор, оксид меди и связующее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит металл из группы никель, олово или марганец, а в качестве связующего - смесь перхлората полиэтиленполиамина и этиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бор - 5 - 8
Перхлорат полиэтилполиамина - 15 - 20
Этиленгликоль - 5 - 10
Никель, олово или марганец - 0,1 - 10
Оксид меди - Остальное
4. Состав по пп.1 - 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1 - 3,0 мас.% флюсов.