Hàn tỏa nhiệt / hàn CAD hoạt động như thế nào?

Hàn CAD (Hàn tỏa nhiệt) là gì?

Thuật ngữ hàn CAD có nguồn gốc từ ‘Cadweld’, một tên thương hiệu cho quy trình hàn tỏa nhiệt và bao gồm các sản phẩm như nVent ERICO Cadweld One Shot.

Còn được gọi là hàn thermite hoặc liên kết tỏa nhiệt, quá trình này được sử dụng khi hàn hồ quang có thể tạo ra nhiều nhiệt trong mối nối và thường được sử dụng để nối dây cáp, vì nó không làm suy yếu tính dẫn điện trong dây đồng vì không có kim loại hoặc hợp kim nào khác bắt buộc. Khi bột nhôm được sử dụng cùng với một oxit kim loại, quá trình này tạo ra phản ứng nhiệt nhôm.

Hàn tỏa nhiệt không yêu cầu nguồn nhiệt hoặc dòng điện bên ngoài, thay vào đó sử dụng kim loại nóng chảy đã được nung nóng bằng phản ứng tỏa nhiệt hóa học của chất thermite. Điều này có thể tạo ra các liên kết phân tử điện âm có khả năng chống lại những thay đổi về nhiệt độ và không dễ bị các vấn đề ăn mòn có ở các bộ phận cơ khí hoặc nén.

Làm thế nào nó hoạt động?

Để hiểu cách hàn tỏa nhiệt hoạt động, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu phản ứng tỏa nhiệt là gì…

Phản ứng tỏa nhiệt là gì?

Thuật ngữ tỏa nhiệt, bắt nguồn từ exo , tiếng Hy Lạp có nghĩa là bên ngoài, và thermic , có nghĩa là nhiệt và liên quan đến một phản ứng hóa học tạo ra nhiệt. Tất cả các phản ứng đốt cháy đều tỏa nhiệt, bao gồm cả cháy và nổ. Tuy nhiên, có những phản ứng tỏa nhiệt ít rõ ràng hơn, chẳng hạn như phản ứng giữa sắt và oxy tạo ra rỉ sét (oxit sắt). Phản ứng này giải phóng nhiệt, làm cho nó tỏa nhiệt, nhưng quá trình này diễn ra rất chậm nên sự chênh lệch nhiệt độ hầu như không đáng chú ý.

Ngược lại, nhôm và sắt (III) oxit có thể được sử dụng để sản xuất sắt nóng chảy trong phản ứng tỏa nhiệt cao đạt đến nhiệt độ khoảng 2000°C. Nhiệt độ cao này vượt quá nhiệt độ nóng chảy của sắt (1535 °C), tạo ra những ứng dụng thực tế như nối các tuyến đường sắt lại với nhau. Phản ứng tỏa nhiệt này (sắt(III) oxit + nhôm → nhôm oxit + sắt) cho thấy sắt ở dưới nhôm trong dãy phản ứng.

Một số phản ứng tỏa nhiệt cần một lượng năng lượng được cung cấp, được gọi là năng lượng kích hoạt, để bắt đầu chúng, chẳng hạn như sử dụng ngọn lửa để đốt cháy gỗ. Hàn CAD sử dụng mỏ hàn đốt nóng để cung cấp năng lượng kích hoạt để bắt đầu quá trình hàn, trong khi các kết nối tỏa nhiệt giữa các tuyến đường sắt có thể được bắt đầu bằng tia lửa đá lửa và bột tăng cường để tăng nhiệt sinh ra.

Hàn tỏa nhiệt / hàn CAD hoạt động như thế nào

Hàn CAD sử dụng khuôn nồi nấu kim loại có thể kẹp được để giữ cố định các miếng hàn. Sau khi được kẹp lại với nhau, một hợp chất bịt kín được đặt tại điểm vào của các miếng kim loại để ngăn bất kỳ kim loại hàn nào thoát ra ngoài trong quá trình hàn.

Thermite, là hỗn hợp của kim loại phụ và chất oxy hóa, sau đó được đưa vào khuôn. Nhiệt được áp dụng để bắt đầu phản ứng hóa học, chẳng hạn như bằng mỏ hàn, và quá trình hàn bắt đầu. Phản ứng tỏa nhiệt làm cho kim loại nóng chảy chảy vào khoang mối hàn và tạo thành mối nối xung quanh hai miếng kim loại. Sau khi mối hàn kết thúc, kẹp được nhả ra và trừ khi nó bị loại bỏ, khuôn sẽ cần được làm sạch để loại bỏ xỉ còn sót lại trước khi sử dụng lại.

Quy trình này khác khi sử dụng hàn tỏa nhiệt cho đường ray xe lửa, đã hoạt động ít nhất từ ​​năm 1935 tại Hoa Kỳ, nơi nó được sử dụng trên Đường sắt Delaware và Hudson.

Đầu tiên, phần cuối của thanh ray được nối được làm nóng trước cho đến khi chúng có màu cam để đảm bảo thép nóng chảy không bị nguội khi chảy giữa các cạnh thanh ray. Hỗn hợp thermite sẽ bao gồm các viên hoặc thanh kim loại hợp kim có hàm lượng carbon cao, như thép, tan chảy vào kim loại mối hàn trong phản ứng thermite. Các chất phản ứng thường được cung cấp dưới dạng bột được kích hoạt bằng tia lửa từ bật lửa đá lửa. Bởi vì hàn đường ray đòi hỏi năng lượng kích hoạt cao, bột tăng cường như magiê hoặc nguồn ngọn lửa rất nóng cũng được sử dụng.

Quá trình tỏa nhiệt có thể tạo ra nhiều khói và thậm chí là nổ, vì vậy cần có thiết bị bảo hộ khi hàn CAD.

Thuận lợi

Các mối nối hàn tỏa nhiệt hiệu quả hơn các mối nối cơ học, đặc biệt khi nối các dây dẫn, vì chúng tạo ra một kết nối bền vững, lâu dài giữa các dây dẫn.

Ưu điểm của hàn tỏa nhiệt bao gồm:

• Tạo ra một kết nối lâu dài sẽ không bị biến dạng hoặc suy yếu
• Một quy trình dễ học có thể được đánh giá trực quan
• Tạo ra một mối hàn phân tử không bị ảnh hưởng bởi dòng điện tăng cao, cho phép dây dẫn chịu được dòng sự cố định kỳ mà không làm mất hoạt động
• Các mối hàn có thể cung cấp khả năng giữ và khả năng mang dòng điện ít nhất cao bằng chính dây dẫn
• Có thể hàn các vật liệu như đồng, đồng thau, đồng thau, thép không gỉ và đường ray thép để tạo ra mối liên kết với hợp kim mà không ảnh hưởng đến điện môi tại điểm hàn cũng như không bị ăn mòn

Nhược điểm

Mặc dù có những ưu điểm nhưng vẫn còn một số khó khăn liên quan đến hàn tỏa nhiệt:

• Có thể nguy hiểm, tùy thuộc vào phương pháp và ứng dụng
• Không phù hợp với một số điều kiện môi trường

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa