Термитная сварка является способом соединения металлических заготовок посредством получения тепла от экзотермической реакции сжигания металлов и окислов металлов. Кроме того, принцип получения тепловой энергии при протекании подобных реакций используется также и для производства определенных металлов и сплавов. Термиты – это смеси порошкообразных или мелкогранулированных металлов и окислов металлов, способных сгорать с выделением значительного количества тепловой энергии и способных достигать при этом достаточно высоких температур за счет протекания реакции только между компонентами смеси.

В наше время основными сферами применения термитов является сварка рельсов, чугунных отливок значительных размеров. В качестве исходных материалов для смеси наибольшее распространение получили железная окалина Fe3O4 (оксид металла с относительно невысокой теплотой образования), содержащая около 27,6% кислорода и алюминий – металл с довольно большой теплотой образования оксидов. Как правило, алюминиевую крупу производят из лома, содержащего около 93% Al, а железная окалина доставляется из прокатных цехов, где является побочным продуктом производства. Реакция сгорания проходит по схеме: 3Fe2O3 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe

При сгорании 1 кг смеси выделяется около 750 ккал тепла – довольно немного, если сравнивать с теплотой сгорания угля (до 7000 ккал). Однако при сгорании термита реакция проходит только между его компонентами, и за счет этого достигается высокая температура сгорания. В случае же с углем – при его окислении образовывается в 14 раз больше продуктов сгорания и за счет этого их температура оказывается значительно ниже. Теоретически для составления 1 кг указанной выше смеси необходимо 237 г Al и 763 г окалины железа.

На практике, из-за использования нечистых материалов, эти соотношения необходимо корректировать. Термитная смесь зажигается только при достаточно высокой температуре (порядка 1000 градусов по Цельсию) и сгорает за время порядка 30 сек с бурным протеканием реакции. Время протекания горения зависит от степени грануляции исходных материалов: чем меньше зерно, тем быстрее будет происходить взаимодействие компонентов. Для зажигания используется дуговой разряд либо специальные зажигательные смеси.

Сжигают термиты в специальных огнеупорных тиглях. Термитная сварка рельсов производится на месте укладки путей. Предварительно сварочные поверхности рельсов проходят черновую механическую обработку, стыки собираются с зазорами порядка 10-12 мм и заключаются в специальные огнеупорные формы, в которые заливается расплавленный металл, полученный при сгорании термита. После остывания шва, стык проходит механическую обработку.