تحقیق فرایند جوشکاری ترمیت

تحقیق دانلودی فرایند جوشکاری ترمیت

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 و فلز مایع که از واکنش اکسید فلز و Al بدست آمده است بعنوان فلز پر کننده عمل می کند.این پروسه جزء پروسه های Thermochemical Welding می باشد و در گروه Minor Welding Process که دارای استفاده های خاص وموردی می باشند قرار می گیرد.

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.

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 واکنشc˚ 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 Fe2O3و Al2O3 می باشد که بصورت زیر نوشته می شود:

9Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 6 Fe2O3 + 6FeO

درمرحله بعدی که در دمای c ˚1060 انجام میشود، Fe،FeAl2O4 و Al2O3 بصورت زیر بوجود می آید:

Fe2O3 + 2Al = Al2O3+ 2Fe

3Fe2O3 + 2Al = 5FeO + FeAl2O4

دو مرحله واکنش از نتایج آزمایشات DTA استنیاط می شود که در شکل 1 ارائه شده است. عمده ترین کاربرد فرایند ترمیت در جوشکاری ریلهاست که در سراسر جهان برای جوشکاری ریل و ایجاد خطوط مداوم استفاده می شود بطوریکه این فرایند از سال 1906 میلادی برای اتصال ریلها برای ایجاد خطوط طویل و یا تعمیرات آنها استفاده می شده است. در ابتدا از واکنش ترمیت فقط برای گرم کردن دو سر ریل استفاده می شد و آن را به دمای مناسب برای تغییر شکل گرم می رساند.

نتایج آزمایشات DTA

و سپس با اعمال فشار اتصال ناقصی ایجاد می شد. بدین ترتیب که مذاب حاصل از واکنش ترمیت داخل قالبی که در دو سر ریل نصب شده ریخته می شد و دو سر ریل را گرم می کرد. در سال 1920 میلادی، اصلاحات زیادی در رابطه با فرایند جوشکاری ترمیت انجام شد و بعنوان نمونه دو سر ریل قبل از ریختن مذاب تا دمای c˚900 با مخلوط هوا و بنزین گرم می شد. از دیگر کاربردهای جوشکاری ترمیت می توان به اتصالات فولاد به مس، مس به مس، تعمیر عیوب قطعات ریختگی سنگین، جوشکاری آرماتورهای مورد استفاده در سازه ها و اتصال کنداکتورهای با پایه مس اشاره کرد.

در سال 1938 از گاز پروپان برای پیشگرم کردن استفاده شد و در سال 1939 به این گاز اکسیژن نیز اضافه شد. در همان سال جوشکاری پرسی جای خود را به فرایند جوشکاری ترمیت که امروزه استفاده می شود داد.

سایر واکنشهای آلومینوترمیکی به همراه گرمای آزاد شده در آنها وماکزیمم دمای واکنش بصورت زیر می باشد:

...

فهرست مطالب تحقیق دانلودی

تعریف جوش ترمیت

تاریخچه فرایند جوشکاری ترمیت

فرایند جوشکاری ترمیت

کنترل دما در جوش ترمیت

روشهای مختلف جوشکاری ترمیت

جوشکاری ترمیت فشاری

لحیم کاری ترمیتی

جوشکاری ترمیت ذوبی

مدل انتقال حرارت در جوشکاری ترمیتی

متالورژی جوش ترمیت

نحوه انجام فرایند جوش ترمیت

عملیات مقدماتی

علمیات ریخته گری

عملیات پایانی

کاربرد های جوش ترمیت

مزایای جوش ترمیت

مزایای جوشکاری ریلهای آهن به یکدیگروساختن ریلهای طویل

معایب ومحدودیتهای جوش ترمیت

وسایل و تجهیزات مورد نیاز در جوشکاری ترمیت

بوته

تهگلدان

قالبها و مدلهای ریخته گری

فشفشه

مشعل پیش گرم سازی

دستگاه برش هیدرولیک

دستگاه سنگ زنی

حفاظت و ایمنی در جوش ترمیت

انبار کردن پورد ترمیت

منابع و مراجع