Thermit Hàn: Quá trình, hoạt động và sử dụng (với sơ đồ)

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Quy trình hàn Thermit 2. Hoạt động của hàn Thermit 3. Ứng dụng và công dụng 4. Ưu điểm 5. Nhược điểm.

Quy trình hàn nhiệt:

Hàn nhiệt là một quá trình hàn hóa học trong đó một phản ứng hóa học tỏa nhiệt được sử dụng để cung cấp năng lượng nhiệt thiết yếu. Phản ứng đó liên quan đến việc đốt cháy Thermit, là hỗn hợp bột nhôm mịn và oxit sắt theo tỷ lệ khoảng 1: 3 tính theo trọng lượng.

Mặc dù nhiệt độ 3000 ° C có thể đạt được là kết quả của phản ứng, việc làm nóng trước hỗn hợp Thermit lên đến khoảng 1300 ° C là điều cần thiết để bắt đầu phản ứng.

Hỗn hợp phản ứng theo phản ứng hóa học:

8 Al + 3 Fe ₃ O ₄ → 9 Fe + 4 Al ₂ O ₃ + nhiệt (3000˚C, 35 kJ / kg hỗn hợp)

Nhôm có ái lực lớn hơn để phản ứng với oxy; nó phản ứng với oxit sắt để giải phóng sắt nguyên chất và xỉ nhôm oxit. Nhôm oxit nổi trên đỉnh hồ kim loại nóng chảy dưới dạng xỉ và sắt nguyên chất (thép) lắng xuống bên dưới, vì sự khác biệt lớn về mật độ.

Hoạt động của hàn nhiệt:

Quá trình hàn Thermit thực chất là quá trình đúc và đúc, trong đó kim loại thu được từ phản ứng Thermit được đổ vào khoang chịu lửa được làm xung quanh khớp.

Các bước khác nhau liên quan đến hàn Thermit là:

1. Hai miếng kim loại được nối được làm sạch đúng cách và cạnh được chuẩn bị.

2. Sau đó, sáp được đổ vào khớp để tạo ra một mẫu sáp nơi mối hàn được lấy.

3. Một hộp đúc được giữ xung quanh khớp và cát chịu lửa được đóng gói cẩn thận xung quanh mẫu sáp như trong Hình 7.40, cung cấp lưu vực đổ, hệ thống phun, và riser và gating cần thiết.

4. Một lỗ mở phía dưới được cung cấp để chạy ra sáp nóng chảy. Sáp được nấu chảy thông qua lỗ mở này cũng được sử dụng để làm nóng trước khớp. Điều này làm cho nó sẵn sàng để hàn.

5. Thermit được trộn trong nồi nấu kim loại được làm bằng vật liệu chịu lửa có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cực cao, được tạo ra trong phản ứng hóa học.

6. Bộ phận đánh lửa (thường là bari peroxide hoặc magiê) được đặt trên đỉnh của hỗn hợp và được thắp sáng bằng một thanh kim loại nóng đỏ hoặc ruy băng magiê.

7. Phản ứng mất khoảng 30 giây và sắt nóng chảy siêu nóng được phép chảy vào khoang khuôn đã chuẩn bị xung quanh bộ phận được hàn.

8. Kim loại nóng chảy siêu nóng chảy hợp nhất kim loại gốc và hóa cứng thành mối hàn đồng nhất mạnh.

9. Mối hàn được làm mát từ từ.

Có các hỗn hợp Thermit khác nhau có sẵn để hàn các kim loại khác nhau, chẳng hạn như đồng và crôm. Họ sử dụng các oxit kim loại khác nhau thay cho oxit sắt. Một số phản ứng hỗn hợp Thermit điển hình với nhiệt độ thu được được đưa ra dưới đây:

3 CuO + 2 Al → 3Cu + Al ₂ O ₃ + Nhiệt (4860 ° C, 275 Kcal)

Cr ₂ O ₃ + 2Al → 2Cr + Al ₂ O ₃ + Nhiệt (3000 ° C, 540 Kcal)

Ứng dụng và công dụng của hàn nhiệt:

Hàn Thermit là một quá trình rất cũ và ngày nay, trong hầu hết các trường hợp, nó được thay thế bằng hàn điện xỉ. Tuy nhiên, quá trình này vẫn được sử dụng.

Một số ứng dụng là:

(i) Hàn Thermit thường được sử dụng để hàn các tấm rất dày và nặng.

(ii) Hàn nhiệt được sử dụng để nối đường sắt, ống và các đoạn thép dày.

(iii) Hàn nhiệt cũng được sử dụng để sửa chữa các vật đúc và bánh răng nặng.

(iv) Hàn nhiệt thích hợp để hàn các phần lớn như đường ray đầu máy, vỏ tàu, v.v.

(v) Hàn nhiệt được sử dụng cho cáp hàn làm bằng đồng.