כחלק הכרחי של ייצור מודרני, איכות תהליך הריתוך קשורה ישירות לביצועים הכוללים ולבטיחות של המוצר. עם זאת, בתהליך הייצור בפועל, עקב השפעתם של גורמים שונים, מתרחשות לרוב סדרה של פגמי איכות בתהליך הריתוך. מאמר זה ידון בפירוט בפגמי האיכות הנפוצים בתהליך הריתוך, ינתח את הגורמים להופעתם ויציע אמצעי מניעה ובקרה מתאימים.
1. סקירה של פגמים באיכות תהליך הריתוך
פגמים באיכות תהליך הריתוך מתחלקים בעיקר לשתי קטגוריות: פגמים חיצוניים ופגמים פנימיים. פגמים חיצוניים מתייחסים לפגמים על פני הריתוך שניתן לראות בעין בלתי מזוינת או בזכוכית מגדלת בעוצמה נמוכה, כגון חתך חתך, חרוז ריתוך, בור קשת, נקבוביות פני השטח, תכלילי סיגים, סדקים פני השטח ומיקום ריתוך בלתי סביר. יש לגלות פגמים פנימיים באמצעות בדיקות הרסניות או שיטות בדיקה לא הרסניות מיוחדות, כגון נקבוביות פנימיות, תכלילי סיגים, סדקים פנימיים, חדירה לא מלאה ואיחוי לא שלם.
2. ליקויים חיצוניים ואמצעי מניעה ובקרה שלהם
(1). לְעַרְעֵר
החיתוך מתייחס למרווח שהותיר הקעור או החריץ שנמס על ידי הקשת בקצה הריתוך במהלך הריתוך מבלי שהמתכת המותכת תוסף לו. חיתוך עמוק מדי יחליש את חוזק מפרק הריתוך, יגרום לריכוז מתח מקומי, וסביר להניח שייווצרו סדקים בחתך לאחר הטעינה. החיתוך נגרמת בעיקר מגורמים כמו זרם ריתוך מוגזם, קשת ארוכה מדי, זווית לא תקינה של האלקטרודה, מהירות הזנת אלקטרודות לא מתאימה ואורך החזקה קצר מדי של אלקטרודה בסוף הריתוך.
אמצעי מניעה כוללים: הזרם לא צריך להיות גדול מדי במהלך הריתוך, אורך הקשת צריך להיות מתון, ויש להשתמש בריתוך קשת קצר ככל האפשר; לשלוט בזווית האלקטרודה המתאימה ובטכניקות הזנת אלקטרודות מיומנות, והאלקטרודה צריכה להתנדנד אל הקצה לאט כך שמתכת האלקטרודה המותכת תמלא את הקצה; עומק חתך הריתוך צריך להיות פחות מ-0.5 מ"מ, האורך צריך להיות פחות מ-10% מהאורך הכולל של הריתוך, והאורך הרציף צריך להיות פחות מ-10 מ"מ.
(2). ריתוך גושים
גושי ריתוך מתייחסים לגושי מתכת המופיעים על פני הריתוך. הם נגרמים בדרך כלל מזרם ריתוך מוגזם, התכה מהירה מדי של האלקטרודה, קושי בשליטה על היווצרות הריתוך או פעולת רתך לא מיומנת. גושי ריתוך לא רק משפיעים על האסתטיקה של הריתוך, אלא עשויים גם להפחית את החוזק והקשיחות של הריתוך.
אמצעי מניעה כוללים: בחירת זרם ריתוך ומוט ריתוך מתאים, הבטחת כי לרתך כישורי תפעול מיומנים; בעת ריתוך ריתוכים רב-שכבתיים, יש להבטיח את השטיחות והאחידות של כל שכבת ריתוכים כדי למנוע גושים לריתוך.
(3). בורות קשת
בורות קשת הם תופעת ההזזה הנוצרת בסוף הריתוך, אשר לא רק מחלישה את חוזק הריתוך, אלא גם עלולה לגרום לסדקים בתהליך הקירור. בורות קשת נגרמים בעיקר מזמן כיבוי קשת קצר מדי בסוף הריתוך או זרם גדול מדי בשימוש בעת ריתוך לוחות דקים.
אמצעי מניעה כוללים: כאשר הריתוך מסתיים, גרם למוט הריתוך להישאר לזמן קצר או לבצע מספר תנועות מעגליות, אל תפסיק את הקשת בפתאומיות, כדי להבטיח שיש מספיק מתכת למילוי הבריכה המותכת; להבטיח זרם מתאים במהלך הריתוך, ולהוסיף לוחות התחלת קשת לרכיבים העיקריים כדי להוביל את בור הקשת אל מחוץ לריתוך.
