ריתוך באלקטרודה מצופה
פעולות נוספות
ריתוך באלקטרודה מצופה, הידוע גם בשם ריתוך בקשת מתכת ידני, ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה מוגנת בגז[1] או באופן לא פורמלי ריתוך סטיק, הוא תהליך ריתוך ידני בו נוצרת קשת חשמלית בין מתכות העבודה לבין אלקטרודה מתכלה, המצופה בתלחים ומלהיטה את מתכות העבודה וגורמת להן להיתוך (אנ') וחיבור.
זרם חשמלי, בצורה של זרם חילופין או זרם ישר מספק כוח, משמש ליצירת קשת חשמלית בין האלקטרודה למתכות שיש לחבר. חומר המילוי והאלקטרודה מותכים ויוצרים אמבט ריתוך שמתקררת ויוצרת את המחבר. עם ביצוע הריתוך, ציפוי התלחים של האלקטרודה מתפרק, פולט אדים המשמשים כגז מגן ומספקים שכבת סיגים (אנ'), שניהם מגנים על אזור הריתוך מפני זיהומים מהאוויר.
בזכות הרבגוניות של התהליך ופשטות הציוד והתפעול שלו, ריתוך באלקטרודה מצופה הוא אחד מתהליכי הריתוך הראשונים, הנפוצים והפופולריים בעולם. הוא שולט גם בתהליכי ריתוך אחרים בתעשיית התחזוקה והתיקונים, ואף על פי שריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה מתפתח במהירות, ריתוך באלקטרודה מצופה ממשיך לשמש בבניית מבני פלדה כבדים ובייצור תעשייתי באופן נרחב. התהליך משמש בעיקר לריתוך ברזל ופלדות (כולל פלדות אל-חלד) אך ניתן לרתך בשיטה זו גם סגסוגות אלומיניום, ניקל ונחושת.[2]
התפתחות עריכה
לאחר גילוי הקשת החשמלית הפולסית הקצרה בשנת 1801 על ידי האמפרי דייווי[3][4] וגילוי הקשת החשמלית הרציפה בשנת 1802 על ידי וסילי פטרוב (אנ'),[4][5] הייתה התפתחות מועטה בתחום הריתוך החשמלי עד שאוגוסט דה מריטנס (אנ') פיתח מבער לריתוך בקשת פחם ורשם אותו כפטנט בשנת 1881.[1]
בשנת 1885, פיתחו ניקולאי בנרדוס וסטניסלב אולשבסקי את תהליך הריתוך בקשת פחם,[6] ובשנת 1887 רשמו פטנטים אמריקאים המציגים מחזיק אלקטרודות בסיסי. בשנת 1888, הומצאה אלקטרודת המתכת המתכלה על ידי ניקולאי סלביאנוב (אנ'). מאוחר יותר, בשנת 1890, קיבל צ'ארלס קופין פטנט אמריקאי 428,459 עבור שיטת הריתוך בקשת שלו, שיישמה את השימוש באלקטרודת מתכת. התהליך, כמו ריתוך באלקטרודה מצופה, השאיר חומר מהאלקטרודה המותכת בתוך הריתוך כחומר מילוי.[7]
בסביבות שנת 1900, ארתור פרסי סטרומנגר ואוסקר קיילברג (אנ') הפיצו את האלקטרודות המצופות הראשונות. סטרומנגר השתמש בציפוי חרסית וגיר (אנ') כדי לייצב את הקשת, בעוד שקיילברג טבל תיל ברזל בתערובות של קרבונטים וסיליקטים לציפוי האלקטרודה.[8] בשנת 1912, סטרומנגר החל להפיץ אלקטרודה עם ציפוי עבה, אך עלות גבוהה ושיטות ייצור מורכבות מנעו מהאלקטרודות המוקדמות הללו לצבור פופולריות. בשנת 1927, הפיתוח של תהליך השיחול הפחית את עלות הציפוי של אלקטרודות תוך מתן אפשרות ליצרנים לייצר תערובות ציפוי מורכבות יותר המיועדות ליישומים ספציפיים. בשנות החמישים של המאה העשרים, הכניסו יצרנים אבקת ברזל לציפוי האלקטרודה, מה שאפשר להגביר את מהירות הריתוך.[9]
