شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
Untitled

جوشکاری ترمیت

جوشکاری ترمیت

ارسالی از :         حمید محمدی      احمد برازنده

 

تاریخچه جوشکاری ترمیت

حدودا یکصد و بیست سال پیش پروفسور دکتر هانس گلداشمیت در شهر اسن آلمان موفق به استخراج فلزات سخت از اکسید آنها شد ، این روش از آن به بعد به پروسه گداشمیت یا ترمیت معروف و اساس جوشکاری ترمیت شد.

در این پروسه فعل و انفعالات بین اکسید آهن و پودر آلومینیوم باعث ایجاد آهن مذاب و اکسید آلومینیوم شده ودرجه حرارت به حدود ۲۴۵۰ C 0 می رسد.

آهن مذاب در حالیکه به فولاد – ترمیت با کیفیت بالا تبدیل می شود تصفیه شده و در بخش تحتانی بوته جمع می شود. سرباره های آلومینیوترمیت به دلیل وزن کم روی فولاد مذاب ترمیت شناور باقی می مانند.

در اولین جوشکاری ترمیتی که حدود سالهای ۱۹۰۰ میلادی انجام شدند ترمیت فقط گرمای مورد نیاز را تولیدمی کرد و دو سریل در یک قالب ساخته شده از ماسه آلومینیوم دار تمیزکاری و پرسکاری شده قرار گرفته و بایک بوته دستی مذاب داخل قالب ریخته می شد مذاب ریخته شده اطراف دو سریل را گرفته و آنها را به درجه حرارت لازم برای جوشکاری می رساند . سپس به یکدیگر فشرده می شدند ، بدینوسیله یک جوشکاری ناقص انجام می شد.

در حدود سال ۱۹۲۰ اصلاحات زیادی در رابطه با جوشکاری ترمیت صورت گرفت ، به عنوان نمونه دو سریل به وسیله مخلوطی از بخار بنزین و هوا تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده شده و پیش گرم می شد.فرآیندهای جوشکار ی که تاکنون برشمرده شد ، فقط برای جوشکاری ریلهای معمولی قابل استفاده بودند ریلهای مقاوم در برابر سایش هنوز هم غیرقابل جوشکاری بودند ، در سال ۱۹۳۵ بود که مشکلات جوشکاری این نوع ریلها بوسیله جوشکاری به روش ترکیبی برطرف شد.

جوشکاری فشاری (پرسی ) به دلیل صرف وقت ، نیروی کار و وسایل زیاد روش نامطلوبی بود از این رو از سال۱۹۳۹ این روش جوشکاری رفته رفته جای خود را به روشهای ترمیت که روز به روز متحولتر و پیشرفته تر می شد واگذار گردید در این روش ، شیار در زریل توسط قالب مخصوص احاطه و پس از پیش گرم سازی ورسیدن آن به دمای موردنظر مذاب از سوراخی که در ته بوته مخروطی شکل تعبیه شده به داخل محل موردنظر جاری می گردد.فولاد مذاب باعث ذوب و حل شدن بخشهایی از لبه های عرضی ریل شده و این ترکیب بدست آمده ا ز فولاد –ترمیت و فولاد ذوب شده ریل فضای خالی درزیل را پر می کند۵.

مزایای خط جوشکاری شده و جنبه های اقتصادی آن

۱۵ – ۱درصد در هزینه های بزرگ تعمیرات اساسی خط بوسیله حذف تعداد زیادی از اتصالی ها  صرفه جویی ۱۰و آلات اتصال فرعی.

۲ – صرفه جویی در هزینه نگهداری خط که در مقایسه با یک خط جوشکاری نشده درصد زیادی کاهش دارد.

۳ – اضافه شدن عمر ریلها و وسائل نقلیه راه آهن

۴ -در یک خط جوشکاری شده مصرف سوخت اساسا کاهش یافته و نیازی به لکوموتیوهای قدرت بالا نمیباشد.

۵ -تقلیل حرکتهای ارتعاشی روی خط جوشکاری شده باعث کاهش سروصدا و فراهم آوردن یک حرکت روان می شود که باعث راحتی مسافران است.

۶ -تنش ها روی تراورسها و زیرسازی به طور عمده کاهش مییابد.

۷ -امکان رسیدن به سرعتهای بالاتر در خطوط جوشکاری شده میسر است.

۸ -با توجه به اینکه اغلب شکستگی های ریل در انتهای ریلها و در حوالی سوراخ ریل و وصله ریل است لذا باعمل جوشکاری موضوع شکستگی ریل نیز کاهش می یابد.

