جوش ترمیت ریل-جوشکاری ترمیت خطوط راه آهن
جوش ترمیت ریل-جوشکاری ترمیت خطوط راه آهن
**جوشکاری های مختلف برای ریل راه آهن؛ کدام مناسب است؟
برای جوشکاری ریل عموما از چهار روش استفاده می شود
1- جوشکاری جرقه ای سربه سر
2- جوشکاری با گازی فشاری
3 – جوشکاری با قوس الکتریکی
در حال حاضر از روش های جوش کاری جرقه ای سر به سر و ترمیت به صورت گسترده و از روش۔ های جوشکاری گازی فشاری و قوس الکتریکی به صورت محدود استفاده می شود.
**جوشکاری ترمیت
جوشکاری ترمیت (Thermite Welding) فرایندی است که در آن، اتصال توسط مذاب حاصل از انجام واکنش شیمیایی
به شدت گرمازا بین اکسید فلزی و پودر یک فلز (معمولاً آلومینیوم) تامین می شود.
در این فرایند دو قطعه ای که قرار است جوش داده شوند در یک قالب قرار می گیرند و فلز مذاب ناشی از واکنش شیمیایی به این قالب هدایت شده
و پس از سرد شدن آن داخل قالب، فلز جوش شکل می گیرد.
واکنش های آلومینوترمیک دسته ای از واکنش های ترمیت هستند که در این نوع جوشکاری استفاده می شوند.
عمده ترین واکنش آلومینوترمیک مورد استفاده در جوشکاری ترمیت، ترکیب Fe2O4 با آلومینیوم است
که انرژی گرمایی زیادی تولید و دمای جوشکاری را به حدود ۳۱۰۰ درجه سانتیگراد می رساند.
محصول این واکنش مذاب آهن و اکسید آلومینیوم است که در اثر اختلاف چگالی از هم جدا و اکسید آلومینیوم به شکل سرباره در روی مذاب فلز قرار می گیرد.
**جوشکاری ریل راه آهن
برای جوشکاری ریل راه آهن در ابتدا ریل ها را تمیز می کنند به طوری که سطح آن صاف و مسطح شود سپس انتهای ریل ها را به هم نصب می کنند.
برای این که جوشکاری ریل راه آهن کاملا مناسب و به درستی انجام گیرد انتهای ریل ها باید به فاصله ۲۵ میلیمتر از یکدیگر قرار گیرند.
در صورتی که جوشکاری دچار ایراد شود قسمت انتهایی ریل ها را به اندازه ۷۵ میلیمتر برش داده می شود
و آن بخشی از ریل که طی فرآیند جوشکاری ایراد پیدا کرده است، یک جوش جدید با ترمیت می زنند.
**در صنعت به دو روش مختلف جوش ترمیت انجام می‌شود:
نوع اول: اتصال دو قطعه با استفاده از فلز ذوب شده به صورت مستقیم انجام می‌شود.
نوع دوم: گرم کردن و رسیدن به درجه دمای آهنگری، با استفاده از فلز ذوب‌شده انجام می‌شود. سپس دو قطعه برای اتصال تحت فشار قرار می‌گیرند.
**از جمله کاربردهای جوشکاری ترمیت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جوش و تعمیر ریل‌های شكسته
- جوش و تعمیر میل لنگ‌های شكسته
- جوش و اتصال میلگردهای تقویت‌كننده بتن در سازه‌های ساختمانی به یکدیگر
- جوش و تعمیر شاسی ماشین‌ها
- جوش كابل‌های ضخیم برق به یكدیگر یا یك هادی دیگر
یکی از کاربردهای معمول جوشکاری ترمیت، جوشکاری خطوط راه‌آهن است که با ترکیب مقداری پودر کربن، منگنز و چند عنصر آلیاژی انجام می‌شود. عناصر آلیاژی، سختی فلز جوش را بالا می‌برند.
مذاب تولید شده در حین واکنش، به سمت محل اتصال ریل‌ها هدایت می‌شود.
مذاب آهن با دمای بسیار بالایی که دارد، لبه دو ریل را ذوب و از این طریق اتصال را انجام می‌دهد.
