27 اسفند جوش احتراقی چیست ؟

جوش احتراقی (Exothermic welding , Cad weld)

جوش احتراقی یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن از واکنش‌های گرمازا برای ایجاد حرارت و اتصال فلزات استفاده می‌شود. این روش که به جوش کد ولد نیز معروف است، از یک واکنش شیمیایی بین اکسید فلز(مس) و یک عامل کاهنده (معمولاً آلومینیوم) برای تولید دمای بسیار بالا بهره می‌برد. این حرارت بالا منجر به ذوب شدن و اتصال دادن قطعات دلخواه به هم می‌شود. جوش احتراقی به دلیل توانایی آن در ایجاد اتصالات قوی و پایدار، عموما در صنعت ارتینگ برای اتصلات مدفون کاربرد دارد. به دلیل اهمیت جنس جوش که مس است و اهمیت رسانایی آن، در این زمینه از جوشکاری احتراقی استفاده می شود. شرکت تجهیزات سیستم زمین، طراحی، تولید و اجرا کننده انواع سیستم های ارتینگ می باشد. که شامل اقلام کامل سیستم جوش احتراقی مانند قالب جوش، پودر جوش و لوازم جانبی اجرای جوشکاری است.

مکانیزم جوش احتراقی:

جوش احتراقی بر پایه واکنش ترمیت انجام می‌شود که در آن پودر آلومینیوم به عنوان عامل کاهنده و اکسید مس به عنوان عامل اکسیدکننده در پودر جوش عمل می‌کنند. واکنش به صورت زیر انجام می‌شود:

Al + CUO = Al2O3 + CU

انرژی حرارتی این واکنش دمایی در حدود 2300 درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند که می‌تواند مس را به حالت مذاب درآورده و جوشکاری را امکان‌پذیر کند. مواد مذاب ایجادشده در اثر این واکنش، در محل اتصال درون قالب ریخته شده و با پر کردن فضای بین دو قطعه، یک اتصال محکم و دائمی را ایجاد می‌کند.

قالب های جوش احتراقی:

قالب‌های جوش احتراقی برای اجرای فرآیند جوش احتراقی، از قالب‌های مخصوصی استفاده می‌شود که نقش مهمی در کیفیت نهایی اتصال دارند. این قالب‌ها معمولاً از مواد مقاوم در برابر حرارت مانند گرافیت ساخته شده و برای استفاده‌های مکرر طراحی شده‌اند . این قالب ها برای اتصلات مختلف با سایز های مختلف تولید می شوند. مقدار پودر جوش مشخصی به هر قالب نسبت داده شده‌اند. استفاده از قالب‌های باکیفیت می‌تواند به بهبود دقت و استحکام جوش کمک کند.

پودر جوش احتراقی:
در فرآیند جوش احتراقی، پودر مخصوصی به عنوان مواد اصلی واکنش شیمیایی استفاده می‌شود که این پودر معمولاً از ترکیب اکسید فلزی (اکسید مس) و آلومینیوم تشکیل می‌شود. این پودر نقش بسیار مهمی در تولید حرارت لازم برای ذوب فلزات و ایجاد جوش دارد. ترکیب مناسب این پودر باید به گونه‌ای باشد که واکنش شیمیایی بین اکسید فلز و آلومینیوم به طور کنترل‌شده و با شدت مناسب انجام شود.

ترکیبات پودر جوش احتراقی:

پودر جوش احتراقی معمولاً از ترکیبات زیر تشکیل می‌شود:

• اکسید مس(CUO): این ماده عامل اکسیدکننده است که در واکنش با آلومینیوم، انرژی حرارتی زیادی تولید می‌کند.
• پودر آلومینیوم (Al): آلومینیوم به عنوان عامل کاهنده عمل کرده و واکنش را به گونه‌ای تسریع می‌کند که مقدار زیادی حرارت تولید می‌شود.
• مواد افزودنی دیگر: برای کنترل سرعت واکنش و بهبود کیفیت جوش،  از مواد افزودنی مانند اکسیدهای دیگر یا ترکیبات معدنی استفاده شود.

از مزایای جوش احتراقی:

• اتصالات مستحکم و بادوام: این روش جوشکاری باعث ایجاد پیوندهای بسیار قوی و مقاوم می‌شود.
• عدم نیاز به منبع انرژی خارجی: حرارت مورد نیاز از واکنش شیمیایی تأمین شده و نیازی به برق یا گاز ندارد.
• قابلیت اجرا در محیط‌های دشوار: این روش برای جوشکاری در مکان‌های دورافتاده و سخت مانند خطوط انتقال گاز و تأسیسات برق مناسب است.

