Сварочный карандаш: виды, особенности использования термитного карандаша

Общее описание сварочного карандаша

Паяльно-сварочные стержни представляют собой цилиндрические изделия, похожие на карандаш, состоящие из сгораемой оболочки и эзотермической смеси, которая, в свою очередь, включает в себя припой и сварочный флюс. Для работы со сварочными стержнями их необходимо поджечь с помощью спичек или зажигалки, после чего оболочка сгорает и начинается выделения припоя с флюсом. Поэтому сварочный карандаш также называют термическим карандашом.

С помощью термического карандаша можно не только паять, но и резать металл. Его свойства могут отличаться в зависимости от производителя. Мы подробно рассказываем об этом в разделе «Популярные производители».

Принцип действия

Термитные смеси состоят их алюминия и оксида железа, которое часто называют окалиной. При поджигании этой смеси начинается интенсивный экзотермический процесс.

Напомним, что к экзотермическим относятся реакции, идущие с выделением энергии. Восстановление железа из оксида алюминием происходит с выделением большого количества теплоты.

Температура реакции настолько велика, что образующееся железо плавится. Именно этим расплавом заполняют отверстия, прорехи, щели в ремонтируемых изделиях.

Образующийся параллельно оксид алюминия исполняет роль сварочного шлака. В карандаше для сварки металла, выражаясь современными терминами, «все включено»: флюс, металл для образования сварочного шва, источник энергии для плавления.

Существует несколько разновидностей карандашей. Вместо алюминия в состав термитной смеси может быть введен магний. Эффект будет точно таким же. В зависимости от материала, который рекомендуют сваривать, делают сварочные карандаши по разным технологиям.

Иногда помимо термитной смеси по центру размещают металлический стержень. Он при высокой температуре расплавляется и служит основой шва. В других модификациях ограничиваются только термичной смесью. Сплавление при этом происходит за счет образующегося железа.

Разновидности

Рынок постоянно пополняется новой продукцией для быстрого сваривания. Некоторые из изделий, к сожалению, не имеют точной информации о составе, производителях, сертификации продукции.

Иногда складывается впечатление, что производят такую продукцию кустарными методами. Надо выбирать сварочные карандаши внимательно. Следует покупать товар только проверенных торговых марок, хорошо зарекомендовавших себя в кругу пользователей. В перечень известной качественной продукции входит:

сварочный карандаш экстрапайк хорошо заваривает отверстия в деталях из черного металла, алюминия, сплавов с эмалированными покрытиями, полимеров. Им можно восстанавливать слой эмали, проводить лужение поверхностей. Срок годности термического цилиндра неограничен. Производители рекомендуют приобретать его с запасом, во избежание сложностей при экстремальных ситуациях;

нанопайк – это сварочный карандаш, содержащий в составе термитной смеси магний. Он также восстанавливает железо из окалины, выделяя большое количество теплоты. Рекомендован для работы с любыми металлическими и неметаллическими материалами;

хорошую репутацию имеет сварочный карандаш экстремал. Он пригоден для ремонта металлических изделий без покрытий и с эмалированным наружным слоем. Стоит недорого, Прочность образующегося шва достигает до 70% прочности соединения, полученного электродуговой сваркой.

Существуют еще несколько видов известных карандашей под разными названиями с аналогичными возможностями. Пользуясь услугами проверенных поставщиков, покупатель приобретает термитные карандаши отличного качества.

Состав и характеристики

Термокарандаш — это стержень в форме цилиндра диаметром 12–16 мм и длиной 20–25 см. При его нагревании смесь, находящаяся под оболочкой, сгорает и выделяет количество тепла, достаточное для формирования сварочного шва в любых условиях. В процессе горения также выделяется много кислорода, эффективно поддерживающего пламя даже под водой. Поджечь карандаш можно открытым пламенем трех–четырех одновременно горящих спичек или простой зажигалки.

Конструкция термического карандаша включает сердечник на основе углеродистой стали и термит, который представляет собой наносимый на сердечник горючий состав. Сам термит состоит из измельченной железной окалины и алюминиевого порошка. Для придания этим составляющим твердой формы используется нитроцеллюлозный клей. На кончике карандаша есть затравка, изготавливаемая из опилок алюминия и бертолетовой соли — с ее помощью поджигается изделие.

