מתכות בבניה/ריתוך: עקרונות ושיטות

מבוא

מהו ריתוך:

ריתוך היא פעולה פיזיקאלית של חיבור מתכות על ידי יצירת קשרים בין-אטומיים בין פניהן, באמצעות חימום מקומי, או כללי, שינוי צורה פלסטית, או שתי הפעולות כאחת. צורות הריתוך הנפוצות הן: ריתוך בזרם חשמלי גבוה המועבר בין קתודה ואנודה, ריתוך בגז,ריתוך התנגדות חשמלית, בלייזר, על ידי חימום בתנור לטמפרטורה של שינוי מצב הצבירה, כוח, משיכה וחיכוך, או אפשרויות אחרות. הלחמה גם היא שיטה לחיבור חלקי מתכת, אך העיקרון בהלחמה הוא התכת חומר נוסף המצמיד את המתכות זו לזו.תהליך הריתוך הינו אחת השיטות הנפוצות והשימושיות ביותר כיום לחיבור והרכבה של חלקי מתכות והפיכתם למקשה אחת.ריתוך משמש בצורה נרחבת ביצור ובתיקון מוצרים ממתכות וכאשר נסתכל סביבנו נוכל לראות שכמעט כל דבר הבנוי ממתכת מרותך בצורה כזו או אחרת.השימוש בריתוך הולך ומתרחב הודות ליעילות השיטה ולמספר השיטות השונות,המאפשרות מגוון יישומים רחב בעוד היעילות הכלכלית גבוהה.

ריתוך הנו תהליך המאפשר חיבור של שני חלקי מתכת או יותר על ידי טכניקות שונות של לחץ וחום.בריתוך גורמים לחיבור מקומי (בעזרת חומר מילוי או בלעדיו) על ידי התכה או גידול מחדש דרך משטח הביניים.

קיימות שתי שיטות מרכזיות לריתוך: ריתוכי התכה וריתוכים במצב מוצק ללא התכה.

יתרונות וחסרונות:

לתהליך הריתוך כמו לכל תהליך יש יתרונות וחסרונות –

ריתוך הינו שיטה זולה במיוחד לחיבור חלקי מתכת. באמצעות הריתוך ניתן לחבר כמעט את כל המתכות המסחריות על מנת לקבל את המוצר המבוקש.כמו כן שיטת הריתוך הינה בעלת יישומים רבים עבור סוגי המתכות השונים.ניתן לבצע ריתוך כמעט בכל מקום בו הוא נזקק.כמו כן ניתן לבצע ריתוך בתנאי שטח שונים כגון ריתוכי שדה.יש נצילות מרבית של החומר בעוד שהתוספת למשקל הדגם זניחה.כמו כן ישנו מגוון רחב של שיטות ריתוך שונות ועל כן יש יכולת גמישות גבוהה בעיצוב ובתכנון של הדגם.

חסרונות הריתוך באים לביטוי במספר דרכים – יש דרישה לכוח אדם מקצועי ומיומן לביצוע ריתוכים ועל כן בריתוך קיימת תלות רבה בגורם האנושי.כמו כן דרושה ביקורת פנימית בתהליך הכוללת בדיקות יקרות שנעשות לחלק המרותך וכמו כן עבודה תחת תקנים ומגבלות לשמירת הבטיחות ואיכות החלקים.

כאשר מציגים את יתרונות וחסרונות תהליך הריתוך ניתן לראות כי על ידי פיקוח נכון וידע מקצועי,הריתוך הינו תהליך חיוני בהחלט בתעשייה ובחיי היום יום.

מושגים בסיסיים:

• פיק: ריתוך קטן, נקודתי. נועד לרוב לקבע חלקים זה לזה במבנה לפני כיוון או ריתוך סופי (איור 1.1).

איור 1.2: חיתוך באמצעות להבת חמצן-אציטילן. שים לב לשלקה שמצטברת ליד מקום החיתוך ועל החצץ

• שלאקה (Flux): תוצר לוואי של ריתוך אלקטרודה. האלקטרודה מכוסה בחומר הנקרא flux שהופך לגז מסביב לנקודת הריתוך ומגן ומצמצם את התחמצנות המתכת. לאחר התקררות ראשונית, הריתוך נותר מצופה בחומר פריך, שאריות המכונות "שלאקה" .(איור 1.2)
• דיוטי סייקל (Duty cycle): משך הזמן שרתכת יכולה לעבוד רצוף לפני שהיא מחויבת הפסקה בשל התחממות יתר. בכל הרתכות המודרניות ההפסקה הזו נכפית ע"י המכשיר, יש לחכות כמה דקות עד שהוא יוכל לחזור לעבודה. דיוטי סייקל טוב הוא 80-90%, דיוטי סייקל מצוי ברתכות זולות הוא כ20% (שזה אומר שמתוך 10 דקות עבודה הרתכת חייבת לנוח 8).
• ריתוך שורש: ריתוך בעל יותר משכבה אחת, כאשר השורש מתייחס לשכבה הראשונה.
• שיוף/פינוי/השחזה: סילוק מתכת מאזור מסוים עד שהוא מגיע לצורה הרצויה. כלי העבודה הרלוונטי הוא משחזת הזווית המכונה "דיסק", ע"ע.
• פאזה: מילולית, "זוית". פינוי מתכת באופן שיאפשר חריץ בין שתי מתכות לפני הריתוך שלהן ביחד.
• "גרדים": תוצר לוואי של הריתוך, עיגולים קטנים של מתכת שנדבקים בכל אזור הריתוך.
• Fishmouth: פינוי במתכת כלשהי כך שתתאים לצינור. כשחותכים צינור שיתאים לצינור אחר, התוצאה דומה לפה של דג ומכאן השם

• רתכת: יש 4 סוגי רתכות עיקריות: רתכת זרם חילופין (AC) גדולה רגילה, רתכת אלקטרונית יקרה יותר (המחיר כתלות באיכות והספק), רתכת CO2 (ובשמה הבינלאומי - MIG) ורתכות מיוחדות (ארגון, TIG וכיוב')(תמונה 1.3). להלן הסבר על ההבדלים בין הרתכות:

רתכת CO2 או MIG: הן מכשיר גדול המזין חוט-אלקטרודה בצורה רציפה דרך אקדח ריתוך המוגן בגז (פחמן דו חמצני לרוב ומכאן הכינוי CO2), זוהי הרתכת שמשמשת מסגריות, סדנאות שיפורים, מוסכים וכדומה.  

רתכת זרם החילופין (AC) והרתכת האלקטרונית:  הבחירה תלויה בעיקר בעומק הריתוך. ההבדלים העיקריים בין רתכת אלקטרונית לרתכת AC הם מימדים (האלקטרונית קטנה וקלה בהרבה, ניתן לשאתה ללא מאמץ), הספקים (האלקטרונית בעלת הספקים גדולים בהרבה) ומחיר (האלקטרונית יקרה יותר). את רוב העבודות ניתן לבצע גם עם רתכת AC פשוטה, אך ההספקים שלה מוגבלים והדיוטי-סייקל של הדגמים הזולים נוראי.

