При этом способе для нагрева соединяемых деталей применяется реакция горения термита, представляемая следующей формулой:
3 Fe3О4 + 8 Аl → 4 Аl2О3 + 9 Fe + 773 700 кал.
Термит представляет собой механическую смесь окислов желез (Fe3О4) и алюминиевого порошка.
При изготовлении термита используют окалину с содержанием не менее 25% О2 и 70% Fe. Окалины в термите должно быть не более 80%. Окалина вводится в термит в виде закиси, закись окиси и окиси железа. Для составления термита применяется фракция алюминия и окалины, проходящая через сито, имеющее 36 отверстий на один см2.
Для воспламенения термитной смеси нужна высокая температура, поэтому зажигание термита производится дугой, специальным запалом и термоспичками.
Оборудование для термитной сварки состоит из плавильного тигля, на дне которого имеется отверстие, предназначенное для выпуска термитного металла; формы, служащей для подвода жидкого металла к месту сварки и формирования шва соответствующей конфигурации; подогревателей, предназначенных для подогрева концов деталей до температуры 500 — 900°С, и прессов для стягивания деталей, когда для сварки необходима их осадка.
Термическая сварка способом промежуточного литья состоит в том, что соединяемые концы деталей, установленные с некоторым зазором,заформовываются огнеупорной массой и подогреваются. После окончания происходящей в тигле термитной реакции и некоторой выдержки термитный металл выпускается из тигля и заливается в межстыковое пространство. Через несколько часов форма снимается и срубаются литники и прибыли. Этим способом изготавливаются сварно-литые и сварно-кованые конструкции большого сечения (рис. 222, а).
Рис. 222. Схемы термитной сварки рельсового стыка: а — сварка промежуточным литьем (вначале из тигля выпускается металл); б — сварка впритык (вначале сливается шлак) в — сварка комбинированным способом.
Сварка впритык (рис. 222, б) применяется при выполнени соединений деталей небольшого сечения (рельсов, труб и т. п.). При этом способе подлежащие сварке торцы деталей обрабатываются, затем детали сдвигаются вплотную и зажимаются. На стык надевается форма и концы деталей подогреваются. Термитный металл и шлак сливаются в форму, причем в первую очередь сливается шлак, который, затвердевая, образует вокруг детали шлаковую оболочку. Сливаемая в форму жидкая сталь вытесняет шлак вверх и нагревает стык до температуры белого каления, после чего детали стягиваются и свариваются впритык. После окончания процесса удаляются шлаковая оболочка и металл с остывшего стыка.
Сварка комбинированным способом предназначена для сварки рельсовых стыков,
способ совмещает сварку впритык и сварку промежуточным литьем (рис. 222, в).
Способ состоит в том, что заложенная между головками рельсов железная пластина
зажимается при помощи пресса. Затем после установки на стык формы и подогрева
деталей до 700 — 750°С в форму выливается из тигля термитный металл и шлак.
Жидкий металл расплавляет и сваривает подошву и шейку рельсов. Заполнявшая
верхнюю часть формы шлаковая ванна нагревает головки рельсов и затем при
стягивании рельсов стык сваривается.
