پروژه بررسی جوشکاری ترمیت

تعريف جوش ترميت (ASTM):

نوعي جوش ذوبي مي باشد كه در آن اتصال دو فلز به همديگر بعد از گرم شدن بوسيله فلزي با دماي بالا كه واكنشي آلومينوترميك راپشت سر گذاشته انجام مي شود وفلز مايع كه از واكنش اكسيد فلز وAl بدست آمده است بعنوان فلز پر كننده عمل مي كند.اين پروسه جزء پروسه هایThermochemical Welding  می باشدو در گروه Minor Welding Process که دارای استفاده های خاص وموردی می باشند قرار می گيرد.

تاريخچه فرايند جوشكاري ترميت:

يكصد و بيست سال پيش ۱۸۹۸ پروفسور دكتر هانس گلداشميت در شهر اسن آلمان موفق به استخراج فلزات سخت از اكسيد آنها بر پايه واكنش احياي اكسيد توسط يك احيا كننده مناسب شد.

اين روش در سال ۱۹۲۰ در جوش ريل تراموا در آمريکا بکار گرفته شد البته در بعضی منابع بکارگيری زودتر اين روش در آلمان اشاره شده است. در سال ۱۹۳۳ از جوش ترميت برای گسترش ريلهای طويل استفاده شد و استفاده از اين جوش در مصارف الکتريکی از سال ۱۹۳۸ آغاز شده است.پيشرفتهای اين روش در طی جوشکاری ريلها در بخش بعدی آورده شده است.

فرايند جوشكاري ترميت:

اكسيدهايي كه توسط آلومينيوم احيا مي شوند واكنش احيا به واكنش آلومينوترمي معروف بوده و اين واكنش اساس فرايند جوشكاري ترميت مي باشد. واكنش آلومينوترميك مربوط به احياي آهن بصورت زير نوشته مي شود:

Fe¬¬۲O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe + 760KJ at 2450°c

۱Kg (thermite) = 524g(Fe) + 427g(Al2O3) + 181500 cal

در اين فرايند واكنش بين اكسيد آهن و آلومينيوم رخ داده و در نهايت مذاب آهن و اكسيد آلومينيوم

توليد مي شود. دماي واكنشc  ˚ ۲۸۰۰ – c  ˚ ۲۴۰۰ مي باشد. مطالعات انجام شده روي مكانيسم واكنش آلومينيوم با اكسيد آهن، نشان داده است كه اين واكنش در دو مرحله يكي در دمايc  ˚۹۶۰ و ديگري در دمايc ˚۱۰۶۰ انجام مي شود. در دماي c  ˚۹۶۰ محصولات واكنش Fe2O3  و Al2O3 مي باشد كه بصورت زير نوشته مي شود:

۹Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 6 Fe2O3 + 6FeO

درمرحله بعدي كه دردمايc ˚۱۰۶۰ انجام ميشود، Fe،FeAl2O4 و Al2O3 بصورت زير بوجود مي آيد:

Fe2O3 + 2Al = Al2O3  + ۲Fe

۳Fe2O3 + 2Al = 5FeO + FeAl2O4

دو مرحله واكنش از نتايج آزمايشات DTA استنياط مي شود كه در شكل ۱ ارائه شده است. عمده ترين كاربرد فرايند ترميت در جوشكاري ريلهاست كه در سراسر جهان براي جوشكاري ريل و ايجاد خطوط مداوم استفاده مي شود بطوريكه اين فرايند از سال ۱۹۰۶ ميلادي براي اتصال ريلها براي ايجاد خطوط طويل و يا تعميرات آنها استفاده مي شده است. در ابتدا از واكنش ترميت فقط براي گرم كردن دو سر ريل استفاده مي شد و آن را به دماي مناسب براي تغيير شكل گرم مي رساند.