איור 1.3 - רתכת טיפוסית

• אלקטרודות: יש מגוון ענק של סוגי אלקטרודות. רובן ייעודיות למשימות נתונות. בארץ האלקטרודות הנפוצות הן מתוצרת זיקה. קוטר האלקטרודה הנדרש הוא בתלות בגודל הריתוך הנדרש, לרוב מדובר על אלקטרודה בקוטר של 2.5 מ"מ. לעיתים נדירות מבוצע ריתוך גדול יחסית ונזקקים לאלקטרודה בקוטר 3.25 מ"מ, לרוב הרתכות הזולות אין די הספק כדי להתמודד כראוי עם אלקטרודה 3.25, זה בקצה גבול היכולת שלהן.(תמונה 1.4)

איור 1.4 - אלקטרודות לשימושים שונים.

• מסכת ריתוך: קיימים שלושה סוגים עיקריים:

1. מסכה אלקטרונית: מסכה יקרה יחסית. יתרונה הגדול הוא שאין לה זכוכית קונבנציונאלית, הזכוכית שלה שקופה יחסית והיא מתכהה ברגע שמתחיל הריתוך עצמו. החסרונות שלה הן עלות גבוהה, עבודה בשמש והשפעה הדדית של מס' מוקדי ריתוך.
2. מסכות רגילות עם תושבת ראש: גם אלו מתחלקות לכמה סוגים. אלו המסכות הנפוצות ביותר, זולות יותר מהאלקטרוניות, כאשר צריך להקפיד לרכוש כזו עם זכוכיות מתחלפות שמגינה על כל הפנים. המסכות האלו יושבות על הראש עם התקן דומה לקסדה צבאית, נח למדי. הם מאפשרות שימוש בשתי ידיים, אם כי מוגבל משהו שכן יש להרים ולסגור את הזכוכית (או המסכה) בין ריתוכים (איור 1.5).

איור 1.5: מסכת ריתוך המשמשת להגנה על הרתך.

• תיאורית הריתוך - חום והשליטה בו: ריתוך בעזרת אלקטרודה נקרא גם ריתוך קשת (Arc welding), על שם הקשת החשמלית שנוצרת בין האלקטרודה והחומר המרותך. כשהמפעיל סוגר מעגל בין האלקטרודה למתכת, נוצרת הקשת החשמלית בין האלקטרודה למתכת שגורמת לחום גבוה מאוד. לתוך האזור שמחומם ע"י הקשת האלקטרודה "משפריצה" את החומר שהיא עשויה ממנו, כאשר גם השלאקה מותזת לשם ככיסוי סביב לחומר. החום הוא למעשה מה שמאפשר את כל התהליך; הוא שקובע כמה עמוק לתוך המתכת יגיע הריתוך. חשוב מאוד להבין שאם לא יווצר מספיק חום, החומר לא יחדור את המתכת לעומק הנדרש ויתקבל ריתוך חלש. כיוון המחשבה ההפוך נכון גם הוא: אם הריתוך חלש, לא אחיד או לא עמוק הסיבה היא (ככל הנראה) שלא נוצר מספיק חום עבור התהליך. על מנת לוודא שמירה על חום הריתוך העיקרון נורא פשוט ככל שנקודה אחת תחומם יותר זמן, כן היא תגיע [[Image:]]לטמפרטורה  יותר גבוה. הסיבה העיקרית לכשלים בריתוכים היא חוסר חום. שתי השיטות העיקריות לשליטה בחום הן קצב תנועה והספק הרתכת. ככל שהקצב יהיה איטי יותר, כן אנו מחממים אזור משך פרק זמן ארוך יותר ולכן הוא מתחמם יותר; ככל שנקבע הספק גבוה יותר ברתכת, כן החום הראשוני שהיא תוציא יהיה גבוה יותר ולכן עבור פרק זמן נתון נקבל התחממות גבוהה יותר. (איור 1.6).

איור 1.6-השחזה בין מתכות כהכנה לביצוע הריתוך.

• הכנת החלקים לריתוך: הכנת המתכות לפני הריתוך היא בסיס עקרוני וחשוב ביותר לריתוך מוצלח. הקו המנחה הוא ששתי המתכות צריכות להיות בחפיפה מלאה לאורך כל אזור הריתוך, בלי רווחים ביניהן. זה לא תמיד נכון, יש מקרים בהם יש להניח בכוונה שתי מתכות כך שיהיה ביניהן רווח אבל בתור התחלה זה קו מנחה חשוב, שכן רווח גורם להתנהגות שונה של פיזור החום. בצינורות זה טיפה יותר מסובך, כי לא מתאמים שני קווים ישרים אחד לשני אלא עיגולים. השיטה הנכונה להתאים צינור נקראת "Fishmouthing", על שם הצורה של פה הדג הפעור שמתקבלת בקצה הצינור. הבעיה עם השיטה הזו היא שללא כלי ייעודי קשה מאוד להגיע לרמת דיוק גבוהה בו.
• התקררות מתכות: מתכות, כמו רוב החומרים בטבע, מתפשטות ומתכווצות עם שינויים בטמפרטורה. השינוי הזה איננו בהכרח זהה ובמקרה של ריתוכים, הוא בדרך כלל איננו כזה. כל מתכת שמרותכת מתפשטת בכיוון הריתוך כשהיא תתקרר. אין לקרר מתכות בבת אחת. שפיכת מים על מתכת רותחת היא גורם לסדק במתכת. הסדק הזה מיקרוסקופי אבל הוא שם ועם הזמן הריתוך יכשל משום קיומו שם.  יש תהליכים שונים של הקשייה וחיסום פלדות הכוללים קירור מהיר ומבוקר אם לא יש לוודא קירור ריתוך באוויר באופן טבעי.

שיטות ריתוך

קיימות שתי קבוצות ריתוך עיקריות בענף הבנייה ובהן נעסוק:

• SMAW - Shielded Metal Arc Welding - ריתוך באמצעות קשת חשמלית.

MIG - Metal Inert Gas - ריתוך באמצעות אלקטרודת מתכת וקשת חשמלית הנגרמת על ידי גז ארגון מיונן.

TIG - Tungsten Inert Gas - ריתוך באמצעות אלקטרודת טונגסטן וקשת חשמלית הנגרמת על ידי גז ארגון מיונן, כאשר חומר המילוי מוגש מהצד.

• :RESISTENCE WELDING ריתוך בעזרת התנגדות חשמלית.

להלן פירוט השיטות:

SMAW - Shielded Metal Arc Welding -ריתוך באמצעות קשת חשמלית:

שיטת הריתוך המקובלת ביותר בתעשייה היא ריתוך בקשת חשמלית.שיטה זו מהווה למעשה קבוצת שיטות גדולה של ריתוכים,ביניהן ניתן למנות אלקטרודה מצופה,TIG,MIG,קשת מכוסה (SUBMERGED ARC) ושיטות נוספות.

