ריתוך הוא תהליך יצור לחיבור חומרים, בדרך כלל מתכות או תרמופלסטים (פלסטיק שניתן להמיס ולקבע שוב), על ידי חימום, לחץ או שניהם. ברוב השיטות החמות מחממים את המתכת עד שהיא נמסה, יוצרים "אמבט ריתוך", גומה של מתכת מותכת, ומוסיפים לעיתים חומר מילוי. בדרך כלל גם משתמשים במגן (גז או ציפוי) כדי למנוע חימצון וזיהום של האמבט.
חיבור מתכות החל לפני אלפי שנים. בריתוך בחישול (חימום וכתישה) היה נפוץ בתקופות קדומות, ואפילו נמצא שימוש בטכניקות ריתוך בעידן הברונזה. הקשת החשמלית הומצאה בתחילת המאה ה-19 והביאה לשיטה חדשה של ריתוך. במאה ה-20 פיתוחים רבים, כולל ריתוך בקשת, ריתוך תרמיט, ריתוך בתנאי מלחמה והריתוך האוטומטי, הפכו את הריתוך לחלק מרכזי בתעשייה. לאחר מלחמות עולם השיטות השתפרו, הופיעו ריתוך בקרן לייזר, ריתוך באלומת אלקטרונים וריתוך בחיכוך.
תהליכי ריתוך נחלקים לקבוצות עיקריות: ריתוך היתוך (ממיסים את המתכות), ריתוך במצב מוצק (ללא התכה) וריתוך ממס (כימיקלים שממיסים פלסטיק). שיטות נפוצות כוללות ריתוך בחמצן וגז בעירה (להבה), ריתוך בקשת (קשת חשמלית בין אלקטרודה לחומר), ריתוך בהתנגדות (חום שנוצר מזרם חשמלי), וריתוך בקרני אנרגיה (לייזר ואלומת אלקטרונים).
השיטה משתמשת בלהבה פתוחה (לרוב חמצן ואצטילן) ליצירת חום. הלהבה פחות מרוכזת מהקשת, והקירור איטי יותר, לכן עלולים להיווצר מעוותים. ציוד השיטה פשוט וזול ולכן משמש לתיקונים ועבודת צנרת.
כל תהליכי הקשת יוצרים קשת חשמלית בין אלקטרודה לחומר הבסיס. יש וריאציות רבות:
- אלקטרודה מצופה ("סטיק"): אלקטרודה מתכלה שמשמשת גם כחומר מילוי. זולה ושימושית בשטח.
- ריתוך מתכת מוגנת בגז (MIG): הזנת תיל רציפה וגז מגן, מהיר ואוטומטי למחצה.
- ריתוך טונגסטן מוגן בגז (TIG): אלקטרודה בלתי מתכלה, איכות גבוהה, דורש מיומנות.
- קשת חסויה: הקשת עובדת מתחת לשכבת תלחים, מתאימה לייצור תעשייתי מהיר.
שתי אלקטרודות לוחצות את החלקים ומעבירות זרם. החום שנוצר על ידי התנגדות המתכת מרתך נקודות. ריתוך נקודות נפוץ בתעשיית הרכב וניתן לאוטומציה רבה.
לייזר ואלומת אלקטרונים מספקים אנרגיה מרוכזת מאוד. הם מהירים ומאפשרים חדירה עמוקה, אך יקרים ויש צורך בציוד מיוחד.
שיטות כמו ריתוך בגלים על-קוליים, ריתוך בחיכוך וריתוך בדיפוזיה מחברות חלקים ללא התכה, בדרך כלל באמצעות לחץ ורעידות או חיכוך.
מחברי ריתוך שונים (השקה, חפייה, פינתי, פדחתי, T) מותאמים לעובי ולתהליך. גאומטריה נכונה חשובה להשגת חדירה ונקיות ריתוך מתאימים.
