Thermit Welding: Processus, fonctionnement et utilisations (avec schéma)

Après avoir lu cet article, vous en apprendrez davantage sur: - 1. Le procédé de soudage Thermit 2. Le fonctionnement du soudage Thermit 3. Application et utilisations 4. Avantages 5. Inconvénients.

Processus de Soudage Thermit:

Le soudage Thermit est un procédé de soudage chimique dans lequel une réaction chimique exothermique est utilisée pour fournir l’énergie thermique essentielle. Cette réaction implique la combustion de Thermit, qui est un mélange de poudre d'aluminium fine et d'oxyde de fer dans un rapport d'environ 1: 3 en poids.

Bien que la réaction puisse atteindre une température de 3000 ° C, le préchauffage du mélange Thermit jusqu’à environ 1300 ° C est essentiel pour démarrer la réaction.

Le mélange réagit en fonction de la réaction chimique:

8 Al + 3 Fe ₃ O ₄ → 9 Fe + 4 Al ₂ O ₃ + chaleur (3000 ° C, 35 kJ / kg de mélange)

L'aluminium a une plus grande affinité pour réagir avec l'oxygène; il réagit avec l'oxyde ferrique pour libérer du fer pur et du laitier d'oxyde d'aluminium. L'oxyde d'aluminium flotte au-dessus du bassin de métal en fusion sous forme de scories et de fer pur (acier) s'est déposé en dessous, en raison de la grande différence de densité.

Opération de soudage Thermit:

Le procédé de soudage Thermit est essentiellement un procédé de coulée et de fonderie, dans lequel le métal obtenu par la réaction Thermit est versé dans la cavité réfractaire formée autour du joint.

Les différentes étapes du soudage Thermit sont les suivantes:

1. Les deux pièces de métal à assembler sont correctement nettoyées et le bord est préparé.

2. Ensuite, la cire est versée dans le joint de manière à former un motif en cire à l'endroit où la soudure doit être obtenue.

3. Une boîte de moulage est maintenue autour du joint et du sable réfractaire est soigneusement emballé autour du modèle en cire, comme illustré à la Fig. 7.40, fournissant ainsi le bassin de coulée, la carotte, la colonne montante et le système de déclenchement nécessaires.

4. Une ouverture par le bas est fournie pour éliminer la cire fondue. La cire est fondue à travers cette ouverture qui sert également à préchauffer le joint. Cela le rend prêt pour le soudage.

5. Le Thermit est mélangé dans un creuset en matériau réfractaire pouvant résister à la chaleur et à la pression extrêmement élevées générées pendant la réaction chimique.

6. L'allumeur (normalement du peroxyde de baryum ou du magnésium) est placé sur le mélange et est allumé avec une tige en métal chauffée au rouge ou un ruban de magnésium.

7. La réaction dure environ 30 secondes et le fer fondu très surchauffé est autorisé à s'écouler dans la cavité du moule préparé autour de la pièce à souder.

8. Le métal en fusion surchauffé fusionne le métal de base et se solidifie pour former une soudure homogène forte.

9. Le joint de soudure est autorisé à refroidir lentement.

Différents mélanges Thermit sont disponibles pour le soudage de différents métaux, tels que le cuivre et le chrome. Ils utilisent différents oxydes métalliques à la place de l'oxyde ferreux. Quelques réactions typiques du mélange Thermit avec leur température obtenue sont données ci-dessous:

3 CuO + 2 Al → 3Cu + Al ₂ O ₃ + chaleur (4860 ° C, 275 Kcal)

Cr ₂ O ₃ + ₂ Al → 2Cr + Al ₂ O ₃ + chaleur (3000 ° C, 540 Kcal)

Application et utilisations du soudage Thermit:

Le soudage Thermit est un procédé très ancien et de nos jours, dans la plupart des cas, il est remplacé par le soudage électro-au laitier. Cependant, ce processus est toujours utilisé.

Certaines applications sont:

(i) Le soudage Thermit est traditionnellement utilisé pour le soudage de tôles très épaisses et lourdes.

(ii) Le soudage Thermit est utilisé pour joindre des voies de chemin de fer, des tuyaux et des sections en acier épaisses.

(iii) Le soudage Thermit est également utilisé dans la réparation de pièces moulées et d'engrenages lourds.

(iv) Le soudage Thermit convient au soudage de grandes sections telles que les rails de locomotives, les coques de navires, etc.

(v) Le soudage Thermit est utilisé pour le soudage de câbles en cuivre.

Avantages du soudage Thermit:

1. Le soudage Thermit est un processus simple et rapide permettant de joindre des métaux similaires ou différents.

2. Ce processus est économique car aucune alimentation électrique coûteuse n’est nécessaire.

3. Ce processus peut être utilisé aux endroits où l’alimentation électrique n’est pas disponible.

Inconvénients du soudage Thermit:

1. Le soudage Thermit est essentiellement utilisé pour les pièces en métaux ferreux de sections lourdes.

2. Il n’est pas rentable de souder des métaux bon marché et des pièces légères.