تحقیق در مورد جوشکاری ترمیت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب * فرمت فایل :Word ( قابل ویرایش و آماده پرینت ) تعداد صفحه:33

فهرست:

تعریف جوش ترمیت  

تاریخچه فرایند جوشکاری ترمیت  

فرایند جوشکاری ترمیت  

کنترل دما در جوش ترمیت  

روشهای مختلف جوشکاری ترمیت  

مدل انتقال حرارت در جوشکاری ترمیتی

متالورژی جوش ترمیت

نحوه انجام فرایند جوش ترمیت  

کاربرد های جوش ترمیت  

مزایای جوش ترمیت  

مزایای جوشکاری ریلهای آه

12- معایب ومحدودیتهای جوش ترمیت  

وسایل و تجهیزات مورد نیاز در جوشکاری ترمیت  

حفاظت وایمنی در جوش ترمیت  

انبار کردن پورد ترمیت  

منابع ومراجع  

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 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 دمایc ˚960 و دیگری در دمایc ˚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 دردمایc ˚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.

شکل1: 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 دمایc ˚ 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

جوشکاری ترمیت

فرمت : word

تعداد صفحات : 70

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 در محل قرار داده شده) در ترکیب بدست می آید. وقتی گرما زیاد می شود واکنش در ترکیب ترمیت به دمایی در حدود 2760 درجه سانتیگراد (5000 درجه فارنهایت) می رسد و ماده پر کننده در دمایی حدود 1927 درجه سانتیگراد (3500 درجه فارنهایت) بدست می آید که شروع به پر کردن شکاف میان دو ریل می نماید و دو انتهای ریل را ذوب کرده و بهم جوش می دهد؛ ماده اصلی این واکنش آهن است که در واقع با آلیاژهایی تقویت شده، تا بتواند ماده پر کننده با خاصیت مقاومتی یکسان با ریل ارائه دهد. در تمام پروسه های جوش ترمیت یا جوشهای گرمایی با آلومینیوم واکنش در یک بوفه مجزا یا یک اتاقک واکنش ذوب انجام می شود. وقتی واکنش کامل شد، ماده بدست آمده در جوش سوراخ و اسفنجی مانند است و به صورت دستی و خودبخود ماده ذوب پیش ساخته بصورت مناسبی باید در بین دو انتهای ریل قبلاً قرار بگیرد، تا جوش لب به لب انجام بگیرد. پیش گرما دادن به انتهای دو ریل به طرز مناسب، یکی از قسمتهای مهم جوش ترمیت است که امروزه در پروسه های مختلف جوش ریل قابل دسترسی می باشد. لوازم مجزا برای پیش گرما دادن، موجب استقلال امتحان جوش و راحتی جوش می باشد (که برای بعضی گروههای جوشکاری مرسوم است). در حالیکه در بعضی دیگر از موارد پیش گرمایش، بخش اول آن تمیز کردن ریلها، که این تمیز کاری تمام سطح شکاف اتصال را تا چاهکی که در زیر آن مبنا و BASE جوش ریل است، باید انجام شود. مواد لازم در بند و وسایل برش و سنگ زدن و کهنه ها برای تمام مراحل جوش الزامی هستند.

جوش

حداقل امکانات این نوع جوش:

پاک کردن کامل مواد زائد مثل: گریس – گرد و غبار – کثیفی – روغن و … از محل جوش انطباق دو سر ریل بصورت مناسب شکاف و اتصال باید در دو طرف منطبق بوده و دو سر از نظر افقی و جانبی باید منطبق باشند.ماده مذاب جوش را دقیقاً در محل دوخت و شکاف ریل بکار ببرید.برای جوشهای ترمیت ویژه ای که انحراف نباید داشته باشند از دستورالعمل دقیق کارخانه سازنده ریل تبعیت شود.فرض می شود که ماده خارجی و گرد و غبار در روی سطح کار و در ماده مذاب وجود ندارد و عملیات جوش درست انجام شود و وسایل و تجهیزات و دستورالعملها برای کار جوش ترمیت تهیه شده اند.

موارد زیر حداکثر تجهیزات برای جوش با کیفیت و دارای مسیر خوب و مشخصات لازم برای اتصال جوش را داراست.

دو سر ریل باید با سطحی که چرخ قطار از آن می گذرد (خط پروژه) سازگار و همسان باشد برای بدست آوردن این وضعیت ریلها باید بطور مناسب در یک مسیر قرار گیرند، چه ریل شما در مسیر برش داشته باشد یا اینکه بصورت دو تکه قبلاً برش داده شده باشد باید کاملاً فضای بینشان پر شود.شکاف اتصال ممکن است مشتعل شود یا با اره یا دیسک بریده شود. اگر این شکاف مشتعل شود موارد زیر باید مورد توجه قرار بگیرد (هوابرش).