עקרון השיטה הוא מעגל חשמלי פתוח הפועל בזרמים גבוהים(חום גבוה) ובמפל מתח נמוך,כאשר האלקטרודה מהווה קוטב אחד והחומר לריתוך הינו הקוטב האחר.מרווח האוויר בין שני קצוות המעגל הפתוח עובר יינון ומהווה את הקשת החשמלית אשר חומה מגיע לכמה אלפי מעלות.

הקשת החשמלית וגם החומר המותך זקוקים להגנה מפני האטמוספרה ומפני אי ניקיונות המצויים על החומר לריתוך.השיטות השונות באות במטרה למצוא פתרונות שונים לבעיה זו ולבעיות אחרות בתהליך. באיור 2.1 להלן ניתן לראות כי בשיטת SMAW נעזרים באלקטרודה מתכלת מצופה בסיגים (שלאקה) העשן שנוצר עקב הריתוך בעצם מהווה הגנה וגורם ליצירת הסיג (שלאקה) שמהווה הגנה על הריתוך מפני האטמוספירה. באיור 2.2 ניתן לראות את עקרון הפעלת שיטת ריתוך זו ע"י רתכת פשוטה וכבלי זרם.

איור 2.1 -ריתוך SMAW – ריתוך בעזרת קשת חשמלית.

איור 2.2: מערכת הפעלה לריתוך SMAW.

יתרונות:

1. ריתוך מגוון ופשוט מאוד לביצוע.
2. ציוד זול.
3. טוב לחברות קטנות שציוד הריתוך היקר מהווה עליהן נטל כלכלי.
4. מאפשר הגעה לנק' ריתוך בעייתיות.

חסרונות:

1. הריתוך אינו נקי ומשאיר סיגים (שלאקה) ולכן יש לדאוג לניקיון פני השטח.
2. תלוי מאוד ביכולת הריתוך של המרתך.
3. יש צורך בתחלופה גבוהה של אלקטרודות הריתוך המתכלות במהלך הריתוך.

איור 2.3 - רתכת SMAW

MIG - Metal Inert Gas - ריתוך באמצעות אלקטרודת מתכת וקשת חשמלית הנגרמת על ידי גז ארגון מיונן.

תהליך ריתוך זה כולל הזנה אוטומטית של אלקטרודה רציפה ומתכלה כאשר האלקטרודה מוגנת באמצעות גז חיצוני המסופק לאזור הריתוך. שיטה זו נחשבת לכלי עבודה חשוב וחזק בתעשייה ושייכת לקבוצת שיטות הריתוך שיוצרות התכה באמצעות קשת חשמלית הממוגנת בגז.

החיבור נעשה על ידי יצירת קשת חשמלית בין אלקטרודת מילוי רציפה והמתכת ,כאשר את ההגנה בתהליך מפני חמצון ומזהמים סביבתיים מספק הגז.

מאפייני התהליך:

שיטה זו מתבססת על חום הנוצר בקשת חשמלית בין אלקטרודה מתכלה המוזנת באופן רציף לבין העובד(מתכת האם).חום זה מתיך את פני השטח של העובד ואת קצה האלקטרודה.

האלקטרודה המותכת עוברת דרך הקשת החשמלית אל העובד שם היא מתרכזת בתוך תפר הריתוך.הזרם המסופק בתהליך זה הינו זרם ישר כאשר הקוטביות הינה הפוכה, זאת אומרת שקוטביות האלקטרודה חיובית ביחס לעובד.ישנן שלוש אפשרויות להזנת המתח: מתח קבוע,מתח יורד ומתח עולה.

הגנה על הריתוך מתקבלת ממעטפת גז מגן (אינרטי או אקטיבי או תערובת של גזים).

הגז עוטף את הקשת ומגן עליה מפני זיהומים הנמצאים באטמוספרה ועל הדגם.

דרושה מערכת עזר להזנת חוט האלקטרודה כשהפרמטרים של קוטר החוט ומהירות הזנתו ניתנים לקביעה ומשפיעים על הצורה בה האלקטרודה מתכלה ומועברת לעובד (צורות העברה מפורטות "בשיטות להעברת החומר").מקובל היום בריתוך של פלדות להשתמש ב-CO₂ כגז מגן,בעיקר בשל מחירו הנמוך.האלקטרודה מוזנת לתוך הקשת באופן אוטומטי בדרך כלל באמצעות סליל, וזו מוזנת באופן אוטומטי או ידני.בהתאם למתכת המרותכת נקבע סוג האלקטרודה וסוג הגז המגן.האלקטרודה וגז המגן משפיעים על בחירת סוג חוט המילוי וחוט המילוי יקבע מה יהיה תת התהליך בריתוך.

אופן פעולה

ריתוך ידני – הרתך מחזיק בידו את ידית הריתוך.השיטה אינה יקרה ורתך מיומן יכול לבצעה על מגוון חומרים.אופן זה משמש לצנרת פלדה וצנרת ברזל מפוחמת וריתוך פחים דקים בעלי גיאומטריות שונות.

ריתוך ממוכן – מתבצע על ידי מכונה השולטת בידית הריתוך ומיקומה.לעיתים קרובות נוספת מערכת בקרה לשליטה על הפרמטרים הנדרשים.

ריתוך בחריץ צר – ריתוך ממוכן בו מתקבלת שמירה קפדנית על ידית הריתוך ומיקומה.

ריתוך אוטומטי – מתבצע על ידי מכונה המחוברת למחשב בקרה אשר שולט על מהלך הריתוך.

כך ניתן להשתמש במערכת ריתוך אחת למספר חומרים ואופנים.

שיטות להעברת החומר

GLOBULAR TRANSFER – מתרחשת בזרמים נמוכים ומאופיין על ידי טיפות מתכת גדולות בקצה האלקטרודה.

SHORT CIRCUITING TRANSFER – בצורה זו המתכת שמותכת מתנתקת מהאלקטרודה ברגע שישנו מגע עם בריכת ההיתוך בתפר ההיתוך, בצורת טיפות, כאשר במגע בין האלקטרודה לעובד הזרם עולה בצורה חדה וגורם להתכת קצה האלקטרודה.ברגע ניתוק המתכת המותכת מהאלקטרודה, יורד הזרם למניעת המשך ההיתוך של המתכת ונימנע מילוי יתר של התפר.קצב המילוי תלוי בקצב הזנת האלקטרודה, המתח שמסופק וטמפ' ההיתוך של המתכת.צורת מעבר זו מאופיינת בקוטר אלקטרודה גדול הנע פחות או יותר בתחומים של 0.045- 0.125 אינץ' ומותאמת לריתוך מתכות דקות כיוון שיכולת חדירת חום במקרה זה נמוכה.