۹ -از ریلهای آسیب دیده بعد از کوتاه کردن قسمت صدمه دیده و جوشکاری مناسب می توان سالهای زیادی بهره برداری کرد.

  

روشهای مختلف جوشکاری ترمیت

اصولأ فن جوشکاری درز ریل همواره در حال پیشرفت می باشد و این شیوه جوشکاری با توجه به عوامل مختلفی چون ، سرعت عمل ، مدت زمان لازم برای اجرا ، شکل ظاهری مقطع جوش ، با حرارت یا بدون حرارت( حرارت مختصر) ، گرمکن ، یا سرگازها با با گازها و سوختهای مختلف از قبیل بنزین ، اکسیژن  استیلن و اکسیژن پروان تقسیم بندی و نامگذاری گردیده است .

و جوشکاری LSV ، SKV ،SOV ، SOW ، SMW-F ، SMW: روشهای مختلف ی برای جوشکاری ترمیت وجود دارند از جمله تاج ریل.که این نامگذاری ها مربوط به کشور آلمان می باشد.

مزایای هر یک از آنها با توجه به سیستم بهره برداری موجود می تواند مورد بررسی و انتخاب قرار گیرد.

لذا با توجه به اینکه روش SMW –F سالهای متمادی در راه آهن جمهوری اسلامی ایران مورد استفاده قرار گرفته و علم و تجربه لازم تواما موجود می باشد جهت معرفی بیشتر انتخاب گردیده است

  

نکات ایمنی جوشکاری:

هنگام جوشکاری ترمیت قوانین ایمنی مربوط به کار باید رعایت گردد.

به نکات زیر توجه شود:

۱ -فشفشه ها بصورت جداگانه از پودر ترمیت ذخیره گردد. هرگز آنها را در جیب لباستان نگهداری نکنید!

۲ -پودر ترمیت، گلدانها و قالبها را در برابر رطوبت حفظ نمائید . هرگز اجازه ندهید تا پودر ترمیت در حال واکنش یا محصولات گرم واکنش، با آب تماس داشته باشد. در صورت بروز حادثه(آتش سوزی )هرگز از آب جهت خاموش کردن آتش استفاده نشود و از ماسه خشک بدین منظور استفاده شود.

۳ -در طی انجام واکنش ترمیت، ضمن رعایت فاصله ایمنی، از لباس و عینک ایمنی استفاده کنید.

۴ -کفه سرباره داغ باید همواره در یک محل مناسب روی زمین خشک و غیر قابل اشتعال قرار داده شود.

۵ -از عدم نشت تجهیزات گازی و محکم بودن مهره اتصالی مشعل اطمینان حاصل کنید . قبل از افروختن مشعل ابتدا شیر اکسیژن و سپس شیر گاز را باز کنید و هنگام خاموش کردن مشعل ابتدا شیر گاز و سپس شیر اکسیژن را ببندید . در صورت برگشت شعله که با صدای تیزی جلب توجه می کند به سرعت شیر اکسیژن و سپس شیرگاز را ببندید.

۶ -در هنگام سنگ زدن از عینک ایمنی استفاده کنید . هرگز از ابزار آلات سنگ زنی بدون وسایل ایمنی استفاده نشود. ضمناً محیط اطراف از جرقه های سنگ زنی محافظت گردد.

 

گرید ریلها:

قبل از شروع جوشکاری و برش شعله ، حداقل استحکام کششی و کیفیت ریل را را روی علامتی که بر روی جان ریل حک شده مطابق الگوهای مشخص با نوع پودر ترمیت تطبیق نمایند.

(مطابق استاندارد  UIC-860)

 

استحکام کششی N/mm²)) علامت حک شده           گرید
            ۶۸۰-۸۳۰                ۷۰۰
 ۸۸۰-۱۰۳۰   ۹۰۰A
۸۸۰-۱۰۳۰   ۹۰۰B
=۱۰۸۰   ۱۱۰۰
  HH          سختی بالا

 

 وصله های مناسب جوش

 با توجه به حداکثر سرعت مجازعبوری از خط لازم است تکه های ریل جهت ترمیم شکستگی ریل با طولهای زیرمورد استفاده قرار گیرند:

در خطوط اصلی با سرعت تردد بالاتر از ۸۰ کیلومتر بر ساعت طول تکه ریل حداقل ۱۰ متر

۵۰ کیلومتر بر ساعت طول تکه ریل حداقل ۶ متر – در خطوط اصلی با سرعت تردد بین ۸۰

در بقیه خطوط طول تکه ریل حداقل ۳ متر)خطوط فرعی(

جوشهای جدید باید در فاصله معینی از هر جوش ترمیت و یا جوش سر به سر جرقه ای )ماشینی( که در خط موجود است ایجاد گردند.

