Le procédé de soudage thermit® est le résultat d’une fusion créée par une réaction chimique due à la différence d’énergie libre entre l’aluminium et l’oxyde métallique.
Cette différence produit suffisamment de chaleur pour produire de l’acier liquide ou tout autre métal et permettre sans appliquer d’énergie extérieure.
Il se produit sans ou avec l’application de pression. L’utilisation d’un métal d’apport est facultative.
Tous les composants du procédé aluminothermique sont utilisés sous forme de poudres ou de granulés.
Une fois la réaction initiée par une source de chaleur externe, l’aluminium réduit l’oxygène de l’oxyde métallique, ce qui donnera un oxyde d’aluminium surchauffé liquide (Al(2) O(3).
Comme ces deux composants ont une densité différente, ils se séparent automatiquement et le métal liquide peut être utilisé pour la production d’alliages, de métaux spéciaux ou pour de multiples applications de soudage. (voir vidéo ci-dessous)
Le procédé a été découvert par Hans Goldschmidt en 1898. Depuis le début du siècle, le procédé thermit a été utilisé pour assembler des rails de train ainsi que d’autres applications dans l’industrie du transport en commun.
Exemple de soudage Thermit
Définitions clés:
- Creuset: la réaction chimique thermit a lieu dans un récipient appelé creuset
- Mélange: Un mélange d’aluminium finement divisé, d’oxyde métallique additionné de tous les métaux d’alliage nécessaires
- Moule: Il s’agit d’un moule formé autour de pièces qui doivent être soudées. Le mode reçoit le métal en fusion.
- Réaction: La réaction chimique entre l’aluminium et l’oxyde métallique. La réaction produit un laitier d’oxyde d’aluminium et un métal fondu surchauffé.
Matériau
Le matériau Thermit est un mélange mécanique d’aluminium métallique et d’oxyde de fer traité.
L’acier fondu est produit par la réaction thermit dans un creuset revêtu de magnésite.
Au fond du creuset, une pierre de magnésite est brûlée, dans laquelle un dé à coudre en pierre de magnésite est monté.
Ce dé à coudre fournit un passage par lequel l’acier fondu est évacué dans le moule.
Le trou à travers le dé à coudre est bouché avec une goupille de taraudage, qui est recouverte d’une rondelle résistante au feu et de sable réfractaire.
Le creuset est chargé en y plaçant la quantité correcte de matériau thermit soigneusement mélangé.
Procédé
Lors de la préparation du joint pour le soudage thermit, les pièces à souder doivent être nettoyées, alignées et maintenues fermement en place.
Si nécessaire, le métal est retiré du joint pour permettre une libre circulation du métal thermit dans le joint.
Un motif de cire est ensuite réalisé autour du joint selon la taille et la forme de la soudure prévue.
Un moule en sable réfractaire est construit autour du motif de cire et du joint pour retenir le métal fondu après sa coulée.
Le moule en sable est ensuite chauffé pour faire fondre la cire et sécher le moule. Le moule doit être correctement ventilé pour permettre l’échappement des gaz et pour permettre la bonne répartition du métal thermit au niveau du joint.
Un creuset et un moule de soudage thermit sont représentés à la figure 5-41 ci-dessous.
Procédé de soudage pour Rail: (voir la vidéo ci-dessus)
- Préparer le rail à souder
- Régler l’espace de soudure
- Pince
- Appliquer des moules
- Placer la partie Thermit dans le creuset
- Préchauffer les extrémités des rails
- Enflammer et verser l’acier
- Démoulage
- Métal de tête excédentaire de cisaillement
- Meulage grossier
- Meulage final
Moule à souder Thermit & Schéma du creuset
Vidéo d’animation du procédé de soudage Thermit
Kits de soudage Thermit
Les kits peuvent varier en fonction du processus de soudage requis:
- Processus SKV en pouces: Approche commune pour l’assemblage de deux rails de train
- Processus SKV de 1,5 pouce: nouveau processus qui réduit le risque d’inclusions internes.
- Soudure d’écart de 2,75 pouces de large: Utilisée lors du remplacement d’une soudure flashbutt ou Thermit défectueuse.
- Soudure de réparation complète de la tête: Utilisée pour le remplissage après le retrait d’une zone endommagée au niveau de la tête de rail.
Trousse à Outils pour Rail de Grue Thermit
Orgo Thermit