PULSED CURRENT TRANSFER – מתרחש בקצבי זמן קבועים ומתקבל פס ריתוך לא רציף.

SPRAY ARC TRANSER – בדרך זו הזרם הינו בעוצמה מעל לערך קריטי אשר גורם להתכת המתכת ולמעבר של טיפות קטנות לעובד דרך הקשת החשמלית.עובי הרכיב המרותך הינו פקטור בשל עוצמת הזרם הדרושה שהיא הגבוהה יחסית, לכן העובי המינימאלי המומלץ בשיטה זו הינו 0.32 מ"מ.הקשת המרססת נוצרת בזרם ישר בתנאים בהם רוב החום מתרכז בחומר הריתוך ולא באלקטרודה.כדי לקבל קשת מרססת אפקטיבית לפלדות יש להוסיף לארגון חמצן.

קשת מרססת בעלת צפיפות זרם גבוהה מספקת חדירות גבוהה.

יתרון בולט של שיטה זו הינו יציבות העברה וחוסר הגבלת צורת הריתוך.

שיטת הריתוך MIG מתאימה למגוון של מתכות ,בניהן פלדות ,פלב"מ,מגנזיום,אלומיניום ובמיוחד פלדות דלות פחמן (מתאים לענף הבנייה).מתכות בעלות טמפרטורת היתוך נמוכה אינן מתאימות לשיטת ריתוך זו.

יתרונות השיטה מתבטאים בעיקר במהירות ריתוך גבוהה,עלות הגז המגן נמוכה וחדירה עמוקה.כל אלו מבטיחים איכות ריתוך גבוהה ומשתלמת כלכלית.

איור 2.4 - תרשים המערכת:

באיור 2.4 ניתן לראות את עקרון הפעלת שיטת הריתוך, בלון הגז אשר פולט גז על פני המשטח בזמן הריתוח ומהווה הגנה מפני התחמצנות, ניתן לראות את מתקן ההזנה של חוט המילוי, ניתן לראות את הרתכת שמהווה את ספק המתח וכמובן את ידית הריתוך שבעזרתה מבצעים את החיבור בין המתכות.

1. ידית הריתוך.

2. המתכת המרותכת.

3. ספק מתח (רתכת).

4. מערכת הזנת חוט הריתוך.

5. מקור האלקטרודות.

6. מקור לגז אינרטי (בלון גז).

איור 2.4 - מערכת GMAW
.

יתרונות

1.עומק חדירה גדול מאפשר עובי תפר נמוך בחיבור מסוג Fillet.

2.רציפות התהליך מושגת על ידי שימוש באלקטרודה רציפה ובכך מושגת מהירות ריתוך גבוהה

יותר מאשר בתהליכים אחרים כמו SMAW.

3.ניתן להשתמש בשיטה זו עבור כל מצבי הריתוך (בשימוש בפרמטרים המתאימים).

4.יש ניצול גבוה של אנרגיה – כ -95% מהאלקטרודה הופכת לחלק מהמתכת באמבט הריתוך.

5.מחיר יחסית נמוך אך לא על חשבון מהימנות גבוהה.

6.כמעט ואין פגיעה בתכונות המכאניות של החומר המרותך.

7.מתקבלת כמות נמוכה של SLAG בסיום הריתוך.

8. אפשרות לשימוש ידני או אוטומטי.

9. שיטת MIG נותנת מענה לבעיית החלפה תכופה של חוט הריתוך (שיטת TIG). חוט הריתוך הוא חוט ארוך המלופף על גבי תוף. חוט הריתוך נדחף בעזרת מערכת מכאנית לתוך צינור גמיש שבקצהו השני נמצאת ידית הריתוך.

חסרונות

1.קיימת סכנה לעובד בתהליך זה בשל פיזור החום הגבוה ותדירות גבוהה של קשת חשמלית.

2.יש לבצע את הריתוך במקום סגור בגלל השימוש בגז מגן.

3.במקומות פתוחים נגישות הריתוך קשה ולכן פחות איכותי.

4.יש להכשיר כוח אדם באופן מקצועי.

5.עלות גבוהה ליצור פריטים בודדים.

6.גודל ידית הריתוך מקשה גישה לאזורים קטנים.

פרמטרי ריתוך:

זרם: הינו אחד הפרמטרים הקריטיים ביותר, הוא משפיע בצורה ישירה על החדירות במתכת,קצב שקיעת חומר המילוי,צורת הריתוך וקצב הריתוך.

מתח: המתח נקבע באמצעות ספק חיצוני ומהווה פקטור חשוב בקביעת הזרם.

גודל וסוג האלקטרודה נקבע על פי התהליך בו בוחרים.לרוב גודל האלקטרודה נקבע על פי עובי החלק המרותך.ישנם תהליכים בהם האלקטרודה היא גם חוט המילוי.

מהירות הריתוך: משפיעה על צורת הריתוך המתקבלת – מהירות נמוכה מביאה לאזור מושפע מחום גדול וכמות שיקוע חוט המילוי תהיה קטנה ולהיפך.

גז מגן: תפקידו להגן על אמבט הריתוך ועל האזור המושפע מהחום בעובד מפני חמצון ומפני זיהומים שונים שיכולים לפגוע במתכת.קצב אספקת הגז הוא עניין קריטי מכיוון שאם הקצב נמוך מדי,לא תסופק ההגנה הדרושה ובמידה והקצב גבוה מדי ,הכדאיות הכלכלית של התהליך תרד ואף יכול להיגרם נזק באיכות הריתוך.

TIG - Tungsten Inert Gas - ריתוך באמצעות אלקטרודת טונגסטן וקשת חשמלית הנגרמת על ידי גז ארגון מיונן, כאשר חומר המילוי מוגש מהצד.

השיטה נחשבת כאיכותית ביותר. ידית הריתוך מכילה אלקטרודה לא מתכלה העשויה מסגסוגת טונגסטן. לטונגסטן מוליכות חשמלית גבוהה וטמפרטורה התכה גבוהה יותר מזה של פלדות לכן היא גם מעבירה זרם וגם מחזיקה מעמד בקשת. ניתן לרתך עם ספק כוח פשוט כמו לאלקטרודה מצופה אך עם השנים עלו דרישות הטיב על הריתוך והיום משתמשים במכונות ייעודיות עם מערכות פיקוד משוכללות, מחשבי בקרה וכו'. בהצתת הקשת נוצרת אמבטיה של מתכת נוזלית. בעזרת חוט מילוי נפרד ניתן לבצע את פעולת הריתוך. החומר של החוט המוסף קובע את ההרכב הכימי של הריתוך. בכדי להגן על האמבטיה, גז ארגון זורם דרך הידית. יש ידיות שגם מכילות מערכת צינורות למי קירור. פעולת הריתוך מתקדם באופן איטי עם שליטה מרבית בקשת. בגלל הצורך במיומנות בשתי ידיים בו זמנית, הכרה של ציוד משוכלל ורמת איכות מאד גבוהה, שיטה זו נחשבת לרמה הגבוהה ביותר והרתכים מרוויחים בהתאם. ציוד הריתוך בשיטה זו יקר יותר.

