Spawanie termiczne: proces, działanie i zastosowania (z diagramem)
Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. procesie spawania metodą termiczną 2. pracy spawania metodą termiczną 3. aplikacji i użytkowania 4. zalety 5. wad.
Proces spawania metodą termiczną:
Spawanie termiczne jest procesem spawania chemicznego, w którym do dostarczania niezbędnej energii cieplnej wykorzystywana jest egzotermiczna reakcja chemiczna. Ta reakcja obejmuje spalanie Thermit, który jest mieszaniną drobnego sproszkowanego aluminium i tlenku żelaza w stosunku około 1: 3 wagowo.
Chociaż w wyniku reakcji można uzyskać temperaturę 3000 ° C, konieczne jest wstępne ogrzewanie mieszaniny Thermit do około 1300 ° C w celu rozpoczęcia reakcji.
Mieszanina reaguje zgodnie z reakcją chemiczną:
8 Al + 3 Fe 3 O 4 → 9 Fe + 4 Al 2 O 3 + ciepło (3000 ° C, 35 kJ / kg mieszaniny)
Aluminium ma większe powinowactwo do reakcji z tlenem; reaguje z tlenkiem żelaza w celu uwolnienia czystego żelaza i żużla z tlenku glinu. Tlenek glinu unosi się na powierzchni roztopionego metalu w postaci żużla i czystego żelaza (stali) osadzonego poniżej, z powodu dużej różnicy gęstości.
Działanie zgrzewania termicznego:
Proces zgrzewania termicznego jest zasadniczo procesem odlewniczym i odlewniczym, w którym metal otrzymany w reakcji Thermit wlewa się do komory ogniotrwałej wykonanej wokół złącza.
Różne etapy związane ze spawaniem Thermit to:
1. Dwa metalowe elementy do połączenia są odpowiednio oczyszczone i przygotowana krawędź.
2. Następnie wosk wlewa się do złącza tak, aby powstał wzór woskowy, w którym ma być otrzymany spaw.
3. Pojemnik formujący jest utrzymywany wokół złącza, a piasek ogniotrwały jest pakowany ostrożnie wokół wzoru wosku, jak pokazano na rys. 7.40, zapewniając niezbędny basen do nalewania, wlew i system podnośnikowy i bramowy.
4. Otwór dolny służy do spływania stopionego wosku. Wosk jest topiony przez ten otwór, który jest również używany do wstępnego podgrzewania złącza. Dzięki temu jest gotowy do spawania.
5. Thermit jest mieszany w tyglu, który jest wykonany z materiału ogniotrwałego, który może wytrzymać ekstremalnie wysokie ciepło i ciśnienie, wytwarzane podczas reakcji chemicznej.
6. Zapalnik (zwykle nadtlenek baru lub magnez) umieszcza się na wierzchu mieszaniny i jest zapalany czerwonym gorącym metalowym prętem lub wstążką magnezową.
7. Reakcja trwa około 30 sekund, a wysoce przegrzane roztopione żelazo może wpłynąć do przygotowanej jamy formy wokół spawanej części.
8. Rozgrzany roztopiony metal łączy metal macierzysty i zestala się w mocną jednorodną spoinę.
9. Złącze spawane wolno wolno schładza.
Istnieją różne mieszanki Thermit dostępne do spawania różnych metali, takich jak miedź i chrom. Używają różnych tlenków metali zamiast tlenku żelaza. Poniżej przedstawiono niektóre typowe reakcje mieszanin Thermit z ich temperaturą:
3 CuO + 2 Al → 3Cu + Al 2 O 3 + Ciepło (4860 ° C, 275 Kcal)
Cr 2 O 3 + 2Al → 2Cr + Al 2 O 3 + Ciepło (3000 ° C, 540 Kcal)
Zastosowanie i zastosowania zgrzewania termicznego:
Spawanie termiczne jest bardzo starym procesem, a obecnie na dzień, w większości przypadków, jest zastępowane przez spawanie elektro-żużlem. Jednak proces ten jest nadal w użyciu.
Niektóre aplikacje to:
(i) Spawanie termiczne jest tradycyjnie stosowane do spawania bardzo grubych i ciężkich płyt.
(ii) Spawanie termiczne stosuje się do łączenia dróg szynowych, rur i grubych profili stalowych.
(iii) Spawanie termiczne stosuje się również w naprawie ciężkich odlewów i kół zębatych.
(iv) Zgrzewanie termiczne nadaje się do spawania dużych części, takich jak szyny lokomotyw, kadłuby statków itp.
(v) Spawanie termiczne stosuje się do spawania kabli wykonanych z miedzi.
Zalety zgrzewania termicznego:
1. Spawanie termiczne jest prostym i szybkim procesem łączenia podobnych lub różnych metali.
2. Ten proces jest tani, ponieważ nie jest wymagany kosztowny zasilacz.
3. Ten proces może być używany w miejscach, gdzie zasilanie nie jest dostępne.
Wady spawania metodą termiczną:
1. Spawanie termiczne stosuje się głównie w przypadku części z metali ciężkich ciężkich sekcji.
2. Nieekonomiczne jest spawanie tanich metali i części lekkich.
