La soldadura aluminotérmica de rieles (nombre completo: soldadura aluminotérmica de rieles de colada intermedia ) es un proceso basado en la aluminotermia , que utiliza reacciones químicas para reducir el hierro de los óxidos , estas reacciones van acompañadas de la liberación de calor y la producción de metal fundido de la composición química requerida. .
Reacción aluminotérmica:
2 Al + Cr 2 O 3 \ u003d Al 2 O 3 + 2 Cr
Fe 2 O 3 + 2 Al \u003d 2 Fe + Al 2 O 3
Para la soldadura se utiliza termita, envasada en determinadas porciones. El trabajo lo realiza un equipo de dos o tres personas. El peso total del equipo utilizado no supera los 350-400 kg.
Al realizar operaciones de soldadura y tecnologías relacionadas, se utilizan fuentes de energía autónomas.
A lo largo de la existencia de los ferrocarriles, se han realizado búsquedas de diseños de juntas de rieles que proporcionen la misma fiabilidad de la vía en los cruces de rieles que fuera de las juntas. Las juntas siguen siendo los principales agentes causantes de los impactos dinámicos y, a menudo, de choque del material rodante en la vía. Las cargas dinámicas regulares en la unión del riel conducen a un desgaste intensivo tanto del tren de rodaje del material rodante como a defectos del riel y, a largo plazo, al hundimiento del balasto y enfermedades de la subrasante. Los costos de mano de obra para el mantenimiento de juntas alcanzan el 20% de todos los costos para el mantenimiento actual de la vía.
Con el fin de reducir el número de juntas de rieles en el camino, durante décadas se ha buscado aumentar la longitud estándar de los rieles. La solución fundamental al problema de una unión de rieles se materializó en la llamada vía sin juntas , gracias a la cual el número de juntas se reduce por docenas, y con soldadura continua de rieles en etapas , estaciones y desvíos , por miles de veces. .
La idea misma de reacción aluminotérmica proviene de la segunda mitad del siglo XVIII . El científico francés Antoine Laurent Lavoisier describió el principio de reacción exotérmica , cuya implementación práctica en su época no podía asumir.
El químico físico ruso Nikolai Nikolaevich Beketov en los años 60 del siglo XIX demostró que a altas temperaturas el aluminio restaura los metales a partir de sus óxidos . Posteriormente, estos experimentos sirvieron como punto de partida para el surgimiento de la aluminotermia .
En 1895, un químico alemán, el profesor Hans Goldschmidt (Elektro-Thermit GmbH & Co. KG; Alemania ), después de diez años de probar el uso práctico de las reacciones de Lavoisier y Beketov , recibe la primera patente para soldar perfiles de acero, incluido el riel de ferrocarril . perfiles
Hasta la fecha, existen dos métodos principales de soldadura a tope de rieles:
La soldadura aluminotérmica de rieles tiene una serie de ventajas sobre la soldadura por contacto : no requiere equipos complejos y costosos, una gran cantidad de trabajadores, largas pausas en el tráfico de trenes. Además, se puede utilizar para soldar en desvíos . El proceso de soldadura de una junta de riel toma alrededor de 50 minutos, y debido a la posibilidad de que varios equipos trabajen al mismo tiempo, es posible lograr una mayor productividad en la "ventana". Por ejemplo, para una "ventana" de dos horas por las fuerzas de tres equipos, se pueden hacer hasta 12 juntas.