Технические характеристики термитных карандашей могут различаться в зависимости от производителя. В целом эти изделия имеют следующие характеристики:

• время горения — до 20–30 секунд;
• температура сгорания — 2300–2900 °C;
• толщина свариваемых деталей — 0,3–6 мм;
• длина шва — 8–15 см в зависимости от типа и толщины свариваемого материала.

Особенности

Сварочный карандаш, как уже было сказано, является неполноценным аналогом сварки. Он оправдывает свое название и представляет собой вытянутую палку цилиндрической формы длиной от 7 до 20 см с одним заострённым кончиком. Средний вес – около 80 граммов (может варьироваться от 70 до 100 г). Диаметр стержня может быть от 4 до 16 мм. Снаружи карандаш покрыт защитной водонепроницаемой оболочкой, а внутри заполнен специальной прессованной порошковой смесью.

При горении эта смесь может достигать температуры 2900 градусов, и, как следствие, хорошо плавить металлы. Поэтому другое название этого «гаджета» – термокарандаш. Также называют его и термическим припоем.

Термокарандаш включает в себя ряд составляющих.

1. Зажигательная смесь, которая находится под «крышечкой» заострённого кончика.
2. Картонная гильза, которая, как очевидно, представляет собой часть внешней оболочки карандаша.
3. Уже вышеупомянутая зажигательная смесь, но которая находится внутри гильзы.
4. Часть гильзы, в которой ничего не находится. Она выполняет функцию ручки. Проще говоря, полость гильзы разделена на две части – полную и пустую.
5. Поверх гильзы находится оболочка-инструкция.
6. Поверх последней находится влагозащитное покрытие.

Создателем этой вещи является ученый и профессор Лебедев.

У данного предмета есть множество преимуществ, благодаря которым он является хорошо продаваемым.

1. Компактность. Термокарандаш лёгкий, он удобен при перемещении.
2. Простота в использовании. Достаточно его поджечь. Не требует особых условий эксплуатации.
3. Не требует множества затрат. Для его использования не нужно подключать электричество, он не требует заправки топливом.
4. Обладает устойчивым горением.
5. Способен достать до труднодоступных мест. Можно использовать для образования наклонных, вертикальных и горизонтальных швов.
6. Подходит для использования в отношении множества материалов.

Гореть подобный карандаш может около 30 секунд. Цена таких изделий может варьироваться от 50 до 200 рублей.

Сферы применения

Термитный карандаш обычно используют для соединения как вертикальных, так и наклонных и горизонтальных поверхностей в различных деталях. Работы можно производить при любой температуре окружающей среды, в любых погодных условиях. Он может применяться в следующих ситуациях:

• работы по ремонту и монтажу в чрезвычайных ситуациях;
• оперативного исправления поломок в автомобилях, водном, железнодорожном и других
• транспортных средствах;
• спайка проводов из меди;
• ремонт радиаторов и трубопроводов в системах отопления;
• заделка трещин и сколов изделий из чугуна и бронзы;
• исправление недочетов в работе сельскохозяйственной техники в полевых условиях;
• разрезка материалов в труднодоступных местах.

Карандаш сварка широко применяется при сварке рельсов железнодорожных путей – для сварки применяется термит, утрамбованный определенными порциями. Работу выполняет бригада из двух-трех человек. Термитная сварка рельсов хорошо зарекомендовала себя по сравнению с контактной сваркой: она не требует хитроумного дорогостоящего оборудования, большого количества рабочих и затяжных перерывов в движении поездов. Кроме того она может применяться при сварке на стрелочных переводах. Процесс сварки одного стыка в рельсовом полотне занимает около часа, а благодаря возможности работы нескольких бригад одновременно, можно добиться большей производительности.

Как видно из вышепредставленного сравнения, изделие имеет ощутимо высокую эффективность, однако для капитального соединения материалов он все же не рекомендуется. Рекомендуется применять карандаш только для временного соединения. Впоследствии все таки необходимо провести ремонт в его классическом понимании.

