טכניקת ריתוך: מושגים בסיסיים, כללים וטעויות אפשריות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

ריתוך חם הוא אחד מתהליכי ההרכבה הנפוצים ביותר בשימוש בבנייה ובתעשייה. הוא משמש הן בפעולות היי-טק להרכבת ציוד, והן בעבודה האופיינית הפשוטה ביותר בעת חיבור מבנים נושאי עומס. בכל מקרה נעשה שימוש בטכניקת ריתוך משלו, המתאימה באופן מיטבי לפרמטרים תפעוליים, תנאי עבודה ודרישות לתוצאה.

מה זה ריתוך?

בראייה הקלאסית, ריתוך הוא הטכנולוגיה של יצירת מפרקים קבועים על ידי יצירת קשרים מבניים אינטראטומיים על רקע חשיפה תרמית. במילים אחרות, בטמפרטורה גבוהה מובטחת עיוות פלסטי של חלקי העבודה וחילופי חלקיקים ביניהם, מה שמוביל להיווצרות מפרק לאחר התקררות החומרים. טכניקת הריתוך עצמה מספקת רק את התנאים הדרושים להכנסת מתכותמצב נדרש. בתנאי טמפרטורה רגילים, המתכת היא מבנה של חלקיקים גבישיים מוצקים, אך בהגיעו לאינדקס חימום מסוים, החומר מתרכך. יחד עם זאת, יש להדגיש כי השפעת הטמפרטורה מביאה לא רק השפעות חיוביות מנקודת המבט של אפשרויות הרכבה. מתרחשת גם חמצון של מתכות, היווצרות סדקים במקומות לא מתאימים עקב מתח פנימי, עיוות כללי ועיוות מתרחשים. אפשר להחריג ולמזער תופעות כאלה רק באמצעות בחירה נכונה של ציוד וארגון של תהליך הריתוך.

ריתוכים וחיבורים

כדי להבין את המטרות של דפורמציה פלסטית מתכת, יש צורך לקבוע עבור אילו משימות מבניות מתבצעת פעולת הריתוך. ברוב המקרים, יש צורך להשיג חיבור של שני חלקי עבודה או מבנים עם חלקים. תצורות החיבור שונות - זוויתית, תחת, טי וכו'. מנקודת מבט של היווצרות קצוות, טכניקת ריתוך התפר מאפשרת היווצרות של מפרקים ללא שיפועים, עם אוגנים, וכן עם שיפועים בצורות שונות. אחד השיפועים הקשים ביותר נחשב לצורת X, שבו שני קצוות ישרים או מעוקלים משתדכים. למרות שאחת הדרישות העיקריות למפרק מרותך היא אטימות, במקרים מסוימים ישנן משימות ברורות למדי להיווצרות חורים במפרק. לדוגמה, כאשר מחברים אלמנטים בחפיפה וללא שיפוע קצה, ניתן ליצור חור מוארך, המשמש מאוחר יותר למשימות מבניות אחרות.

זנים של תהליך הריתוך

עצם הגישה לארגון הטכני של הריתוך יכולה להיות שונה הן בפרמטרים של סביבת העבודה והן במכניקת ההשפעה על חומר המטרה. טכנולוגיות הריתוך הפופולריות ביותר כוללות את הדברים הבאים:

• ריתוך קשת. קשת חשמלית נוצרת בין פני המבנה או החלק המיועד לריתוך, שהאפקט התרמי שלה מוביל להתכה של החומר. שיטה זו יכולה להיות ידנית, ממוכנת או אוטומטית. לדוגמה, טכניקת ריתוך הקשת האוטומטית כוללת הזנת חוט האלקטרודה בציוד מיוחד, שחרור ידיו של המפעיל.
• ריתוך גז. אם במקרה הקודם מקור החום הוא אנרגיה חשמלית, אז ריתוך גז משתמש בלהבת דלק חמצן בטמפרטורה של 3,200 מעלות צלזיוס. יחד עם זאת, אין לבלבל בין שיטות משולבות לשיטה זו, שבה משתמשים גם בתערובות גז, אך לא כמקור לטמפרטורה גבוהה, אלא לבידוד בריכת הריתוך.
• ריתוך אלקטרושלג. ההשפעה על החומר מסופקת על ידי זרם חשמלי, וסיג מותך פועל כמוליך ומשנה אנרגיה.
• ריתוך פלזמה. שיטת ריתוך בטמפרטורה גבוהה המשתמשת בסילון פלזמה-קשת עם אנרגיה תרמית של עד 10,000 מעלות צלזיוס.
• ריתוך בלייזר. השיטה מבוססת על שימוש באנרגיה פוטואלקטרונית. התכה של חלקים מתרחשת בהשפעה מוגברת של קרן האור הנפלטת מהלייזר.

מכונות ריתוך

לביצוע פעולות ריתוך, משתמשים בדרך כלל במספר אמצעים טכניים, כולל מהפך, מיישר ושנאי. בכל מקרה, המשימה העיקרית של מכשיר הריתוך הראשי היא לספק זרם ישר. ציוד איכותי מספק לאזור העבודה קשת חשמלית חלקה ויציבה. כמובן, זה חל על טכנולוגיות ריתוך חשמלי. טכניקת הריתוך במדיה גזי מיושמת באמצעות מבערים ותיבות הילוכים המווסתות את אספקת תערובת גז מצילינדר. גם במקרה של ריתוך פלזמה, נעשה שימוש בלפידי פלזמה מיוחדים שיכולים לעבוד עם חלקים בעובי של עד 30 מ מ. יתרה מכך, יש להדגיש שציוד גז ופלזמה מתמקד בעיקר לא במשימות המסורתיות של חיבור חלקי מתכת, אלא בחיתוך חומר תחת השפעה תרמית.

טכניקת תפירה

למרות התפקיד העצום של הציוד, הרבה בעבודת הריתוך תלוי בכישורים וביכולות של המפעיל השולט בתהליך כולו. המשימה של המשתמש בציוד היא לשלוט באלקטרודה ובאספקת החומרים המתכלים הנמצאים בבריכת הריתוך שבה נוצר התפר. גורם המפתח הוא מיקום המפעיל וכיוון התפר. מומחים ממליצים לבצע עבודה, במידת האפשר, במיקום התחתון, לוודא שהריתוך מרותך עם חרוז עם הרחבה. רצוי להגיע לחדירה עמוקה, שתהפוך את מבנה המפרק לאחיד ועמיד יותר. בהנדסהריתוך ידני, שלב ניקוי התפר מסיג וכתמים חשוב במיוחד. אם לא ניתן היה לבטל פגמים כאלה במהלך החלק העיקרי של העבודה, תצטרך לבצע שכבה שנייה של משטח. בדרך כלל השכבה הראשונה הראשית מגיעה לעובי של 3-4 מ"מ, והשכבה הבאה - עד 5 מ"מ.

תכונות של ריתוך קשת שקוע וגז

כדי לא להתאים את טכניקת הריתוך בתהליך העבודה, מומלץ לחשב תחילה את הניואנסים הטכנולוגיים שיכולים לשפר את איכות התוצאה. ריתוך קשת שקוע וגז נבדל על ידי התמקדותו בהגנה על התפר מההשפעה השלילית של הסביבה החיצונית וההמסה. לדוגמה, בעת ביצוע טכניקת ריתוך גז עם אספקת תערובות ארגון, ההשפעה השלילית של חמצן, המחמירה את איכות מבנה הריתוך, מצטמצמת. באשר לשטף, הכללתו מלכתחילה ממזערת את התזת ההיתוך, ושנית, היא משנה את הרכב הריתוך על ידי הכללת תוספים מיוחדים המופעלים בטמפרטורות גבוהות.

