اللحام بالثرمايت: الأنواع والمزايا والتطبيقات

يعتمد اللحام بالثيرمايت على قدرة بعض الخلائط الميكانيكية المسحوقة من المعادن مع أكاسيد المعادن (الثرميت) على الاحتراق ، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الحرارة.

يستخدم أكسيد الحديد (أكسيد الحديد) كأكاسيد في مخاليط الثرميت ، ويستخدم الألمنيوم والمغنيسيوم وما إلى ذلك كمعادن قابلة للاحتراق. مصدر الأكسجين في الثرمايت هو أكسيد الحديد ، ومصدر الحرارة هو المعدن الموجود في الخليط بشكله النقي.

من أجل إحداث تأثير حراري ، يجب أن تكون كمية الحرارة المنبعثة في احتراق مادة قابلة للاحتراق أكبر من تلك المطلوبة لتحلل الأكسيد. يتميز اللحام بالثرمايت بحرق الثيرمايت في غضون ثوانٍ قليلة ، يتم خلالها إطلاق كمية الحرارة بالكامل.

أنواع اللحام بالثرمايت وتطبيقاتها

يميز بين بوتقة الثرمايت ولحام الثرمايت دثر KS.

تستخدم مخاليط الثرمايت المساحيق الجافة للحام بوتقة الثرمايت. عند لحام شرائط وقضبان الصلب حلقات الأرض استخدام ثيرمايت الألومنيوم الذي يتكون من 23٪ غبار ألومنيوم و 77٪ مقياس (بالوزن). تختلف النسبة المئوية لمقياس الألومنيوم والحديد في خليط الثرمايت وفقًا لدرجة المقياس ونقاء غبار الألومنيوم. لزيادة إنتاجية الحديد المنطلق أثناء احتراق الثرمايت ، وكذلك لخفض درجة حرارة التفاعل ، تتم إضافة نفايات الصلب من صناعة الأظافر إلى الثرمايت.

في اللحام الحراري للقضبان والشرائط الفولاذية ، يتم استخدام ملحق فولاذي (دائرة تغلق فتحة البوتقة) لنفس الأغراض. تعتمد شدة عملية حرق النمل الأبيض على حجم حبيبات المكونات. تستخدم حبيبات حبيبية بحجم 0.25 إلى 1.5 مم لعملية لحام مستقرة. من أجل تحسين جودة الوصلة الملحومة ، يتم إدخال إضافات صناعة السبائك - 80٪ منجنيز الحديد والفيروسيليكون بكميات 1.4 و 0.15٪ بالوزن ، على التوالي - في خلائط الثرمايت.

تكمن خصوصية لحام بوتقة الثرمايت في ذوبان أطراف القضبان المراد ربطها وربطها بالمعدن المتكون من احتراق خليط الثرمايت.

لتوصيل أسلاك فولاذية أحادية النواة لخطوط الاتصال ، استخدم أحواض ترميت أسطوانية مع فتحة طولية. الفتحة تتوافق مع قطر الأسلاك المراد لحامها. يتم ضغط كتل الثرمايت من خليط يحتوي على 25٪ من المغنيسيوم الناري من ماركة MPF و 75٪ من صخور الحديد. يستخدم Nitrolac grade NTs-551 كمادة رابطة ، والتي تضاف بمقدار 14٪ من كتلة الخليط الجاف (أكثر من 100٪ من الخليط).

طريقة بوتقة Thermite غير مناسبة لحام أسلاك الألمنيوم.استخدم اللحام الحراري بالشكل ، كما هو مستخدم في اللحام بالفولاذ ، عندما يكون هناك اتصال مباشر بين كتلة دثر وسلك الألمنيوم ، فهذا غير مقبول لعدد من الأسباب:

1. عندما يحترق دثر الثرمايت ، يتفاعل الألومنيوم ، مما يتسبب في احتراق المعدن على سطح الأسلاك الملحومة ،

2. تسقط نواتج التفاعل في ألومنيوم حوض اللحام وتؤدي إلى تدهور خصائص الوصلة ،

3. الأسلاك عند الخروج من ذوبان الثرمايت ، مما يؤدي إلى تقليل المقطع العرضي لها ؛ عند لحام الأسلاك متعددة النواة ، تحترق الأسلاك الفردية للنواة.

