Thermit schweißen

Thermit schweißen

Als Thermit wird die Mischung aus Eisenoxidpulver und Aluminiumpulver bezeichnet, die bei ihrer Entzündung zu flüssigem Eisen und einer Aluminiumoxidschlacke wird. Das Thermit schweißen wird auch als Thermitverfahren bezeichnet und geht auf Hans Goldschmidt zurück.

Dieser entdeckte um 1890 diese Reaktion, die eine Redoxreaktion ist, da das Aluminium verwendet wird, um das Eisenoxid zu Eisen zu reduzieren, und ließ sie 1895 patentieren.

Seit etwa 1920 wird Thermit vorrangig zum Verschweißen von Verbindungsstellen an Gleisen und zum aluminothermischen Schweißen verwendet. Die Anleitung für das Thermit schweißen ist recht überschaubar. Ein Tiegel, beim Verschweißen von Schienen aus Schamott, ansonsten auch aus Ton, wird auf der Verbindungsstelle positioniert und mit dem Thermit befüllt. Die Schweißstelle ist dabei von Formsand eingeschlossen.

Durch eine sogenannte Zündkirsche, die aus Bariumperoxid und Magnesium besteht, wird die Mischung aus Eisenoxid- und Aluminiumpulver entzündet. Durch eine stark exotherme Reaktion entsteht innerhalb von kurzer Zeit eine Temperatur von etwa 2450 °C, bei der sich flüssiges Eisen und eine Schlacke aus Aluminium bildet. Das flüssige Eisen fließt durch ein Loch im Boden des Tiegels in die zu verbindende Stelle, schmilzt die Enden der Schienen auf und verbindet diese.

Durch die Zugabe von Stoffen wie Vanadium wird der Schweißstahl härter als der Schienenstahl.

Allerdings bestehen beim Thermit schweißen einige Gefahren. Im Normalfall werden das Eisenoxidpulver und das Aluminiumpulver durch Bindemittel körnig und rieselfähig gehalten, zudem sorgt das Bindemittel dafür, dass die Stoffe kein Wasser aufnehmen.

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Abbrennstumpfschweißverfahren 

Dennoch können sich die Stoffe bei einer entsprechend großen Aktivierungsenergie entzünden und erreichen aufgrund der stark exothermen Reaktion schnell einen flüssigen Zustand. Diese Reaktion kann, da Thermit zum Brennen keinen externen Sauerstoff benötigt, nicht unterbrochen oder erstickt werden.

Die Reaktion brennt auch bei Löschversuchen mit Sand weiter, bei Löschversuchen mit Wasser werden die Stoffe explosionsartig ausgeschleudert, daneben kommt es zu explosiven Sauerstoff-Wasserstoff-Mischungen. Daher werden heute häufig Abbrennstumpfschweißverfahren anstelle des Thermitschweißens durchgeführt, wobei diese einen höheren Aufwand an Geräten erfordern.  

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