Сварочный чудо-карандаш вместо дуговой электросварки

У каждого человека в жизни может возникнуть ситуация, когда срочно необходимо запаять радиатор, цинковое ведро, эмалированный таз или другое изделие. Но не у всех дома, в гараже есть сварочный аппарат или паяльник, для работы с которыми нужно иметь определённые навыки. Поэтому альтернативой для домашних умельцев может стать простой для применения сварочный карандаш. Он используется при термической сварке, наплавке и резке сплавов и металлов как в бытовых условиях, так и при проведении аварийно-спасательных работ.

Принцип действия

Состоит карандаш из спрессованной смеси алюминия и окисла железа. При возгорании такого материала происходит обильное выделение тепла (экзотермическая реакция). С химической точки зрения идет восстановительная реакция Fe из оксида с участием Al. При разрыве молекулярных связей в оксиде и образуется выброс тепловой энергии.

Температура реагентов повышается до такой степени, что восстанавливаемое железо тут же переходит в жидкое фазовое состояние, или попросту плавится. Этот расплавленный металл проникает в отверстия, щели и трещины в соединяемых или ремонтируемых деталях и заполняет их.

Высвобождающиеся из молекул оксида атомы кислорода реагируют с алюминием, образуя окисел алюминия. Он играет роль флюса, препятствуя повторному окислению расплава и нагретых до температуры пластичности областей изделия.

Сварочный карандаш заключает в себе все необходимые компоненты для сварки:

• присадочный металл для формирования материала шва;
• флюс, защищающий сварочную ванну от кислорода и азота воздуха;
• источник тепловой энергии для расплавления металла.

По химическому составу карандаши могут различаться. Вместо алюминия в качестве восстановителя можно применять магний. Металл-восстановитель выбирают в зависимости от того, для сваривания каких сплавов предназначена конкретная модель карандаша.

В карандашах, предназначенных для сварочных работ по деталям большой толщины, в середине вставляют металлический стержень – его металл уйдет на формирование шовного материала.

Производители сварочных карандашей

Разнообразие сварочных карандашей на рынке сварочных изделий большое, но покупать нужно только у проверенных поставщиков, которые изготавливают сертифицированную продукцию, что подтверждается документально. К такой продукции можно отнести следующие марки.

1. Экстрапайк. Этот паяльный карандаш многократного использования, с неограниченным сроком службы. Он изготовлен по специальной технологии и обеспечивает прилипание к любой поверхности из пластмасса, керамики, металла, в различной плоскости. Производитель обещает потребителю до 30 паек одним карандашом.
2. Нанопайк. Это надёжное средство для ремонта отверстий и трещин в автомобиле, сантехнике, хозяйстве. Производитель рекомендует перед запайкой протереть ветошью повреждённое место, зачистить его ножом или наждачной бумагой. Поджечь сварочный карандаш и расплавленную массу перенести на место пайки. После горения расплавленной массы в течение 15−20 секунд распределить её по повреждённой поверхности. Ремонт окончен. Пайка затвердевает через 15 минут, а полное её затвердение произойдёт через 1,5 часа. Производитель даёт гарантию на пайку сроком на один год. Рекомендуется для работы не только с различными видами металлов, но и с неметаллическими поверхностями.
3. Экстремал. К универсальному термическому припою относится эта модель. Прочная пайка гарантируется за счёт применения производителем в составе горючего вещества олова, свинца, а также алюминиевой пудры и магния. Кроме металлов, в составе вещества — флюс, паяльная кислота. Область применения карандаша разнообразная. Пайка может осуществляться в различной плоскости.

Разновидности

Производители выбрасывают на рынок множество марок и моделей сварочных карандашей. Не все они сделаны достаточно качественно, у некоторых остается неясен даже химический состав.

Экстрапайк

Лучше не экспериментировать и придерживаться продукции положительно зарекомендовавших себя за многое годы производителей:

• Термокарандаш для сварки Экстрапайк. Подходит для ремонта и заварки глубоких трещин и сквозных отверстий стальных и алюминиевых, сплавов, а также эмалированной продукции. Осуществляет лужение поверхностей, восстановление эмалевого слоя. Срок хранения практически неограничен, расход при работе достаточно велик.
• Универсальный карандаш Нанопайк. Изготовлен с использованием магния в качестве восстановителя. Может работать с любыми металлами и сплавами. Заметно дороже.
• Экстремал. С его помощью можно отремонтировать детали из металла, как с эмалевым покрытием, так и без него. Доступен по цене. Производитель заявляет, что прочность сварного шва доходит до 70% от шва, сделанного электросваркой.

