HÀN NHIỆT NHÔM - QUY TRÌNH HÀN VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH ĐƯỜNG SẮT

Trong phương pháp hàn này hỗn hợp bột oxit kim loại và bột nhôm được đốt cháy bằng một phản ứng khởi động mà không cần làm nóng từ bên ngoài. Phản ứng nhiệt nhôm sinh ra tỏa nhiệt rất cao khử oxit kim loại và làm nóng chảy chúng, kim loại nóng chảy này sẽ điền đầy khe hàn.

Phản ứng nhiệt nhôm thường sử dụng cho các dây nối đồng và hàn khác như đồng đỏ, thép không gỉ, gang…Phương pháp này được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, phổ biến nhất là ứng dụng để hàn các chi tiết thép kết cấu như là các ray xe lửa, đường ray cẩu tàu ở cảng biển.

Vậy hàn nhiệt nhôm là gì? Quy trình thực hiện như thế nào? Được ứng dụng gì trong ngành đường sắt?

Hàn nhiệt nhôm là gì?

• Là phương pháp xử lý mối nối bằng phương pháp hàn nóng chảy hỗn hợp kim loại giữa bột nhôm và sắt oxit – chất nhiệt nhôm. Đây là một dạng hàn nóng chảy dựa trên cơ sở nhiệt được sinh ra từ sự khử oxit kim loại của nhôm.
• Hàn nhiệt nhôm là một phương pháp hiệu quả, có tính di động cao. Là phương pháp được áp dụng cho hàn các chi tiết thép kết cấu như là các đường ray sắt. Bản chất của hàn nhiệt nhôm là một quá trình đúc. Nhiệt độ đầu vào cao và các đặc điểm quá trình luyện kim của hàn nhiệt nhôm làm cho phương pháp này phù hợp với hàn thép độ cứng cao.
• Hàn nhiệt nhôm là một quá trình yêu cầu người thực hiện phải có kỹ năng. Phương pháp hàn chỉ được vận hành bởi những kỹ sư đã có chứng chỉ về phương pháp này.
• Trên thực tế, ứng dụng của phản ứng nhiệt nhôm cũng thường được sử dụng cho các dây nối đồng và hàn thép không gỉ, thép, gang, đồng đỏ, đồng thau…Ngoài ra, nó còn rất hữu ích để hàn hai kim loại khác nhau. Hàn nhiệt nhôm còn được biết dưới các tên thương mại như: Ultraweld, Cadweld, Techweld, Thermoweld.

​​​​​​​​​​​​​​

Quy trình hàn nhiệt nhôm

Tùy loại mối hàn mà chứng ta áp dụng quy trình hàn khác nhau. Nhưng quy trình hàn nhiệt nhôm nói chung có thể chia thành 6 công đoạn như sau:

• Chuẩn bị cẩn thận khe hở giữa hai thanh ray: khe hở cần được đo đạc bằng thước thẳng, thước Eke để đảm bảo mối hàn phẳng và thẳng.
• Khuôn mẫu làm bằng vật liêu chịu nhiệt cao: sản xuất riêng biệt tương ứng cho từng khớp ray khác nhau. Khuôn được cố định tại khoảng nối giữa 2 ray và lắp giá cho buồng nhiệt nhôm.
• Khoang hàn bên trong khuôn mẫu được làm nóng: khoang hàn được làm nóng bằng ngọn lửa gas-oxy với áp lực và thời gian làm nóng được quy định theo từng loại thép. Chất lượng cơ tính của mối hàn sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào quá trình nung nóng sơ bộ này.
• Chất liệu sản xuất: thành phần chất nhiệt nhôm được sản xuất để thép lỏng có tính chất kim loại phù hợp tương ứng với tính chất của kim loại đường ray được hàn. Sau khi gia nhiệt mối hàn, khay chứa chất nhiệt nhôm được lắp trên miệng khuôn. Phản ứng nhiệt nhôm xảy ra khi được mồi giúp tạo ra thép nóng chảy. Thép nóng chảy có nhiệt độ cao khoảng 2500 độ C chảy xuống khoang mối hàn.
• Làm mát mối hàn: mối hàn được làm mát tự nhiên trong khoảng thời gian quy định. Sau đó, khuôn mẫu được lấy ra, các phần thép thừa được gia công cắt bỏ bởi thiết bị cắt thủy lực. Khi mối nối hoàn toàn nguội sẽ được làm sạch, loại bỏ các phần dư thừa để đảm bảo mặt mối hàn liền mạch với mặt đường ray. Các mối hàn sẽ được kiểm tra khắt khe trước khi được đưa vào sử dụng.
• Kiểm tra chất lượng mối hàn: sau khi mối hàn được kiểm tra chất lượng, đảm bảo yêu cầu thì đánh giá tuổi thọ của nó tương đương với tuổi thọ của đường ray. Không cần bảo dưỡng khi sử dụng.

