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简析钢轨铝热焊接技术中的化学反应

作者编辑: | 日期:2020-06-02 11:54:29 | 信息来源:

钢轨铝热焊是焊接技术的一种,它是利用铝和氧化铁在化学反应过程中释放的大量热量熔化金属,使金属之间形成熔接或堆焊,这一反应是氧化还原反应,主要反应产物为液态铝热钢和氧化铝熔渣,铁元素被还原成具有高温的铝热钢水,铝被氧化成氧化铝熔渣。轨道钢轨道通常由两条平行的钢轨组成,钢轨固定放在轨枕上,轨枕之下为路碴;以钢铁制成的路轨,可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木,或路枕,功用是把钢轨的重量分开散布,和保持路轨固定,维持路轨的轨距。
铝热焊化学反应的表达式为3FeO+2AI=3Fe+Al2O3+199.5kCal,Fe2O3+2AI=2Fe+Al2O3+99kCal,3Fe2O3+8AI=9Fe+4Al2O3+773.3 kCal。钢轨铝热焊接就是将铝粉、氧化铁和其他合金添加物配制成的铝热焊剂放在特制的反应坩埚中,用高温火柴点燃引发铝热反应。在反应过程中,放出大量的热熔化合金添加物,与反应合成的铁形成为钢液,由于其密度大沉于坩埚底部,反应生成的熔渣较轻而浮在上部。
在很短时间内,高温的铝热钢水熔化坩埚底部的自熔塞,浇铸到与钢轨外形尺寸一致的砂型和局部预热待焊钢轨形成的封闭空腔中,同时铝热钢水本身又作为填充金属,与熔化的钢轨共同结晶、冷却,将两段钢轨焊成整体。轨道钢用于引导机车车辆行驶,并将所承受的荷载传布于轨枕、道床及路基,同时为轮的滚动提供最小阻力的接触面。钢轨要求有足够的载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性及耐腐性能。

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