بررسی جوشکاری ترمیت

بررسی جوشکاری ترمیت

1-تعریف جوش ترمیت (ASTM):

نوعی جوش ذوبی می باشد که در آن اتصال دو فلز به همدیگر بعد از گرم شدن بوسیله فلزی با دمای بالا که واکنشی آلومینوترمیک راپشت سر گذاشته انجام می شود وفلز مایع که از واکنش اکسید فلز وAl بدست آمده است بعنوان فلز پر کننده عمل می کند.این پروسه جزء پروسه­هایThermochemical Welding می باشدو در گروه Minor Welding Process که دارای استفاده های خاص وموردی می باشند قرار می گیرد.

2-تاریخچه فرایند جوشکاری ترمیت:

یکصد و بیست سال پیش 1898 پروفسور دکتر هانس گلداشمیت در شهر اسن آلمان موفق به استخراج فلزات سخت از اکسید آنها بر پایه واکنش احیای اکسید توسط یک احیا کننده مناسب شد.

این روش در سال 1920 در جوش ریل تراموا در آمریکا بکار گرفته شد البته در بعضی منابع بکارگیری زودتر این روش در آلمان اشاره شده است. در سال 1933 از جوش ترمیت برای گسترش ریلهای طویل استفاده شد و استفاده از این جوش در مصارف الکتریکی از سال 1938 آغاز شده است.پیشرفتهای این روش در طی جوشکاری ریلها در بخش بعدی آورده شده است.

3- فرایند جوشکاری ترمیت:

اکسیدهایی که توسط آلومینیوم احیا می شوند واکنش احیا به واکنش آلومینوترمی معروف بوده و این واکنش اساس فرایند جوشکاری ترمیت می باشد. واکنش آلومینوترمیک مربوط به احیای آهن بصورت زیر نوشته می شود:

Fe­­₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Fe + 760KJ at 2450^°c

1Kg (thermite) = 524g(Fe) + 427g(Al₂O₃) + 181500 cal

در این فرایند واکنش بین اکسید آهن و آلومینیوم رخ داده و در نهایت مذاب آهن و اکسید آلومینیوم

تولید می شود. دمای واکنش^{c ˚} 2800 - ^{c ˚} 2400 می باشد. مطالعات انجام شده روی مکانیسم واکنش آلومینیوم با اکسید آهن، نشان داده است که این واکنش در دو مرحله یکی در دمای^{c ˚}960 و دیگری در دمای^{c ˚}1060 انجام می شود. در دمای ^{c ˚}960 محصولات واکنش Fe₂O₃ و Al₂O₃ می باشد که بصورت زیر نوشته می شود:

9Fe₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 6 Fe₂O₃ + 6FeO

درمرحله بعدی که دردمای^{c ˚}1060 انجام میشود، Fe،FeAl₂O₄ و Al₂O₃ بصورت زیر بوجود می آید:

4-کنترل دما در جوش ترمیت:

گرمای آزاد شده برای واکنش اکسید آهن در حالت ایده آل دما را تا 3088 درجه سانتیگراد میرساند.

تلفات در اثرتشعشع و هدایت دما را تا 2700 درجه سانتیگراد کاهش می دهدامابا توجه به اینکه

دمای جوش آلومینیوم 2500 درجه سانتیگراد دما باید به کمتر از این مقادیر کاهش یابد. این عمل توسط مواد افزودنی به پودر ترمیت انجام می شودو دما تا حد مطلوب کنترل می شود.

مواد افزودنی علاوه بر کنترل دما به منظورسرباره سازی، کنترل سیالیت، ریز دانه کردن، افزایش مقاومت به سایش و قابلیت ماشین کاری، افزایش مواد پرکننده استفاده می شوند.بطور کلی در کنترل خواص جوش کنترل عناصر آلیاژی بسیار بحرانی می باشد زیرا افزایش مواد افزودنی از حد مطلوب باعث

سرد شدن مذاب و عدم جدایش سرباره و کم بودن آن نیز باعث عدم کنترل دما وخواص می شود.

دمای انجماد سرباره 2040 درجه سانتیگراد می باشد ودما نباید از این مقدار کاهش یابد. بنابراین

محدوده کاری جوش ترمیت فولادها 2480-2100 درجه سانتیگراد می باشد.

5- روشهای مختلف جوشکاری ترمیت:

جوشکاری ترمیت دارای روشهای گوناگونی می باشد که شامل جوشکاری ذوبی، فشاری و لحیم کاری است که بطور خلاصه توضیح داده می شود.

