در صنعت روش‌های مختلفی برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر وجود دارد. از جمله روش‌های اتصال قطعات که زیر شاخه‌ای از جوشکاری ذوبی است، میتوان به جوشکاری ترمیت اشاره کرد. این روش از جوشکاری بسیار پرکاربرد بوده و افراد زیادی از آن برای اتصال قطعات و سطوح مورد نظر خود استفاده می‌نمایند. در ادامه با جوشکاری ترمیت بیشتر آشنا شده و به انواع و همچنین کاربردهای آن اشاره خواهیم داشت.
جوشکاری ترمیت چیست؟
جوشکاری ترمیت یا ترمایت از روش‌های جوشکاری ذوبی است که در آن از طریق فلز مذاب، قطعات به یکدیگر جوش داده می‌شوند. در واقع ترمیت یک واکنش شیمیایی بوده که در آن فلز به مذاب تبدیل شده و از مذاب جهت جوش دادن قطعات فلزی استفاده می‌گردد. برای همین میتوان گفت روش ترمیت تا حد زیادی مشابه با روش ریخته‌گری است.
جوشکاری ترمیت از توانایی ذوب فلزات و ایجاد اتصالات قوی برخوردار است و قادر به برقراری اتصالات به شکل کاملا قوی و مقاوم می‌باشد. برای همین از آن در صنایعی که نیاز به اتصالات مستحکم است، استفاده زیادی می‌شود. در رابطه با مذاب در جوش ترمیت باید اشاره کنیم که در ابتدا یک واکنش شیمیایی به وقوع پیوسته و سپس فلز به صورت مذاب درمی‌آید. برای رسیدن به مذاب هم نیاز به استفاده از گرما و مواد گرمازا است. مواد گرمازا سبب ذوب اکسید آهن و پودر آلومینیوم شده و باعث تشکیل فلز مذاب می‌شوند. پس از آن با وجود فلز مذاب میتوان قطعات فلزی را خیلی راحت جوش زد.
نحوه فرآیند جوشکاری ترمیت
همانطور که متوجه شدیم جوشکاری ترمیت شامل تبدیل فلز به مذاب و ایجاد اتصال از طریق مذاب است. در رابطه با نحوه چگونگی فرآیند باید اشاره کنیم که برای این کار از قالب‌های مخصوصی استفاده می‌شود. به این صورت که قالب دور محل جوش قرار گرفته و سپس مواد مذاب تهیه شده از فلز در قالب ریخته می‌شوند تا سرد شوند. پس از سرد شدن مواد مذاب، دو قطعه فلز به هم جوش می‌خورند. این نحوه از اتصال و جوش فلزات باعث می‌شود تا در برابر وزن بالا و ضربه مقاومت زیادی داشته باشند. نحوه جوشکاری ترمیت شبیه به ریخته‌گری و واکنش شیمیایی گرمازای آن شبیه به احتراق پودر سیاه است.
مزایای جوشکاری به روش ترمیت
جوشکاری ترمیت از چندین مزیت برخوردار است که مهمترین آنها عبارتند از:
- عدم نیاز به منبع تغذیه خارجی
- پایداری بالا در برابر پالس‌های اتصال کوتاه
- استفاده آسان در شرایط عدم دسترسی به منبع تغذیه
- اتصال قوی و مستحکم و مقاوم در برابر ضربه و فشار
- قابل حمل بودن تجهیزات ترمیت
در کنار مزایای اشاره شده، جوشکاری ترمیت معایب و محدودیت‌هایی هم دارد. نیاز به قالب‌های تعویض، سرعت جوشکاری به صورت آهسته و دشوار بودن در شرایط آب و هوایی نامناسب از مهمترین معایب جوشکاری ترمیت هستند.
آشنایی با انواع جوشکاری ترمیت
منظور از انواع جوشکاری ترمیت، نحوه اجرای آن است. این فرآیند در کل به دو روش اجرا شده و اتصال قطعات به شکل محکم و قوی را فراهم می‌نماید. در اینجا به بررسی این روش‌ها می‌پردازیم.