Сварочный карандаш Экстремал

На рынке представлены и другие марки карандашей, схожие по своему качеству и возможностям.

Плазменная сварка

Для расплавления кромок и присадочного металла используется плазма. Оборудование состоит из источника постоянного тока, газового аргонового баллона, плазмотрона. Для отвода лишнего тепла от сопла плазмотрона (горелки), нередко предусматривается водяное охлаждение.

Газ подается в плазмотрон и нагревается электрической дугой. Благодаря этому он увеличивается в объеме до 100 раз. За счет теплового расширения он начинает истекать из сопла на высокой скорости. Это и есть плазма. Ее температура составляет 30 000º С, что превосходит характеристики других методов сварки.

По реализации технологии возможно два варианта:

При помощи плазменной сварки соединяют металлы толщиной до 9 мм во всех пространственных положениях. Метод подходит для сваривания:

Технология использования

Процесс применения сварочного карандаша достаточно прост и по силам каждому домашнему мастеру. Последовательность операций следующая:

• Тщательно подготовить поверхность, очистив проволочной щеткой или абразивной бумагой от ржавчины, остатков старой краски и других загрязнений.
• Обезжирить с помощью бензина, уайт-спирита или другого растворителя.
• Снять упаковку с карандаша. Металлическую крышку передвинуть на другой конец стержня — за нее будем держать.
• Не забыть надеть очки (или маску) сварщика и плотные брезентовые (спилковые) рукавицы.
• Спичкой или зажигалкой прогреть и поджечь конец стержня.
• Горящий конец поднести к месту начала сварочного шва и придать к поверхности детали. Вести стержень вдоль линии шва, задерживаясь на одном месте не менее 3 секунд, с тем, чтобы свариваемые кромки успели прогреться до температуры плавления.
• Сварку ведут без колебаний, если правой рукой, то справа налево. При слишком большой скорости ведения сварочный зазор заполнится шлаком, но в него попадет недостаточно расплава для надежного соединения.

По окончании сварочных работ огарок стержня нужно положить на бетон, землю (без сухой травы) и бросить в ведро с водой.

Электродуговая контактная сварка

Сварка электрической дугой является одной из самых распространенных, поскольку подходит для соединения большинства типов металлов и проста в реализации. Все подвиды электродуговой сварки имеют общий принцип — задействуется ток с пониженным напряжением (для безопасности сварщика) и повышенной силой (для расплавления металла).

Между положительным и отрицательным концами, подключенными к источнику тока, при касании, возбуждается электрическая дуга. Если удерживать зазор между полюсами в 3-5 мм, дуга горит стабильно и выделяет температуру до 5000º С. Этого достаточно, чтобы плавить кромки основного металла. Способ защиты сварочной ванны и заполнение стыка осуществляются по-разному, от чего электродуговая контактная сварка делится на несколько разновидностей.

Ручная дуговая сварка (ММА, РДС)

В международной системе классификации обозначается как ММА — Manual Metal Arc. Наиболее бюджетный способ сварки, поскольку аппараты ММА стоят дешевле остальных. Подходит для работ в гараже, на даче и для неответственных соединений на производстве. Электрическая дуга горит здесь между изделием и концом плавящегося электрода, размещенного в держателе.

Электрод состоит из металлического стержня и обмазки. Стержень тоже плавится от температуры дуги и жидкий металл переносится на изделие, заполняя стык. Обмазка выступает в качестве защиты жидкой сварочной ванны. Покрытие электрода плавится, создавая газовое облако, препятствующее воздействию внешней среды.

Сварщик манипулирует держателем и электродом, задавая ширину, высоту шва и глубину проплавления. Электрод постоянно укорачивается, поэтому требуется навык, чтобы научиться удерживать зазор между концом электрода и изделием в пределах 3-5 мм.

После остывания соединения на поверхности образуется шлаковая корка. Она удаляется шлакоотделителем и шов осматривается на предмет дефектов. Выполняется ММА сварка на переменном или постоянном токе, для чего задействуются трансформаторы или инверторы, выпрямители.

При помощи ручной дуговой сварки (РДС) можно соединять:

Для создания однородного шва используются электроды с аналогичным составом стержня. Сварка возможна во всех пространственных положениях, но отличается низкой производительностью. Возможно сваривание сторон толщиной до 30 мм с глубокой разделкой кромок.