در سوزنها و سوزنهای اتصالی ممکن است تکه کوتاهتری قرار بگیرد.

 

 مواد جوش

مواد جوش زیر باید در جای خشک و به اندازه کافی و به نسبت حجم عملیات ماهیانه درمحل کارگاه ذخیره گردد:

– کیسه های حاوی پودر جوشکاری ترمیت

– قالبهایی برای پروفیلهای مختلف ریل و اتصال مختلط)در صورت نیاز(

– ماسه آب بندی جهت آب بندی کردن قالبها

– فشفشه

– گلدان نسوز و آستر گلدان

ATS-ER – ته گلدان اتوماتیک

– گاز پروپان

– گاز اکسیژن

 Untitled

 پودر ترمیت :

ترمیت مخلوطی پودر مانند و گرمازا می باشد که از اکسید عنصر پایه جوش و پودر آلومیینوم تشکیل شده وبرای ترمیم یا جوشکاری دو قطعه به یکدیگر بکار می رود.

ترمیت بوسیله یک فشفه مخصوص حرارت داده می شود تا آلومینیوم و اکسید آهن طبق یک واکنش گرمازا وطبق فرمول زیر به اکسید آلومینیوم و آهن خالص تبدیل شود.

Fe203+2Al → Al203+2Fe + 76Kj (2450 0C )

۱Kg → ~ (۲۱ KgAl203+21 kg Fe + 3550 Kj)ترمیت

آهنی که از این طریق بدست می آید چنان نرم است که عملا نمی توان از آن به عنوان فولاد جوشکاری ریل استفاده کرد . برای سخت کردن ، بالا بردن کیفیت و کاهش درجه حرارت آن در حین عملیات از فروآلیاژهاعناصر آلیاژی و پودر قراضه آهن استفاده می شود.

انواع مختلف و متداول ترمیت تابع جنس دو قطعه ای است که قرار است به هم جوش داده شود در عین حال یک اتصال از جنس ثابت ممکن است با دو یا چند روش جوشکاری شود.

با انتخاب مقدار و میزان افزودنی های فوق می توان مقاومت کششی و مقاومت به سایش فولاد ترمیت را با توجه به کیفیت متفاوت ریلها تنظیم نمود.

ترمیت به کار رفته بسته به جنس قطعه کار دارای آلیاژهای مختلف می باشد و به دلیل فوق گداز بالای حاصل ازواکنش شیمیایی بین فلز و اکسید فلز دیگر ، سطح قطعه کار ذوب شده و پس از ترکیب با مذاب حاصل از واکنش ، قطعه ای یک پارچه بوجود می آید.

اندازه و ترکیب پودر مصرفی به نوع پروفیل ریل و حداقل استحکام کششی آن بستگی دارد.

هنگام جوشکاری ریلهای با استحکام کششی مختلف، پودر مناسب ریل با استحکام کششی بالاتر استفاده گردد.

ذخیره سازی پودرها :

کیسه های ترمیت بایستی در اطاق خشک انبار گردد و در مقابل رطوبت محاظفت شود و همچنین نبایستی روی کفهای بتنی و محفظه هایی که قابلیت جذب رطوبت داشته باشد انبار گردد.

ضمنا ترم یت در حرارت ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد مشتعل می گردد در صورت آتش گرفتن ترمیت هرگز نبایستی بوسیله آب خاموش شود ، بلکه فقط از ماسه خشک در اطفاء چنین حریقی استفاده شود.*هرگز پودرهای مرطوب یا پودر هایی که دوباره خشک شده اند مورد استفاده قرار نگیرند .

 

فشفشه ها:

فشفشه ها بایستی د رانبار جداگانه ای از ترمیت نگهداری و حمل و نقل آنها نیز با یکدیگر انجام نشود . فشفشهدر حرارت بیش ا ز۲۰۰ C 0 مشتعل می شود.

در موقع استفاده از فشفشه پس از بیرون آوردن یک عدد از قوطی بایستی درب قوطی بسته گردد و برای جلوگیری از حادثه نبایستی فشفشه ها تک تک در لباس و یا در جیب نگهداری گردد.

