Состав для термитной сварки меди

(19) (11 25 3 К 23/00 СССР РЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИ огическии ина,С.В,Бердтво СССР6.11.47.о СССР18,0550. 143649(54) СОСТАВ Д (57) Изобрете альным видам тавам для тер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ(56) Авторское свидетельсУ 77895, кл. В 23 К 23/00Авторское свидетельствИ 92367, кл. В 23 К 23/00Патент США У 4033399,кл. В 23 К 23/00, 0507.Патент Великобританиикл. В 23 К 23/00, 19.05. ЛЯ ТЕРМИТНОЙ СВАРКИ МЕДИние относится к специсварки, а именно к сосмитной сварки материалов из меди и ее сплавов. Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения путем повышения прочности и электропроводности. Для еедостижения в термитной смеси длясварки меди в качестве восстановителя используют аморфный бор(4,0 - 9,9 мас.7) и дополнительносвязующее (0,1 - 0,5 мас.Х) присодержании оксида меди 90,095,5 мас.7 В качестве связующегоиспользуют коллоксилин фторкаучукили силикат натрия, а в качестве оксида меди - оксид меди 1 или 11 илиих смесь в соотношении 2:1-1:2. Прииспользовании аморфного бора в результате его реакции с оксидом медиобразуется оксид бора, который является флюсом. Кроме того, аморфныйбор обеспечивает при сварке созданиевосстановительной газовой защитнойсреды. 3 с.п. ф-лы, 1 табл.136Изобретение относится к сварке, аименно к составу для термитной сваркимеди,Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения путем повышения прочности и электропроводности.Поставленная цель достигается применением аморфного бора, связующегои соотношением компонентов состава.При соединении меди и ее сплавовв условиях высокотемпературного нагреова ( . 1100 С) происходит охрупчивание металла вследствие диффузии кислорода и водорода из атмосферы. Приэкзотермической сварке зти проблемыисключаются ввиду кратковременностипроцесса (1 - 5 с) и из-за обра-зования защитной газовой восстановительной среды - субокисловбора ВО, В О, . В О , водорода иазота. При использовании аморфного бора в термитной смеси в продуктах сгорания образуется наплавленный металл (медь) и оксид бора, который является флюсом. Преимуществаприменения бора в качестве восстановителя связаны, в первую очередь, сболее низкой температурой плавленияего оксида(Тщ = 450 С) по сравнениюс температурой плавления оксида алюминия (Т = 2050 С). Кроме того, оксид бора легче отделяется от металла,так как плотность его расплава меньшеплотности расплава оксида алюминия= 3,94 г/смз)Оксид бора защищаетметалл от дальнейшего окисления.Все указанные свойства оксида бора дают возможность совместить получение наплавленного металла и флюса,а способность оксида бора диссоциировать при высокой температуре (до 7 )и содержание в порошке аморфного борадо Зводорода в виде соединений способствует созданию восстановительнойгазовой защитной среды.Указанное соотношение между оксидом меди и бором соответствует оптимальному составу продуктов сгоранияи обеспечивает максимальный выходнаплавленного металла. Высокая температура процесса и получение чистоймеди в результате реакции улучшаетжидкотекучесть наплавленного металла.Введение в состав термитной смесисвязующего в количестве 0,1-0,5 дает возможность в некоторых случаяхсмеси,В предлагаемом составе в качестве связующего применяют 0,5 -ный раствор коллоксилина в ацетоне или фторкаучука СКФв ацетоне или силиката натрия (МаЯО) в воде.При введении в состав аморфного бора менее 4,0 в результате сгорания в продуктах реакции образовывается не наплавляемый металл, а бораты. Увеличение же количества бора в смеси более 9,9 приводит к уменьшению выхода металла в слиток. При введении в термитную смесь менее 0,1 . связующего технологические характеристики состава не улучшаются. Увеличение ко 10 15 личества связующего в составе более 20, 0,5 . приводит к частичному разбросу продуктов сгорания в результате обра-, зования газообразных продуктов разложения связующего (коллоксилин, фторкаучук) или к значительному увеличе 25 нию времени сушки состава на силикате натрия.П р и м е р 1. Смешивали 9,5 г оксида меди (1) и 0,5 г порошка аморфного бора, затем добавляли 2,0 мл 0,5 -ного раствора коллоксилина в ацетоне и перемешивали до однородного состояния. Защищенные окрученные концы медных проводников диаметром 0,5 мм опускали в пастообразную смесь. После высушивания в течение 10 мин на конце проводников образовалась капля термитной смеси весом ЗО 35 0,025 г. Подсушенный состав поджигали от пламени спички или.