Аргоновая сварка (TIG)

В международной системе прописывается TIG — Tungsten Inert Gas. При аргонодуговой сварке электрическая дуга горит между концом вольфрамового электрода и изделием. Сварщик манипулирует горелкой. Вольфрамовый электрод не плавится, поэтому зазор выдерживать легче. Защита сварочной ванны осуществляется путем подачи аргона от баллона, через редуктор в горелку. Газ запускается за полсекунды до начала сварки и продолжает дуть еще пару секунд после. Это надежно изолирует расплавленый металла от внешнего воздействия.

Для заполнения зазоров и увеличения высоты сварочного шва используется присадочная проволока или присадочные прутки. Они должны быть из такого же сплава, что и основной металл. На плотно сведенных сторонах листовых сталей 1.0-1.5 мм возможна сварка без присадки, если на изделие не будут оказываться высокие механические нагрузки.

За счет остро заточенной вольфрамовой иглы сварочные швы получаются узкими и аккуратными, поэтому после наложения часто не нуждаются в обработке. Толщина проплавления зависит от силы тока. Самые мощные аппараты для аргоновой сварки выдают 400 А, чего хватит для сваривания деталей толщиной 30 мм. В таком случае применяются горелки с водяным охлаждением. При сварке тонких сталей до 5 мм подойдут аппараты с воздушным охлаждением.

Аргоновой сваркой соединяют:

Аргоно-дуговая сварка обеспечивает высокое качество проплавления и универсальна по свариваемым материалам. Возможна на переменном или постоянном токе, швы не нуждаются в зачистке, но стоят аппараты для TIG сварки дороже, чем для ММА.

Сварка полуавтоматом (MIG/MAG)

Сварка полуавтоматом имеет два обозначения в международной системе. MIG подразумевает защиту сварочной ванны инертным газом (Manual Inert Gas), а MAG — защиту активным газом (Manual Active Gas). К инертным газам относятся аргон и гелий, к активным — углекислота. Возможна сварка смесью аргона 80% и углекислоты 20%.

При сварке полуавтоматом дуга горит между концом проволоки и изделием. Проволока подается через горелку. Задействуется подающий механизм с роликами (чаще всего толкательный, хотя бывает и тянущий), барабан, катушка. Возможна установка кассеты весом 1-15 кг, что зависит от вместимости отсека полуавтомата.

Проволока одновременно выступает присадочным материалом. Поскольку подается она автоматически, то сварщику только остается управлять горелкой, задавая ширину и высоту шва. На аппарате есть регулировка силы тока и скорости подачи проволоки. Сварка ведется постоянным током, но есть модели AC/DC.

Полуавтоматы бывают моноблочными и с раздельным исполнением источника тока и подающего механизма. Есть оборудование с жидкостным и водяным охлаждением. Максимальная сила тока возможна до 500 А. Благодаря полуавтоматической сварке швы качественные, аккуратные, не нуждаются в зачистке, а скорость выполнения высокая. При установке соответствующей проволоки, MIG сваркой соединяют:

Существует разновидность полуавтоматической сварки без газа. Тогда сварочная ванна защищается газом от порошка, расположенного в полой части проволоки. Порошковая проволока позволяет выполнять соединение металлов, не используя громоздкий баллон, что упрощает транспортировку. Но качество швов порошковой проволокой значительно проигрывает сварке в газовой среде, поэтому подходит только для неответственных изделий или применения в полевых условиях, труднодоступных местах.

Сварка под флюсом

Стандарты флюсовой сварки прописаны в ГОСТ 8713-79. Дуга в сварке под флюсом горит между концом проволоки и изделием. Проволока служит электродом и присадочным материалом, подаваясь автоматически от барабана. Впереди сварочной головки движется бункер, из которого подается флюс.

Флюс — это гранулированное вещество для защиты сварочной ванны. Оно плавится и выделяет газ, отталкивающий воздух. Дуга горит в слое порошка, поэтому искры практически не вырываются на поверхность, обеспечивается минимальное разбрызгивание металла. Есть модели, которые после сварочной головки имеют всасывающее сопло. Оно снимает флюс с уже наложенного шва, чем достигается экономия расходного материала и очищение поверхности. Флюсы различаются по составу (высококремниевые, низкокремнистые, безкремнистые), что определяет их пригодность для сварки конкретных металлов.

Сварка под флюсом бывает автоматическая и полуавтоматическая. Сварочное исполнительное устройство (каретка) перемещается по изделию при помощи роликов, цепи. Источник тока располагается рядом на стационарном месте и связан с кареткой кабелями. Технология применяется для соединения труб большого диаметра, прокладки магистралей.

