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铝热焊法简介

来源:未知作者:汪军 点击:所属专题: 铝热反应
铝热焊法是目前国内外无缝线路焊接联合接头的主要方法,具有设备简单、操作方便、适宜在线路上进行焊接等优点。 (1)铝热焊法的发展 20世纪以来,世界各国都在发展和推广无缝线路,特别是近年来,为了适应高速线路发展的需要,一般都采用无缝线路。铁路线路改铺无缝线

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铝热焊法是目前国内外无缝线路焊接联合接头的主要方法,具有设备简单、操作方便、适宜在线路上进行焊接等优点。

(1)铝热焊法的发展

20世纪以来,世界各国都在发展和推广无缝线路,特别是近年来,为了适应高速线路发展的需要,一般都采用无缝线路。铁路线路改铺无缝线路后,可以提高列车运行速度,改善列车运行条件,减少维修工作量,延长设备使用寿命,并可使行车平稳,旅客舒适。

铝热焊法应用于铁路线路的长钢轨焊接,1924年始于德国。铝热焊法已被认为是一种具有高效率的快速焊接法,因此已为许多国家所采用。我国1960年后也开始成批地生产钢轨铝热焊剂,进行联合焊接。

铝热焊法不仅使用在铁路方面,现在它在其它部门也得到了越来越广泛的应用,如基建部门利用它焊接天车轨道等。

(2)铝热焊接钢轨的基本原理

铝热焊接的化学原理,是利用活动性较强的金属能够把活动性较弱的金属从它的氧化物中还原出来的原理。因为铝在足够高的温度下有较强的活动性,它可以从很多重金属的氧化物中夺取氧,而把重金属还原出来。例如铝能把铁、钛、钒、铬、锰、钨等从它们的氧化物中还原出来,同时放出大量的热,温度可达2500~3500℃,从而使这些金属成为液态。

铝热焊接钢轨基本原理的主要化学方程式是:

3FeO+2Al=3Fe+Al2O3+834.9kJ

Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3+829.9kJ

3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3+3236.3kJ

为了获得优质的铝热钢,根据不同要求,在铝热焊剂中可加入石墨粉(调整碳的含量)和一些铝热焊法简介合金元素如锰、硅、钛、钼等。

(3)铝热焊剂的组成和作用

铝热焊剂的质量跟铝热焊剂的组成材料及配方有关。铝热焊剂的组成可分为三部分:

①铝热焊剂的重要组成部分

铝粉 它主要起还原氧化铁的作用。

氧化铁 它一方面可供给反应时需要的氧,产生大量热量,另一方面,还原的铁可作为焊接的填充金属。氧化铁包括FeO、Fe2O3和Fe3O4三种成分。一般要求含FeO的量在60%(质量分数)左右,其余为Fe2O3和Fe3O4。磷、硫含量需在0.05%(质量分数)以下。

铁钉头 为了控制铝热钢水温度(不使温度过高以节省能源)和增加钢水生成量,在铝热焊剂中要加入适量的铁钉头(制钉厂的下脚料)。

铁合金 为了提高焊缝的强度和铝热焊法简介硬度,在铝热焊剂中,要加入一定量的铁合金,如锰铁、硅铁或其它铁合金。

石墨 为了调整碳的含量,需要加入少量石墨。

②铝热焊剂的辅助材料

辅助材料主要有镁、石棉板、坩埚、堵口钉、铁帽等。

③铝热焊剂的引燃剂——高温火柴

高温火柴燃烧的温度在1000℃以上,它是由铝粉、镁粉和粘结剂等制成。高温火柴由引燃层和高温层组成,把引燃层擦燃后,即引燃高温层发生剧烈燃烧,产生高温,把铝热焊剂引燃。

近年来又研究出了适合各种强度钢轨的铝热焊剂和在焊剂中加入稀土元素来提高接头疲劳强度的新方法,以及采用射砂造型等新工艺。

(责任编辑:化学自习室)
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