בשנת 1945 קארל כריסטיאן מסדן תיאר גרסה אוטומטית של ריתוך באלקטרודה מצופה, הידועה כיום כריתוך כוח כבידה.[10] הוא צבר פופולריות לזמן קצר בשנות השישים של המאה העשרים, לאחר שזכה לפרסום על השימוש בו במספנות יפניות אם כי כיום היישומים שלו מוגבלים. גרסה נוספת בשימוש מועט יחסית של התהליך, המכונה ריתוך חזיזים (אנ'), פותחה בערך באותו זמן על ידי ג'ורג' הפרגוט (George Hafergut) באוסטריה.[11] בשנת 1964 פותח ריתוך לייזר במעבדת בל מתוך כוונת תחילה להשתמש בטכנולוגיה זו כאמצעי תקשורת. בעת הפיתוח הצליחו למקד אנרגיה רבה לאזור קטן, וכך הפך הלייזר למקור חום רב עוצמה לחיתוך ועיבוד.[12]
פעולה עריכה
1. זרימת ציפוי
2. מוט
3. גז מגן
4. היתוך
5. מתכת בסיס
6. מתכת הריתוך
7. סיגים מוצקים
על מנת להצית את הקשת החשמלית יש לגעת קלות עם האלקטרודה במתכת הבסיס ולהרחיקה לאחור למרחק של מילימטרים עד סנטימטרים ספורים ממתכת הבסיס. פעולה זו מפעילה את הקשת החשמלית וכך מתחיל ההיתוך של חומר העבודה והאלקטרודה המתכלה. הפעולה גורמת לטיפות זעירות לעבור מהאלקטרודה לאמבט הריתוך. הצתת הקשת, המשתנה מאוד בהתאם לאלקטרודה ולהרכב חומר העבודה, עשויה להיות המיומנות הקשה ביותר לרתכים מתחילים. רוב הרתכים נתקלים בקושי לכוון את זווית האלקטרודה ביחס לחומר העבודה; אם האלקטרודה מוחזקת בזווית ניצבת לחומר העבודה, סביר להניח שקצה האלקטרודה יידבק למתכת, יחבר את האלקטרודה לחומר העבודה, ויגרום לחומר העבודה להתחמם במהירות רבה. קצה האלקטרודה צריך להיות בזווית חדה יותר לחומר העבודה ולאפשר לאמבט הריתוך לזרום החוצה מהקשת. כאשר האלקטרודה ניתכת, תלחים הכיסוי מתפרק ופולט גזי מגן המגנים על אזור הריתוך מפני חמצן וגזים אטמוספיריים אחרים. בנוסף, התלחים מספק סיגים מותכים המכסים את חומר המילוי כשהוא נע מהאלקטרודה לאמבט הריתוך. לאחר שהסיגים נהיים חלק מאמבט הריתוך, הם צפים אל פני השטח ומגנים על הריתוך מפני זיהומים כשהם מתמצקים. לאחר התקשותם, יש לסדוק ולהסיר אותם באמצעות פטיש סיגים כדי לחשוף את הריתוך המוגמר. ככל שהריתוך מתקדם והאלקטרודה ניתכת, חייב הרתך להפסיק את הריתוך מעת לעת כדי להסיר את בדל האלקטרודה שנותר ולהכניס אלקטרודה חדשה למחזיק האלקטרודות. פעילות זו, בשילוב עם הסרת הסיגים, מפחיתה את כמות הזמן שהרתך יכול להקדיש ליישום הריתוך, מה שהופך את תהליך הריתוך באלקטרודה מצופה לאחד מתהליכי הריתוך הפחות יעילים. באופן כללי, גורם המפעיל, או אחוז הזמן שהמפעיל מקדיש לביצוע ריתוך, הוא כ-25%.[13]
טכניקת הריתוך בפועל תלויה בסוג האלקטרודה, בהרכב חומר העבודה ובמיקום החיבור המרותך. בחירת האלקטרודה ומיקום הריתוך קובעים גם את מהירות הריתוך. ריתוכים אופקיים דורשים את המיומנות הנמוכה ביותר מצד המפעיל, וניתן לבצע אותם עם אלקטרודות שניתכות במהירות אך מתמצקות לאט. זה מאפשר מהירויות ריתוך גבוהות יותר.