1-5- جوشکاری ترمیت فشاری:

در جوشکاری ترمیت فشاری از حرارت ایجاد شده توسط واکنش آلومینوترمیک جهت پیش گرم کردن قطعاتی که می باید جوشکاری شوند استفاده میگردد وسپس توسط عملیات فورجینگ قطعات را به یکدیگر جوش می دهند. قطعات مورد جوشکاری می باید در یک راستا قرار گرفته و کاملا تمیز شده باشند. سپس آنها را به طور محکم درمحل خود مستقر می‌نمایند. بعد از این مرحله محل اتصال بطور کامل توسط ماسه یا سرامیک قالبگیری می‌شود. بعد از قالبگیری از یک ترکیب پودر ترمیت که سرباره ای با نقطه ذوب بالا ایجاد می‌نماید استفاده می‌شود، بدین ترتیب که واکنش آلومینوترمیک در یک بوته مجزا از سیستم قالبگیری صورت می‌پذیرد و بعد از اینکه واکنش گرمازای آلومینوترمیک خاتمه پیدا نمود، سرباره را از قسمت بالای بوته به داخل محفظه قالب می‌ریزند شکل 2 که سریعا در اطراف محل جوش منجمد می‌گردد. بنابر این یک لایه محافظ توسط سرباره در اطراف منطقه جوش تشکیل می شود که سبب می‌شود وقتی فلز مذاب وارد محفظه قالب میگردد هیچونه تماسی بین فلز مذاب و فلز مبنا بوجود نیاید. گرمای واکنش باعث افزایش درجه حرارت منطقه جوش یا درجه حرارت فورجینگ می‌شود. در این هنگام دو قطعه را با نیروی لازم به یکدیگر فشار می دهند تا اتصال کامل شود.جوشکاری فشاری کاربردزیادی دارد ولی این روش بدلیل پیشرفت تکنولوژیکی جوشکاری ترمیت ذوبی و عدم یکنواختی جوش حاصله در سطح مقطع و نیز عدم یکنواختی جوشها نسبت به همدیگر و هزینه بالای آن،

محدود گردیده است.

2-5- لحیم کاری ترمیتی:

جدیدترین روش استفاده از ترمیت لیحم کاری است که از واکنش ترمیت فقط برای تامین گرمای لازم جهت ذوب فلز لحیم استفاده می شود و سپس براثر خاصیت موینگی وارد درز جوش می گردد.

شکل 2: اصول فرایند جوشکاری فشاری آلومینوترمیک

3-5- جوشکاری ترمیت ذوبی:

جوشکاری ترمیت ذوبی کاربرد وسیعی پیدا کرده است و در آن فلز فوق گداز نه تنها برای تولیدحرارت بلکه بعنوان ابزار متالورژیکی برای اتصال دو قطعه مورد استفاده قرار میگیرد. بدین ترتیب که وقتی دو قطعه در یک امتداد و بایک فاصله مناسب از یکدیگر قرار گرفتند قالبی که از تکه های مختلف ساخته شده ویا به شکل مقطع مورد نظر قبلا تهیه گردید است دور قطعاتی که می‌باید جوشکاری شوند بسته می‌شود. بسته به پروسه جوشکاری و سطح مقطع محل جوش، انتهای قطعات می تواند پیش گرم شده تا شرایط مناسب جهت عمل اتصال کامل بین فلز مبنا و فلز حاصل از واکنش آلومینوترمیک را ایجاد نماید.

با توجه باینکه عملیات جوشکاری ترمیت شبیه فرآیند ریخته گری می باشد بنابر این برای دستیابی به یک جوش سالم باید دقت لازم در طراحی سیستم های راهگاهی و تغذیه، جهت جلوگیری از جریان مغشوش مواد مذاب بداخل قالب و همچنین برای جبران انقباض مواد در حین تبدیل به حالت جامد انجام گیرد. درجوشکاری ترمیت ذوبی از حرارت حاصله از واکنش شیمیایی گرمازای احیاء اکسید فلز (مانند Fe₃o₄) توسط یک ماده احیاء کننده (مانند Al) ،به منظور ذوب لبه‌های اتصال قطعات کار، و از محصول واکنش، به منظور تأمین مذاب مورد نیاز در درز اتصال، بهره گرفته می‌شود.