- در روش اول از فلز ذوب شده به طور مستقیم برای اتصال دو قطعه استفاده می‌گردد. با این روش قطعات فلزی با توجه به نوع و ویژگی‌های خود به هم متصل می‌شوند.
- در روش دوم فلز ذوب شده به منظور گرم کردن قطعات و رسیدن آنها به درجه حرارت استفاده می‌شود. در این روش قطعات فلزی تحت تاثیر گرما و حرارت گرما قرار می‌گیرند و با رسیدن به درجه حرارت مطلوب منعطف می‌شوند. پس از آن با اعمال فشار به قطعات، اتصال قوی و محکم شکل می‌گیرد.
انواع ترمیت برای جوشکاری ترمیت
در رابطه با انواع واکنش ترمیت در جوشکاری ترمیت میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ترمیت ساده: این شیوه شامل مخلوط پودرهای اکسید آهن و آلومینیوم است.
- ترمیت فولاد کم کربن: این ترمیت شامل ترمیت ساده به همراه پودر فولاد کم کربن یا مقداری پودر منگنز است.
- ترمیت چدن: این ترمیت شامل ترمیت ساده به اضافه مقداری پودر فولاد سیلیسیوم‌دار و فولاد کم کربن است.
- ترمیت جوشکاری خطوط راه آهن: شامل ترکیب ترمیت ساده به همراه مقداری پودر کربن، منگنز و عناصر آلیاژی دیگر به منظور افزایش سختی فلز جوش است.
- ترمیت جوشکاری کابل برق: این ترمیت شامل پودرهای اکسید مس و آلومینیوم است.
بررسی کاربردهای جوشکاری ترمیت
از آنجایی که جوشکاری ترمیت سبب ایجاد اتصالات قوی و باکیفیت می‌شود، کاربردهای زیادی داشته و در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این رابطه میتوان به چند مورد زیر اشاره کرد:
- جوش و اتصال میلگردهای تقویت کننده: جوشکاری ترمیت در جوش و متصل کردن میلگردهای تقویت کننده بتن در سازه و ساختمان‌سازی کاربرد زیادی دارد.
- جوش کابل‌های برق ضخیم: از روش جوش ترمیت میتوان برای اتصال دو کابل به هم و یا به یک هادی دیگر استفاده کرد. جوشکاران از طریق تکنیک‌های مربوطه کابل‌ها را به هم متصل کرده و سبب انتقال جریان برق به درستی می‌شوند.
- جوش و اتصال قطعات ریخته‌گری شده: قطعات ریخته‌گری شده به دلیل طول و اندازه بزرگ خود نمیتوانند در یک مرحله قالب‌گیری و ریخته‌گری شوند. برای همین با تکنیک‌های مناسب این روش میتوان چنین قطعاتی را به هم متصل کرد.
- جوش و تعمیر شاسی ماشین: از جوشکاری ترمیت در صنعت خودروسازی و برای ساخت ماشین آلات و جوش دادن شاسی ماشین استفاده زیادی می‌شود.
- جوش و تعمیر میل لنگ‌های شکسته: میل لنگ‌ها در معرض شکستگی زیادی قرار دارند. با این روش میتوان آنها را تعمیر و جوش داده تا سلامتی و عملکرد صحیح خود را بازیابند.
- جوش لب به لب لوله‌های جدار ضخیم: برای اتصال دو لوله به هم جوش لب به لب با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته همچون جوشکاری ترمیت انجام می‌گردد.
- جوش و تعمیر ریل‌های شکسته: جوشکاری ترمیت در تعمیر و ساخت ریل‌های قطار و مسیرهای ریلی از کاربرد زیادی برخوردار است. در واقع میتوان گفت یکی از مهمترین کاربردهای جوشکاری ترمیت، در خطوط راه آهن و جوشکاری ریل‌ها است. در صورتی که ریل آهن بر اثر ترکیدگی یا شکستگی تخریب شود، میتواند با تکنیک‌های این روش مورد جوش قرار بگیرد.