Преимущества и недостатки применения термитного карандаша

К основным достоинствам карандаша для сварки металла относятся:

• Возможность работать в самых стесненных, труднодоступных местах.
• Энергонезависимость — не требуется источников электроэнергии или газа.
• Малогабаритность — помещается в карман спецодежды.
• Для работы не требуется долгого обучения и специальных навыков.
• Может работать как в условиях мастерской, так и в полевых условиях.
• Термостойкость шва — до 180 °С, что делает приспособление незаменимым при ремонте домашней утвари и посуды.
• Дешевизна.

Применение сварочного карандаша

Кроме достоинств, как и у любого реально используемого метода сварочных работ, имеются и недостатки:

• Качество шва ниже, чем при электро- или газосварке.
• Не подходит для выполнения больших объемов работ.
• Высокий расход материала.

Сочетание достоинств и недостатков делает метод прекрасно подходящим для мелкого оперативного ремонта.

Особенности соединения некоторых видов швов

Сварочный карандаш (СПБ, Красноярск, Москва — это далеко не все города, в которых вы можете его приобрести) нужно правильно использовать. Разные виды швов обрабатываются по-разному:

• Горизонтальные чаще всего соединяются внахлест. При этом материалы необходимо укладывать на металлическую подкладку, асбест или кирпич. Любые легко воспламеняемые предметы в этом случае не используются, например: дерево, пластик.
• Вертикальные швы обрабатывают с использованием специальной полочки, которая закрепляется немного ниже места пайки. Это позволяет предотвратить растекание расплавленного металла. Закрепляется полочка при помощи струбцины.
• Для разрезания металлов необходимо расплавлять их гораздо медленнее, чем обычно. При этом вам совсем не потребуется прокладка под материалами.

С какими металлами может работать

Благодаря своей универсальности сварочные карандаши можно использовать для сварки таких материалов, как:

• конструкционные стальные сплавы;
• листовой оцинкованный прокат;
• чугун;
• сплавы алюминия;
• медные сплавы: бронза, латунь и т.п. ;
• нержавеющие и высоколегированные сплавы;
• термостойкие пластики.

Мелкий ремонт термическим карандашом

Промышленные карандаши специального состава применяют и для сварки других металлов, а также для сварочных работ под водой, в вакууме и других экстремальных условиях.

Электрошлаковая сварка

Суть электрошлаковой сварки заключается в соединении двух сторон металла за счет тепла, выделяемого шлаковой ванной. Для этого зону стыковки заполняют токопроводящим флюсом. К нему подводится сварочный электрод (проволока), который разогревает флюс, образуя жидкий шлак. Электрод продолжает проводить ток, будучи погруженным в сварочную шлаковую ванну. Метод бездуговой. Температура повышается и кромки металла сплавляются между собой.

Диапазон толщины свариваемых металлов таким методом составляет 20-3000 мм. Шлаковой сваркой можно соединять:

Задействуется технология в химической промышленности, машиностроении, кораблестроении, авиационной промышленности.

Подготовка к работе

Тщательная подготовка рабочего места и свариваемых деталей станет залогом высокого качества и безопасности сварочных работ.

Рабочее место необходимо очистить от горючих материалов, ГСМ и других легковоспламеняющихся жидкостей. Свариваемые детали подлежат механической очистке от загрязнений и обезжириванию.

Свариваемые детали необходимо прижать друг к другу и надежно зафиксировать в тисках, струбцинах, других инвентарных крепежных устройствах.

Нагрев металла

Наиболее часто используемое средство разогрева поверхности – газовая горелка.

Работать она может на пропане или бутане. Но в домашних условиях вполне подойдет обычная паяльная лампа на газу.

Выполняя нагрев, следует контролировать свои действия, чтобы соединяемые элементы не начали плавиться. Для этого к поверхностям часто прикасаются припоем, чтобы своевременно заметить его плавление, подтверждающее достижение нужной температуры. Разогревая детали, пламя горелки необходимо отслеживать. Оно должно быть грамотно сбалансированным и отличаться ярко-синим оттенком, иметь небольшие размеры.

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.

Электроды для ручной сварки

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.

Описание приспособления

Сварочный карандаш, или термический припой, представляет собой тонкостенную трубку или стержень из горючего материала. С одной стороны трубка заполнена сухим горючим веществом, а с другой — закрыта заглушкой. Вещество представляет собой экзотермическую смесь, которая состоит из флюса и припоя.

