מבוא לריתוך

עד סוף המאה ה-19, תהליך הריתוך היחיד היה ריתוך ע"י חישול,בעיקר ע"י  נפחים אשר היה בשימוש במשך מאות שנים לחיבור ברזל ופלדה על ידי חימום והלמות.
ריתוך באמצעות התנגדות חשמלית, הופיע בשלהי המאה ה-19. במהלך המאה ה-20, במיוחד לאחר מלחמת העולם הראשונה,  שיטות הריתוך התקדמו במהירות, עקב הביקוש לשיטת ריתוך אמינה ולא יקרה. הקפיצה המשמעותית ביותר, קרתה במהלך מלחמת העולם השניה, אז הומצא ריתוך ה MMA הוא ריתוך האלקטרודה.

פעולת הריתוך

ריתוך היא פעולה פיזיקלית של חיבור שני גופי מתכת על ידי התכת חלק משני הגופים, לעתים תוך הוספת מתכת נוספת, והתמצקות מחדש לאחר הקירור.

ישנן שלוש צורות ריתוך:

1. 1. קשת חשמלית
   2. זרם חשמלי
   3. שינוי מצב צבירה

שיטות הריתוך נבדלות זו מזו באופן החימום, ובשאלה האם מתווסף חומר שלישי לגופים המרותכים, החומר השלישי נקרא גם "חומר מילוי", ובחלק משיטות הריתוך הוא מהווה את גוף

האלקטרודה

האלקטרודה בבסיסה, הינה מוליך חשמלי.
את המושג קבע מייקל פאראדיי (פיזיקאי וכימאי אנגלי), מצירוף המילה אלקטרון, עם המילה "הודוס"- דרך ביוונית.
האלקטרודה עצמה, מכילה חוט ליבה (מתכת), המצופה בשכבה קראמית, עליה ציפוי כימי (CO2).
עפ"י רוב, תספיק אלקטרודה 2.5 מ"מ לריתוך בסיסי.
קיים יחס ישר בין עובי האלקטרודה, לבין החומר המרותך.

שיטות ריתוך-קשת חשמלית

SMAW – Shielded Metal Arc Welding ריתוך באמצעות אלקטרודה מצופה היוצרת קשת חשמלית.
TIG – Tungsten Inert Gas ריתוך באמצעות אלקטרודת טונגסטן היוצרת קשת חשמלית המוגנת על ידי גז ארגון מיונן, כאשר חומר המילוי מוגש מהצד, בדרך כלל ידנית על ידי המרתך. בגלל השימוש בגז למיסוך מפני חמצן, חומר המילוי אינו מצופה.
MIG – Metal Inert Gas ריתוך באמצעות אלקטרודת מתכת וקשת חשמלית. האלקטרודה מהווה את חומר המילוי, והיא מוזנת לנקודת הריתוך באופן מכני על ידי הרתכת עצמה.

ריתוך באמצעות אלקטרודה

SMAW – Shielded Metal Arc Welding ריתוך באמצעות אלקטרודה מצופה היוצרת קשת חשמלית, בזמן הריתוך הציפוי משחרר גז המגן על נקודת הריתוך הנוזלית מפני חימצון.
גוף האלקטרודה עצמו מותך תוך כדי ריתוך ומתווסף כחומר שלישי לגופים המרותכים.
ציפוי האלקטרודה מותך אף הוא, ומצפה את אזור הריתוך. לאחר התקררות והתמצקות הגופים נהוג להרחיק את הציפוי הזה (המכונה "שלאקה" בעגה), בעזרת פטיש מיוחד המכונה "פטיש סיגים".
ההגנה מפני חימצון היא חיונית, מפני שעודף חמצן באזור החיבור תגרום לתפר חלש.

הרתכת ותפקידה

הרתכת מקבלת זרם חשמלי (AC), שנע במעגלים של 50-60 פעימות בשנייה (הרץ), וממירה אותו לזרם ישר (DC).
אינוורטר (INVERT).- ממיר מתח ומכפיל כח, ושומר על מתח יציב.
תפקידה של הרתכת מתחלק לשניים:
לספק מתח/זרם מבוקש לאלקטרודה.
לשמור את הזרם יציב.

הידיות

ידית "אוחזת" -מחזיקה את האלקטרודה.
מבטיחה זרם איכותי.
ידית "תנין"  – סוגרת מעגל.
אורך הידיות – בהתאם לאמפר הנדרש.