Ứng dụng vào ngành đường sắt

• Như bạn đã biết, các thanh ray xe lửa, hay nhiều thanh kim loại khác được chế tạo thành các đoạn riêng lẻ có chiều dài cố định. Do hạn chế về khả năng vận chuyển cũng như đáp ứng mong muốn tối ưu hóa quá trình sản xuất hàng loạt. Vì vậy cần có phương án nối các thanh ray lại với nhau.
• Phương pháp nối ray thường dùng là nối ray bằng bu lông: là phương pháp nối ray bằng cách sử dụng các bản thép nối và bắt bu lông. Giữa các thanh ray người ta chừa các khe trống, để nó có thể đáp ứng được quá trình giãn nở nhiệt của kim loại. Đối với ngành công nghiệp đường sắt, khi phải chừa các khe co giãn như vậy sẽ làm cho bánh tàu hỏa chạy qua mối nối ray phát ra âm thanh, đồng thời vận tốc của tàu cũng không cao như mong muốn.
• Một số vấn đề khác khi sử dụng phương án nối ray bằng bu lông là sẽ xuất hiện vết nứt xung quanh lỗ bu lông. Nguyên nhân là do các khớp nối phải chịu khá nhiều lực từ bên ngoài, dẫn đến hư hại đầu thanh ray, do đó các công ty trong ngành đường sắt bắt đầu chuyển sang dùng phương pháp nối đường ray liên tục bằng phương pháp hàn.
• Điểm nổi bật của phương pháp hàn nhiệt nhôm là thể tích máy hàn lớn, thời gian đông kết của mối hàn rất lâu, sản phẩm thu được là khối đúc nên cơ tính của mối hàn được đảm bảo tốt. Ngoài ra, phương pháp này có điểm hạn chế là các thao tác thường được điều khiển từ khoảng cách xa để giảm thiểu các mối nguy hiểm cho người thực hiện. Hàn nhiệt nhôm chủ yếu dùng để hàn ngoài trời nên cũng gặp hạn chế nếu gặp thời tiết xấu.

Hàn nhiệt nhôm có thể được thực hiện thuận tiện với các thiết bị đúng chuẩn, chuyên gia đã được đào tạo, không cần sử dụng thiết bị hạng nặng. Các thiết bị có thể được di chuyển đến nơi cần hàn một cách dễ dàng.

Trên đây, là những thông tin chi tiết về phương pháp hàn nhiệt nhôm mà Châu Tuấn muốn chia sẻ. Hy vọng với những thông tin trên có thể giúp các bạn hiểu rõ hơn về loại phương pháp này.

Nếu vẫn còn những thắc mắc hay có vấn đề liên quan đến việc thi công hàn nhiệt nhôm đưởng ray hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi.

Ngoài ra, công ty CHÂU TUẤN còn chuyên cung cấp, lắp đặt, sửa chữa ray cẩu cảng- Các dịch vụ tại cảng biển lớn nhỏ trên phạm vi toàn quốc và quốc tế.

Liên hệ ngay để được tư vấn miễn phí:

CÔNG TY TNHH XD - TM & DV CHÂU TUẤN

Địa chỉ: 158/22 Hoàng Hoa Thám, P. 12, Q. Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh

Email: chautuancons2010@gmail.com

Hotline: 028.2248.6888 - 0988.373.605

Website: chautuan.com – xaynhaxuong.vn