השיטה דורשת מיומנות רבה, איכות הריתוך טובה בהרבה מריתוך באלקטרודת מוט (SMAW), עוצמת האור הנפלטת חזקה מריתוך רגיל ודורשת ציוד מגן מתאים. השיטה נפוצה בריתוכי פחי נירוסטה ובריתוך אלומיניום. באיור 2.5 לעיל ניתן לראות את עקרון הפעלת שיטת הריתוך, בדומה לשיטת MIG בלון גז המגן על הריתוך מפני האטמוספירה, רתכת וידית ריתוך.

איור 2.5: ריתוך GTAW – ריתוך טונגסטן

יתרונות:

1. מאפשר למשתמש שליטה טובה יותר על הריתוך משיטת MIG.
2. ריתוכים חזקים באיכות גבוהה.
3. טובה למתכות לא ברזיליות.

חסרונות:

1. צורך להחלפה תכופה וידנית של חוט הריתוך, שיטת MIG נותנת פתרון לחסרון זה.
2. דרושה מיומנות גבוהה לבצע את הריתוך.
3. עוצמת אור נפלטת גבוהה יותר מריתוך רגיל ולכן יש להתמגן בהתאם.

סיכום:

הריתוך משמש בשימושים שונים בתעשייה. החל בחיבור מתכות ליצירת גדרות ועד ייצור סכיני גילוח איכותיים. הריתוך מושפע מפרמטרים רבים כגון:מתח חשמלי, זרם חשמלי, קיבול חום, מהירות, ניקיון ועוד. על מנת למנוע את חמצון המתכת בלהט הרתכת (המעודד יצירת חלודה), יש ברתכות מקצועיות הזרמה קבועה של גז (בדרך כלל פחמן דו-חמצני) לאזור הריתוך על מנת למנוע התרכבות של חומרי הריתוך עם גזים שונים באוויר דבר אשר מחליש את הריתוך ומשנה את אחידותו. כמו כן הזרמת הגז על אזור הריתוך מקררת אותו ועוזרת במניעת היתוך בלתי אחיד.

איור 2.6 - ידית ריתוך TIG

ריתוך התנגדות חשמלית – (RESISTANCE WELDING)

זרם חשמלי חולף בין האלקטרודה למתכת האם, נוצרת התנגדות חשמלית הגורמת לחום ההולך וגובר עד להתכה בין המשטחים, כתוצאה מכך נוצר גוש ההולך וגודל עד להגעה למימדים סופיים. ריתוך זה יכול להיות מוסבר כהתנגדות לזרם חשמלי כאשר הזרם זורם דרך חוט חשמלי. התנגדות זו נקראת "אום" .בריתוך התנגדות קיימים 2 פקטורים עיקרים המקיימים את פונקצית הריתוך :

1. ההתנגדות לחום של שתי הרכיבים שמעוניינים לחבר.
2. לחץ החישול הפועל כתוצאה מחיבור 2 חלקי המתכת.

לפקטור הראשון נדרש זרם גבוה.מכיוון שהוא יוצר החום,מכונת הריתוך מעבירה זרם גבוה במתח נמוך דרך האלקטרודות. הפקטור השני הוא לחץ החישול כאשר המתכת חוממה למצב פלסטי נדרש לחץ על מנת שהחישול והתמצקות של המתכות תתקיים, הלחץ מגיע מהאלקטרודות המחוברות למכונה.

האלקטרודות מעבירים את הזרם שמספק את החום לאלמנט.האלקטרודות יוצרות מגע טוב בין החתיכות ומונעות כיסי התכווצות, הכוח המכאני מספיק לחישול.

קיימות אלקטרודות הנשלטות ע"י קפיץ,דוושה,מסך,או מכונות הידראליות ופנאומטיות. מכונת ההתנגדות מסתובבת על מנת לייצר את החום והחפיפה עם הלחץ הנוצר ע"י האלקטרודות על מנת לאפשר חיבור בין המתכות.

עקרון הפעלת שיטת הריתוך :

שלב A – זמן ההתקרבות הוא השלב הראשון, שלב זה נקרא גם שלב הלחץ ומתפתח כאשר האלקטרודות מוצמדות אל המתכות.

שלב S- השלב הבא הוא שלב החימום (הריתוך) מתפתח כאשר האזור שבין המתכות מגיע לטמפ' הריתוך.

זמן הריתוך ניתן לכוונן ע"י מערכת נגדים בשלב הריתוך הראשון. אחרי שהמתכת הגיעה לשלב היתוך הזרם מופסק ולחץ נוסף נגרם ע"י האלקטרודות ,הלחץ מוחזק עד שכאשר המתכת מקוררת ואז נפסק אוטומטית. הפסקה זו מתחילה מחזור נוסף. זמן הריתוך נשלט ע"י המכונה אבל המפעיל יכול לכוון את המכונה לזמן מחזור רצוי ע"י מערכת הנגדים.

זמן הריתוך בד"כ בין 120-3 HZ בזרם של 60 HZ או זרם רגיל. 120 HZ יניב 2 שניות של זמן מחזור. ריתוך 4 מחזורי היתוך ההתנגדות משומשים בגלל שמתכות קשות נוטות להיסדק כאשר יש פרץ של זרם וקירור בלתי נשלט. ריתוך נקודתי וריתוך קצה הן השיטות העיקריות בריתוך התנגדות.

סוגי הריתוך השונים:

ריתוך נקודתי:

נפוץ ביותר לשימוש בתעשייה בגלל יכולת השימוש הנוחה והמגוונת כאשר משתמשים במתכת, האלקטרודות בריתוך זה עשויות ע"י התנגדות נמוכה ובד"כ מסגסוגת נחושת קשה. האלקטרודות מקוררות ע"י אוויר או ע"י מחזורי מים דרך מערכת מילוי בתוך האלקטרודות .

האלקטרודות מסוגלות להעביר את החום שנוצר בנק' המגע הרחק מאדם שמחזיק אותן. נק' מגע האלקטרודה חייבת להישאר נקייה תמיד. אם הנק' מלוכלכת או מקושקשת ייווצר חום מוגבר שיגרום לחוסר דיוק שריפה או פיצול.

האלקטרודות המכוונות לנק' הריתוך צריכות להיות בערך באותו גודל ,ישנן 3 סוגים של אלקטרודות: נקודתיות ,קשתיות ,וישרות. הנקודתיות הכי נפוצות למתכות ברזיליות הקשתיות מיועדות לעמוד בזרם גבוהה ויותר כוח מכני ולכן משומשות למתכות לא ברזיליות,השטוחות משמשות כאשר לא רוצים לגרום לעוות ע"י הריתוך או שהריתוך יהיה בלתי מורגש.