газовой го 40 релки. Образовавшаяся капля меди сваривала проводники. Аналогично готовились составы наоксиде меди (11) и их смеси. П р и м е р 2, Смешивали 9,0 г оксида меди (11), 1,0 г порошка аморф 45 ного бора и 2,0 мл 0,5 -ного раствора силиката натрия в воде. Сваркупроводников диаметром 0,7 мм проводили по указанному способу. Вес су 50 хой термитной смеси равен 0,06 г.П р и м е р 3. Производили сварку проводников диаметром более 1,0 мм. Смешивали 6,0 г оксида меди (1),3,0 г оксида меди (11), 1,0 г аморфного бора и 10,0 мл 5 -ного раствора фторкаучука СКФв ацетоне. Состав гранулировали и высушивали. В графитовую форму с выемкой, формирующей вид свар 55 25942формовать сварное соединение без гра 1 фитовой формы и проводить грануляцию1Характеристики вариантов составов для термитнойсварки и сравнительные свойства сварных соединений Иассовая Отношескорость ние выСостав защитной СиО СКФСилиКолло- ксилин Бораморфный ходанаплавгорения термитной смевосста- новительной газовой катнатрия ленногометаллак весу сигс сьев термитной среды смеси,7. з13 ного соединения и раструбом для засыпки состава, вводили эачищенные концы медных стержней диаметром 4,0 мм и засыпали 10,0 г гранулированной термитной смеси. Воспламенение проводили от шнура, пропитанного сгорающей смесью, дистанционно, В процессе сгорания образовавшаяся расплавленная медь заливала концы стержней. После затвердевания металла образовывалось сварное соединение.В таблице приведены характеристики составов для термитной сварки и сравнительные свойства сварных соединений.Предлагаемый состав позволяет получить в продуктах экзотермической реакции наплавленный металл (медь) и флюс (оксид бора), последний предохраняет металл от дальнейшего окисления. При горении термитной смеси создается газовая восстановительная атмосфера, что позволяет улучшить качество сварного соединения. Введение связующего совершенствует технологию процесса сварки, позволяет проводить сварку проводников малого диаметра без технологической оснастки (графитовой формы). Высокая температура процесса и получение меди в результате реакции улучшает жидкотекучесть наплавленного металла. Выход наплавленного металла увеличивается на 50-607. по сравнению с прототипом. Содержание компонентов, мас.Х 62594 4Применение предлагаемого состава позволяет улучшить качество сварных соединений; электропроводность проводников при сварке медью увеличивается в 1,2-1,5 раза, а предел прочности на разрыв в 1,5-2,0 раза.1Формула изобретения 101. Состав для термитной сварки ме-ди, содержащий оксид меди и восстановитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения прочности иэлектропроводности сварных соединений,состав дополнительно содержит связующее, а в качестве восстановителя -аморфный бор при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Бор аморфный 4,0-9,9Оксид меди 90,0-95,5Связующее 0,1-0,52. Состав по п.1, о т л и ч а.ю -щ и й с я тем, что в качестве свяэу 25 ющего он содержит раствор в ацетонеколлоксилина или фторкаучука.3. Состав по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в качестве связующего он содержит водный раствор сиЗ 0 ликата натрия,4. Состав по п,1, о т л н ч а ю -щ и й с я тем, что в качестве оксидамеди состав содержит оксид меди Е илиоксид меди 11 или их смесь в соотношении 2:1-1:2.1362594 Продолжение таблицы Содержание компонентов, мас.й Отноше-, ние выМассовая скоростьгорениятермитной смеСКФСцО СилиСо О Колло- ксилин Бораморфный катнатрия си с смф 83,0 2,6 90,0 9,9 Н 0,1 0,3 92,0 2,6 83,4. 7,7 В 0 84,5 0,5 4,0 95,5 60,0 30,045,0 45,0 4,0 76,1 0,.1 В О. 9,9 78,0 0,1 9,9 80,0 9,9 3,2 30,060,0 0,1 76,3 4,2 63,7 31,8 0,5 9,9 47,7 47,8 77, 8 4,0 0,5 3,8 3,1 31,8 63,7 81,2 0,5 4,0 П р и м е ч а н и е. Температура процесса 1200-1800 С; удельная элекотропроводность медных проводников 40,3-46,8 м/см мм;(7 медных проводников 14,0-22,0 кгс/мм,Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Составзащитнойвосстановительнойгазовойсреды Составитель Т.АрестРедактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо Заказ 6339/10 Тираж 970 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5