(4). נקבוביות פני השטח
נקבוביות פני השטח מתייחסות לחורים זעירים על פני הריתוך, הנגרמים בעיקר ממוטות ריתוך לחים, שמן או חלודה על פני הריתוך, מהירות ריתוך מהירה מדי, זרם חזק מדי או אורך קשת לא מתאים. נקבוביות פני השטח יפחיתו את החוזק והאטימה של הריתוך.
אמצעי מניעה כוללים: בחירת מוטות ריתוך מוסמכים והקפדה על ייבוש מוטות הריתוך לפני השימוש; נקה את החלקים המרותכים לפני הריתוך כדי להסיר זיהומים כגון שמן, חלודה וכו'; להפחית את מהירות הריתוך כדי להקל על בריחת גז פנימי; השתמש בזרם ובאורך הקשת המתאימים המומלצים על ידי היצרן.
(5). הכללת סלג
הכללת סיגל מתייחסת לתכלילים לא מתכתיים כגון תחמוצות, ניטרידים, סולפידים ופוספידים שנותרו ברתך. הכללת סלג תפחית את הפלסטיות והקשיחות של הריתוך, תגביר את ריכוז הלחץ ותגרום לשבירות קרה וחמה להיסדק בקלות.
אמצעי מניעה כוללים: שימוש במוטות ריתוך עם ביצועי תהליך ריתוך טובים ולוודא שהפלדה המרותכת עומדת בדרישות מסמכי התכנון; בחר פרמטרים סבירים של תהליך ריתוך באמצעות הערכת תהליך ריתוך; שימו לב לניקוי חריצי ריתוך וטווחי קצוות, וחריץ מוט הריתוך לא צריך להיות קטן מדי; עבור ריתוכים רב-שכבתיים, הסר בזהירות את סיגי הריתוך של כל שכבת ריתוכים; לאמץ אמצעים כגון חימום מוקדם לפני ריתוך, חימום במהלך ריתוך ובידוד לאחר ריתוך כדי להפחית את יצירת תכלילי הסיגים.
3. ליקויים פנימיים ואמצעי מניעה ובקרה שלהם
(1). חדירה לא מלאה
חדירה לא מלאה מתייחסת לתופעה שמתכת הריתוך לא חדרה לחלוטין למתכת האם, וכתוצאה מכך עירוי חלקי. חדירה לא מלאה תפחית משמעותית את החוזק והקשיחות של הריתוך.
אמצעי מניעה כוללים: בחירת אלקטרודה חודרת יותר; שימוש בזרם ובמהירות ריתוך מתאימים; הגדלת מידת החריץ, הגדלת הפער והקטנת עומק השורש; הבטחת עיצוב ושילוב ריתוך נכונים.
(2). סדקים פנימיים
סדקים פנימיים מתייחסים לתופעת קריעת מתכת בתוך הריתוך, שעלולה להתרחש בתוך הריתוך או באזור מושפע החום. סדקים פנימיים ישפיעו ברצינות על החוזק והבטיחות של הריתוך.
אמצעי מניעה כוללים: ביטול סדקים הנגרמים מחימום לא אחיד וקירור ריתוכים עקב מתח תרמי; בחירת חומרים העומדים בדרישות שרטוטי העיצוב; שליטה קפדנית על מקור המימן, וייבוש מוט הריתוך לפני השימוש וניקוי השמן, הלחות וזיהומים אחרים על החריץ; בחירת פרמטרי ריתוך סבירים כדי לשלוט בחום הקלט בין טמפרטורות קירור מתאימות; כאשר טמפרטורת סביבת הריתוך נמוכה והחומר דק, בנוסף להגדלת טמפרטורת סביבת ההפעלה, יש לחמם אותו מראש לפני הריתוך; לאחר הריתוך, נסו לשמור על חום ואיטי קריר וטיפול בחום לאחר הריתוך כדי למנוע סדקים מאוחרים הנגרמים על ידי מתח שיורי לריתוך במהלך תהליך הקירור.
4. סיכום
פגמים באיכות תהליך הריתוך הם גורם חשוב המשפיע על ביצועי ובטיחות המוצר. על מנת להבטיח את איכות הריתוך יש לשלוט בקפדנות על פרמטרים ותנאים שונים בתהליך הריתוך ולנקוט אמצעי מניעה אפקטיביים למניעה וביטול פגמי איכות שונים. יחד עם זאת, חיזוק ההכשרה והניהול של רתכים היא גם דרך חשובה לשיפור איכות הריתוך. באמצעות חדשנות טכנולוגית מתמשכת ושיפור תהליכים, נוכל לשפר עוד יותר את רמת האיכות של טכנולוגיית הריתוך ולתרום תרומה גדולה יותר לפיתוח תעשיית הייצור.