جوش اگزوترمیک

Exothermic Welding

​جوش اگزوترمیک یا جوش احتراقی، یکی از روش‌های پیشرفته جوشکاری ذوبی است که در آن از یک واکنش شیمیایی گرمازای کنترل‌شده بین پودر اکسید فلز (معمولاً اکسید مس یا آهن) و پودر آلومینیوم استفاده می‌شود. این واکنش بدون نیاز به منابع انرژی الکتریکی خارجی یا گاز، فلز مذاب با دمای بسیار بالا تولید می‌کند که منجر به ایجاد یک اتصال متالورژیکی یکپارچه و مولکولی بین قطعات می‌گردد.

​اسامی رایج جوش اگزوترمیک

• ​جوش اگزوترمیک (Exothermic Welding): نام فنی و مهندسی استاندارد در نقشه‌ها و اسناد طراحی.
• ​جوش کد ولد (Cad Weld)/ کادولود : نام تجاری معروف‌ترین سازنده تجهیزات که در بازار اجرای سیستم‌های ارتینگ به‌دلیل اعتبار بالا گاهی به‌ صورت عمومی استفاده می‌شود.
• ​جوش ترمیت (Thermite Welding): نام تخصصی و سنتی این فرآیند، بیشتر رایج در صنایع راه‌آهن.
• ​جوش احتراقی: اصطلاح علمی و آکادمیک کلی.

 

​اصول کار و مکانیسم جوش اگزوترمیک

​مبنای کار بر اساس میل ترکیبی شدید آلومینیوم با اکسیژن است. مخلوط پودری (پودر مس یا آهن همراه با پودر آلومینیوم) درون یک بوته گرافیتی ریخته شده و توسط فتیله یا چاشنی اشتعال در دمای بالا افروخته می‌شود. واکنش شیمیایی آزادکننده حرارت به صورت زیر انجام می‌شود

  3CuO+2Al+Al₂O₃+3Cu+Heat  

در نتیجه این واکنش:

• ​فلز مذاب خالص: به سمت پایین قالب هدایت شده و فضای اتصال را کاملاً پر می‌کند.
• ​سرباره (اکسید آلومینیوم): به دلیل سبکی روی سطح شناور شده و پس از سرد شدن خرد و جدا می‌شود.

​کاربردها جوش اگزوترمیک

• ​سیستم‌های اتصال زمین (ارتینگ): اتصال کابل‌های مسی به میله‌های ارت، صفحه‌ها و تای‌بارها در پست‌های برق، پالایشگاه‌ها و دکل‌های مخابراتی.
• ​صنایع راه‌آهن: جوش سر به سر ریل‌های قطار و مترو جهت ایجاد خطوط یکنواخت و بدون درز.
• ​حفاظت کاتدیک: اتصال کابل‌ها به لوله‌های مدفون فلزی در خطوط انتقال نفت و گاز.
• ​صنایع سنگین: ترمیم شکستگی‌ها و ترک‌های قطعات ضخیم فلزی.

​تجهیزات جوش اگزوترمیک

• ​قالب گرافیتی (Graphite Mold): قالب نسوز با حفره‌های متناسب با نوع اتصال (سیم به سیم، سیم به میله و غیره).
• ​دستگیره قالب (Mold Clamp): انبر مخصوص برای باز و بسته کردن و ایمنی قالب گرافیتی.
• ​پودر جوش (Weld Metal / Cartridge): ترکیب استاندارد پودر آلومینیوم و اکسید فلز به همراه پودر چاشنی.
• ​فندک جرقه‌زن (Igniter Gun): ابزار دستی برای ایجاد شعله اولیه و شروع احتراق.
• ​برس سیمی و فرچه تخت: جهت تمیزکاری و آماده‌سازی سطوح هادی‌ها.
• ​کارتریج تمیزکننده قالب: برای زدودن ضایعات پس از اتمام جوشکاری.

​مزایا جوش اگزوترمیک

• ​اتصال مولکولی یکپارچه: برخلاف اتصالات مکانیکی، پیوند ایجاد شده به مرور زمان شل یا دچار اکسیداسیون نمی‌شود.
• ​هدایت الکتریکی عالی: مقاومت الکتریکی جوش برابر یا کمتر از هادی متصل‌شده است.
• ​عدم نیاز به برق و گاز: کاملاً پرتابل و قابل استفاده در مناطق صعب‌العبور و صحرایی.
• ​سرعت بالای اجرا: فرآیند جوشکاری در چند ثانیه انجام می‌شود.

​معایب و محدودیت‌ها جوش اگزوترمیک

• ​غیرقابل بازگشت بودن اتصال: در صورت اشتباه در نصب، قطعه جوش‌خورده باید بریده و تعویض شود.
• ​یک‌بارمصرف بودن قالب‌ها: قالب‌های گرافیتی پس از تعداد مشخصی اجرا (معمولاً بین پنجاه تا صد جوش) فرسوده شده و نیاز به تعویض دارند.
• ​تولید گاز و دود در لحظه احتراق: نیاز به تهویه مناسب در فضاهای بسته یا حفاری‌های عمیق.

