روش جوشکاری ریل اهن جوش ترمیت ریل الکترود جوش ریل
روش جوشکاری ریل اهن جوش ترمیت ریل الکترود جوش ریل
تاریخچه جوشکاری راه آهن
اولین بار روش ترمیت مدرن برای جوشکاری راه آهن در اواسط دهه ۱۸۹۰ توسط شخصی به نام هانس گلدشتمیت انجام شد و بعدها اولین خط ریل راه آهن در کشور آلمان و در سال ۱۸۹۹ جوش زده شد.
در واقع روش ترمیت با اینکه نسبت به روش های جدید معایب بیشتری دارد اما کماکان بعنوان یک روش استاندارد برای جوش دادن ریل راه آهن شناخته می شود.
برای جوشکاری ریل عموما از چهار روش استفاده می شود
1- جوشکاری جرقه ای سربه سر (Flash – butt welding)
2- جوشکاری با گازی فشاری (Gas pressure welding)
3 – جوشکاری با قوس الکتریکی (Enclosed arc welding)
4- جوشکاری ترمیت ( Thermite welding)
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.
انواع ترميت مورد استفاده در صنعت شامل
ترمیت ساده: شامل مخلوط پودر هاي اكسيد آهن و آلومينيوم
ترميت فولاد كم كربن: شامل ترميت ساده به اضافه پودر فولاد كم كربن يا حتي مقداري پودر منگنز
ترميت چدن: شامل ترميت ساده به اضافه مقداري پودر فولاد سيليسيم دار و فولاد كم كربن
ترميت براي جوشكاري ريل ها: شامل تركيبات ترميت ساده به اضافه مقداري پودر كربن، منگنز و عناصر آلياژي ديگر به منظور افزايش سختي فلز جوش در ريل
ترميت براي اتصال كابل هاي برق: شامل پودر هاي اكسيد مس و آلومينيوم
در نوع اول از فلز ذوب شده مستقيما براي اتصال دو قطعه استفاده مي شود.
در نوع دوم از فلز ذوب شده به منظور گرم كردن و به درجه حرارت آهنگري رساندن قطعات استفاده مي شود و سپس با اعمال فشار به قطعات اتصال شكل خواهد گرفت
**روال جوشکاری ریل راه آهن
به طور معمول ، در این روش انتهای ریل ها تمیز می شوند و بصورت مسطح و صاف و درست کنار هم قرار می گیرند.
ریل ها با فاصله 25 میلی متر (1 اینچ) از یکدیگر فاصله می گیرند.
این فاصله بین انتهای ریل ها برای اطمینان از نتیجه خوب جوشکاری در ریختن فولاد مذاب در قالب جوش است.
در صورت خرابی جوش ، می توان انتهای ریل را به اندازه 75 میلی متر (3 اینچ) برش داد ، انتهای ریل ذوب شده و آسیب دیده را برداشته و جوش جدیدی را با قالب مخصوص و شارژ ترمیت بیشتر انجام داد.
قالب شن و ماسه ای سخت دو یا سه تکه ای در اطراف انتهای ریل وصل شده است و از یک مشعل با ظرفیت گرمای مناسب برای پیش گرم کردن انتهای ریل و فضای داخلی قالب استفاده می شود.
مقدار مناسب ترمیت با فلز آلیاژی در یک ظرف سنگین نسوز قرار داده می شود و هنگامی که ریل ها به دمای کافی رسیده اند ،
ترمیت مشتعل شده و واکنش به اتمام می رسد (زمان کافی اجازه می دهد تا هر فلز آلیاژی کاملاً ذوب و مخلوط شود.). سپس به انتهای ظرفی که فلز در آن ذوب شده است ضربه زده می شود.
فولاد مذاب وارد قالب می شود و با انتهای ریل همجوشی می شود و جوش را تشکیل می دهد.
**از این فرایند به طور گسترده در ساخت و تعمیر خطوط راه آهن استفاده می شود. مراحل جوشکاری ترمیت در اتصال ریل ها عبارتند از:
- آماده سازی سطحی
- هم راستا کردن سطوح اتصال
- قرار دادن قالب جوشکاری ترمیت در اطراف اتصال
- پیش گرمایش قالب و ریل در محل اتصال
- شارژ بوته بالای ناحیه اتصال از پودر و فعال کننده ترمیت
- انجام واکنش آلومینوترمیک با فعال کردن آن به کمک آتش، جرقه و نظایر آن
- پر شدن ناحیه اتصال از مذاب
- انجماد جوش
- جدا کردن سرباره و باز کردن گیره قالب
- شکستن قسمت فوقانی قالب، برش فلز اضافی و گرده جوش
- سنگ زنی و پرداخت کاری نهایی سطح جوش
