اللحام الحراري: العملية والتشغيل والاستخدامات (مع رسم بياني)
بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن: - 1. عملية لحام Thermit 2. عملية لحام Thermit 3. التطبيق والاستخدامات 4. مزايا 5. العيوب.
عملية لحام لحام:
اللحام الحراري هو عبارة عن عملية لحام كيميائي يتم فيها استخدام تفاعل كيميائي طارد للحرارة لتوفير الطاقة الحرارية الضرورية. يتضمن هذا التفاعل حرق ثيرميت ، وهو خليط من مسحوق الألومنيوم الناعم وأكسيد الحديد بنسبة 1: 3 من الوزن.
على الرغم من أنه يمكن تحقيق درجة حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية نتيجة للتفاعل ، فإن التسخين المسبق لخليط Thermit حتى حوالي 1300 درجة مئوية يعد أمرًا ضروريًا لبدء التفاعل.
يتفاعل الخليط وفقا للتفاعل الكيميائي:
8 Al + 3 Fe 3 O 4 → 9 Fe + 4 Al 2 O 3 + heat (3000˚C، 35 kJ / kg of mixture)
الألمنيوم له قدرة أكبر على التفاعل مع الأكسجين. يتفاعل مع أكسيد الحديديك لتحرير الحديد النقي وخبث أكسيد الألومنيوم. يطفو أكسيد الألومنيوم على قمة حوض المعدن المنصهر على شكل خبث وحديد نقي (صلب) مستقر أدناه ، بسبب اختلاف كبير في الكثافات.
تشغيل لحام اللحام:
عملية لحام الثرم هي أساسا عملية الصب والمسبك ، حيث يتم سكب المعدن الذي تم الحصول عليه بواسطة تفاعل ثيرميد في التجويف الحراري الذي يحدث حول المفصل.
الخطوات المختلفة التي ينطوي عليها لحام ثيرم هي:
1. يتم تنظيف قطعتي المعدن المراد ربطهما بشكل صحيح ويتم إعداد الحافة.
2. ثم يصب الشمع في المفصل بحيث يتم تشكيل نمط الشمع حيث يتم الحصول على اللحام.
3. يتم وضع مربع الصب حول الركام ، ويتم تعبئة الرمل الحر بعناية حول نمط الشمع كما هو موضح في الشكل 7.40 ، مما يوفر الحوض اللازم ، ونظام التدفق ، والصعود والقفز.
4. يتم توفير فتحة أسفل للتخلص من الشمع المنصهر. يتم ذوبان الشمع من خلال هذا الفتحة والذي يستخدم أيضًا في تسخين المفصل. هذا يجعلها جاهزة للحام.
5. يتم خلط Thermit في بوتقة مصنوعة من مادة حرارية يمكنها مقاومة الحرارة العالية والضغط الشديد ، الذي يتم إنتاجه أثناء التفاعل الكيميائي.
6. يتم وضع الشاعل (عادةً بيروكسيد الباريوم أو المغنيسيوم) فوق الخليط ويتم إضاءةه بقضيب معدني ساخن أحمر أو شريط من المغنيسيوم.
7. يستغرق التفاعل حوالي 30 ثانية ويسمح للحديد المصهور عالي التسخين بالتدفق إلى تجويف القالب المحضر حول الجزء المراد ملحمته.
8. المعدن المنصهر الفائق التسخين يدمج المعدن الأم ويتصلب في لحام متجانس قوي.
9. يسمح اللحام بالتبريد ببطء.
هناك العديد من الخلائط الحرارية المتاحة لحام المعادن المختلفة ، مثل النحاس والكروم. يستخدمون أكاسيد فلزية مختلفة بدلاً من أكسيد الحديد. بعض تفاعلات خليط Thermit النموذجية مع درجة الحرارة التي تم الحصول عليها ترد أدناه:
3 CuO + 2 Al → 3Cu + Al 2 O 3 + Heat (4860 ° C، 275 Kcal)
Cr 2 O 3 + 2Al → 2Cr + Al 2 O 3 + Heat (3000 درجة مئوية ، 540 كيلو كالوري)
تطبيق واستخدامات لحام اللحام:
اللحام الحراري هو عملية قديمة جدًا ، والآن في كل يوم ، وفي معظم الحالات ، يتم استبدالها بلحام الخبث الكهربي. ومع ذلك ، لا تزال هذه العملية قيد الاستخدام.
بعض التطبيقات هي:
(ط) يستخدم عادة لحام لحام لحام لوحات سميكة جدا والثقيلة.
(ثانيا) يتم استخدام لحام في الانضمام إلى طرق السكك الحديدية والأنابيب وأقسام الصلب السميك.
(ثالثا) ويستخدم لحام ثيرماي أيضا في إصلاح المسبوكات الثقيلة والتروس.
(رابعا) اللحام الحراري مناسب لحام قطاعات كبيرة مثل قضبان السكك الحديدية ، هياكل السفن وما إلى ذلك.
(ت) يستخدم لحام الثور لحام الكابلات المصنوعة من النحاس.
مزايا اللحام الحراري:
1. ثيرم لحام هو عملية بسيطة وسريعة للانضمام إلى المعادن المماثلة أو غير المتشابهة.
2. هذه العملية رخيصة ، حيث لا توجد حاجة إلى إمدادات الطاقة المكلفة.
3. يمكن استخدام هذه العملية في الأماكن التي لا يتوفر فيها مصدر الطاقة.
مساوئ اللحام الحراري:
1. يستخدم لحام الريح أساسا لقطع المعادن الحديدية من الأقسام الثقيلة.
2. من غير الاقتصادي لحام المعادن الرخيصة وقطع الغيار الخفيفة.