​استانداردها جوش اگزوترمیک

• ​IEEE 837: استاندارد بین‌المللی برای صلاحیت‌سنجی و تست اتصالات سیستم‌های ارتینگ.
• ​UL 467: استاندارد ایمنی تجهیزات و اتصالات ارتینگ و اتصال زمین.
• ​AWS D1.2 / D1.1: استانداردهای انجمن جوش آمریکا در خصوص ارزیابی اتصالات فلزی.

​الزامات اجرایی جوش اگزوترمیک

​هادی‌ها و میله‌ها باید کاملاً خشک، بدون رطوبت، روغن و هرگونه اکسیداسیون سطحی باشند (تمیزکاری با برس سیمی الزامی است).

​قالب گرافیتی باید پیش از شروع کار با شعله‌پوش (پیک‌نیک یا تورچ) پیش‌گرم شود تا رطوبت احتمالی درون منافذ آن کاملاً تبخیر شود.

​اندازه کارتریج پودر باید دقیقاً مطابق با مشخصات فنی درج‌شده روی قالب و سایز کابل انتخاب شود تا از سرریز شدن یا کمبود مذاب جلوگیری گردد.

​روش اجرا جوش اگزوترمیک

• ​آماده‌سازی: تمیز کردن کامل سر کابل‌ها و میله‌های ارت با برس سیمی تا رسیدن به سطح براق فلزی.
• ​قراردادن قطعات: قرار دادن کابل‌ها و میله درون محفظه قالب گرافیتی و محکم کردن دستگیره قالب برای جلوگیری از نشت مذاب.
• ​جاگذاری دیسک محافظ: گذاشتن دیسک فلزی کوچک در کف بوته قالب برای بستن مسیر خروج موقت پودر.
• ​تخلیه پودر: خالی کردن محتوای کارتریج پودر جوش درون بوته و ریختن مقدار کمی از پودر چاشنی روی سطح آن و لبه قالب.
• ​احتراق: بستن درب بوته و استفاده از فندک جرقه‌زن برای ایجاد شعله در نقطه مشخص‌شده.
• ​پایان کار: صبر کردن به مدت یک الی دو دقیقه جهت سرد شدن نسبی، باز کردن قالب، خارج کردن قطعه و تمیز کردن بقایای سرباره با برس سیمی.

​نکات ایمنی جوش اگزوترمیک

​استفاده از تجهیزات حفاظتی فردی کامل شامل عینک ایمنی تیره‌رنگ (مقاوم در برابر اشعه و جرقه)، دستکش نسوز صنعتی و لباس کار ضدحریق الزامی است.

​به دلیل ایجاد دود شدید و واکنش حرارتی بالا، از انجام کار در فضای کاملاً سرپوشیده بدون تهویه مناسب خودداری شود.

​قالب گرافیتی پس از جوشکاری بسیار داغ است؛ بنابراین از دست زدن مستقیم به آن تا خنک شدن کامل جلوگیری کنید.

​کارتریج‌های پودر جوش باید در محیطی خشک، به دور از رطوبت و منابع شعله مستقیم انبار شوند.

برندهای جوش اگزوترمیک

🟦 برندهای رهبر بازار

• کدولد (CADWELD)، آمریکا 🇺🇸 – معتبرترین و شناخته‌شده‌ترین سیستم جوش اگزوترمیک جهان
  استاندارد مرجع برای اتصال هادی‌های ارت، حفاظت صاعقه و صنایع برق
• نِنت اریکو (nVent ERICO)، آمریکا 🇺🇸 – توسعه‌دهنده فناوری CADWELD و راهکارهای اتصال الکتریکی
  پیشرو در سیستم‌های ارتینگ، باندینگ و حفاظت صاعقه

🟨 برندهای پرمصرف

• هارگر (Harger)، آمریکا 🇺🇸 – تولیدکننده تجهیزات جوش اگزوترمیک و سیستم‌های ارتینگ
  مورد استفاده در پروژه‌های صنعتی، نیروگاهی و زیرساختی
• فِرِز (Furse)، انگلستان 🇬🇧 – متخصص تجهیزات ارتینگ و جوش اگزوترمیک
  شناخته‌شده در پروژه‌های برق و حفاظت صاعقه

🟧 برندهای تخصصی / محدود

• جنتک (GENTEC)، کانادا 🇨🇦 – تولیدکننده تجهیزات جوش اگزوترمیک و اتصالات ارت
  تمرکز بر پروژه‌های صنعتی و انرژی
• اکسووِلد (Exoweld)، آفریقای جنوبی 🇿🇦 – سیستم تخصصی جوش اگزوترمیک برای اتصالات الکتریکی
  کاربرد در پروژه‌های صنعتی و معدنی

🌍 برندهای مرجع جهانی

(کم‌حضور یا غیرفعال در برخی بازارها)

• ترمووِلد (ThermOweld)، آمریکا 🇺🇸 – از برندهای باسابقه در فناوری جوش اگزوترمیک
  مرجع شناخته‌شده در پروژه‌های برق و ارتینگ

تأمین‌کنندگان جوش احتراقی (CADWELD) در ایران

در حال حاضر، برای معرفی عمومی در تافیت، شرکتی که بتوان آن را با اطمینان بالا به‌عنوان تأمین‌کننده رسمی یا عرضه‌کننده معتبر و قابل اتکای سیستم‌های جوش احتراقی  در ایران معرفی کرد، شناسایی نشده است.