به طور کلی جوشکاری ترمیت برای اتصال قطعات بزرگ و همچنین قطعاتی که نیاز به قدرت بالا دارند، بسیار مناسب است.
مراحل فرآیند جوشکاری ترمیت
جوشکاری ترمیت همچون هر روش جوشکاری دیگری دارای چندین مرحله است که هر یک از آنها باید با دقت بالایی صورت بگیرند. جوشکاری ترمیت یک فرآیند پیچیده و دقیق است و نیاز به طی کردن چندین مرحله دارد:
- تمیز کردن سطح قطعات: در اولین گام باید سطح قطعات را از هر نوع آلودگی و اکسید پاک کرد. برای این کار هم از روش‌های مناسبی استفاده می‌کنند تا تمام آلودگی‌ها از سطح کار پاکسازی شوند. این کار سبب تمیز شدن سطح و آماده شدن آن برای جوشکاری می‌شود.
- آماده کردن قالب: همانطور که متوجه شدیم برای جوشکاری ترمیت نیاز به قالب است. برای تهیه قالب میتوان هم به صورت دستی اقدام کرده و هم از قالب‌های آماده موجود در بازار استفاده کرد. قالب از شکل و ابعاد مورد نیاز برای جوشکاری برخوردار است.
- ایجاد فاصله مناسب بین قطعات و قرار دادن قالب به دور آنها: در مرحله بعدی باید فاصله مناسب بین قطعات را مشخص کرده و قالب را به گونه‌ای قرار داد تا این فاصله به خوبی حفظ شود. فاصله باید به شکلی باشد که جریان ماده ترمیت به درستی در محفظه احتراق پخش شود.
- پیش گرم کردن قالب: زمانی که قالب ترمیت در موقعیت مناسب قرار بگیرد، باید پیش‌گرم شود. این کار سبب آماده شدن قالب جهت ریخته شدن ماده ترمیت می‌گردد.
- ریختن مواد ترمیت در محفظه احتراق: در این مرحله مواد ترمیت به شکل دقیق و با ترتیب مشخصی در محفظه احتراق قرار می‌گیرند. ریختن مواد به گونه‌ای انجام می‌شود که پس از احتراق، جریان و توزیع حرارت بهینه‌ای در قطعات ایجاد گردد.
- قرار دادن چاشنی: زمانی که مواد ترمیت در محل ریخته شوند، چاشنی‌ها در محل‌های مشخصی قرار داده می‌شوند. چاشنی‌ها در اثر احتراق ترمیت به عنوان منبع حرارت و سوخت عمل کرده و سبب ایجاد حرارت و فشار لازم برای جوشکاری می‌شوند.
- روشن کردن چاشنی: در مرحله آخر چاشنی‌ها به منظور احتراق ترمیت روشن شده و حرارت ایجاد شده از احتراق آنها سبب ذوب ماده ترمیت و انجام جوشکاری در نقاط مورد نظر می‌گردد.
تجهیزات لازم برای جوشکاری ترمیت
شارژ، محافظ، ابزارها و قطعات مکمل از جمله تجهیزات جوشکاری ترمیت هستند. شارژ نترمیت از ترکیبات متفاوتی تشکیل شده که در فرآیند جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شارژ در داخل یک محفظه قرار گرفته تا از تماس با هوا و اکسید شدن مواد جلوگیری شود. محافظ و تجهیزات دیگر نظیر ابزارها، قطعات مکمل و دستگاه‌های نگهدارنده هم به منظور انجام کار به صورت بهتر و دقیق‌تر استفاده می‌شوند.
جمع بندی
جوشکاری ترمیت از جمله روش‌های جوشکاری ذوبی است که با استفاده از فلز مذاب سبب اتصال میان قطعات فلزی می‌شود. اتصال صورت گرفته از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار است. برای همین در صنایع مختلفی از آن استفاده می‌شود. در این رابطه میتوان به صنعت خودروسازی و راه آهن اشاره کرد. جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه و یا تهیه ابزارهای جوشکاری ترمیت میتوانید با شرکت پاشا جوش صنعت در ارتباط باشید.