جوش احتراقی در صنعت ارتینگ:

یکی از کاربردهای مهم جوش احتراقی در صنعت ارتینگ (سیستم زمین) است. در سیستم‌های ارتینگ، اتصالات الکتریکی بین میله‌های ارت، سیم‌های مسی و سایر اجزای هادی از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از جوش احتراقی در این حوزه به دلایل زیر مزیت دارد:

• استحکام و دوام بالا: اتصالات ایجادشده از طریق جوش احتراقی مقاومت الکتریکی پایینی دارند و در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت، خوردگی و تنش‌های مکانیکی مقاوم هستند.
• افزایش قابلیت هدایت الکتریکی: این روش جوشکاری باعث کاهش افت ولتاژ و افزایش عملکرد سیستم ارتینگ می‌شود.
• عدم نیاز به تجهیزات خاص: برای اجرای جوش احتراقی در سیستم ارتینگ نیازی به تجهیزات الکتریکی یا گازی پیچیده نیست، که این امر باعث سهولت در نصب و اجرا می‌شود.
• مقاومت در برابر شرایط جوی نامساعد: اتصالات جوش احتراقی در معرض رطوبت، خوردگی و تغییرات دمایی کمتر دچار خرابی شده و طول عمر بالاتری نسبت به روش‌های سنتی مانند پرس و لحیم‌کاری دارند

اتصالات ارتینگ مدفون و مقاوم در برابر خوردگی:

در سیستم‌های ارتینگ، برای اتصالاتی که به‌ویژه در خاک و زیر زمین دفن می‌شوند، یا در مکان‌هایی که احتمال خوردگی به دلیل رطوبت و شرایط شیمیایی بالاست، معمولاً از جوش احتراقی استفاده می‌شود. این نوع جوشکاری به دلیل ایجاد اتصالات کاملاً محکم و مقاوم در برابر عوامل خورنده، بهترین گزینه برای این نوع کاربردها است. در این شرایط، جوش احتراقی از آن جهت اهمیت دارد که اتصالات ایجادشده از آن، حتی در طولانی‌مدت، دچار خوردگی نشده و مقاومت بالایی در برابر عوامل محیطی خواهند داشت.

اتصالات ارتینگ سطحی:

در مقابل، برای اتصالاتی که در سطح زمین قرار دارند و احتمال خوردگی در آن‌ها کمتر است، از کلمپ‌های مخصوص استفاده می‌شود. کلمپ‌ها اتصالاتی هستند که قابلیت باز شدن و تعویض دارند و به‌راحتی می‌توانند در صورت نیاز تغییر کنند. این کلمپ‌ها معمولاً برای اتصالاتی به‌کار می‌روند که به‌طور مداوم تحت تأثیر شرایط محیطی شدید قرار نمی‌گیرند. از آنجا که کلمپ‌ها دارای قابلیت تعویض هستند، در مواردی که نیاز به تعمیر یا جایگزینی اتصالات باشد، سریعاً می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. این نوع اتصالات در مقایسه با جوش احتراقی از سرعت نصب بالاتری برخوردارند، اما در مکان‌هایی که احتمال خوردگی بالاست، جوش احتراقی همچنان گزینه‌ای به مراتب مقاوم‌تر و بادوام‌تر است.

انواع اتصلات جوش احتراقی:

سیم به سیم:انواع اتصال سیم های مسی به همدیگر

سیم به میله ارت:اتصال سیم مسی به میله ارت

سیم به میلگرد عاج دار: اتصال سیم مسی به میلگرد

سیم به لوله: اتصال سیم مسی به لوله

سیم به سازه: اتصال سیم مسی به سازه

سیم به صفحه: اتصال سیم مسی به صفحه

تسمه به تسمه: انواع اتصال تسمه های مسی به همدیگر

تسمه به سیم:انواع اتصال تسمه مسی به سیم مسی

تسمه به میله ارت:اتصال تسمه مسی به میله ارت

ایمنی :

ایمنی در جوش احتراقی استفاده از جوش احتراقی به دلیل دمای بسیار بالا و واکنش‌های گرمازا نیازمند رعایت دقیق نکات ایمنی است. برخی از مهم‌ترین اقدامات ایمنی شامل موارد زیر است:

• استفاده از تجهیزات حفاظتی: استفاده از دستکش‌های مقاوم در برابر حرارت، عینک ایمنی، لباس‌های ضد حریق و کفش‌های ایمنی ضروری است.
• کنترل محیط کار: عملیات جوش احتراقی باید در محیط‌های باز یا دارای تهویه مناسب انجام شود تا از تجمع گازها و بخارات خطرناک جلوگیری شود.
• دور نگه داشتن مواد قابل اشتعال: از قرار دادن مواد اشتعال‌پذیر در نزدیکی محل جوشکاری باید خودداری شود تا خطر آتش‌سوزی کاهش یابد.
• آماده‌سازی تجهیزات اطفای حریق: داشتن تجهیزات اطفای حریق مانند کپسول‌های آتش‌نشانی در نزدیکی محل کار ضروری است.
• آموزش و رعایت دستورالعمل‌ها: افرادی که از این روش استفاده می‌کنند، باید آموزش‌های لازم را دیده و به طور کامل با روند کار و اقدامات ایمنی آشنا باشند

جوش احتراقی یک روش مؤثر برای ایجاد اتصالات فلزی قوی و پایدار است که به ویژه در صنعت ارتینگ کاربرد دارد. اگرچه این روش دارای مزایای متعددی مانند عدم نیاز به منبع انرژی خارجی و مقاومت بالای اتصالات است، اما نیازمند مهارت و رعایت نکات ایمنی دقیق می‌باشد. در مجموع، جوش احتراقی یک فناوری ارزشمند است که در بسیاری از پروژه‌های مهندسی به کار گرفته می‌شود و نقش مهمی در توسعه زیرساخت‌های صنعتی ایفا می‌کند.