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発熱溶接

1899-01-01
  • Hans Goldschmidt
Technician performing exothermic welding on railway tracks, applied mechanics, welding technology.

(画像はイメージです)

発熱溶接(テルミット溶接とも呼ばれる)は、アルミノ熱反応によって発生する過熱溶融金属を用いて、金属部品間に強力で永続的な分子結合を形成する技術です。このプロセスは自己完結型であり、外部電源を必要としません。最もよく知られているのは、鉄道の線路を溶接して連続レールにすることで、より滑らかで耐久性のある線路を作る際に用いられることです。

The process of exothermic welding begins with the precise alignment of the two metal pieces to be joined, leaving a specific gap between them. A refractory mold, designed to match the cross-section of the parts, is clamped around the joint. The metal ends are often preheated with a torch to remove moisture and ensure a good fusion. A crucible containing the thermite charge is placed over the mold. After the thermite is ignited, the exothermic reaction proceeds inside the crucible, producing molten metal (e.g., steel) and a lighter slag of aluminum oxide. Once the reaction is complete, a tapping mechanism at the bottom of the crucible is opened, allowing the heavier molten metal to flow down into the mold cavity. The superheated liquid metal fills the gap, melting the surfaces of the parent metal pieces and fusing with them. The lighter aluminum oxide slag flows in last, filling the top of the mold and forming a protective layer over the molten steel, shielding it from atmospheric contamination as it cools.

所定の冷却・凝固期間の後、鋳型を取り外し、余分な金属やスラグを研削などで除去して、滑らかで連続した接合部を形成します。こうして得られる溶接部は、単なる溶加材ではなく、母材と類似した微細構造を持つ鋳鋼の融合体であり、優れた機械的特性と電気的特性を備えています。最大の利点は、持ち運びが容易で電力に依存しないことであり、遠隔地の現場で大型部品に強力で信頼性の高い溶接を行うのに理想的な方法となっています。

UNESCO Nomenclature: 3301
応用力学

タイプ

工業プロセス

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ゴルトシュミット法そのものの発明
  • 冶金学の進歩と鉄鋼の特性に関する理解
  • 溶融金属を封じ込めることができる耐火材料(セラミックス)の開発
  • 鉄道網の拡大により、機械式継目板よりも耐久性の高いレール継目への需要が高まった。

アプリケーション

  • 鉄道レールを溶接して連続溶接レール(CWR)にする
  • 電気接地グリッド(変電所など)のために太い銅導体を接続する
  • 従来の溶接方法では大きすぎる大型の鋼鋳物や鍛造品の修理
  • 鋼管に陰極防食陽極を取り付ける
  • 避雷システムにおける恒久的な電気接続の作成

特許:

    潜在的なイノベーションのアイデア

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    関連キーワード:発熱溶接、テルミット溶接、鉄道、レール、連続溶接レール、るつぼ、溶融金属、接合、冶金、接地。

    歴史的背景

    発熱溶接

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

    (日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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