ריתוך משופע, אנכי או מעל הראש דורש מיומנות גבוהה יותר של המפעיל, ולעיתים קרובות מצריך שימוש באלקטרודה שמתמצקת במהירות כדי למנוע מהמתכת המותכת לזרום החוצה מאמבט הריתוך. עם זאת, משמעות הדבר היא שהאלקטרודה ניתכת לאט יותר, ובכך מאריכה את הזמן הנדרש לביצוע הריתוך.[14]
איכות עריכה
בעיות האיכות הנפוצות ביותר הקשורות לתהליך הריתוך באלקטרודה מצופה כוללות נתזים, נקבוביות, היתוך לקוי, חדירה רדודה וסדקים.
אף על פי שנתזים אינם משפיעים על שלמות הריתוך, הם פוגעים במראהו ומייקרים את עלויות הניקוי. לעיתים קרובות נדרשים שירותי גימור משניים עקב מראה לא אסתטי, הנגרם כתוצאה מהופעת נתזים מותכים אלו.[15] הנתזים עשויים להיגרם מזרם גבוה מדי, קשת ארוכה או סטיית קשת (אנ'), מצב הקשור לזרם ישר המאופיין בכך שהקשת החשמלית מוסטת הרחק מאמבט הריתוך על ידי כוחות מגנטיים. סטיית קשת עלולה גם לגרום לנקבוביות בריתוך, כמו גם כניסת זיהומים לחיבור, מהירות ריתוך גבוהה וקשת ריתוך ארוכה, במיוחד כאשר משתמשים באלקטרודות בעלות ריכוז נמוך של מימן.[16]
פגמים בחוזק הריתוך הופכים את ריתוכים למועדים לסדיקה. נקבוביות בזחל הריתוך עלולה לגרום להחלשה חמורה ולעיתים קרובות ניתנת לזיהוי רק באמצעות שיטות בדיקה מתקדמות שאינן הורסות. נקבוביות מתרחשת כאשר הגזים המופקים על ידי תלחים הריתוך אינם מגנים מספיק על מתכת הריתוך המותכת. זחל ריתוך שנחשף לאוויר יתר על המידה סופג חנקן, חמצן ומימן מהאטמוספירה. גזים אלה יוצרים חללים זעירים בזחל הריתוך ומשתחררים בזמן התקררות הריתוך. היתוך לקוי משפיע גם הוא על חוזק הריתוך ולעיתים קרובות נראה לעין בקלות. היתוך לקוי נגרם מזרם נמוך, משטחי חיבור מזוהמים או שימוש באלקטרודה לא מתאימה. ריתוכים רדודים חלשים יותר וניתן להקטין את הסיכון לכ על ידי הפחתת מהירות הריתוך, הגברת הזרם או שימוש באלקטרודה קטנה יותר.
גורמים נוספים העלולים ליצור סדיקה כוללים תכולה גבוהה של פחמן, נתכים או גופרית בחומר הבסיס, במיוחד אם לא משתמשים באלקטרודות דלות מימן ולא מבצעים חימום מוקדם. יתר על כן, אין לקבע יתר על המידה את חלקי העבודה, מכיוון שהדבר מכניס מאמצים שיוריים לחלקי העבודה (ובמיוחד לריתוך) כשהם מתרחבים ומתכווצים עקב חימום וקירור. כאשר הריתוך מתקרר ומתכווץ, מאמץ שיורי זה עלול לגרום לסדיקה בריתוך.[17]
בטיחות עריכה
ריתוך באלקטרודה מצופה, כמו שיטות ריתוך אחרות, עלול להיות מסוכן ולפגוע בבריאות אם לא ננקטים אמצעי זהירות נאותים. התהליך משתמש בקשת חשמלית פתוחה, אשר מהווה סיכון לכוויות אשר נמנעות על ידי ציוד מגן אישי בצורת כפפות עור עבות ומעילים עם שרוולים ארוכים. בנוסף, בהירות אזור הריתוך יכולה להוביל למצב הנקרא פוטוקרטיטיס או כוויות הבזק, שבו אור אולטרה-סגול גורם לדלקת של הקרנית ועלול לשרוף את הרשתיות של העיניים. כדי למנוע את הנזקים העלולים להתרחש מחשיפה זו, נחבשות קסדות ריתוך (אנ') עם לוחות פנים כהים המסננים קרינה אולטרה-סגולה.[18] קסדות רבות כוללות לוח פנים מחשיך אוטומטית שמוחשך באופן מיידי עם חשיפה לאור עז בתחום האולטרה-סגול.[19][20] כדי להגן על עוברי אורח, אזור הריתוך מוקף לעיתים קרובות בווילונות ריתוך שקופים. וילונות אלה, העשויים מסרטי פלסטיק פוליוויניל כלוריד, מגנים על אנשים מחוץ לאזור הריתוך מפני האור האולטרה-סגול של קשת החשמל, אך הם אינם יכולים להחליף את זכוכית המסנן המשמשת בקסדות.[21]
