Самодельный паяльный карандаш. Сварочный карандаш: обзор, характеристики и особенности применения Карандаш для сварки алюминия

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.

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.

Принцип работы

Термический припой удобен в применении и не требует особых навыков. Для работы достаточно изучить инструкцию производителя и строго следовать технологии, изложенной в ней. Чтобы произвести сварку, необходимо:

Работая с приспособлением, следует помнить, что в сварке швы обрабатываются разными методами. Существуют следующие виды швов:

Горизонтальный. Этим способом материал соединяется чаще всего внахлёст. Заготовка укладывается на поверхность из негорючих материалов.
Вертикальный. Для этого метода используют специальную полочку, которая размещается под местом пайки, чтобы расплавленный металл не растекался.
Разрез металла. При этом методе шов нужно вести медленно, чтобы прожечь металл.

Достоинства и недостатки термического припоя

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

Достоинства термического припоя:

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.

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.

Техника безопасности

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

Сварочный, или термитный карандаш — это простое в использовании средство сварки металлических деталей. Он не требует никакого дополнительного оборудования, как электросварка и газосварка, и помещается в кармане. Не нужно также и длительное обучение — применять карандаш может любой домашний мастер. Использовать его можно в походных условиях, в жару и мороз, дождь и ветер. Важно помнить, что сварочный карандаш — средство оперативного устранения неисправностей. Для постоянного использования детали потребуется провести полноценный ремонт.

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.

Разновидности

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

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

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.

Как соединять горизонтальные швы встык и внахлест

При соединении встык нужно подложить под сварочный зазор пластину из негорючего материала: бетон, кирпич, асбест, массивный металл. Использовать для этого горючие материалы — дерево, фанеру, пластик — недопустимо. В ходе восстановительной реакции достигается температура до 2800 °С

Соединение вертикальных поверхностей

Выполнение горизонтального шва на вертикальных или наклонных поверхностях потребует дополнительной оснастки.

Ее называют «сварочная полка», она закрепляется струбцинами или сварочными магнитами вдоль линии шва на 3-5 мм ниже и предотвращает стекание расплава по детали вниз.

Резка металлов

Карандашом можно не только сваривать, но и резать металл. При этом карандаш ведут вдоль линии реза медленнее, чем при сварке. Подкладочные плиты не используют, чтобы расплав мог свободно вытекать из линии реза.

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.

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.

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.

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.

Как сделать самодельный паяльный карандаш? Да очень просто! Несколько простых шагов для тех, кто на «ты» с электроникой. Начинаем.

Перед тем, как начать работу, хотелось бы отметить, что весьма удобно при пайке пользоваться припаем (это тонкая трубочка, внутри которой находится канифоль). Поэтому тут все просто: отрываешь нужный кусочек и запаиваешь его. Но неудобно то, что он греется и его близко к месту пайки просто так не взять. Поэтому будем делать паяльный карандаш.

Для начала нам просто нужно взять самый обычный автоматический карандаш и немного поработать над ним. Рис. 1

Теперь нужно просверлить отверстие под небольшим углом в самом корпусе автоматического карандаша. При помощи ножа или напильника сделайте прорезь во внутренней части вашего карандаша. Прорезь необходимо делать с небольшим запасом, поскольку эта часто постоянно перемещается туда-сюда. Рис. 2

Следующий этап – это шпулька. Проще всего и удобнее будет сделать шпульку из медицинской системы. Но если такой возможности нет, можете попробовать шпульку со швейной машинки. Хотя, скажу сразу, это вариант менее удобный. Сделайте из жести держатель (он будет крепиться к телу карандаша), стяните его болтиком, при этом проложите шайбочку. Рис. 3

Проделав все предыдущие процедуры, тщательно приклейте все на суперклей. Рис. 4

Теперь, когда вы будете нажимать на кнопку карандаша, будет выскакивать припой. И очень удобно еще то, что его количество каждый раз будет одинаковым. Рис. 5

Ну вот и все. Пользуйтесь своим новым чудо-карандашом на здоровье.