פרמטרים לארגון ייצור הריתוך

באופן הייצור של ארגון עבודת ריתוך, מספר גורמים של פעילות העבודה נלקחים בחשבון בו-זמנית, כולל הדברים הבאים:

• היחס בין מורכבות הפעולה ונורמת הזמן לביצועה.
• כמות העבודה היא קצב התפוקה שעובד או צוות מבצעים בשעה אחת. לדוגמה, בטכניקת ריתוך בקשת ידנית, ניתן לקחת בחשבון מטרים של התפר שהושלם או מספר החלקים המורכבים.
• יחידהשֵׁרוּת. במקרה זה, אנו מתכוונים למקום עבודה, ציוד או אתר לריתוך, שבתוכם מאורגנת גם פעילות של עובד או צוות אחד.

בטיחות בארגון וייצור הריתוך

תהליך הריתוך כרוך בסיכונים וסכנות רבים במונחים של איומים על בריאות האדם. תקני בטיחות ריתוך מתמקדים במספר סיכונים בו-זמנית:

• קרינת ריתוך. קרינת אינפרא-אדום עם זוהר בהיר משפיעה לרעה על עיני הרתך, לכן, בציוד שלו, חובה נוכחות של מסכה עם משקפי כהה ומסננים מיוחדים.
• אפקט תרמו-מכני. במיוחד כשעובדים לפי שיטת הקשת, נתזי ההיתוך מסוכנים. למעשה, מדובר במתכת חמה נוזלית שעלולה לגרום לכוויות קשות במגע עם העור. כדי להגן מפני ניצוצות ומתכת חמה, נעשה שימוש בביגוד מגן תרמי מיוחד.
• סכנת שריפה. טמפרטורות גבוהות והתזות של חומר חם מגבירים את סכנת השריפה. כדאי לחשוב על כך עוד בשלב ארגון התהליך, הוצאת חפצים דליקים מאזור העבודה.
• הגנה על דרכי הנשימה. גם גזים רעילים ושחרור חומרים מסוכנים אחרים במהלך ההרס התרמי של מבנה המתכת הם גורם להשפעה המסוכנת. במקרה זה, לא מספיק להשתמש במסכות ובמכונות הנשמה. מערכת פעילה היא תנאי מוקדם לתהליכי עבודה ארוכיםאוורור בחללים סגורים והפסקות עבודה קבועות של 5-10 דקות.

שגיאות ריתוך

בשל המורכבות של תהליך הריתוך, ההנחה של טעויות טכנולוגיות אינה משהו יוצא דופן. הנפוצים שבהם כוללים את הדברים הבאים:

• הפסקת קשת. הפעולה התרמית החשמלית לא הושלמה עד סוף התפר המתוכנן, מה שעלול לגרום לשקע סדוק בקצה הקו המחבר.
• תפר מחוזק גרוע עם דילול מתכת בגבול המפרק (חתך). תופעה שכיחה בטכניקות ריתוך במתח גבוה. באופן אידיאלי, החתכים לא יהיו בעומק של יותר מ-1 מ"מ, אחרת יידרש ריתוך נוסף.
• העדר נקודתי של חיבור ישיר במבנה התפר בין חלקי העבודה. במילים אחרות, חוסר החדירה שנותר, המתרחש עקב כיוון לא מדויק של האלקטרודה במהלך היווצרות הקשת, מבלי לקחת בחשבון את עומק ההשפעה התרמית.

מסקנה

עם כל המורכבות הטכנולוגית של ריתוך, שיטות היישום שלהם הופכות נגישות יותר למאסטר בית רגיל. זה נובע בעיקר מהעובדה שטכניקות הריתוך הופכות לארגונומיות ובטוחות יותר. לדוגמה, ממירים מודרניים מאפשרים לשלוט בנוחות על פרמטרי ההפעלה העיקריים של התהליך, תוך התחשבות במאפייני המתכת ותנאי הסביבה. המשתמש צריך רק לארגן כראוי את אזור העבודה ולשלוט כראוי בקשת החשמלית בעת יצירת התפר.