**مراحل جوشكاري ترمیت
تمیز کردن سطح قطعات از آلودگی و اکسید
ایجاد فاصله مناسب بین قطعات و قرار دادن قالب دور قطعات
آماده کردن قالب(یا به صورت دستی ساخته شده و یا به صورت اشکال خاص در بازار موجود است)
پیش گرم کردن قالب(دو سر ریل)
قراردادن چاشنی
ریختن مواد ترمیت در محفظه احتراق
روشن کردن چاشنی (فشفشه) به منظور احتراق ترمیت
پخت ترمیت و روان شدن مواد به درون قالب
باز کردن قالب پس از سرد شدن مذاب حاصل از واکنش
تمیز کردن و پرداخت کردن سطح قطعات و اتصال
مزيت جوشكاري ترميت نياز نداشتن به سيستم هاي تامين انرژي(ماند مولد برق و…) براي جوشكاري است
و پودر و قالب ها را در هر مكاني(براي مثال در طول ريل راه آهن براي تعمير ريل شكسته) می توان مورد استفاده قرار داد.
از محدودیت هاي این روش مي توان به ناتوان بودن در جوش دادن مقاطع نازك اشاره كرد.
زيرا انرژي جوش زياد بوده و فقط براي مقاطع كلفت مثل جوش و تعمیر ریل های شکسته،
جوش لب به لب لوله های جدار ضخیم، جوش و تعمیر میل لنگ های شکسته، جوش و تعمیر شاسی ماشین ها،
جوش و اتصال قطعات ریخته گری شده که به خاطر طول بلند و بزرگ بودن نمی توانند در یک مرحله قالب گیری و ریخته گری شوند،
برای جوش کابل های ضخیم برق به یکدیگر یا یک هادی دیگر،
برای جوش و اتصال میلگردهای تقویت کننده بتن در سازه های ساختمانی به یکدیگر و غیره کاربرد دارد.
بررسی‌های حین انجام جوش ترمیت
- قبل از جوشکاری، سر ریل‌ها بازدید شوند تا هیچگونه لهیدگی در آنها موجود نباشد. در صورت وجود لهیدگی، سر ریل باید بریده و آماده شود. بعلاوه سر ریل‌ها باید عاری از هرگونه آلودگی از قبیل زنگ زدگی، روغن، گریس و … باشد و کاملاً تمیز شود (به فاصله cm ۱۵ از سر ریل).
- چرو‌ک‌ها (پلیسه‌ها) و زائده‌های موجود بر روی ریل‌ها با سوهان زدن و برس سیمی برداشته شود.
- قالب مناسب انتخاب شود (برای ریل U33 نوع SMW و برای ریل R60 نوع SMW-F). قالب‌ها باید قبل از مصرف مورد تایید دستگاه نظارت قرار گرفته و قابلیت عبور گاز آنها مناسب باشد.
- قبل از جوشکاری در مسیر مستقیم چهار تراورس و در مسیر قوس شش تراورس از طرفین درز جوش باید باز شود.
- برای هر جوش باید دو نفر مشغول به کار شوند. نفر اول شروع به پیش گرم کردن ریل در منطقه داخل قالب کند و نفر دوم مشغول آماده کردن ترمیت و گلدان شود. بطوریکه بعد از پایان پیش گرم کردن، ترمیت در گلدان آماده باشد.
- قسمت‌های اضافی و قالب احاطه کننده آن باید تا سردشدن کامل جوش در جای خود باقی بماند و از خراب کردن آنها خودداری شود. بعد از سردشدن جوش این قطعات به سادگی حذف شده و از بین می‌روند.
- کنترل ظاهری جوش طبق دستورالعمل بطور خلاصه شامل کنترل افتادگی در جوش، داخل یا خار ج بودن جوش، بلند بودن جوش و سایر عیوب ظاهری است که در بخش مربوط به کنترل مشخصات هندسی آورده شده است.
- پس از هر جوشکاری، بالاست زیر تراورس‌هایی که در مجاورت و دو طرف محل جوشکاری قرار گرفته‌اند، باید به محض از بین رفتن گرمای حاصله از جوشکاری مستحکم شود.
****************
اصلی‌ترین مزیت استفاده از این روش جوشکاری تامین انرژی لازم بدون استفاده از انرژی الکتریکی و مولدهای جوشکاری است.
با به‌کار بردن پودر و قالب‌های این عملیات، به راحتی می‌توان در مکان‌های مختلف اقدام به جوشکاری ریل شکسته نمود. همچنین با کمک این روش، عمر ریل‌ها و تجهیزات راه‌آهن افزایش می‌یابند.