בנוסף, המתכת המתאדה וחומרי התלחים חושפים רתכים לגזים מסוכנים וחומר חלקיקי. העשן המופק מכיל חלקיקים מסוגים שונים של תחמוצות. גודל החלקיקים נוטה להשפיע על רעילות (אנ') האדים, כאשר חלקיקים קטנים יותר מהווים סכנה גדולה יותר. הסיבה לכך היא שחלקיקים קטנים יותר יכולים לחצות את מחסום הדם-מוח. בנוסף, גזים כמו פחמן דו-חמצני ואוזון יכולים להיווצר, דבר שעלול להיות מסוכן אם האוורור אינו מספק. חלק ממסכות הריתוך החדישות מצוידות במאוורר חשמלי המסייע בפיזור אדים מזיקים.[22]
יישום וחומרים עריכה
ריתוך באלקטרודה מצופה הוא אחד מתהליכי הריתוך הפופולריים ביותר בעולם, המהווה למעלה ממחצית מכלל הריתוכים במדינות מסוימות. בשל הרבגוניות והפשטות שלו, הוא דומיננטי במיוחד בתעשיית התחזוקה והתיקון, והוא נמצא בשימוש נרחב בבניית מבני פלדה ובייצור תעשייתי. בשנים האחרונות השימוש בו ירד ככל שריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה התרחב בתעשיית הבנייה וריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז הפך פופולרי יותר בסביבות תעשייתיות. עם זאת, בשל עלות הציוד הנמוכה והיישום הרחב, התהליך צפוי להישאר פופולרי, במיוחד בקרב חובבים ועסקים קטנים שבהם תהליכי ריתוך מיוחדים אינם כלכליים ואינם נחוצים.[23]
ריתוך באלקטרודה מצופה משמש לעיתים קרובות לריתוך פלדת פחמן, פלדה מְסֻגְסֶגֶת (אנ') נמוכה וגבוהה, נירוסטה, ברזל יצוק וברזל רקיע (אנ'). בעוד שהוא פחות פופולרי עבור ריתוך מתכות אל-ברזליות (אנ'), ניתן להשתמש בו על ניקל ונחושת וסגסוגותיהם, ובמקרים נדירים, על אלומיניום. העובי המינימלי של החומר המרותך מוגבל בעיקר על ידי מיומנות הרתך. לעיתים רחוקות הוא יורד מתחת ל-1.5 מילימטרים. לעובי של החומר המרותך אין גבול עליון. עם הכנת חיבורים נכונה ושימוש במספר מעברי ריתוך, ניתן לחבר חומרים בעוביים כמעט בלתי מוגבלים. יתר על כן, בהתאם לאלקטרודה שבה נעשה שימוש ולמיומנות הרתך, ניתן להשתמש בריתוך באלקטרודה מצופה בכל מיקום.[24]
ציוד עריכה
ציוד ריתוך באלקטרודה מצופה מורכב בדרך כלל מרתכת בזרם קבוע ואלקטרודה, עם מחזיק אלקטרודה, מהדק הארקה וכבלי ריתוך (הידועים גם כמוליכי ריתוך) המחברים את השניים.[25]
ספק כוח עריכה
