
【機】 alumina-thermic welding process
aluminium; aluminum
【醫】 Al; aluminium; aluminum
【經】 aluminium
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
【機】 welding process
鋁熱熔接法(Thermite Welding),又稱鋁熱焊或放熱焊接,是一種利用鋁粉與金屬氧化物(通常為氧化鐵)發生劇烈放熱反應産生高溫熔融金屬,實現金屬部件永久性連接的焊接技術。其核心原理為鋁熱反應(Thermite Reaction),化學方程式如下:
$$ ce{2Al + Fe2O3 -> 2Fe + Al2O3 + text{大量熱量}}
$$
該反應在特制坩埚内進行,溫度可達2500°C以上,生成的熔融鐵水注入待焊部位(如鋼軌接頭),冷卻後形成高強度冶金結合。
無需外部能源
僅依賴鋁熱反應放熱,適用于野外或電力不便場景的金屬連接,如鐵路鋼軌焊接。
冶金結合強度高
熔融金屬與母材形成分子級融合,接頭導電性、耐腐蝕性與母材一緻,被美國焊接學會(AWS)推薦用于接地系統關鍵連接。
應用領域
主要應用于鐵路無縫鋼軌焊接、電力接地網連接、大型鋼結構現場拼接等。《焊接科學與工程》(劍橋大學出版社)指出其接頭疲勞強度可達母材的90%以上。
工藝控制要點
需嚴格控制鋁粉與氧化鐵比例、預熱溫度及模具密封性。國際鐵路聯盟(UIC)标準規定鋼軌焊接需采用專用鋁熱焊劑并符合EN 14730規範。
權威參考來源
鋁熱熔接法(也稱鋁熱焊或放熱焊接)是一種利用金屬氧化物與鋁的放熱反應産生高溫熔融金屬,從而實現金屬連接的焊接工藝。以下從多個角度詳細解釋該技術:
鋁熱熔接法的核心是鋁熱反應,即金屬氧化物(如氧化鐵)與鋁粉在高溫下發生劇烈氧化還原反應,生成氧化鋁和金屬單質,并釋放大量熱能。主要化學方程式為: $$ 3FeO + 2Al rightarrow 3Fe + Al_2O_3 quad Delta H = -834.9 text{kJ/mol} $$ $$ Fe_2O_3 + 2Al rightarrow 2Fe + Al_2O_3 quad Delta H = -829.9 text{kJ/mol} $$ 反應溫度可達2500~3500℃,足以熔化金屬形成焊接接頭。
該技術由德國化學家H.戈德施密特于19世紀末發明,20世紀廣泛應用于鐵路建設,推動無縫線路的普及。
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