קוטר האלקטרודה קובע את קוטר האזור המותך, קוטר האיזור המרותך שווה 0.25 מ"מ + העובי של המתכת הדקה ביותר (איור 2.7). ריתוך נקודתי מוגבל למתכות בעובי בין 5מ"מ ל 1מ"מ. גודל החשיפה בין מתכות הוא פעמיים קוטר הריתוך הנקודתי + 3.5 מ"מ. אם 2 האלמנטים המיועדים לריתוך מוחזקים ומקובעים אפשר לוותר על תוספת 3.5 מ"מ.

איור 2.7 - מילוי הריתוך בין המתכות.

אם הריתוך נעשה קרוב מידי לקצה של המתכת, המתכת תתחמם ועלול להיגרם למתכת סדק באזור הריתוך. כאשר הזרם חולף בין אלקטרודה אחת לשנייה אזור קטן מחומם ,הטמפ' של האזור המרוחק בין 815 – 930 מעלות בגלל הזרם שעובר בין האלקטרודות .סימן החום נוטה להמשך לכיוון המרכז . לאחר שהריתוך מושלם ניתן לקרר את המתכת ומתקבל ריתוך חזק. הריתוך נמשך בתהליך זה בין 0.01 ל 5 שניות כמות השינוי של צבע המתכת ואזור השריפה תלוי בגודל האזור המרותך.

במהלך הריתוך האלקטרודות עוברות טיפול קשה ולכן חייבת להיות להם כמות מסוימת של קשיחות ויכולת לשמור צורתן בטמפ' גבוהות .אם התנגדות האלקטרודות גבוהה מידי יהיה איבוד חום באלקטרודה שיגרום לאיבוד אנרגית ריתוך ולא משנה באיזה איכות האלקטרודה.

יש לפחות חסרון אחד שחייב לקחת בחשבון והוא נוכחות של ציפוי אבץ או פלדה מגולוונת על האלקטרודה עם טמפ' ההיתוך נמוכה מ-420 מעלות. למעטפת זו יש נטייה להתבלות ולחרוץ את פני האלקטרודה מה שגורם להפחתה בעטיפת הריתוך וככה הזרם של הריתוך פחות ממוקד. היתרון של ריתוך נקודתי הוא שהאזור פחות מחומם. חימום מוגבר גורם לאיבוד אנרגיה באזור, כמו כן קצב הריתוך וזמן התארגנות מהיר וזול.

יתרונות:

מהירות ריתוך , אמינות, תהליך יצור זול , ריתוך כמעט נקי וללא סימנים ניכרים במתכת , נדרש בעל מקצוע אך ורק לתהליך הכיווןSET-UP) ) ואין צורך בחומרי ריתוך או בתוספות כל שהן.

חסרונות:

גודל נקודת הריתוך, נגישות, מיקום, חוזק, סוג החומר, עובי החומר ,מספר הנקודות הנדרש לקבלת חוזק רצוי וציפוי האבץ על האלקטרודה שנוטה להתקלף ולחרוץ את פני האלקטרודה.

ריתוך הקרנה (קצה) : מבוצע באותו ציוד כמו ריתוך נקודתי. ההבדל היחיד הוא שהאלקטרודות הגמישות שטוחות בקצה וקצת יותר גדולות בקוטר. ריתוך מוצלח תלוי רבות בפני השטח. ההקרנה גורמת לעיוותים קטנים במגע עם המשטח, היתרון העיקרי בשיטה זו הוא שאזורי היתוך מאותרים ונגישים בקלות. נק' ההקרנה הם המגע העיקרי, בנק' זו המתכות מגיעה למצב פלסטי והכוח המופעל ע"י האלקטרודות מחליק את גוש הריתוך. זמן המחזור זהה לזמן המחזור בריתוך נקודתי. הגימור זהה לריתוך נקודתי פרט לחריץ קטן שנשאר בריתוך זה בגלל ההקרנה. ריתוך זה כמו ריתוך נקודתי לא צריך סביבה מוגנת ,ריתוך הקרנה מוריד את כמות הזרם והלחץ הדרוש לביצוע חיבור טוב בין 2 המשטחים ,בעזרת הפחתה זו קיים סיכון פחות להתכווצות ועיוות מסביב לאזור הריתוך .

עיבוד של ריתוך הקרנה הוא ריתוך בחוט מתכת המשתמש בחוט במקום בנק' בהקרנה. ריתוך זה יקר יותר מריתוך הקרנה.

ריתוך תפר (חריץ): ריתוך זה הוא עיבוד של תהליך הריתוך הנקודתי הבסיסי, ההבדל היחידי הוא שהחיבור מרותך בהמשכיות במקום לחברו נקודתית . הציוד המשמש לריתוך זה זהה , ריתוך תפר משתמש בשנאי דו שלבי עם פיתול ראשוני ומשני.הפיתול המשני מחובר לקרן או לידית שמחברת את האלקטרודה , הקרן ניתנת להזזה ויכולה להפעיל לחץ על משטח האלקטרודה בצורה של גלגל וניתנת להסתובב. בזמן הסיבוב צינורות ממירי זרם (מחילופין לישר) וצינורות מלאי גז משומשים לכבות ולהדליק את הזרם דרך המגלל, השינוי הזה של הזרם יוצר ריתוך מתמשך . מכונות מודרניות מקוררות ע"י נוזל מקרר שזורם דרך גלגלי הנחושת, אם לא יבוצע קירור המתכת תתעוות מהחום הנוצר.

ריתוך תפר מוגבל לריתוך מתכות דקות בעובי 5 – 25 מ"מ וגם מוגבל למתכות בעלות קשיחות נמוכה, לשימוש במתכות עבות נדרש זרם יותר גבוהה ולחץ יותר גבוהה.

למעשה 2 סוגי ריתוך יכולים להתבצע בריתוך תפר, ריתוך סריגה (סיבובי) וריתוך גושי,

ריתוך הסריגה משמש לחיבור צנרות שישמשו למעבר נוזל או גז וריתוך גושי משמש לחיבורים פשוטים של מתכות . יכול להתבצע ע"י הדלקה והפסקת הזרם במהירות מספקת ליצור היתוך מתמשך, האזור המותך לא יהיה מקביל אבל יהיה בצורה של סיבוב תפירה (איור 2.8).

איור 2.8 - ריתוך סריגה,ניתן לשים לב לתפר שנוצר בחיבור.

סיכום:

ריתוך התנגדות משמש בתעשייה רבות בגלל שאינו יקר ומהיר, ללא יותר מידי ניסיון אדם יכול לרתך בזמן מהיר וביעילות. בריתוך התנגדות קיימות מס' שיטות עיקריות בהן שיטת הריתוך הנקודתי וריתוך הקצה.

להלן יתרונותיו וחסרונותיו של ריתוך ההתנגדות החשמלית:

חסרונות:

1. משמש רק למתכות דקות יחסית.
2. עלות הציוד יכולה להיות יקרה.

