صفحه 1:
به نام خدا +
جوشکاری ترمیت
THERMITE WELDING
صفحه 2:
امروزه در صنعت دنیا سعي بر این است که به gle به کا +
GIP
اتصالات مكانيکي براي به هم پیوستن فلزات از جوشهاي طویل استفاده
شود. يكي از این روشها جوشكاري ترمیت مي‌باشد که دلیل اين امر
صرفه‌جويي اقتصادي حاصل از بهره‌برداري مسيرهاي پیوسته مي‌باشد
نمونه‌هاي این صرفه‌جويي در کاهش
هزینه نصب خط تعمیر و نگهداري
خط و آلات ناقله» افزایش عمر مفید
فلزات افزايش آسایش و ايمني سير
حرکت مي‌باشد. ۱
صفحه 3:
تعریف فرایند : 4
جوشكاري ترمیت فرآيندي است که در آن چسبندگي دو فلز به
وسیله فاز مايعي که داراي حرارت بسیار بالائي است تأمين
مي‌گردد. در اين عملیات حرارت لازم توسط فرآیند آلومينوترمي
بین اکسید فلز و آلومینیوم تامین مي‌شود.
صفحه 4:
معرفي جوشكاري ترمیت :
فرآیند جوشكاري ترمیت تنها فرآیند شناخته شده ذوبي است که در ان۳
توليد آلياز مایع از واکنش شيميايي استفاده مي‌شود اين واکنش در سال
©©©0 ولین بار بوسیله پروفسور گلداشمیت کشف گردید. واکنش‌هاي
ترمیت حرارت زيادي تولید مي‌کنند اين واکنش‌ها به صورت زیر مي‌باشد:
Fe203+2AL>2Fe+AL203 H=849 KJ
3FeO+2AL>3Fe+AL203 H=880 KJ
3Fe304+8AL>9Fe+4AL20 H=3350 KJ
صفحه 5:
اصول فرایند : ۳۹
در واکنش آلومينوترمي» آلومینیوم نقش احیا کننده را داشته و واکنش
معادله زیر انجام مي‌شود: گرما + فلز + اکسیدآلومینیوم ۸۵1 1] + اكسيد فلز
حرارت زیاد آزاد شده باعث تسریع شدن واکنش
اکسید و فلز مي‌شود و به دلیل اختلاف
چگالي موجود بین سرباره و فلز» آنها
بطور اتوماتيك در عرض چندثانیه از
هم جدا مي‌شوند. درجه حرارت نئوريك
به دست آمده در اثر احیاء اکسید آهن
حدود 50289 درجه سانتیگراد است.
صفحه 6:
مواد افزودني به علاوه حرارت از دست رفته توسط تشعشع و اتلاف
حرارتي توسط محفظه باعث مي‌شوند که حداکثر دما واکنش حدود
60 درجه سانتیگراد باشد. این دما بهترین درجه حرارت براي
جدا شدن آهن و اکسید آلومینیوم است اگر دما از 60000 درجه
بالاتر باشد آلومینیوم موجود تبخیر مي‌شود زیرا دماي تبخیر آن حدود
درجه مي‌باشد. اگر دما کمتر از CGOO درجه باشد به
علت انجماد زودرس» انكوزيونهاي به وجود مي‌آید زیرا دماي انجماد
آن حدود 7
زمانى كه واكنش ترميت انجام مى كيرد اكسيد آهن احيا شد ه وآلومينيم
اکسید می شود. آنگاه گرماي آزاد شده حاصل از اين فرايند باعث
افزايش دماي محصولات می شود.
صفحه 7:
به علت تفاوت بین دانسیته آهن مذاب و اکسید آلومینیم جامد» آهن مذاب
در زیر بوته و اکسید آلومینیم در روي سطح قرار می گیرد. می توان
از اين مذاب جمع شدهء براي انجام عملیات جوشکاري استفاده کرد.
از آنجا که محصول واکنش » آهن خام است و استحکام لازمه را براي
اتصال ریل هاي راه آهن ندارد » براي افزايش خواص مکانیکی به آن
عناصر آلياژي نظیر کربن» سپلیسیم» منگنز ووانادیم اضافه می کنند.
