Soldadura Térmica: Proceso, Operación y Usos (Con Diagrama)
Después de leer este artículo, aprenderá acerca de: 1. Proceso de soldadura por termitas 2. Operación de la soldadura por termitas 3. Aplicación y usos 4. Ventajas 5. Desventajas.
Proceso de soldadura por termitas:
La soldadura por termitas es un proceso de soldadura química en el que se utiliza una reacción química exotérmica para suministrar la energía térmica esencial. Esa reacción implica la combustión de Thermit, que es una mezcla de polvo de aluminio fino y óxido de hierro en una proporción de aproximadamente 1: 3 en peso.
Aunque se puede alcanzar una temperatura de 3000 ° C como resultado de la reacción, el precalentamiento de la mezcla de Thermit hasta aproximadamente 1300 ° C es esencial para iniciar la reacción.
La mezcla reacciona según la reacción química:
8 Al + 3 Fe 3 O 4 → 9 Fe + 4 Al 2 O 3 + calor (3000 ° C, 35 kJ / kg de mezcla)
El aluminio tiene mayor afinidad para reaccionar con el oxígeno; Reacciona con óxido férrico para liberar hierro puro y escoria de óxido de aluminio. El óxido de aluminio flota en la parte superior de la piscina de metal fundido en forma de escoria y el hierro puro (acero) se deposita debajo, debido a la gran diferencia en las densidades.
Operación de soldadura por termitas:
El proceso de soldadura Thermit es esencialmente un proceso de fundición y fundición, donde el metal obtenido por la reacción de Thermit se vierte en la cavidad refractaria que se forma alrededor de la junta.
Los diversos pasos involucrados en la soldadura Thermit son:
1. Las dos piezas de metal a unir se limpian adecuadamente y se prepara el borde.
2. Luego, la cera se vierte en la junta de manera que se forme un patrón de cera donde se obtendrá la soldadura.
3. Se mantiene una caja de moldeo alrededor de la junta y la arena refractaria se empaca cuidadosamente alrededor del patrón de cera, como se muestra en la Fig. 7.40, proporcionando el depósito de vertido, el bebedero, el tubo ascendente y el sistema de cierre necesarios.
4. Se proporciona una abertura inferior para escurrir la cera fundida. La cera se funde a través de esta abertura que también se usa para precalentar la junta. Esto lo hace listo para la soldadura.
5. El Thermit se mezcla en un crisol que está hecho de material refractario que puede soportar el calor y la presión extremadamente altos producidos durante la reacción química.
6. El encendedor (normalmente peróxido de bario o magnesio) se coloca encima de la mezcla y se enciende con una varilla de metal al rojo vivo o una cinta de magnesio.
7. La reacción tarda aproximadamente 30 segundos y se permite que el hierro fundido altamente sobrecalentado fluya hacia la cavidad del molde preparada alrededor de la pieza a soldar.
8. El metal fundido sobrecalentado fusiona el metal original y se solidifica en una soldadura fuerte y homogénea.
9. La junta de soldadura se deja enfriar lentamente.
Hay diferentes mezclas de Thermit disponibles para soldar diferentes metales, como el cobre y el cromo. Utilizan diferentes óxidos metálicos en lugar de óxido ferroso. A continuación se indican algunas reacciones típicas de la mezcla de Thermit con su temperatura obtenida:
3 CuO + 2 Al → 3Cu + Al 2 O 3 + Calor (4860 ° C, 275 Kcal)
Cr 2 O 3 + 2Al → 2Cr + Al 2 O 3 + Heat (3000 ° C, 540 Kcal)
Aplicación y usos de la soldadura por termitas:
La soldadura por termitas es un proceso muy antiguo y hoy en día, en la mayoría de los casos, se reemplaza por la soldadura de escoria eléctrica. Sin embargo, este proceso todavía está en uso.
Algunas aplicaciones son:
(i) La soldadura por termita se utiliza tradicionalmente para la soldadura de placas muy gruesas y pesadas.
(ii) La soldadura por termita se usa para unir vías de ferrocarril, tuberías y secciones de acero grueso.
(iii) La soldadura por termitas también se utiliza en la reparación de piezas de fundición pesadas y engranajes.
(iv) La soldadura Thermit es adecuada para soldar secciones grandes como rieles de locomotoras, cascos de barcos, etc.
(v) La soldadura térmica se utiliza para soldar cables de cobre.
Ventajas de la soldadura por termitas:
1. La soldadura por termita es un proceso simple y rápido para unir metales similares o diferentes.
2. Este proceso es barato, ya que no se requiere una fuente de alimentación costosa.
3. Este proceso se puede utilizar en los lugares donde la fuente de alimentación no está disponible.
Desventajas de la soldadura por termitas:
1. La soldadura térmica se usa esencialmente para piezas de metales ferrosos de secciones pesadas.
2. No es económico para la soldadura de metales baratos y piezas ligeras.