יתרונות:

1. מהירות ריתוך.
2. אמינות.
3. ריתוך כמעט נקי וללא סימנים ניכרים .
4. כמעט ואינו מזהם את הסביבה כלל.

איור 2.9 - רתכת לריתוך נקודתי.

שיקולים בבחירת שיטת ריתוך:

בשל המגוון הרחב של שיטות הריתוך השונות והמתכות אותן אנו רוצים לרתך יש להתייחס למספר מאפיינים הקשורים לשיטות הריתוך עצמן וחלקי הריתוך עבור קבלה של מוצר בהתאם לדרישות הייצור.

1. עומסים ומאמצים שונים בהם החלק אמור לעמוד.
2. התאמת שיטות הריתוך לגיאומטרית החלק וסוג החומר אותו מרתכים למניעת פגיעה בתכונות המכניות של החלק המרותך(יש לשמור על תכונות החומר לפני ואחרי הריתוך).
3. שיקולים כלכליים בפרט כמות החלקים המרותכים,אזור ביצוע הריתוך,עלות התהליך,עלות הגז המגן,חוטי המילוי,אלקטרודות וספקי כוח,כמות הפריטים הנדרשת לזמן מסוים,קצב הייצור,כוח אדם והכשרתו ועליות ביצוע בדיקות אל הרס (NDT) עם סיום הריתוך.

אבטחת איכות הריתוך:

מבוא:

בל"ה – בדיקות לפני ריתוך.

בדיקות לא הורסות הן חלק חיוני ובלתי נפרד בתהליך ריתוך של מכלולים מתכתיים. חשיבותן של הבדיקות מוגנת בתקנים, ואם לוקחים לדוגמה מיכלי לחץ, ניתן להשפיע על קביעת עובי הדופן של המעטפת בעזרת הורדה או העלה אחוזי הבל"ה.

בכל זאת יש פילוסופיה בחוגי איכות על השימוש בבל"ה, האם מחפשים פגמים או מוכיחים איכות טובה.  

הקו הוא ברור. מערכת איכות מפעלית צריכה להשתמש בבל"ה להוכיח איכות הריתוך. לדוגמה יצור קונסטרוקציה פלדה שעוברת צילום רדיוגרפיה, יש לקחת בחשבון את העלות הכספית של גילוי פגם בריתוך, עלות התיקון והעיקוב בלו"ז, ובדיקה חוזרת, עלות מקרה כזה גבוהה מאוד.

 

יש פעולות בל"ה רבות שרצוי לבצע על מנת להתחיל את הריתוך כמו שצריך. מפעלים שעובדים כך, יכולים להעיד על כמות פסילות אפסית ופריון עבודה גבוהה

 

בדיקות לא הורסות:

• בדיקה ויזואלית –VT .

בבדיקה זו נבדקת שלמות הריתוך,איכות התפר שמתקבל,פגמים וסדקים הנראים לעין,פורוזיביות או חוסר התאמה בין החלקים המרותכים.

• בדיקת צבעים חודרים – PT

בבדיקה האלמנט מורטב, כאשר ישנו דגש על החיבורים למשך פרק זמן של שעה בנוזל צבעוני בעל קפילריות גבוהה, החודר אל הסדקים בפני השטח,לאחר זמן זה מנקים את המכלול ללא לחץ אויר, בהמשך מחממים את המכלול לאידוי הצבע.ע"פ כמות הצבע ומיקומו ישנה אפשרות לזהות פגמים בפני השטח (העובי יחסית קטן מאוד) ולבדיקת אטימות יש לשים לב לצבע בתוך חלל האלמנט.

• אולטרא סוניק

גל קול מוחזר בצורה שונה כאשר הוא עובר דרך חומרים שונים זאת עקב מקדמים אקוסטיים שונים.

הבדיקה מבוצעת באמצעות גל קול המשודר לאורך ציר הגוף המרותך.השינויים בגל הקול שמוחזר מאפשר לנו לחשב את עומק הדגימה והשינוי באמפליטודה של הגל,דבר המאפשר גילוי פגמים כגון סדקים,פגמים, אינקלוזיות וחללים פנימיים בחומר.

• רדיוגרפיה - RT

בדיקת החומר בעזרת קרני Y החודרות את תפר הריתוך ומאפשר תמונה של התפר.שיטה זו הינה יקרה ולכן לא נבחרה כשיטה מועדפת למוצר.

• בדיקת פירומגנטית

בדיקת החומר תוך שימוש בשדה מגנטי על מנת לאבחן פגמים בתפר הריתוך כגון פורוזיביות,סדקים,אינקלוזיות,אי התכה מספקת של העובד ופגמים נוספים בחומרים פירומגנטיים.

בדיקות לפני הריתוך:

• יש לעין במסמכים הרלוונטיים של העבודה. מסמכים אלה כוללים דרישות החוזה, תקנים, ומפרטים. יש לוודא שהתקנים והמפרטים הם במהדורה עדכנית (המהדורה שמוזכרת בחוזה). 

• לוודא ביצוע ההסמכות לפי הנדרש. רוב תקני ריתוך דורשים מבחן הסמכה של התהליך. מטרת ההסמכה היא להוכיח שריתוך המתכת לפי שיטה מסוימת, עם חומרים וטכניקה, מחזיק מעמד בתנאים סטנדרטים. הבדיקות שנעשות כאן הן כפיפה, מתיחה, נגיפה, וקושי. 

• לבדוק ההסמכות של הרתכים. לתעודת רתך יש הרבה אינפורמציה והחשוב הוא להבין את הנתונים והמגבלות של התקן. יש מספר נושאים מהותיים שמגדירות את תחום ההסמכה של אותו רתך. רתך שהוסמך בשיטה אחת אינו רשאי לרתך בכל שיטה אחרת ללא הסמכה נוספת. תחום ההסמכה  מגביל את העובי המקסימלי והקוטר המינימלי שהרתך רשאי לעבוד. בנוסף התנוחה בה הרתך נבחן, מכסה תחום של תנוחות בהסמכה, אך לא את כולם.  

• לקבוע נקודות ביקורת. יש להקפיד לא להגיע לשלב שלא ניתן לבצע בדיקה. בפרויקטים הנדסיים מתנהלים פעולות היצור בתור, וחשוב לזהות נקודות קריטיות על מנת שיהיה ניתן לבדוק.

• לבסס נוהל זיהוי פגמים. יש ללמוד את הדרישות של החוזה ושל התקן. תקנים שונים-דרישות שונות.
• לוודא תקינות ציוד הריתוך. פגמים רבים כגון חוסר התכה, נקבוביות, וזחל לא אחיד יכולים להיגרם כתוצאה של ציוד לא תקין. ציוד לא תקין אין משמעות שמכונת הריתוך אינה עובדת. הכוונה היא למשל לידית ריתוך MIG סתומה עם נתזים כך שהגז אינו זורם חופשי, אין הגנה בזמן התמצקות האמבטיה והיווצרות נקבוביות, וכמובן צילום רדיוגרפיה או בד' אולטרה-סונית תגלה את הנקבוביות.