در مطالعاتی که تاکنون روي تأثیر وانادیم بر فولادها و به ویژه
فولادهاي میکر وآلياژي با کربن متوسط انجام شده است ۰
صفحه 8:
زیر خلاصه کرد:
قدار آن می توان در موارد زیر
با توجه به مقدار آن مى
تأثیر کروم را با توجه ب
الف. ریزدانه کردن ساختار فولاد ره یل مت رو
ب. ایجاد رسوبات ریز كاربيدي که منجر به افزایش سختی
bac 2 تکتیک که
ب. ايجاد كاربيدي هاي يوتكتي
عليرغم افزايش سختى» 1
(موجبات كاهش انعطاف يذيري
فولاد را فراهم می سازند)
Gl gil خاصیت پرلیت زایی در
مقادیر کم وانادیم ۱
ث. افزایش ظرافت ساختار پرلیتی
صفحه 9:
مراحل جوشكاري ترمیت :
تمیز کردن سطح قطعات ار آلودگي و اکسید
3 آماده کردن قالب ( قالب ها بصورت دستي ساخته شده یا
بصورت آماده براي اشکال و قطعات خاص در بازار موجودند)
2- ايجاد فاصله مناسب بین قطعات و قرار دادن قالب دور قطعات
*0- پیشگرم کردن قالب
صفحه 10:
۰ ۰
©- ریختن مواد ترمیت در محفظه احتراق
قرار دادن چاشني
0 روشن کرد چاشني به منظور
احتراق ترميت 0
©- باز كردن قالب يس از سرد شدن
مذاب حاصل ازواكنش
9- تمیزکردن و پرداخت کردن
سطح قطعات و اتصال
صفحه 11:
روش : 5۱/۷
از متداولترین روشهای جوشکاری در راه آهن می باشد .
روش:۴-/5۱/۷
با توجه به محاسبات آزمایشات مختلف روی این طرح که از طرف
کارخانه مربوطه انجام گرفته در صورت اجرای صحیح آن در عمل»
كاملا در مقابل نیروهای مجاز وارده مقاوم بوده و استقامت می نماید.
صفحه 12:
* روش: 51۷-۴۳
اس له
* اين روش را می توان از نظر سرعت عمل در اجرای عملیات
پیشرفته تر دانست.
در این روش برای حرارت دهی سرگاز مخصوص طراحی
شده و در حالت ايده آل و با مصرف گاز پروپان» اکسیژن حدود
يك تا دو دقيقه جهت حرارت دهى انتهاى دو ريل مورد نياز
است
صفحه 13:
مواد مورد نياز براي جوشكاري
- كيسههاي حاوي يودر ترميت
قالبهايي براي يروفيلهاي مختلف ريل
و اتصال مختلط (در صورت نياز)
- ماسه آببندي جهت آببندي قالبها
- فشفشه
- گلدان نسوز و آستر گلدان
- ته گلدان اتوماتيك ۸5۲-88
- گاز پروپان
گاز اکسیژن
صفحه 14:
نکات قایل توجه در جوشکاربی ترمیت: +
ماسه از 26 درصد شن خالص و 06 درصد خاک رس و مقداری
ماده چسبنده تشکیل می شود.
©-قالب ماسه اى بايد داراى مجراى ورود بار و نفس كش يا خروج
هوا باشد.
هدر جوشکاری قطعات بزرگ ماسه ای هواکش نیزلازم است.
صفحه 15:
* <ضمن گرم کردن قطعاتی که باید جوش داده شوند. قالب
مومی دور درز آنها ذوب می شود» وماسه در اطراف فرم
مربوط را به فلز می دهد.
هترمیت را در بوته ای که به شکل مخروط ناقص بوده
وبالای قالب قرار دارد» می ریزند و مشتعل می سازند.
هاز اين جهت بوته در بالای قالب قرار دارد که آهن مذاب با
استفاده از نیروی ثقل بتواند به داخل قالب جاری شده فضای
خالی اطراف قطعه کار را کاملاً پرکند
صفحه 16:
انواع کاربردهای آن :
- اتصال ریلهای خطوط oly آهن به یکدیگر.
- جوش دادن دندانه های نوردی چرخ دنده های بزرگ شکسته.
- اتصال قطعات ریخته گری شده ای که ابعاد آنهامانع ریختن آنها به
طور یکپارچه است.