من أجل لحام الأسلاك متعددة النواة ، قمنا بتطوير خراطيش الثرمايت ، وهي عبارة عن كتلة من الثرميت مع شكل تبريد معدني ... في اللحام بالثرميت (على عكس بوتقة الثرمايت) ، نتيجة لاحتراق الثرمايت ، منتجات التفاعل لا تظهر في شكل سائل. في عملية الاحتراق ، يتم تكوين كتلة مسامية من أكسيد المغنيسيوم ، والتي تمتص الحديد المصهور ، والذي بسببه لا ينتج ثيرمايت المغنيسيوم سائلًا ، مما يؤدي إلى تشتيت الخبث.

وصفة كتلة الثرمايت لإنتاج كتل الثرمايت لخراطيش من أنواع PA ، PAS ، إلخ. إنه نفس الشيء بالنسبة لإنتاج كتل الثرمايت لتوصيل الأسلاك الفولاذية أحادية النواة.

يتم إعاقة لحام الألمنيوم وسبائكه بواسطة فيلم من أكسيد الألومنيوم يغطيه بسرعة في الهواء. لذلك ، فإن إزالة الأكاسيد والحماية من المزيد من أكسدة حوض اللحام لهما أهمية كبيرة في اللحام.

يتم تقليل تأثير فيلم الأكسيد بواسطة يطفو، والتي يتم بها تغطية الأسلاك وقضبان الحشو المتصلة قبل اللحام.يذيب التدفق الأكسيد ويحوله إلى خبث منخفض الذوبان يطفو على السطح. في هذه الحالة ، يغطي فيلم من الخبث السائل سطح المعدن المنصهر لحوض اللحام أثناء اللحام ، ويعزل هذا السطح عن الهواء وبالتالي يحمي من المزيد من الأكسدة. لكن ما تبقى من الدفق أسلاك متآكلةلذلك ، عند تنفيذ KS ، يجب علينا ، إن أمكن ، تجنب استخدام التدفقات.

واحد من أفضلها هو تدفق AF-4A ، الذي يحتوي على كلوريد الصوديوم - 28٪ ، كلوريد البوتاسيوم - 50٪ ، كلوريد الليثيوم - 14٪ ، فلوريد الصوديوم - 8٪ (بالوزن). يمكن استخدام هذا التدفق فقط في الحالات التي يكون فيها الاتصال الملحوم محميًا تمامًا من التأثيرات الخارجية.

يحدث تآكل أقل بشكل ملحوظ بسبب التدفق ثلاثي المكونات VAMI (كلوريد البوتاسيوم - 50٪ ، كلوريد الصوديوم - 30٪ ، فئة الكريوليت K -1 - 20٪). ومع ذلك ، حتى عند استخدامه ، من الضروري اتخاذ تدابير لحماية المفاصل من التآكل. يجب إزالة بقايا التدفق على الشعلة بعد اللحام عن طريق التجريد أو الغسيل.

عند لحام أسلاك الألمنيوم بخرطوشة ثرمايت ، يتم إدخال قضيب حشو في فتحة الحقن الخاصة به ، والذي يتم صهره لزيادة المعدن السائل في قالب التبريد. تستخدم قضبان الألمنيوم أو الأسلاك العارية للأسلاك الملحومة كقضبان حشو. تصنع الحشوات عن طريق لف عدة أسلاك بقطر 2 مم ، سبق إزالتها وتنظيفها.

فوائد لحام الثرمايت

يتميز لحام Thermite بشكل إيجابي بالاستقلال عن مصادر الكهرباء أو الغاز ، دون الحاجة إلى معدات معقدة ، فضلاً عن القدرة على إجراء اتصالات في ظروف خطية عن طريق التركيب والإصلاح وموظفي الخدمة.

اللحام الحراري للأسلاك العارية

من الأكثر اقتصادا توصيل الأسلاك بخطوط الطاقة عالية الجهد عن طريق اللحام الحراري. لا تتطلب هذه الطريقة معدات معقدة وأدوات خاصة.

يعتبر اللحام الحراري للأسلاك ، إذا تم تنفيذه بالتوافق التام مع التكنولوجيا المعمول بها ، هو أبسط طريقة للاتصال وأكثرها موثوقية.

أثناء اللحام بالحرارة ، يتم تكوين اتصال معدني بالكامل في نهايات الأسلاك ، ويكون المقطع العرضي المعدني أكبر من الأسلاك الموصلة ، وتكون المقاومة الكهربائية أقل من المقطع العرضي لسلك كامل من نفس الطول.

لا يؤدي توصيل الموصلات المجدولة عن طريق اللحام الحراري إلى تغيير الخصائص الكهربائية بمرور الوقت ، وبالتالي لا يتطلب وقت عمل إضافيًا للاختبارات الوقائية.