איכות ריתוך מושפעת משיטת הריתוך, תכן המחבר, חומרי הבסיס והמילוי וכמות החום שהוכנסה. פגמים נפוצים: סדקים, נקבוביות, חוסר חדירה ועיוותים. יש בדיקות הרסיות ולא הרסיות כדי לאתר פגמים, כולל בדיקות ויזואליות, רנטגן ואולטרסוניקה.
זה האזור שסביב הריתוך שבו החום שינה את המיקרו-מבנה של המתכת. גודל האזור הזה תלוי בכמות ובמרוכזות החום. אזור גדול עלול להחליש את החומר ולגרום לסדיקה.
ריתוך מסוכן אם לא נזהרים. סיכונים עיקריים: כוויות, חשמל, נזקי ראייה מקרינת אולטרה-סגול, שאיפת עשן רעיל ורעש חזק. יש להשתמש בציוד מגן אישי, קסדת ריתוך עם מסנני UV, כפפות, בגדי כותנה עבים, והגנה נשימתית או ונטילציה מקומית כדי להסיר עשן.
העלות כוללת ציוד, עבודה, חומר ואנרגיה. שיטות זולות כמו סטיק וריתוך חמצן-גז נפוצות בשטח, בעוד לייזר ואלומת אלקטרונים יקרות ומיועדות לייצור גדול. אוטומציה וריתוך רובוטי חוסכים בעבודה אך מייקרים ציוד. מחקר מתמקד בריתוך של חומרים שונים ובהפיכת שיטות מתקדמות לזולות יותר.
זכוכית ותרמופלסטים ניתנים לריתוך, אך בהתנהגות שונה מהמתכות. זכוכית נמסה לטווח טמפרטורות ונדרשת קירור מבוקר (ריכוך) כדי למנוע סדקים. ריתוך פלסטיק מתרחש במעבר הזכוכיתי שלו; תרמופלסטים ניתנים לריתוך חום, אבל תרמוסטיים (חומר שמתקשה כימית) לא ניתנים לריתוך.
בריתוך ממס משתמשים בכימיקלים שממיסים את פני השטח של פלסטיק ואז מחברים אותם. שיטה זו נפוצה לחיבור צינורות PVC ו-ABS.
בצעירים יש להבהיר מושגים טכניים בפשטות, ולהתמקד ברעיונות העיקריים: כיצד נוצר החיבור, סוגי אנרגיה, סיכונים עיקריים וההתפתחות ההיסטורית הכללית.
ריתוך מחבר חלקי ברזל, אלומיניום או פלסטיק. בפשטות, מחממים את החלקים עד שהם נדבקים יחד.
לפני אלפי שנים נפחים חיברו ברזל בחום ובמכות פטיש. במאה ה-19 גילו קשת חשמלית. במאה ה-20 למדו לעשות ריתוכים עם מכונות מהירות.
ריתוך יכול להיות בלהבה (חמצן וגז), בקשת חשמלית (אור חזק וחשמל), בנקודות חשמליות או בקרני אנרגיה כמו לייזר. יש גם ריתוך של פלסטיק וחיבור בזכוכית.
שיטה עם להבה. הציוד פשוט ושימושי לתיקונים.
קשת חשמלית יוצרת חום גדול. יש שיטות ידניות וזמינות למפעלים. חלקן מהירות מאוד.
שתי אלקטרודות לוחצות וזורמות דרכן זרם. כך עושים ריתוכים נקודתיים במכוניות.
ריתוך מסוכן בלי הגנה. משתמשים בקסדה שחוסמת אור חזק, כפפות וביגוד עבה. גם מאווררים מסירים עשן רעיל.
זכוכית נריתכת בחום גבוה וצריך לקרר אותה בזהירות. יש פלסטיקים שניתנים לריתוך ויש כאלה שאינם ניתנים.
ריתוך חשוב בבניינים, בגשרים ובספינות. הוא עוזר ליצור דברים חזקים ובטוחים.
תגובות גולשים