С процессом сварки знаком едва ли не каждый. Данный метод соединения металлов и их сплавов сегодня широко распространён. Подобная популярность его как в быту, так и на производстве связана с тем, что сварка превосходит другие типы соединений металлов по ряду показателей, а именно: по прочности и надёжности, по герметичности, по скорости выполнения.
Сварочный процесс имеет также преимущества с технологической точки зрения. К ним можно отнести, в частности, то, что при сварочных работах отсутствует необходимость точно подгонять размеры и форму изделий друг к другу и т.д. Однако, несмотря на все эти плюсы, классический электродуговой способ сварки, которому уже полтора века, имеет и некоторые недостатки. Например, среди них можно отметить потребность в источнике электропитания, массивность и дороговизну оборудования и т.д. Последнее особо верно в тех случаях, когда необходимо осуществление сварного шва достаточно больших размеров. В такой ситуации габариты и стоимость оборудования многократно возрастают, а значит, велика потребность в альтернативном способе, лишённом подобных недостатков. И такой альтернативой является использование в сварочном процессе термитных смесей.
Неоспоримым достоинством данного метода является то, что при нём отсутствует необходимость в сторонних источниках электропитания и энергии. Для сплавления металлов при этом способе применяется энергия сгорания в кислороде алюминия, либо сплава алюминия с магнием. Кислород же для данного процесса выделяется оксидом менее активного по сравнению с ними металла. Некоторая затруднительность данного процесса состоит только в подборе необходимой термитной массы и в методе её сжигания. Требуется, чтобы расплавленный металл, получающийся в результате горения, был по составу как можно ближе к подвергаемому сварке.
Большое распространение получили сварочные смеси для низколегированных углеродсодержащих сталей, состоящие преимущественно из алюминия и железной окалины. Чтобы такая смесь воспламенилась, нужен очень мощный запал, поэтому в неё могут добавляться некоторые технологические примеси. Если термитный стержень имеет массу до 200-300 грамм, нередко с этой целью применяются сплавы алюминия с кислородсодержащими соединениями малоактивных металлов, таких как двуокиси марганца или меди, перекись свинца и т.д. Иногда могут использоваться также органические соединения металлов. В случае большей массы чаще применяются хлораты либо перхлораты.
Термитная масса производится обычно в виде смеси, в которой крупная флюсовая крошка перемешана со стружками или гранулами. Цель при этом – упростить отмеривание необходимого её количества для каждого из сварных соединений. Если в сварочных работах применяется термитный стержень, то он обычно имеет цилиндрическую форму, во время работы вставляется в специальную оправу, а затем придерживается рукой. Если же используется сыпучая смесь, тогда оправка для направления расплавленного потока к месту сварного соединения делается из огнестойких материалов.
Термитная сварка, в свою очередь, имеет две разновидности: посредством плавления и литья. Сварка посредством плавления находит применение в случае использования термитных стержней, для соединения не очень больших изделий. При таком варианте сварки имеет место сжигание термитной смеси в близком контакте с материалами самих изделий. Это приводит к плавлению, а затем смешиванию образующихся расплавленных масс в месте сварочных соединений. Данная разновидность термитной сварки обусловливает большую прочность при меньшем расходовании термита. Для сварки сыпучими термитными смесями и для больших изделий более уместна сварка посредством литья. Такой вариант характеризуется меньшим термическим эффектом и меньшим воздействием на детали. Горение термитной смеси происходит в предназначенном для этого резервуаре, изготавливаемом обычно из пористых материалов, либо в небольших одноразовых асбестовых формах. Преимуществами данного метода являются достаточно большая точность и, как уже было сказано, меньшее термическое воздействие на свариваемые изделия.
Независимо от того, каким способом осуществляется термитная сварка, на поверхности по завершении работ остаются шлаки, которые после застывания легко удаляются. Наконец, следует отметить, что применение термитных стержней возможно и там, где необходима термическая резка металлов. Для этого в их составе необходимо содержание добавочных активных окислителей. Металл при данном процессе подвергается сгоранию в кислородной струе, после чего этой же струёй из зоны резки выдуваются продукты окисления.