Диаметр изделия может быть от 4 до 16 мм, а длина трубки — от 7 до 20 мм. Устройство карандаша:

• зажигательная смесь;
• экзотермическая технологическая смесь;
• картонная гильза;
• отверстие для ручки-держателя;
• оболочка из этикетки-инструкции;
• внешняя защитная водонепроницаемая оболочка.

Среднее время горения стержня — не менее 30 секунд, максимальная температура сгорания — от 2200 до 2900 градусов по Цельсию, вес — не более 80 г. От толщины и типа материала длина шва может быть от 8 до 15 см.

Сферы применения

Сфера применения карандашей для сварки самая широкая. Они позволяют сваривать черные и цветные металлы в любом положении и практически в любых обстоятельствах, от условий мастерской до полевых и экстремальных. Средство широко используется в следующих областях:

• Монтажные и аварийные работы в труднодоступных местах и в чрезвычайной обстановке.
• Оперативный ремонт транспортных средств (автомобильных, водных, железнодорожных) в местах их поломки.
• Ремонт рельсового пути, стрелок и переходов.
• Пайка медных проводов и других электрокомпонентов.
• Ремонт трещин в компонентах отопительных систем.
• Ликвидация утечек в магистральных и распределительных трубопроводах.
• Ремонт чугунных и бронзовых отливок промышленного и декоративного назначения.
• Ремонт строительной и сельскохозяйственной техники на удаленных площадках.

Паяльный карандаш вмиг

Особенно широко сварочные карандаши применяют при ремонтах рельсового хозяйства. Их использование позволяет проводить текущий ремонт исключительно оперативно, недорого и с минимальными задержками движения поездов.

Важно помнить, что карандаш предназначен для оперативного, временного ремонта на большом удалении от ремонтных предприятий или в чрезвычайных обстоятельствах. Для постоянной эксплуатации следует провести качественный ремонт с помощью электро- или газосварки.

Отзывы об изделии

Естественно, перед тем, как купить указанный продукт, хочется узнать мнение других пользователей о нем. Если вы хотите использовать сварочный карандаш, отзывы помогут вам определиться с фирмой-производителем, рассмотреть свойства изделия.

Однако мнения других пользователей относительно этого вопроса противоречивые: и отрицательные, и положительные. Например, отмечается то, что продукт излучает достаточно сильный огонь, а также после его использования остается очень неприятный запах. Однако, карандаш для сварки и не должен пахнуть туалетной водой. Многие считают изделие достаточно полезным, чтобы оно находилось в ремонтном рюкзаке. Отмечаются отличные режущие свойства этого продукта.

Однако практически все пользователи отмечают, что использовать его везде и всегда не стоит. Лучше всего применять его для частичного или временного ремонта. Далее, поврежденное место необходимо отремонтировать капитально. Лучше всего использовать карандаш в действительно экстремальных ситуациях, когда другой возможности добиться необходимого результата просто нет. Вот и все особенности изделия. Удачи!

Правила безопасного пользования

Несмотря на крайнюю простоту своего устройства и применения, сварочные карандаши представляют собой реальную угрозу для здоровья, жизни людей и для сохранности материальных ценностей. Чтобы избежать трагических последствий, следует строго соблюдать меры безопасности:

• Тщательно подготовить рабочее место, убрать все горючие и легковоспламеняющиеся вещества и материалы.
• Надежно закрепить заготовки или ремонтируемое изделие в тисках, зажимах, струбцина и т.п. Варить на весу категорически недопустимо.
• Использовать для подкладок под шов и сварочных полок только негорючие материалы.
• Обязательно применение средств индивидуальной защиты: очки или маска сварщика, брезентовые рукавицы или спилковые перчатки — краги, плотная одежда и прочная обувь, не оставляющая открытых участков кожи.
• При поджиге и сварке следует прочно удерживать карандаш. Вести его вдоль линии шва плавно, без рывков. Ходить по мастерской с горящим карандашом недопустимо
• При сварке на вертикальных и наклонных поверхностях, а также при резке металла внимательно следить за тем, чтобы расплавленный металл не стекал в вашу сторону и не брызгал по сторонам.
• По окончании сварки огарок следует бросить в заранее подготовленное ведро с водой или с песком. В крайнем случае — на бетонный или земляной пол. Не покидайте рабочее место, не убедившись в том, что огарок прогорел полностью.

Правильное использование недорогого и простого в обращении варочного средства сделает работу с ним удобной и безопасной.

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.