جوشکاری ترمیت فرآیندی است که از ترکیب اکسید آهن و پودر آلومینیوم برای ایجاد گرمای شدید و موضعی استفاده می‌کند. نحوه کار فرآیند جوشکاری ترمیت توسط ادوارد جی آچسون در سال ۱۹۱۹ به ثبت رسید.

جوشکاری ترمیت چیست

جوشکاری ترمیت فرآیند اتصال فلزات به یکدیگر با استفاده از واکنش ترمیت است. ترمیت قطعات فلزی را تا دمای بسیار بالایی گرم می‌کند و بعد آنها به هم فشرده می‌شوند تا یک حوضچه مذاب ایجاد کنند که بعدا سخت می‌شود.

جوشکاری ترمیت نوعی اتصال مبتنی بر اصطکاک است که بدون استفاده از شار انجام می‌شود. این فرآیند همچنین نیازی به تمیز کردن یا آماده سازی سطوح قبلی ندارد، به این معنی که تکنیکی ساده و سریع است و در مقایسه با سایر تکنیک‌های اتصال فلز مثل لحیم کاری زمان زیادی را نمی‌گیرد.

برای جوشکاری ترمیت چه تجهیزاتی لازم است

تجهیزات جوشکاری ترمیت شامل شارژ ترمیت است که از اکسید آهن و پودر آلومینیوم تشکیل می‌شود. آلومینیوم در یک کاغذ محافظ یا پوسته فلزی برای جلوگیری از اکسید شدن محصور شده و قطعات فلزی که باید به هم متصل شوند، معمولاً قبل از شروع فرآیند گرم می‌شوند. به طور خاص‌تر، کار جوشکاری ترمیت شامل حرارت دادن هر دو سطح به اندازه کافی برای انجام واکنش است.

نمونه‌ای از نحوه استفاده از جوش ترمیت

جوش ترمیت اغلب در صنعت امروزه زمانی که نیاز به حجم زیادی از جوش‌های جامد و قابل اعتماد وجود دارد استفاده می‌شود. همچنین معمولاً به عنوان جایگزینی برای انواع دیگر روش‌های جوشکاری، مثل جوشکاری قوس الکتریکی، جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) و جوشکاری قوس فلزی گازی یا میگ (MIG) بکار می‌رود.

جوشکاری ترمیت همچنین می‌تواند بر روی مواد نازک استفاده شود چون فرآیند قابل کنترل‌تری ارائه می‌دهد. این فرآیند به ویژه موقع اتصال قطعات با اندازه‌های مختلف یا وقتی نیاز به تلرانس‌های خیلی نزدیک برای محصول نهایی مفید است، بکار می‌رود.

نحوه عملکرد جوش ترمیت

واکنش ترمیت اکسیداسیون پودرهای فلزی با استفاده از یک واکنش موضعی و گرمازاست که حرارت کافی برای ذوب فلزات در سطح مشترک و تشکیل جوش ایجاد می‌کند.

اولین مرحله در واکنش ترمیت مخلوط کردن دو ماده اکسید فلز و اکسید آهن (III) است که مخلوط‌شان بدون نیاز به جرقه یا شعله گرما تولید می‌کند.

جوشکاری ترمیت با مخلوط کردن پودر آلومینیوم با نوع دیگری از سوخت فلزی مثل نوار منیزیم یا گرد ِروی عمل می‌کند. به این ترتیب که مقدار کمی آب به مخلوط اضافه و سپس با شعله کوچکی مشتعل می‌شود. وقتی آلومینیوم گرم شود به شدت واکنش نشان می‌دهد و حرارت کافی برای ذوب هر فلزی در مجاورت خود تولید می‌کند.

این واکنش تا زمانی ادامه می‌یابد که تمام سوخت فلزی مصرف شود یا تمام پودر آلومینیوم بسوزد.

دو نوع واکنش ترمیت وجود دارد که می‌شود از آنها برای جوشکاری فلزات استفاده کرد. اولین مورد، جوشکاری بدون گاز است که از منیزیم بعنوان سوخت و از پودر آلومینیوم یا روی بعنوان اکسید فلز استفاده می‌کند. این نوع واکنش برای حفظ خود به هوا یا اکسیژن نیاز ندارد.

نوع دوم جوشکاری ترمیت شکل سنتی‌تری به نام جوش مشتعل است که در آن مقدار کمی هوا یا اکسیژن با سوخت فلز و اکسید آلومینیوم مخلوط می‌شود.

چرا باید از جوش ترمیت استفاده کرد؟

جوشکاری ترمیت یک تکنیک ساده و سریع است که زمان زیادی نمی‌گیرد. در مقایسه با سایر روش‌های جوشکاری فلز، ترمیت فرآیند ساده‌تری است که به هیچ وجه نیازی به آماده‌سازی سطوح ندارد.

چون جوش ترمیت نوعی اتصال مبتنی بر اصطکاک و بی‌نیاز از هر گونه شار است، خیلی آسان انجام می‌گیرد. جوشکاری ترمیت به هوا یا اکسیژن هم نیازی ندارد چون پودر آلومینیوم با شعله کوچکی می‌سوزد که یک تکنیک سازگار با محیط زیست است.

می‌بینید که به دلایل مختلف جوش ترمیت یک انتخاب عالی برای اتصال فلز است!

چه کسانی نباید با جوشکاری ترمیت خود را به زحمت بیندازند!

جوش ترمیت نباید توسط افرادی که از کار با آن اطمینان ندارند، انجام شود. همچنین اگر از هر نوع فلز تصفیه نشده استفاده می‌کنید، مثلا زائدات آلومینیوم یا فلزات بازیافتی، نباید جوشکاری ترمیت را امتحان کنید. جوشکاری ترمیت همچنین برای لوله‌های توخالی یا موادی که نمی‌توانند در طول فرآیند به طور کامل با فلز مذاب پوشش داده شوند، غیرایمن است.

آیا جوشکاری ترمیت ایمن است؟

ایمنی جوش ترمیت به نحوه استفاده از آن بستگی دارد و در واقع اگر با مراقبت مناسب انجام شود یک فرآیند ایمن در نظر گرفته می‌شود. کسی که آموزش و تجربه‌ لازم برای استفاده از چنین فرآیندی ندارد نباید تلاش کند.

منبع: Welding Headquarters

ویدیو: کاربرد جوشکاری ترمیت در صنعت راه آهن