מושגים נוספים בריתוך

HOT START – מע' המספקת "מתח עודף", ע"מ לשמור על מתח נכון, בכל פעם שהריתוך מתחיל מחדש.
ANTI STICK – מנתק זרם במקרה של הידבקות האלקטרודה לחומר המרותך.
ARC FORCE – מע' המאפשרת הרחבה של קשת הריתוך, המסה גדולה יותר של האלקטרודה, ומקלה על העברת החומר המותך, בין האלקטרודה, לחומר הבסיס.

ריתוך MIG

ריתוך מיג בעזרת רתכת CO2 דומה בבסיסו לריתוך אלקטרודה. ההבדלים העיקריים בהם הוא שאין כאן אלקטרודה אלא חוט רציף שמביא לקצר חשמלי וההגנה על הריתוך מתבצעת באמצעות גז ולא באמצעות ציפוי האלקטרודה. שיטה זו מאפשרת עבודה נקייה, חזקה והתוצר – בעל גימור יפה.
מאחר ובריתוך זה נעשה שימוש בגז, יש לבצע ריתוך מיג באתר סגור, הוא דורש הכשרה מקצועית ארוכה יותר ויש להתארגן בהתאם, כולל ציוד מתוחכם יותר,מאחר ובמהלך העבודה מופקות כמויות חום גדולות.

ריתוך MIG כך זה עובד

חוט רציף שמהווה את חומר המילוי וקשת חשמלית שמוכנסת דרך הידית (המוגנת על ידי גז ארגון או CO2) הם הבסיס לריתוך MIG, ולכן רתכת מיג נקראת גם רתכת CO2. הוא יכול להיות סמי- אוטומאטי, אז הרתך יצטרך לאחוז בידית, והחוט יוזן על ידי מכונה, או אוטומאטי במלואו, למשל באמצעות רובוט.
מנגד, אם לא שמים לב לפרטים הקטנים ריתוך MIG  יכול לגרום לנתזים רבים וליצור ריתוך בעל גימור לא אסתטי.
חסרון נוסף נעוץ בכך שריתוך מתכות בעלות עובי קטן יוצר יחסית כמויות גדולות של חום, של אור ועיוותים מה שיכול להקשות את תהליך הריתוך.

יתרונות וחסרונות

פשוט להפעלה ביחס לשיטות ריתוך אחרות ואם מבצעים התאמה מדוקדקת של הגז וכיווני החשמל ניתן לרתך מגוון מתכות, במגוון רחב של עוביים ובכל התנוחות.
ריתוך מיג באמצעות חוט רציף יגדיל את התפוקה, ויפחית את כמות הפגמים בתהליך הריתוך.
ריתוך מיג מייצר מעט עשן ביחס לשיטות אחרות.
מאחר ובריתוך מיג אין שכבה עבה של סיגים תהליך הניקוי לאחר הריתוך הוא קצר וקל מאוד.
לריתוך מיג יישומים רבים, החל מריתוכי שורש, ריתוכי מילוי דרך ריתוך חומרים דקים (עד 0.6 מילימטר) וכלה בסגירת מרווחים.

ריתוך TIG

ריתוך טיג ארגון נחשב לאיכותי ביותר והוא דומה בהרבה מובנים לשיטת ריתוך מיג. הוא מאופיין בחוזק ובניקיון , ובשל העדר הסיגים (שלאקה) הוא אינו דורש השחזה וליטוש, שמהווים שלבים חיוניים בסוגי ריתוך רבים אחרים.
ההבדל העיקרי בינו לבין ריתוך מיג הוא בשימוש באלקטרודת טנגסטון לא מתכלה, המעבירה זרם חזק שיוצר חום גבוה.
היתרונות בשיטה זו הם חוזקם של הריתוכים וברמת השליטה של הרתך בעת ביצוע העבודה.
מנגד, שיטה זו איטית יותר מאחר ויש צורך להחליף את חוט הריתוך תכופות, היא דורשת מיומנות גבוהה מאוד מצד המרתך, היא מסוכנת יותר, עקב עוצמת האור הגבוהה הנפלטת.

רתכת פולסים

רתכת פולסים, כשמה כן היא, היא עובדת בפעימות, ומשחררת טיפת חומר בכל פעימה.
למרות עלות גבוהה יחסית של הרתכת, היא חסכונית מאוד בחומר ומגוונת מאוד, ובטווח הארוך, נחשבת ליעילה וחסכונית יותר.
ניתן לעבוד עםסליל אחד למגוון רחב של עבודות, עקב היכולת לעבוד בנק' הקיצון של האמפר.

עצם העבודה בפולסים, מפחיתה נתזים ופליטת גזים רעילים.