- جوش و تعمير ريل هاي شكسته
- جوش لب به لب لوله هاي جدار ضخيم
صفحه 17:
- جوش و تعمير ميل لنكهاي شکسته
- جوش و تعمير شاسي ماشين ها
- جوش و اتصال قطعات ریخته گري شده كه بخاطررطول بلند و
بزرگ بودن نمیتوانند در يك مرحله قالبگيري و ريختگري شوند
- براي جوش كابل هاي ضخيم برق به يكديكر يا يك هادي
ديكر
- براي جوش و اتصال ميلكردهاي تقويت كننده بتن در سازه ها
ساختماني به يكديكر
صفحه 18:
مزايا و محدودیت های جوشکاری ترمیت :
مزایا :
- سرعت بالای واکنش
-به دليل توليد آهن» کربن جوش حاصل بسیار کم بوده و احتمال سخت
شدن جوش پایین است
- امکان جوشکاری مقاطع ضخیم
- مناسب برای تعمیر قطعات با منطقه
آسیب دیده بزرگ
- عدم نیاز به پخ سازی لبه های اتصال
صفحه 19:
۰
0) هزینه نسبتاً كم تجهیزات و مواد مصرفی
9) جوشکاری در محل به هیچ منبع نیروی الکتریکی نیازی ندارد
) کارگران غیرماهر را میتوان در مدت حدود سه هفته تعلیم داد
) تجهیزات آن نسبتاًساده و بادوام هستند
) كيفيت مواد جوشکاری توسط سازنده تضمین می شود
) تا رریلهای فوالاذی که تر:راه هن مصرف من شوق راامی وان
جوش داد از جمله ریلهای مقاوم در برابر سایش و ریل های( فولادی)
منگنز و کروم دار 0060 به جز فولادهای محدود آستنیت تا
13
صفحه 20:
محدودیت ها :
- محدود به جوشکاری مقاطع ضخیم
- حرارت ورودی بالا
-صرفه‌جوني IS UID درصد در هزينه‌هاي بزرگ تعمیرات
اساسي -خط به وسیله حذف تعداد زيادي از اتصالي‌ها و آلات اتصال
فرعي |
-نياز به آب بندى درز فرمها
-نياز به ييش گرم کردن مناسب و دقیق قطعه کار
-جلوگیری از ورود ناخالصی به داخل جوش
صرفه‌جوئي در هزينه‌هاي نگهداري خط که در مقایسه با يك خط
جوشكاري نشده درصد زيادي کاهش دارد.
صفحه 21:
فلزات قابل جوشکاری :
گروه وسیعی از فولادها را با تغییردادن ترکیب ترمیت به منظور
هماهنگی خواص جوش ترمیت با خواص فیزیکی و ترکیب شیمیایی
فلز پایه می توان جوشکاری نمود .
فلزات مقاوم به سایش |
ريل هاى فولاد
فلزات آستنيتى منگنز
فلزات كروم دار ©00
صفحه 22:
ترمیت ساده : +
شامل مخلوط پودر هاي اکسید آهن و آلومینیوم
جوش مرکب ترمیتی):
نوعی جوش که برای ریل های راه آهن به کار می رود. بدین ترتیب
كه سر ريل ها با فرايند فشاری ترمیتی بالایه فلزی یا بدون آن
همزمان, پایه و جان ریلها با فرایند جوشکاری ترمیتی به هم متصل
می شود
ترمیت فولاد کم کربن :
شامل ترمیت ساده به اضافه پودر فولاد کم کربن یا حتي مقداري پودر
صفحه 23:
ترمیت فولاد کم کربن :
شامل ترمیت ساده به اضافه پودر فولاد کم کرین یا حتي مقداري پودر
۹
ترمیت چدن :
شامل ترمیت ساده به اضافه مقداري پودر فولاد سیلیسیوم دار و فولاد کم
ous
ترمیت براي جوشكاري ریل ها :
شامل ترکیبات ترمیت ساده به اضافه مقداري پودر کربن » منگنز و
عناصر آلياژي دیگر به منظور افزایش سختي فلز جوش در ریل
ترميت براي اتصال كابل هاي برق :
شامل يودر هاي اكسيد مس و آلومينيوم
صفحه 24:
ابزار عمومی :
تيزبر
جكش دستى 0/© كيلوكرمى
پتک سه کیلوگرمی
سوهان نیم گرد
برس سیمی
دیلم به طول (۵0 میلی متر
صفحه 25:
ابزار جوشکاری :
* سه پایه نگهدارنده گلدان
* ( با صفحه محافظ)
۴ کفه سرباره
۴ ظرف پودر ترمیت
۴ سری ابزار درزهای دارای تکیه گاه
صفحه 26:
ابزارهای برش و پیشگرم اکسیژن / پروپان : 2
آچار دوسر 66/00 5۷۷
دسته مشعل پیشگرم
شیر اطمینان اکسیژن و پروپان
فندک گاز
رگلاتور پروپان
صفحه 27:
نتیجه گیری: +
اگرچه واکنش آلمینوترمیکی سالهای زیادی شناخته شده است اما
بیشترین کاربرد آن در جوشکاری طویل ریل میباشد. البته در محدوده
وسیعی از تعمیرات فولادی سنگین؛ نیمه سنگین و تعمیر قطعات ضخیم
به طور رضایت بخشی انجام شده است به هر حال گروه وسیعی از
فولادها را با تغییردادن ترکیب ترمیت به منظور هماهنگی خواص
جوش ترمیت با خواص فیزیکی و ترکیب شیمیایی فلز پایه می توان
جوشکاری نمود بنابراین به کارگیری این روش جوشکاری نسبت به
دیگر روش ها به دلیل مزایازیادی که دارد نسبت به روشهای دیگر
مقرون به صرفه تر است .