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Soudage exothermique

1899-01-01
  • Hans Goldschmidt
Technicien effectuant des travaux de soudage exothermique sur les voies ferrées, mécanique appliquée, technologie du soudage.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le soudage exothermique, également appelé soudage aluminothermique, est une technique qui utilise le métal en fusion surchauffé issu d'une réaction aluminothermique pour créer une liaison moléculaire solide et permanente entre les composants métalliques. Ce procédé est autonome et ne nécessite aucune source d'énergie externe. Il est notamment utilisé pour assembler des sections de voies ferrées en rails soudés continus, créant ainsi une voie plus lisse et plus durable.

Le processus de soudage exothermique commence par l'alignement précis des deux pièces métalliques à assembler, en laissant un espace spécifique entre elles. Un moule réfractaire, conçu pour correspondre à la section transversale des pièces, est serré autour du joint. Les extrémités métalliques sont souvent préchauffées à l'aide d'un chalumeau afin d'éliminer l'humidité et d'assurer une bonne fusion. Un creuset contenant la charge de thermite est placé au-dessus du moule. Une fois la thermite allumée, la réaction exothermique se produit à l'intérieur du creuset, produisant du métal en fusion (par exemple, de l'acier) et un laitier plus léger d'oxyde d'aluminium. Une fois la réaction terminée, un mécanisme de taraudage situé au fond du creuset est ouvert, ce qui permet au métal en fusion, plus lourd, de s'écouler dans la cavité du moule. Le métal surchauffé métal liquide Le laitier d'oxyde d'aluminium remplit l'espace, fondant les surfaces des pièces de métal de base et fusionnant avec elles. Le laitier d'oxyde d'aluminium, plus léger, s'écoule en dernier, remplit le haut du moule et forme une couche protectrice sur l'acier fondu, le protégeant de la contamination atmosphérique pendant qu'il refroidit.

Après une période de refroidissement et de solidification prescrite, le moule est retiré et l'excédent de métal et de laitier est éliminé, généralement par meulage, afin d'obtenir un joint lisse et continu. La soudure obtenue n'est pas un simple apport, mais une fusion d'acier moulé dont la microstructure est similaire à celle du métal de base, ce qui lui confère d'excellentes propriétés mécaniques et électriques. Son principal avantage réside dans sa portabilité et son indépendance électrique, ce qui en fait la méthode idéale pour réaliser des soudures solides et fiables sur des composants de grande taille, même en zones reculées.

UNESCO Nomenclature: 3301
- Mécanique appliquée

Taper

Processus industriel

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • l'invention du procédé Goldschmidt lui-même
  • progrès de la métallurgie et de la compréhension des propriétés de l'acier et du fer
  • développement de matériaux réfractaires (céramiques) capables de contenir du métal en fusion
  • l'expansion des réseaux ferroviaires, qui a créé une demande de joints de rail plus durables que les éclisses mécaniques

Applications

  • soudage de rails de chemin de fer en rails soudés continus (CWR)
  • jonction de gros conducteurs en cuivre pour les réseaux de mise à la terre électriques (par exemple, dans les sous-stations)
  • réparation de pièces moulées ou forgées en acier lourd qui sont trop grandes pour le soudage conventionnel
  • attaching protection cathodique anodes to steel pipelines
  • création de connexions électriques permanentes dans les systèmes de protection contre la foudre

Brevets:

    Idées d'innovations potentielles

    • systèmes automatisés de soudage aluminothermique pour la construction ferroviaire utilisant la robotique
    • kits de soudage exothermique sous-marin pour la réparation de structures marines ou de pipelines
    • soudage exothermique pour l'assemblage de métaux différents ou exotiques dans les applications aérospatiales
    • soudage exothermique miniaturisé pour le collage de composants électroniques délicats
    • a process for creating custom, high-performance alliage welds by pre-mixing powders
    • brasage exothermique, utilisant des réactions à basse température pour assembler des métaux non ferreux
    • Moules personnalisés imprimés en 3D pour la réparation de fractures complexes ou uniques
    • soudures auto-inspectées avec capteurs intégrés qui confirment l'intégrité de la liaison
    • procédés de soudage exothermique pour l'assemblage de mousses métalliques composites
    • kits déployables sur le terrain pour réparer rapidement les blindages endommagés des véhicules militaires
    Voir aussi : soudage exothermique, soudage à la thermite, chemin de fer, rail, rail soudé en continu, creuset, métal en fusion, assemblage, métallurgie, mise à la terre.

    Contexte historique

    Soudage exothermique

    1884
    1890
    1890
    1899-01-01
    1900
    1903
    1906
    1882-01-01
    1886-04-23
    1890
    1897
    1900
    1900
    1903-05-10
    1910

    (si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

    10e année anniversaire

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