• הכנות לריתוך. כמעט כל הפגמים יכולים להופיע בבל"ה בגלל הכנה לא טובה.  

• טיפול נכון באלקטרודות. אחד התופעות הנפוצות ביותר במדינת ישראל היא השימוש באלקטרודות דלות מימן ללא טיפול מתאים. יש צורך להשתמש באלקטרודות דלות מימן כאשר נדרש איכות גבוהה. אופי הציפוי הוא כך שכאשר האלקטרודה מיובשת לפי המלצות היצרן, הריתוך שמתקבל יהיה נטול חמצן ומימן, שני גזים שמסוכנים מאוד בתוך הריתוך המוצק (חמצן←נקבוביות, מימן←סדקים). יצרני האלקטרודות דורשות לייבש את האלקטרודות בתנור למשך שעתיים בטמפרטורה מאוד גבוהה (C300⁰), אחרת נשאר לחות בציפוי. צרכנים רבים מחממים את האלקטרודות בתנורים ניידים שאינם מגיעים לטמפרטורות הגבוהות. צרכנים אחרים לא טורחים לחמם בכלל.

 

• לוודא גבולות טמפרטורה כאשר נדרש. לפעמים יש דרישות של חימום מוקדם         (Preheat) , ולפעמים חשוב להקפיד לא לעבור טמפרטורה גבוהה (Interpass).

הדרישה לחימום מוקדם בדרך כלל פונקציה של סוג המתכת, עובי המתכת, או תנאי מזג אוויר.

 

בטיחות בעבודה:

ביגוד:  נועד להגן מפני חום (כוויות), ניצוצות, חלקים חדים, קרינת הUV וקרינה אינפרא אדומה, ההגנה היא ע"י ביגוד ארוך וכפפות ריתוך. סדר העדיפות לביגוד הוא:

1. עור.
2. צמר.
3. כותנה.

קרינת הUV הנוצרת מהריתוך מסוכנת מאוד וגורמת לנזקים רבים. היא הסיבה שאסור להסתכל על הריתוך ללא מסיכה, אך היא גם גורמת לכוויות בעור, זהות לאלו של השמש. זו אחת הסיבות שעובדים תמיד עם בגדים ארוכים, גם באמצע הקיץ. מספיקות כמה אלקטרודות רצופות כדי לגרום לכוויה מאוד לא נעימה.

עיניים: יש להגן על העיניים בפני קרינה אולטרה סגולית, קרינה אינפרא אדומה ונתזי מתכת וסיגים (נתזי המתכת ניתנים להוצאה ע"י מגנט אך נתזי הסיגים אינם ניתנים להוצאה ע"י מגנט). אמצעי ההגנה העומדים לרשות הרתך הם:

1. משקפי מגן.
2. פרגודים.
3. צבע בולע קרינה.
4. מסכות:
   1. קיימים מספר סוגי מסכות כפי שפורט לעיל.
   2. קיימים מס' סוגי זכוכיות מגן לפי סוג הריתך כפי שפורט לעיל.
   3. קיימות מסכות מיוחדות (אלקטרוניות).
   4. קיימת סכנה בעת הריתוך למרכיבי עדשות מגע.

פגיעות בדרכי הנשימה: קיימת סכנה בפגיעה בדרכי הנשימה עקב שאיפת עשן והשפעת הקשת על כלורידים (היווצרות גז פוסגן). אמצעי ההגנה העומדים לרשות הרתך הם:

1. מבנה המסכה (שימוש במסכה בעלת תחתית מעוגלת).
2. מניעת כניסת עשן הריתוך לתוך המסכה).
3. אוורור טבעי.
4. אוורור מאולץ (קיימת השפעה שלילית על תהליכי ריתוך מסוימים כגון ריתוך המוגן ע"י גז (CO2)).
5. ייבוש ואוורור.

סביבה לא דליקה: ריתוך הוא פעולה המתבצעת בחום גבוה מאוד. הסביבה המיידית של הריתוך חייבת להיות נקייה מחפצים וחומרים דליקים, כאשר גם צבע יבש ופלסטיק נהיים דליקים בטמפרטורות המדוברות. השימוש בגזים דחוסים ובלהבות בתהליכי הריתוך עלול לגרום אף לפיצוץ או לשריפה. כאמצעים למניעת התלקחות מקובל לצמצם את כמות החמצן בסביבת העבודה ולהרחיק ממנה חומרים דליקים.

דגשי בטיחות לריתוך OVERHEAD: שיטת ריתוך בעייתית במיוחד מבחינת בטיחות, שכן לכל הפחות היד שלכם ממוקמת מתחת לאזור הריתוך. יש להקפיד על כפפות מעל שרוול החולצה, על כיסוי מוחלט של אזור הצווארון, על חולצה מעל המכנס ועל מכנס מעל הנעל.

סיכום:

אלה רק חלק מהפעולות שניתן לבצע בכדי להבטיח ריתוך ללא פגמים. אך בכל זאת, מדובר בעבודה שיד האדם מבצעת, וכמו כל עבודה ידנית, יכולות להיות פספוסים שמשמעותם, פגמים. כאן נכנס לתמונה בדיקות לא הורסות אחרות כגון רדיוגרפיה, חלקיקים מגנטיים, ועוד. חשוב כאן לציין שלא לכל אחד יודע לבצע בדיקות ויזואליות, וכמו רדיוגרפיה, יש מבחני הסמכה שמפקח עובר על מנת להיות "מפקח ריתוך". בארץ, ועדת הריתוך של לשכת המהנדסים מעבירה השתלמויות ומבחנים עבור מפקחי ריתוך, תוכנית שמבוססת על ההסמכה האמריקנית (AWS), ובקרוב תקבל את הכרתם.

 

 

ביבליוגרפיה

קישורים חיצוניים

• אתר האינטרנט ויקיפדיה:ריתוךhe.wikipedia.org/wiki/

• אתר האינטרנט של מהנדס חיים דאון:

http://www.daonweld.com/ArticlesPage.asp?ArticleId=4

• אתר האינטרנט, מבוא לריתוך:

http://www.jeepolog.com/357.html

• אתר האנטרנט, קטלוג לריתוך התנגדות:

http://www.resweld.com/catalog.php

לקריאה נוספת

• " Richard L.Little, Welding and welding technology – TMH Edition ,(1976).
• The James .f Lincoln ARC welding foundation, Arc welding in design manufacture and construction ,(1939) .
• The Lincoln electric company, Procedure handbook of arc welding design and practice – FIFTH Edition , (1988).
• א. קורין, פלדה למטרות בנייה- פרק 6 - חומרי בנייה, חלק 9, עמ' 639-753, מדריך להנדסה אזרחית בעריכת מ. רייס, כרך שני, מודן הוצאה לאור בע"מ, תל-אביב, 1996