در این فرآیند به منظور تامین انرژی اکتیواسیون برای شروع واکنش و به منظور پیش گرم کردن مخلوط ترمیتی، از یک خرج انفجار( فشفشه)، استفاده می شود. سرعت انجام واکنش شیمیایی فوق زیاد است و لذا فاصلة زمانی بین شعله‌ور شدن مخلوط پودر و تکمیل واکنش احیاء، خیلی کم خواهد بود.پودر ترمیت حاوی دو جزء اصلی،اکسید فلز و پودر فلزی احیاء کننده، و مقداری عناصر آلیاژی می‌باشد و بر مبنای جنس قطعات مورد اتصال و ویژگی‌های اتصال، انواع مختلف از پودر ترمیت، در دسترس می‌باشد. واکنش ترمیتی در درون یک بوته (گلدان) از جنس مواد نسوز منیزیتی یا آلومینایی صورت می گیرد و جداره خارجی بوته، توسط یک روکش فلزی، تقویت شده است. ته بوته سوراخ می‌باشد ومجرای سوراخ ،در طی انجام واکنش فوق، توسط پین مسدود می‌باشد. پس از انجام واکنش و حصول مذاب، پین خارج می گردد و مذاب با دبی متناسب با قطر سوراخ، به طرف درز اتصال هدات می‌گردد.

حدود 73 درصد وزنی پودر ترمیت را اکسید آهن و آهن خالص تشکیل می دهد و بقیه پودر ترمیت، شامل پودر Al و عناصر آلیاژی افزودنی به گرده جوش می‌باشد، پودر Al، دارای خلوص 8/99 درصد و اکسید آهن عمدتاً از نوع مگنتیت می‌باشد و ترجیح داده می شود که از پوسته‌های نوردی استفاده شود. در قبل از انجام واکنش، قطعات کار پیش گرم می شوند و دمای پیش گرمی بسته به نوع روش بکار گرفته شده، فرق داشته و در حدود می باشد.

روشن می کنند. پیشگرم برای خروج موم، خشک کردن قالب وکاهش تخلخل ورساندن قطعات به دمای مطلوب و جلوگیری از تبرید فلز و کاهش سرعت سرد شدن انجام می شود.

بعد از زمان 10 الی 15 دقیقه دمای دوسر قطعات فولادی به 900 تا 1000 درجه سانتیگراد (رنگ سر ریل در این حالت نارنجی مایل به زرد است) می رسد. برای اینکه دمای دو سر ریل با دقت بیشتری اندازه گیری شود می توان از مواد مخصوصی که در دماهای معین تغییر رنگ می دهند استفاده کرد. البته در بیشتر موارد سنجش دمای ریل بصورت تجربی میباشد. هنگامیکه دمای ریل به حد مطلوب رسید بوته حاوی پودر ترمیت که از قبل آماده شده در محلی که بر روی فیکسچر به این منظور تعبیه شده است قرارگرفته وبا

شکل 12: عملیات ریختن مذاب داخل قالب

روشن کردن فشفشه وقرار دادن آن داخل پودر ترمیت واکنش آغاز میگردد.قبل از شارژ بوته لازم است بوته توسط مشعل خشک شود. برای کامل شدن واکنش ترمیت زمانی در حدود 20 ثانیه لازم است که این زمان بطور تجربی رعایت می‌گردد. (رعایت زمان مناسب الزامی است زیرا کم بودن زمان باعث باقی ماندن سرباره داخل مذاب گشته و زیاد بودن زمان سبب افت حرارتی مذاب می گردد). سپس مشعل را از درز اتصال دور نموده و بوته در محل بار ریزی قرار داده می شود. سوراخ ته بوته جهت ریختن مذاب باز می شود و مذاب از طریق حوضچه مذاب (قالب نعلی شکل) و راهگاه به داخل درز اتصال جاری می گردد. مقدار اضافی مذاب در زباله دان چسبیده به بوته جمع آوری می‌شود که خود بعنوان یک عایق عمل می کند. شکل12عملیات ریختن را بطور طرحواره ای نشان می دهد.