לספק הכוח המשמש בריתוך באלקטרודה מצופה יש פלט זרם קבוע, המבטיח שהזרם (וכך גם פלט החום) נשאר קבוע יחסית, גם אם מרחק הקשת החשמלית והמתח משתנים. עיקרון זה חשוב מכיוון שרוב היישומים של ריתוך באלקטרודה מצופה הם ידניים, הדורשים מהמפעיל להחזיק במבער. מנגד, שמירה על אורך קשת מתאים וקבוע היא משימה קשה אם משתמשים במקום זאת בספק כוח בעל מתח קבוע, מכיוון שהוא יכול לגרום לשינויים דרמטיים בחום ולהקשות על תהליך הריתוך. עם זאת, מכיוון שהזרם אינו נשמר קבוע לחלוטין בספק כוח בעל מתח קבוע, רתכים מיומנים המבצעים ריתוכים מורכבים יכולים לשנות את אורך הקשת כדי לגרום לתנודות קלות בזרם.[26]
הקוטביות המועדפת של מערכת ריתוך באלקטרודה מצופה תלויה בעיקר באלקטרודה שבה נעשה שימוש ובתכונות הרצויות של הריתוך. זרם ישר עם אלקטרודה טעונה באופן שלילי (DCEN) גורם להצטברות חום בחומר האם,[27] מה שמגביר את קצב ההיתוך של האלקטרודה ומקטין את עומק הריתוך. היפוך הקוטביות כך שהאלקטרודה טעונה באופן חיובי (DCEP) וחומר העבודה טעון באופן שלילי מגביר את חדירת הריתוך. עם זרם חילופין הקוטביות משתנה יותר מ-100 פעמים בשנייה ויוצרת פיזור חום אחיד ומספקת איזון בין קצב ההיתוך של האלקטרודה לחדירה.[28]
בדרך כלל, הציוד המשמש לריתוך באלקטרודה מצופה מורכב משנאי, ובדגמי זרם ישר ממיישר זרם, הממיר זרם חילופין לזרם ישר. מכיוון שהכוח המסופק בדרך כלל למכונת הריתוך הוא זרם חילופין במתח גבוה, שנאי הריתוך משמש להפחתת המתח ולהגברת הזרם. כתוצאה מכך, במקום 220 וולט ב-50 אמפר, לדוגמה, ההספק המסופק על ידי השנאי הוא בסביבות 17–45 וולט בזרמים של עד 600 אמפר. ניתן להשתמש במספר סוגים שונים של שנאים כדי לייצר אפקט זה, כולל מכונות מרובות סלילים וממירים, כאשר כל אחד מהם משתמש בשיטה שונה כדי לתפעל את זרם הריתוך. סוג הסלילים המרובים מתאים את הזרם על ידי שינוי מספר הסיבובים בסליל (בשנאים מסוג tap) או על ידי שינוי המרחק בין הסלילים הראשוניים והמשניים (בסלילים ניידים או שנאים בעלי ליבה ניידת). ממירים, שהם קטנים יותר ולכן ניידים יותר, משתמשים ברכיבים אלקטרוניים כדי לשנות את מאפייני הזרם.[29]
גנרטורים חשמליים ואלטרנטורים (אנ') משמשים לעיתים קרובות כספקי כוח ניידים לריתוך אך, בשל יעילותם הנמוכה ועלויותיהם הגבוהות הם נמצאים בשימוש בתדירות נמוכה יותר בתעשייה. תחזוקתם נוטה להיות גם קשה יותר, בגלל המורכבות של שימוש במנוע בעירה כמקור כוח. עם זאת, במובן מסוים הם פשוטים יותר: השימוש במיישר נפרד אינו נחוץ מכיוון שהם יכולים לספק זרם ישר או זרם חילופין.[30] עם זאת, יחידות המונעות על ידי מנוע הן הפרקטיות ביותר בעבודת שטח שבה הריתוך לרוב חייב להתבצע בחוץ ובמקומות שבהם רתכות מסוג שנאי אינן שמישות מכיוון שאין מקור כוח זמין להמרה.
ביחידות מסוימות, האלטרנטור זהה למעשה לזה המשמש במערכות גנרטורים ניידות המשמשות לאספקת חשמל לרשת, שעבר שינוי כדי לייצר זרם גבוה יותר במתח נמוך יותר אך עדיין בתדר רשת של 50 או 60 הרץ. ביחידות איכותיות יותר נעשה שימוש באלטרנטור עם יותר קטבים המספק זרם בתדר גבוה יותר, כגון 400 הרץ. כמות הזמן הקצרה יותר שצורת הגל בתדר הגבוה מבלה ליד אפס מקלה בהרבה על הדלקת ותחזוקת קשת יציבה מאשר עם ערכות זולות יותר בתדר רשת או יחידות המופעלות בתדר רשת לרשת.