ومع ذلك ، يجب إجراء وصلات اللحام بجودة عالية فقط. يمكن أن تكون توصيلات الأسلاك الضعيفة نتيجة لإعداد الأسلاك غير المتقنة ، واستخدام الزردية غير القياسية ، والتشديد الناقص أو المفرط ، بالإضافة إلى التغذية أحادية الاتجاه ، والأسلاك المحشورة في الخرطوشة ، وما إلى ذلك.

كما تظهر الخبرة في اللحام بالأسلاك ، فإن الأسباب الأكثر شيوعًا لسوء جودة اللحام هي الأسلاك المحشورة في الظرف وتغذية الأسلاك أحادية الاتجاه.كما أن توصيل أحد الأسلاك في ظرف الظرف يؤدي أيضًا إلى تغذية سلك في اتجاه واحد.

عندما كانت أسلاك اللحام على خطوط الطاقة ، كانت هناك حالات عندما ، مع الإعداد الأكثر دقة للأسلاك والمشابك ، لا يزال اللحام لا يعمل بسبب التغذية من جانب واحد للسلك إلى قالب تبريد ظرف الانكماش.

إجراء اللحام الحراري للأسلاك

يتم إجراء لحام الأسلاك باستخدام خراطيش الثرمايت (الشكل 1).

تتكون خرطوشة Thermite لحام أسلاك الألمنيوم والصلب والألمنيوم من العناصر الرئيسية التالية:

• شكل تبريد مصنوع من صفائح فولاذية بسمك 0.5 - 1.25 مم لحماية الطبقة العليا من السلك من الاحتراق واختراق الشوائب الضارة الناتجة عن احتراق كتلة الثرمايت في منطقة اللحام ،

• إدراج الألومنيوم لتشكيل منطقة اللحام وملء التجاويف ،

• كتلة ثرمايت تولد ، عند حرقها ، الكمية اللازمة من الحرارة لإذابة الكسوة ونهايات الأسلاك المراد لحامها في منطقة اللحام.

تتكون خرطوشة Thermite لحام الأسلاك النحاسية من تبريد مصنوع من أنابيب نحاسية أو نحاسية بسمك 1.5-2 مم ، وإدخال من سبيكة النحاس والفوسفور من ماركة MF-3 وكتلة ثرمايت.

أرز. 1. خراطيش الثرمايت: أ - لأسلاك الألمنيوم والصلب والألمنيوم ، ب - للأسلاك النحاسية والبرونزية ، ج - موضع خراطيش الثرميت على الأسلاك قبل اللحام ، 1 - شكل التبريد ، 2 - الإدخال ، 3 - دثر الثرمايت ( checker) ، ملصقات ذات 4 أماكن ، 5 - سلك ، 6 - ضمادة مقيدة ، 7 - حشية الأسبستوس.

يعد الإعداد الصحيح لنهايات أسلاك اللحام الحرارية ذا أهمية كبيرة في لحام التوصيل عالي الجودة.يجب تنظيف الأطراف تمامًا من الأوساخ وإزالة الشحوم بالبنزين من الشحوم وتجفيفها. من الضروري إزالة الشحوم من نهايات الأسلاك وتجفيفها ، لأنه عند حرق الشحوم أو البنزين ، تتشكل الغازات التي تمنع اللحام من الملء بالمعدن المنصهر وتساهم في تكوين الفراغات والفراغات.

يتم قطع نهايات الأسلاك الملحومة بحيث يكون مستوى القطع مسطحًا وعموديًا تمامًا على محور السلك. تنتج أسلاك الكسوة ذات المقطع العرضي حتى 150 مم 2 مقص تجميع لقطع الأسلاك والأسلاك ذات المقطع العرضي الذي يزيد عن 150 مم 2 - باستخدام منشار أو جهاز خاص.

في أغلب الأحيان ، يحدث اللحام الضعيف بسبب التغذية من جانب واحد لنهايات السلك نظرًا لحقيقة أن المعدن الموجود في الإدخال يذوب أولاً على جانب واحد ونهايات السلك أو المربى في قالب التبريد.

في اللحام الحراري للأسلاك ، من الضروري مراقبة تغذية نهايات الأسلاك التي سيتم لحامها من طرفي شكل التبريد. يظل المعدن الموجود في منطقة اللحام في حالة سائلة لعدة دقائق بعد احتراق كتلة الثرمايت وحتى يتشكل الخبث بعد أن تحترق كتلة الثرمايت لتتحول إلى لون غامق. لنفس السبب ، يجب ألا تتسرع في تخفيف ضغط الزردية وفك المقابض قبل الأوان بالقوالب التي تثبت أطراف الأسلاك في الزردية.