دلیل این موضوع آن است که بسیاری از شرکت‌ها تجهیزات ارتینگ یا محصولات مشابه را عرضه می‌کنند، اما احراز نمایندگی رسمی، تأمین پایدار، اصالت کالا و سابقه اجرای پروژه‌های قابل استناد، نیازمند اعتبارسنجی مستقل است.

از آنجا که سیاست تافیت بر ارائه اطلاعات دقیق، مستند و قابل اتکا است، تا زمان تکمیل این فرآیند، از معرفی هرگونه شرکت در این بخش خودداری می‌شود.

📌 این بخش پس از اعتبارسنجی تأمین‌کنندگان دارای سابقه مستند در تأمین سیستم‌های CADWELD و تجهیزات جوش احتراقی، به‌روزرسانی خواهد شد.

سوالات متداول جوش اگزوترمیک (FAQ)

1. جوش اگزوترمیک چیست؟
   جوش اگزوترمیک (Exothermic Welding) یا جوش احتراقی روشی برای اتصال دائمی هادی‌های مسی، میلگرد، تسمه و میله ارت است که با استفاده از واکنش شیمیایی پودر جوش، فلز مذاب تولید شده و اتصالی با استحکام مکانیکی و هدایت الکتریکی بسیار بالا ایجاد می‌کند.
2. جوش اگزوترمیک چه کاربردهایی دارد؟
   از مهمتریت موارد کاربرد جوش احتراقی :
   • سیستم ارتینگ (Earthing System)
   • صاعقه‌گیر (Lightning Protection)
   • شبکه هم‌بندی (Bonding)
   • پست‌های برق
   • نیروگاه‌ها
   • صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
   • پروژه‌های ساختمانی و صنعتی
3. مزایای جوش اگزوترمیک چیست؟
   • اتصال دائمی و غیرقابل باز شدن
   • هدایت الکتریکی بسیار بالا
   • مقاومت کم در محل اتصال
   • مقاومت عالی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
   • تحمل جریان‌های اتصال کوتاه و صاعقه
   • عمر طولانی بدون نیاز به نگهداری
4. تفاوت جوش اگزوترمیک با اتصال مکانیکی چیست؟
   در اتصال مکانیکی از بست یا کلمپ استفاده می‌شود، اما در جوش اگزوترمیک دو هادی به‌صورت متالورژیکی به یکدیگر جوش می‌خورند. به همین دلیل، اتصال ایجادشده از نظر استحکام، هدایت الکتریکی و دوام عملکرد بهتری دارد.
5. چه تجهیزاتی برای اجرای جوش اگزوترمیک موردنیاز است؟
   • قالب گرافیتی
   • پودر جوش اگزوترمیک
   • چاشنی یا پودر اشتعال
   • فندک یا تورچ مخصوص
   • گیره نگهدارنده قالب
   • ابزار تمیزکاری قالب
6. آیا جوش اگزوترمیک مطابق استانداردهای ارتینگ است؟
   بله. جوش احتراقی در بسیاری از استانداردهای بین‌المللی سیستم ارت و حفاظت در برابر صاعقه به‌عنوان یکی از مطمئن‌ترین روش‌های اتصال هادی‌ها شناخته می‌شود و در پروژه‌های حساس کاربرد فراوانی دارد.
7. هنگام اجرای جوش اگزوترمیک باید به چه نکاتی توجه کرد؟
   1. • قالب گرافیتی تمیز و خشک باشد.
      • اندازه قالب و پودر متناسب با هادی انتخاب شود.
      • سطوح هادی‌ها کاملاً تمیز شوند.
      • دستورالعمل سازنده رعایت شود.
      • از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده شود.

English Summary – Exothermic Welding

Exothermic welding is a permanent electrical bonding process that joins conductors using the intense heat generated by an exothermic chemical reaction. It produces a molecular bond with excellent electrical conductivity, high mechanical strength, and outstanding resistance to corrosion. Exothermic welding is widely used in grounding, lightning protection, power distribution, telecommunications, railways, and industrial infrastructure.

موضوعات مرتبط

• بورد  تخصصی تصاویر جوش احتراقی 
• روش اجرا جوش اگزوترمیک 

---