 قالبها:

در جوشکاری درز ریل فرم مورد استفاده بر مشخصات مذاب بدست آمده بسیار موثر است .

یک فر م مرغوب باید دارای مشخصات زیر باشد:

۱)محکمی و سختی

۲)مقاومت در مقابل حرارت و تغییر شکل

۳) وجود منافذی در فرم جهت عبور هوا و گازهای زائد

در مورد قسمت اول سختی جنس ماسه و درجه کوبیدن آن در دوام آن دخالت دارد در مورد دوم با توجه به مرغوبیت ماسه مصرفی و همچنین اضافه نمودن مواد اضافی از قبیل اکسید آهن وغیره میتوان فرم را در مقابل حرارت مقاوم نمود . در مورد بند سوم ، وجود منافذ در فرم ، دانه بندی ماسه مصرفی ویکنواختی آن (بخصوص در فرمهای پیش ساخت) و استفاده از گاز co 2 در خشک نمودن فوری فرمها می توان وجود منافذ مورد نیاز درفرم را تامین نمود.

می باشد (water glass) جنس فرم از ماسه سیلیسی مرغوب و بنتونیت و اکسید آهن بعلاوه سیلیکات دوسوددرصد اختلاط بستگی به مورد تجربه و مطالعه بعدی دارد.

بایستی ماسه از جنس مرغوب بوده و مواد ریز و خاکی آن کاملا گرفته شود.

(در حین اختلاط باید طوری عمل شود که با ورز دادن دور ماسه ها را بنتونیت بطوری بپوشاند که بین دانه ها ایجاد چسبندگی گردد)ترکیب فوق پس از اختلاط قالب گیری شده وبا عبور گاز Co2خشک و سپس در کوره پخته و آماده بهره       ۱۲    برداری می شود

بطور کلی مشخصات یک فرم استاندارد عبارتست از :

-۱  مرغوب بودن نوع ماسه سیلیسی(یکنواختی دانه )

-۲  مقاومت فرم در مقابل حرارت

-۳  درجه کوبیدگی فرم در قالب که عدم رعایت آن باعث تغییر شکل در فرم بر اثر نیروهای ناشی از فشار مذاب می شود.

-۴  متخلخل بودن فرم و وجود منفذ جهت عبور گازهای زائد و هوا

-۵  محکمی و سخت فرم در مقابل ضربه و غیره

-۶  یکنواختی در پخت فرم

قالبها باید در محیط خشک نگهداری شده و در محل جوشکاری در برابر رطوبت محافظت شوند . هنگام وصل کردن ریلها با سطح مقاطع متفاوت، قالبهای مختلط ویژه ای مورد نیاز است . اگر ریلهای تحت جوشکاری دارای سطح مقطع مشابه ولی سائیدگی متفاوت باشند از قالبهای ویژه ای می توان استفاده کرد . اگر اختلاف کمتر از۳ mm باشد می توان از قالبهای معمولی استفاده کرد.

 ماسه آببندی :

ماسه آببندی باید بطور یکنواخت مرطوب باشد (% ۶). ماسه خشک به همراه آب یک روز قبل از استفاده تهیه گردد.

 

گلدانها:

گلدانها )بوته نسوز( که از جنس آلومین یایی و منیزیتی میباشند باید در شرایط خشک نگهداری شده و در حین حمل و نقل نیز در برابر آسیب دیدگی محافظت شوند . یک گلدان اضافی باید در دسترس هر اکیپ جوشکاریقرار گیرد.

 برای استقرار حلقه انبساطی)افزایش دهنده حجم(گلدان ، خمیر درزبندی را از داخل تیوپ برروی لبه بالایی گلدان فشارداده و حلقه انبساطی را روی لبه بالایی گلدان قرارداده و فشار دهید . حلقه نگهدارنده را در محل اتصال بین گلدان و حلقه انبساطی قرارداده و بوسیله پیچ محکم کنید.

 

 خشک کردن گلدان:

قبل از بکار بردن گلدانهای نسوز آنها ر ا به ترتیب با شعله خیلی ملایم مشعل از درون حرارت داده تا درجه حرارت دیواره بیرونی گلدان به ۱۰۰ درجه سانتی گراد برسد.

 

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

5041231992179239137160229221240195112206138

پرتونگاری صنعتی

ارسال شده توسط : محمدرضا مهدی زاده پرتونگاری صنعتی : پرتونگاری صنعتی به عملیاتی اطلاق میگردد …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.