Thermit Welding: processo, operazione e usi (con diagramma)
Dopo aver letto questo articolo imparerai a conoscere: - 1. Processo di Thermit Welding 2. Funzionamento di Thermit Welding 3. Applicazione e usi 4. Vantaggi 5. Svantaggi.
Processo di saldatura a pressione:
La saldatura a pressione è un processo di saldatura chimica in cui viene utilizzata una reazione chimica esotermica per fornire l'energia termica essenziale. Quella reazione implica la combustione di Thermit, che è una miscela di polvere di alluminio fine e ossido di ferro nel rapporto di circa 1: 3 in peso.
Sebbene si possa raggiungere una temperatura di 3000 ° C come risultato della reazione, è essenziale preriscaldare la miscela Thermit fino a circa 1300 ° C per iniziare la reazione.
La miscela reagisce secondo la reazione chimica:
8 Al + 3 Fe 3 O 4 → 9 Fe + 4 Al 2 O 3 + calore (3000 ° C, 35 kJ / kg di miscela)
L'alluminio ha una maggiore affinità a reagire con l'ossigeno; reagisce con l'ossido di ferro per liberare ferro puro e scorie di ossido di alluminio. L'ossido di alluminio galleggia sopra la piscina di metallo fuso sotto forma di scorie e ferro puro (acciaio) depositati sotto, a causa della grande differenza di densità.
Funzionamento di Thermit Welding:
Il processo di saldatura Thermit è essenzialmente un processo di fusione e fonderia, in cui il metallo ottenuto dalla reazione Thermit viene versato nella cavità refrattaria realizzata attorno al giunto.
I vari passaggi coinvolti nella saldatura Thermit sono:
1. I due pezzi di metallo da unire vengono adeguatamente puliti e il bordo viene preparato.
2. Quindi la cera viene versata nel giunto in modo che si formi un modello di cera dove si desidera ottenere la saldatura.
3. Una scatola di stampaggio viene mantenuta attorno al giunto e la sabbia refrattaria viene imballata accuratamente attorno al modello di cera come mostrato nella Fig. 7.40, fornendo il bacino di colata, il canale di colata e il sistema di risalita e di gating necessari.
4. Viene fornita un'apertura inferiore per eliminare la cera fusa. La cera viene sciolta attraverso questa apertura che viene anche utilizzata per preriscaldare l'articolazione. Questo lo rende pronto per la saldatura.
5. Il Thermit è mescolato in un crogiolo che è fatto di materiale refrattario in grado di sopportare il calore e la pressione estremamente elevati, prodotti durante la reazione chimica.
6. L'accenditore (normalmente il perossido di bario o il magnesio) è posto sopra la miscela ed è illuminato con una barra di metallo rosso o un nastro di magnesio.
7. La reazione dura circa 30 secondi e il ferro fuso altamente surriscaldato viene lasciato fluire nella cavità dello stampo preparato attorno alla parte da saldare.
8. Il metallo fuso surriscaldato fonde il metallo genitore e si solidifica in una forte saldatura omogenea.
9. Il giunto di saldatura è lasciato raffreddare lentamente.
Esistono diverse miscele Thermit per la saldatura di metalli diversi, come rame e cromo. Usano diversi ossidi di metallo al posto dell'ossido ferroso. Di seguito sono riportate alcune reazioni tipiche della miscela di Thermit con la loro temperatura ottenuta:
3 CuO + 2 Al → 3Cu + Al 2 O 3 + Calore (4860 ° C, 275 Kcal)
Cr 2 O 3 + 2Al → 2Cr + Al 2 O 3 + Calore (3000 ° C, 540 Kcal)
Applicazione e usi di Thermit Welding:
La saldatura a caldo è un processo molto vecchio e oggi, nella maggior parte dei casi, è sostituito dalla saldatura elettro-scoria. Tuttavia, questo processo è ancora in uso.
Alcune applicazioni sono:
(i) La saldatura di Thermit è tradizionalmente utilizzata per la saldatura di lastre molto spesse e pesanti.
(ii) La saldatura di Thermit viene utilizzata per unire strade, tubi e profilati d'acciaio.
(iii) La saldatura a calore viene anche utilizzata per riparare getti e ingranaggi pesanti.
(iv) La saldatura Thermit è adatta per saldare sezioni di grandi dimensioni come rotaie di locomotive, scafi di navi, ecc.
(v) La saldatura Thermit viene utilizzata per cavi di saldatura in rame.
Vantaggi di Thermit Welding:
1. La saldatura a prova è un processo semplice e veloce per unire metalli simili o dissimili.
2. Questo processo è economico, in quanto non è richiesto alcun alimentatore costoso.
3. Questo processo può essere utilizzato nei luoghi in cui l'alimentazione non è disponibile.
Svantaggi di Thermit Welding:
1. La saldatura Thermit è essenzialmente utilizzata per le parti in metallo ferroso di sezioni pesanti.
2. È antieconomico per la saldatura di metalli economici e parti leggere.
