جوش احتراقی (Exothermic Welding) یا جوش ترمیت (Thermite Welding) یک روش اتصال دائمی و بسیار مقاوم برای اتصال قطعات فلزی است که از طریق یک واکنش شیمیایی گرمازا انجام میشود. این روش بهطور گسترده در صنایع برق، مخابرات، راهآهن و ساختوساز استفاده میشود و بهویژه برای اتصالات سیستمهای زمین (Earthing) و اتصالات الکتریکی کاربرد دارد.
اصول کار جوش احتراقی
جوش احتراقی بر پایه یک واکنش شیمیایی گرمازا بین اکسید فلز (معمولاً اکسید آهن) و یک فلز کاهشدهنده (معمولاً آلومینیوم) انجام میشود. این واکنش شیمیایی بهصورت زیر است:
Fe2O3+2Al→2Fe+Al2O3+گرما
این واکنش دمای بسیار بالایی (حدود ۲۵۰۰ تا ۳۵۰۰ درجه سانتیگراد) تولید میکند که باعث ذوب فلزات در محل اتصال میشود. پس از سرد شدن، یک اتصال یکپارچه و بسیار مقاوم ایجاد میشود.
اجزای اصلی جوش احتراقی
- پودر ترمیت (Thermite Powder):
- ترکیبی از اکسید آهن و آلومینیوم که واکنش گرمازا را ایجاد میکند.
- قالب گرافیتی (Graphite Mold):
- قالب مخصوصی که برای شکلدهی به جوش و هدایت فلز مذاب استفاده میشود.
- جرقهزن (Ignition Source):
- یک منبع حرارتی (مانند فندک ترمیت) برای شروع واکنش شیمیایی.
- فلز پرکننده (Filler Metal):
- در برخی موارد، از فلزات اضافی مانند مس برای بهبود کیفیت جوش استفاده میشود.
مراحل انجام جوش احتراقی
- آمادهسازی سطح:
- سطح قطعات فلزی باید تمیز و عاری از هرگونه آلودگی (مانند روغن، رنگ یا زنگزدگی) باشد.
- تنظیم قالب:
- قالب گرافیتی در محل اتصال قرار میگیرد و قطعات فلزی درون آن ثابت میشوند.
- پر کردن قالب با پودر ترمیت:
- پودر ترمیت درون قالب ریخته میشود.
- شروع واکنش:
- با استفاده از جرقهزن، واکنش شیمیایی شروع میشود و حرارت بسیار بالا تولید میکند.
- تشکیل جوش:
- فلز مذاب درون قالب جاری شده و پس از سرد شدن، یک اتصال یکپارچه و مقاوم ایجاد میکند.
- برداشتن قالب:
- پس از سرد شدن کامل، قالب برداشته میشود و جوش آماده است.
مزایای جوش احتراقی
- اتصال دائمی و مقاوم: جوش ایجاد شده بسیار قوی و پایدار است.
- هدایت الکتریکی عالی: اتصالات جوش احتراقی مقاومت الکتریکی بسیار کمی دارند.
- مقاومت در برابر خوردگی: جوش ایجاد شده در برابر خوردگی و اکسیداسیون مقاوم است.
- سادگی اجرا: نیاز به تجهیزات پیچیده یا منبع برق ندارد.
- قابلیت استفاده در شرایط سخت: مناسب برای محیطهای مرطوب، زیرزمینی و دریایی.
معایب جوش احتراقی
- هزینه مواد مصرفی: پودر ترمیت و قالبهای گرافیتی هزینهبر هستند.
- نیاز به مهارت: اجرای صحیح جوش احتراقی نیاز به آموزش و تجربه دارد.
- خطرات ایمنی: واکنش گرمازا میتواند خطراتی مانند سوختگی یا آتشسوزی ایجاد کند.
کاربردهای جوش احتراقی
- سیستمهای زمین (Earthing):
- اتصال هادیهای زمین به الکترودها و شبکههای زمین.
- صنایع برق و مخابرات:
- اتصال کابلها، میلههای برق و تجهیزات الکتریکی.
- راهآهن:
- اتصال ریلها و سیستمهای سیگنالینگ.
- ساختوساز:
- اتصال میلگردها و سازههای فلزی.
- صنایع نفت و گاز:
- اتصال لولهها و تجهیزات در محیطهای خورنده.
استانداردهای جوش احتراقی
جوش احتراقی باید مطابق با استانداردهای بینالمللی و محلی اجرا شود. برخی از استانداردهای مهم عبارتند از:
- IEEE Std 837: استاندارد اتصالات زمین.
- IEC 62561: استاندارد سیستمهای حفاظت صاعقه.
- BS EN 50164: استاندارد بریتانیا برای تجهیزات حفاظت صاعقه.
نتیجهگیری
جوش احتراقی یک روش مؤثر و قابل اعتماد برای ایجاد اتصالات دائمی و مقاوم در صنایع مختلف است. با مزایایی مانند هدایت الکتریکی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و سادگی اجرا، این روش بهطور گسترده در سیستمهای زمین، صنایع برق و راهآهن استفاده میشود. برای اجرای صحیح این سیستم، رعایت استانداردها و نکات ایمنی ضروری است.