Преимущества использования термокарандаша

• высокая точность (погрешность в пределах 1%);
• простота применения – отсутствуют датчики, не нужна калибровка;
• надежность – на свойства материала не влияет влажность и температура окружающей среды;
• наглядность результатов;
• можно использовать в труднодоступных местах;
• долгий срок эксплуатации, одного карандаша хватает может хватить на 400-500 применений;
• компактные размеры;
• низкая стоимость;
• не требует применение дополнительных устройств.

Инструмент можно использовать, как на чистой, гладкой, так и на грязной, шероховатой поверхности.

Карандаши полностью безопасны – в них отсутствуют такие вредные вещества, как сера и свинец.

Достоинства и недостатки термического припоя

Опираясь на мнения пользователей сварочного карандаша, можно систематизировать его достоинства и недостатки, выявленные в процессе работы.

Достоинства термического припоя:

• бюджетная стоимость;
• небольшие габариты, что позволяет без проблем перемещать приспособление;
• розжиг от зажигалки, спичек;
• качественная герметизация;
• устойчивость к температурам;
• быстрый ремонт повреждённых изделий;
• нет необходимости в специально оборудованном для таких работ месте;
• нет необходимости в электрическом питании;
• высокая производительность и коэффициент полезного действия;
• нет необходимости в специальных навыках;
• универсальность в работе с различным материалом.

Недостатки приспособления:

• излучение достаточно сильного огня;
• после использования неприятный запах;
• неприемлем для большого объёма сварочных работ.

Практически все пользователи единодушны только в одном: ремонт с помощью сварочного карандаша должен быть частичным или временным.

Как использовать сварочный карандаш

Применение термического карандаша требует предварительной подготовки. Очистите место будущей пайки или резки от ржавчины, грязи, краски и пятен. Затем нужно поджечь карандаш с помощью спичек или зажигалки. Держите карандаш над пламенем до тех пор, пока из него не начнет выделяться припой и флюс, их нужно нанести на поврежденные участки детали.

Обратите внимание! После того, как припой и флюс нанесены на деталь, они могут искриться. Соблюдайте технику безопасности, используйте защитные перчатки, очки и одежду. Рекомендуется держать термические карандаш в зажиме или плоскогубцах на расстоянии, чтобы не получить ожоги.

Затем подождите 15-20 секунд и прижмите карандаш к месту, куда вы предварительно нанесли припой и флюс. Это необходимо для окончательного сваривания детали. Готово! Для лучшего результата можно использовать струбцину, плотно зафиксировав свариваемые детали, если это необходимо.

Порядок использования изделия

Индивидуальной особенностью использования данного сварочного материала является возможность его использования в сварке даже на неподготовленной поверхности. В состав карандаша включаются специальные окисляющие флюсы. которые способны к самозачищению поверхности. Все же стоит отметить, что зачищенные и подготовленные детали, поддаются сварке лучше и имеют более надежное соединение.

1. Инструкция по использованию довольно проста и состоит из следующих шагов:
2. Подожгите карандаш, яркого пламени вы не увидите, он будет медленного плавиться;
3. Размягченный конец аккуратно “размажьте” по свариваемой поверхности;
4. Начинается процесс термитной сварки, смесь будет периодически раздаваться искрами, наблюдается активное взаимодействие флюсов с металлом;
5. Сварка закончена, отвердевшее и остывшее соединение можно зачистить металлической щеткой или наждачной бумагой.

Внимание! В качестве техники безопасности следует пользоваться плоскогубцами или другими зажимами. Не лишним будет использование защитных очков и перчаток во избежание ожогов глаз или кожи.

Где применяется сварочный карандаш

Карандаш для пайки или сварки успешно используется в различных полевых условиях. Например, в походе и на рыбалке нужно быстро соорудить простой навес, треногу для костра, или устранить течь в железной лодке. Если во время поездки на автомобиле оторвалось крепление глушителя или бампера, то тоже можно использовать карандаши для сварки.