אלקטרודה עריכה
בחירת האלקטרודה לתהליך ריתוך באלקטרודה מצופה תלויה במספר גורמים, כולל חומר הריתוך, מיקום הריתוך ותכונות הריתוך הרצויות. האלקטרודה מצופה בתערובת מתכתית הנקראת תלחים, אשר פולט גזים בעת התפרקותו כדי ליצור שכבת מגן ולמנוע כניסת זיהומים אטמוספיריים לריתוך. התלחים מכניס חומרים משחררי חמצן (deoxidizers) לטיהור הריתוך, גורם להיווצרות סיגים המגנים על הריתוך, משפר את יציבות הקשת החשמלית ומספק יסודות סגסוגת לשיפור איכות הריתוך.[31] ניתן לחלק את האלקטרודות לשלוש קבוצות - אלו שנועדו להתכה מהירה נקראות אלקטרודות "מילוי מהיר", אלו שנועדו להתמצק במהירות נקראות אלקטרודות "התמצקות מהירה", ואלקטרודות ביניים נקראות אלקטרודות "מילוי-התמצקות" או "מעקב מהיר". אלקטרודות "מילוי מהיר" נועדו להתכה במהירות כך שניתן למקסם את מהירות הריתוך, בעוד שאלקטרודות "התמצקות מהירה" מספקות מתכת מילוי שמתמצקת במהירות, מה שמאפשר ריתוך במגוון מצבים על ידי מניעת תזוזה משמעותית של אמבט הריתוך לפני התמצקות.[32]
הרכב ליבת האלקטרודה דומה בדרך כלל ולפעמים זהה לזה של חומר הבסיס. אך אף על פי שקיימות מספר אפשרויות, הבדל קל בהרכב הסגסוגת יכול להשפיע רבות על תכונות הריתוך המתקבל. זה נכון במיוחד לגבי פלדות סגסוגת כמו פלדות HSLA (אנ'). באופן דומה, אלקטרודות בעלות הרכבים דומים לאלה של חומרי הבסיס משמשות לעיתים קרובות לריתוך חומרים אל-ברזליים כמו אלומיניום ונחושת.[33] עם זאת, לעיתים רצוי להשתמש באלקטרודות עם חומרי ליבה שונים משמעותית מחומר הבסיס. לדוגמה, אלקטרודות פלדת אל-חלד משמשות לעיתים לריתוך שני חלקים של פלדת פחמן, ולעיתים קרובות משמשות לריתוך חלקי עבודה מפלדת אל-חלד עם חלקי עבודה מפלדת פחמן.[34]
ציפויי אלקטרודות יכולים להכיל מספר תרכובות שונות, כולל רוטיל, סידן פלואוריד (אנ'), תאית ואבקת ברזל. אלקטרודות רוטיל, המצופות ב-25%-45% טיטניום דו-חמצני (TiO2), מאופיינות בקלות שימוש ובמראה אסתטי של הריתוך המתקבל. עם זאת, הן יוצרות ריתוכים עם תכולת מימן גבוהה, מה שמעודד שבירות (אנ') וסדיקה. אלקטרודות המכילות סידן פלואוריד (CaF2), המכונות לעיתים כאלקטרודות בסיסיות או אלקטרודות בעלות תכולת מימן נמוכה, הן היגרוסקופיות ויש לאחסן אותן בתנאים יבשים. הן מייצרות ריתוכים חזקים, אך עם משטח חיבור גס וקמור. אלקטרודות מצופות תאית (אנ'), במיוחד בשילוב עם רוטיל, מספקות חדירה עמוקה לריתוך, אך בגלל תכולת הלחות הגבוהה שלהן, יש להשתמש בהליכים מיוחדים כדי למנוע סיכון מוגזם לסדקים. לבסוף, אבקת ברזל היא תוסף ציפוי נפוץ המגביר את הקצב שבו האלקטרודה ממלאת את מפרק הריתוך, עד פי שניים מהר יותר.[35]