فهرست مطالب

1- تعریف جوش ترمیت

2- تاریخچه فرایند جوشکاری ترمیت

3- فرایند جوشکاری ترمیت

4- کنترل دما در جوش ترمیت

5-

روشهای مختلف جوشکاری ترمیت

1-5- جوشکاری ترمیت فشاری

2-5- لحیم کاری ترمیتی

3-5- جوشکاری ترمیت ذوبی

6- مدل انتقال حرارت در جوشکاری ترمیتی

7- متالورژی جوش ترمیت

8- نحوه انجام فرایند جوش ترمیت

1-8- عملیات مقدماتی

2-8- علمیات ریخته گری

3-8- عملیات پایانی

9- کاربرد های جوش ترمیت

10- مزایای جوش ترمیت

11- مزایای جوشکاری ریلهای آهن به یکدیگروساختن ریلهای طویل

12- معایب ومحدودیتهای جوش ترمیت

13- وسایل و تجهیزات مورد نیاز در جوشکاری ترمیت

1-13- بوته

2-13- تهگلدان

3-13- قالبها و مدلهای ریخته گری

4-13- فشفشه

5-13- مشعل پیش گرم سازی

6-13- دستگاه برش هیدرولیک

7-13- دستگاه سنگ زنی

14- حفاظت وایمنی در جوش ترمیت

15-انبار کردن پورد ترمیت

16- منابع ومراجع

خرید فایل

دانلود تحقیق آماده قالب word با عنوان جوش ترمیت ۲۹ ص

دانلود تحقیق آماده قالب word با عنوان جوش ترمیت ۲۹ ص

فهرست مطالب 1- تعریف جوش ترمیت 2- تاریخچه فرایند جوشکاری ترمیت 3- فرایند جوشکاری ترمیت 4- کنترل دما در جوش ترمیت 5- روشهای مختلف جوشکاری ترمیت 1-5- جوشکاری ترمیت فشاری 2-5- لحیم کاری ترمیتی 3-5- جوشکاری ترمیت ذوبی 6- مدل انتقال حرارت در جوشکاری ترمیتی 7- متالورژی جوش ترمیت 8- نحوه انجام ...

دریافت فایل

دانلود تحقیق آماده در قالب word با عنوان جوشکاری ترمیت Thermit Welding در ۴۰ ص

دانلود تحقیق آماده در قالب word با عنوان جوشکاری ترمیت Thermit Welding در ۴۰ ص

جوشکاری ترمیت به مجموعه فرآیندهایی گفته می شود که در آن جوش ازفلز مذابی که توسط یک کنش شیمیایی بشدت گرمازا بوجود آمده است ، تشکیل می شود. این نوع جوشکاری بیشتر شبیه به ریخته گری بوده و دور دو قطعه ای که باید به هم جوش داده شوند یک قالب قرار دارد که فلز مذاب ناشی از این واکنش ...

دریافت فایل

جوشکاری ترمیت 93 ص word

جوشکاری ترمیت 93 ص word

فهرست مطالب فصل اول ndash; آشنایی با صنعت مترو فصل دوم ndash; معیار های جوشکاری ترمیت در AREA فصل سوم ndash; جوشکاری جرقه ای در مترو فصل اول ndash; آشنایی با صنعت مترو شرکت راه آهن شهری تهران و حومه (مترو) واحد آموزش و برنامه ریزی laquo;آشنایی با صنعت مترو raquo; laquo;دوران ساخت ...

دریافت فایل

بررسی جوشکاری ترمیت در مترو

بررسی جوشکاری ترمیت در مترو

کلیات جوش ترمیت به صورت ترکیب مناسبی از آلومینیوم و اکسید آهن تعریف می گردد وقتی اکسید آهن و آلومینیم واکنش می دهند. به این واکنش، واکنش ترمیت می گویند. جوش ترمیت وقتی انجام می شود که حرارتی از واکنش ترمیت ایجاد گردد. ماده پر کننده جوش از محصول واکنش آهن و گلوله فولاد (از قبل ...

دریافت فایل

جوشکاری ترمیت

جوشکاری ترمیت

دستورالعمل اجرایی جوشکاری ترمیت از وزرات راه و ترابری ...

دریافت فایل

آموزش ساخت ترمیت اشتعالی

» :: آموزش ساخت ترمیت اشتعالی
آموزش یکی از کم خطر ترین آزمایش های شیمی اشتعال و انفجار

سوختنی با دمای 4000 درجه!

آموزش 0 تا 100 این آزمایش همراه فراهم کردن مواد آزمایش

آزمایشی صنعتی برای جوش ریل راه آهن

خرید و دانلود محصول

1394/06/02

---

ترمیت , ترمیت اشتعالی , آلومینوترمایت

---

لینک محصول

http://kavoshgar.zepo.ir/post/3609