Незаменимо это средство и на даче. С его помощью можно поправить забор, отремонтировать оторванный навес на калитке, заварить щель в металлической двери. Удобно им ремонтировать батареи, когда они потекли посреди отопительного сезона. Если протек бидон для молока, то существуют универсальные карандаши, пригодные и для пайки алюминия. Они работают по такому же принципу, только им не нужно вести шов, а лишь точечно подавать припой в нужное место. Алюминиевый состав продолжает гореть на самом изделии, позволяя глубже вплавиться в основной металл.

Соединение по горизонтальному шву

При сваривании деталей по такой технологии под шов подкладывают пластину из огнеупорного материала — кирпича, бетона, толстого металла.

Использование деревянных или пластиковых подложек запрещено. Восстановительная реакция сопровождается повышением температуры до 2800 °С.

После установки свариваемых деталей выполняют следующие действия:

1. Отгибают край упаковки карандаша для термосварки. Нижнюю часть закрепляют держателем.
2. Разжигают термитную смесь, которая должна стать рыхлой. Конец стержня устанавливают на соединение, круговыми движениями наносят расплавленную массу.
3. Через 3-4 секунды выравнивают шов, придавая ему нужную форму.
4. Остатки средства помещают в холодную воду или снег. Они догорят до места установки держателя.

Вертикальные поверхности

Для сварки в таких условиях требуется дополнительное оборудование, в противном случае расплав будет стекать. Полку фиксируют магнитами или заклепками, располагая параллельно линии шва или на несколько миллиметров ниже.

Резка металлов

Термокарандаш используют не только для соединения, но и для резки металлических листов и прутков. Стержень ведут по линии с меньшей, чем при сварке, скоростью. Подложку не ставят, расплав не должен оставаться в разрезе.

Изготовление своими руками

Карандаши свободно продаются в общестроительных и специализированных сварочных магазинах. Кроме того, их вполне можно изготовить и самостоятельно.

Для начала потребуется проволока из углеродистого стального сплава. Отлично подходит стержень от электрода для ручной электросварки. С него нужно сбить флюсовое покрытие.

Состав для собственного покрытия содержит:

• одну часть опилок алюминия;
• три части железной окалины;
• Связующее — клей момент или другой прочный клей.

Приготовление состава проводят в прочной и устойчивой посуде из стекла или глины. Стержень от электрода (или нарезанные по 15 см куски проволоки) окунают в смесь и вращением вокруг оси стержня наматывают на него слои состава.

Один конец оставляют чистым — он будет играть роль ручки. На другой будет нанесена смесь для розжига. Ее готовят в отдельной емкости в следующей пропорции:

• 1 часть бертолетовой соли;
• 2 части измельченного до состояния опилок алюминия.

После тщательного перемешивания и добавления такого же клея до поучения густой вязкой массы из нее скатывают небольшие шарики, которые и насаживаются на предназначенный для розжига конец карандаша. Время высыхания — до получаса (или как указано в инструкции к клею).

Наш сварочный карандаш готов, можно начинать проверку и сварочные тренировки.

Техника безопасности

При работе с карандашом необходимо строго соблюдать технику безопасности, чтобы избежать получения ожогов на теле.

1. Нельзя работать рядом с легковоспламеняющейся жидкостью и материалами.
2. Место, где осуществляются сварочные работы, нужно обеспечить средствами пожаротушения.
3. Перед сваркой необходимо надеть перчатки из плотной ткани, защитные очки или сварочный шлем, а также специальную одежду.
4. Держать зажжённый термический припой при помощи пассатижей или других приспособлений на отдалённом расстоянии от себя.
5. Если необходимо запаять ёмкость после горюче-смазочных материалов, перед сваркой её необходимо хорошо промыть и просушить.
6. Нельзя работать рядом с электрической проводкой, которая не обесточена.
7. Так как при сгорании сухого горючего вещества внутри карандаша выделяется дым, вдыхать его пары нежелательно.
8. При заварке свищей и трещин в батареях, трубах необходимо предварительно слить воду.
9. После сварочных работ нужно проверить отсутствие вокруг тления или возгорания.