כדי לזהות אלקטרודות שונות, אגודת הריתוך האמריקאית הקימה מערכת שמקצה לאלקטרודות מספר בן ארבע או חמש ספרות. אלקטרודות מצופות העשויות מפלדה עדינה או סגסוגת נמוכה נושאות את הקידומת E, ואחריהן מספרן. שתיים או שלוש הספרות הראשונות של המספר מציינות את חוזק המתיחה של מתכת הריתוך, באלפי פאונד לאינץ' מרובע (ksi). הספרה הלפני אחרונה מזהה בדרך כלל את עמדות הריתוך המותרות עם האלקטרודה, בדרך כלל באמצעות הערכים 1 (בדרך כלל אלקטרודות התמצקות מהירה מרמזות על ריתוך בכל התנוחות) ו-2 (בדרך כלל אלקטרודות מילוי מהיר מרמזות על ריתוך בתנוחה אופקית בלבד). זרם הריתוך וסוג כיסוי האלקטרודה מוגדרים על ידי שתי הספרות האחרונות יחד. כאשר רלוונטי, משמשת הסיומת לציון הרכיב העיקרי בסגסוגת האלקטרודה.[36]
אלקטרודות נפוצות כוללות את E6010, אלקטרודה להתמצקות מהירה, המתאימה לכל תנוחות הריתוך, בעלת חוזק מתיחה מינימלי של 60 ksi (410 מגה פסקל) המופעלת באמצעות אלקטרודה טעונה באופן חיובי (DCEP), ומספקת חדירת ריתוך עמוקה עם קשת חזקה המסוגלת לשרוף חלודה קלה או תחמוצות על חומר העבודה. E6011 דומה למעט ציפוי התלחים שלה המאפשר שימוש בה עם זרם חילופין בנוסף לאלקטרודה טעונה באופן חיובי (DCEP). E7024 היא אלקטרודה למילוי מהיר, המשמשת בעיקר ליצירת ריתוכים שטוחים או אופקיים באמצעות זרם חילופין, אלקטרודה טעונה באופן שלילי (DCEN) או אלקטרודה טעונה באופן חיובי (DCEP). דוגמאות לאלקטרודות למילוי-התמצקות הן E6012, E6013 ו-E7014, שכולן מספקות פשרה בין מהירויות ריתוך גבוהות לריתוך בכל התנוחות.[37]
גרסאות תהליך עריכה
אף על פי שריתוך באלקטרודה מצופה מבוצע כמעט אך ורק באופן ידני, קיימת גרסה בולטת אחת בתהליך, המכונה ריתוך כבידה או ריתוך בקשת כבידה. הוא משמש כגרסה אוטומטית של תהליך ריתוך באלקטרודה מצופה המסורתי, המשתמש במחזיק אלקטרודה המחובר למוט משופע לאורך הריתוך. לאחר תחילת התהליך הוא נמשך עד שהאלקטרודה נגמרת ומאפשר למפעיל לנהל מספר מערכות ריתוך כבידה. האלקטרודות בהן נעשה שימוש (לעיתים קרובות E6027 או E7024) מצופות בכבדות בתלחים, והן בדרך כלל באורך 71 ס"מ (28 אינץ') ובעובי של כ-6.35 מילימטרים (0.25 אינץ'). כמו בתהליך ריתוך באלקטרודה מצופה ידני, נעשה שימוש באספקת כוח לריתוך בזרם קבוע, עם זרם ישר בעל קוטביות שלילית או זרם חילופין. עקב עלייה בשימוש בתהליכי ריתוך חצי אוטומטיים כמו ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה, ירדה הפופולריות של ריתוך כבידה מכיוון שהיתרון הכלכלי שלה על פני שיטות כאלה הוא לרוב מינימלי. שיטות נוספות הקשורות לריתוך באלקטרודה מצופה, אשר נמצאות בשימוש פחות תכוף, כוללות ריתוך חזיזים (אנ'), שיטה אוטומטית ליצירת ריתוכי השקה ומילאת, וריתוך באמצעות אלקטרודות מסיביות, תהליך לריתוך רכיבים או מבנים גדולים שיכולים להפיק עד 27 קילוגרמים של מתכת לריתוך לשעה.[11]
לקריאה נוספת עריכה
- נוימן יצחק, "ריתוך באלקטרודה מצופה" - מאה, המחלקה לפיתוח פדגוגי טכנולוגי. משרד העבודה, הרווחה והשירותים החברתיים, האגף להכשרה מקצועית ולפיתוח כוח אדם, תחום פדגוגיה. 2019.
- Cary, Howard B.; Helzer, Scott C. (2005), Modern Welding Technology, Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education, ISBN 978-0-13-113029-6
- Jeffus, Larry (1999), Welding: Principles and Applications (4th ed.), Albany, New York: Thomson Delmar, ISBN 978-0-8273-8240-4
- Lincoln Electric (1994), The Procedure Handbook of Arc Welding, Cleveland, Ohio: Lincoln Electric, ISBN 978-99949-25-82-7
- Miller Electric Mfg Co (2013). Guidelines For Shielded Metal Arc Welding (SMAW) (PDF). Appleton, Wisconsin: Miller Electric Mfg Co. Archived from the original (PDF) on 2015-12-08.
- Weman, Klas (2003), Welding processes handbook, New York: CRC Press, ISBN 978-0-8493-1773-6
קישורים חיצוניים עריכה
הערות שוליים עריכה
- ^ 1 2 Houldcroft, P. T. (1973) [1967]. "Chapter 3: Flux-Shielded Arc Welding". Welding Processes. Cambridge University Press. p. 23. ISBN 978-0-521-05341-9.
- ^ Cary & Helzer 2005, pp. 102–103
- ^ Hertha Ayrton. The Electric Arc, pp. 20 and 94. D. Van Nostrand Co., New York, 1902.
- ^ 1 2 Anders, A. (2003). "Tracking down the origin of arc plasma science-II. early continuous discharges". IEEE Transactions on Plasma Science. 31 (5): 1060–9. Bibcode:2003ITPS...31.1060A. doi:10.1109/TPS.2003.815477. S2CID 11047670.
- ^ Great Soviet Encyclopedia, Article "Дуговой разряд" (eng. electric arc)
- ^ US 363320, Benardos, Nikołaj & Olszewski, Stanisław, "Process of and apparatus for working metals by the direct application of the electric current", issued 17 May 1887
- ^ Cary & Helzer 2005, p. 5
- ^ Cary & Helzer 2005, p. 6
- ^ Lincoln SMAW METAL Electric 1994, pp. 1.1-4–1.1–6, 1.1–8
- ^ Karl Kristian Masden: Semiautomatic arc welding apparatus and method. US Patent No. US2470178A of 16 March 1945 (Denemark) and 17 May 1949 (USA).
- ^ 1 2 Cary & Helzer 2005, pp. 115–116
- ^ Philbin, Tom. The 100 Greatest Inventions of All Time: A Ranking Past and Present. Kensington Publishing Corp. p. 17.
- ^ Cary & Helzer 2005, pp. 102, 115
- ^ Lincoln Electric 1994, pp. 6.2-1
- ^ "Understanding Different Types of Welding – G.E. MATHIS COMPANY". G.E. MATHIS COMPANY. 2017-12-13. Retrieved 2018-01-08.
- ^ "MMA Welding Quality: Understanding Common Problems". Welding and Welder. 24 May 2023. Retrieved 29 May 2023.
- ^ Lincoln Electric 1994, pp. 6.2-18–6.2–20, 3.2–1
- ^ Andrews, Graham. "Welding with Safety ." Practical Arc Welding, Flairnet, 2016, pp. 54–54.
- ^ "Selecting the Right Welding Helmet for You". MillerWelds. 23 February 2010.
- ^ Guerrero, Rafael. "How Have Welders Influenced Welding Helmet Design?". The Welder. Retrieved 23 February 2025.
- ^ Cary & Helzer 2005, pp. 42, 49–51
- ^ Cary & Helzer 2005, pp. 52–62
- ^ Lincoln Electric 1994, pp. 5.1-1–5.1–2
- ^ Cary & Helzer 2005, p. 103
- ^ Equipment for Manual Metal Arc Welding.
- ^ Jeffus 1999, p. 47.
- ^ Jeffus 1999, pp. 54.
- ^ Jeffus 1999, pp. 46–47.
- ^ Jeffus 1999, pp. 49–53.
- ^ Jeffus 1999, pp. 49, 52–53.
- ^ Cary & Helzer 2005, p. 104
- ^ Lincoln Electric 1994, p. 6.2-1
- ^ Lincoln Electric 1994, pp. 6.2-13, 9.2-1, 10.1-3
- ^ Lincoln Electric 1994, pp. 7.2-5, 7.2-8
- ^ Weman 2003, pp. 65–66
- ^ Cary & Helzer 2005, p. 105
- ^ Lincoln Electric 1994, pp. 6.2-7–6.2–10