tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
הסרט התיעודי משנת 2012, "דוץ', אדון נפחיות הגיהנום", מתמקד בראיונות עם קאנג גוק איב, מנהיג לשעבר בקמר רוז', המכונה גם דוץ', שנשפט על ידי בית הדין המיוחד לפושעי רצח העם הקמבודי ונידון ל-30 שנות מאסר, אך ערער על הרשעתו.
לבסוף, הוא נידון למאסר עולם.
סרטו התיעודי משנת 2013, "התמונה החסרה", סובב סביב סיפורו האוטוביוגרפי של הבמאי.
הוא מתאר את זוועות משטר הקמר רוז' בקמבודיה בין השנים 1975 ל-1979 באמצעות שילוב של אנימציה, קטעי ארכיון ודיורמות חרס מאת הפסל שרית' מאנג.
הסרט הוקרן בקטגוריית "Un Certain Regard" בפסטיבל קאן 2013, שם זכה בפרס הגדול ומאוחר יותר היה מועמד לפרס האוסקר לסרט הזר הטוב ביותר בטקס פרסי האוסקר ה-86.
"פגישה עם פול פוט" הוא סרט עלילתי משנת 2024 שנכתב ובוים על ידי ריתי פאן, בכיכובם של איירין ג'ייקוב, גרגואר קולין וסיריל גהאי.
שלושה עיתונאים צרפתים מבקרים במדינה מוכת המלחמה ומגלים את הזוועות שמבצע פול פוט תחת כסות של שינוי מהפכני.
הסרט מבוסס בחלקו על אירועים אמיתיים ועל הספר "כשהמלחמה הסתיימה: קמבודיה ומהפכת הקמר רוז'" מאת אליזבת בקר.
הסרט "פגישה עם פול פוט" הוקרן בבכורה עולמית בפסטיבל הסרטים ה-77 בקאן ב-16 במאי 2024, בקטגוריית הבכורה בקאן.
במאי 2025 הוכרז כי ריתי פאן ישמש כנשיא חבר השופטים בפסטיבל לוקרנו ה-78 באוגוסט 2025.
ריתי, יחד עם הבמאי איאו פאנאקר, פיתח את "מרכז בופנה" בפנום פן, קמבודיה, במטרה לאסוף עדויות, לשמר את ההיסטוריה של הקולנוע, הצילום והשמע של המדינה ולהחזיר את הזיכרון הקולקטיבי לעם הקמבודי, באמצעות שורה של מיזמים המתקשרים לרצח העם הקמבודי.
המרכז תומך בהכשרת דור חדש של קולנוענים, לאחר שהדור הקודם של קולנוענים ושחקנים נספה ברצח ההמוני.
מרכז זה, נושא את שם אחד מסרטי הדוקו המוקדמים שלו, "בופנה: טרגדיה קמבודית", סרט המספר על אישה צעירה שעונתה ונרצחה בכלא S-21.
הקולנוע הפוסט ג'נוסיידי של פאן ושל יוצרים קמבודים נוספים, מתאפיין באינטראקציות ייחודיות בין שורד למרצח.
דיאלוג של שורדים עם מבצעי הרצח לא קיים בקולנוע האירופי שלאחר השואה.
הסרט "S21, מכונת המוות של הקמר רוז'", בבימויו של פאן, מציג סצנה שמעולם לא קרתה במערב, שורד מתעמת עם סוהר על העינויים שעבר במטרה לחשוף את האמת ולזכות בהודאה באשמה.
ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם הוא תהליך ריתוך חד־פעמי בעל יעילות גבוהה, במעבר אחד, לחומרים עבים (מ־25 מ"מ עד כ־300 מ"מ) במצב אנכי או קרוב לאנכי.
ריתוך זה דומה לריתוך אלקטרו גזי, אך ההבדל העיקרי הוא שהקשת מתחילה במיקום שונה.
הקשת החשמלית נדלקת בתחילה על ידי תיל המוזן למיקום הריתוך הרצוי ולאחר מכן מוסיפים תלחים.
מוסיפים תלחים נוסף עד שהסיגים המותכים, המגיעים לקצה האלקטרודה, מכבים את הקשת.
לאחר מכן, החוט מוזן ברציפות דרך צינור מנחה מתכלה (יכול להתנדנד במידת הצורך) אל פני השטח של חלקי המתכת, ומתכת המילוי מותכת באמצעות ההתנגדות החשמלית של הסיגים המותכים כדי לגרום לאיחוי (גידול החומרים שאותם מחברים לגוף אחד).
לאחר מכן, החוט והצינור נעים לאורך חומר העבודה, בעוד שסנדל תמך מנחושת שהונח במקומו לפני תחילת הריתוך (ניתן לקירור במים במידת הצורך) משמש לשמירה על הריתוך בין הלוחות המרותכים.
ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם משמש בעיקר לחיבור לוחות פלדה דלת פחמן ו/או חתכים עבים מאוד.
ניתן להשתמש בו גם בפלדות לקונסטרוקציות אם מקפידים על אמצעי זהירות מסוימים, ועבור פסי אלומיניום בעלי רוחב חתך גדול.
תהליך זה משתמש בזרם ישר (DC) שנע בדרך כלל באזורי ה־600 אמפר ו־40–50 וולט, נדרשים זרמים גבוהים יותר עבור חומרים עבים יותר.
מכיוון שהקשת כבויה, זה אינו תהליך קשת.
בפברואר 1940 נרשם התהליך כפטנט (פטנט 2191481) בארצות הברית על ידי רוברט קיי.
הופקינס ופותח ושכלל במכון פטון , קייב, ברית המועצות, במהלך שנות ה־40 של המאה העשרים.
בשנת 1950 שוחררה שיטת פטון למערב ביריד הסחר של בריסל.
השימוש הנרחב הראשון בארצות הברית היה בשנת 1959, על ידי חטיבת האלקטרומוטיבציה של ג'נרל מוטורס , שיקגו, לייצור שלדות מנועי גרירה.
בשנת 1968, האחים הובארט מטרוי, אוהיו, הוציאו מגוון מכונות לשימוש בתעשיות בניית ספינות, בניית גשרים וייצור מבנים גדולים.
בין סוף שנות ה־60 לסוף שנות ה־80 של המאה העשרים, ההערכה היא שבקליפורניה לבדה רותכו למעלה ממיליון רכיבים קשיחים בתהליך ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם.
שניים מהבניינים הגבוהים ביותר בקליפורניה רותכו, באמצעות תהליך ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם – בניין בנק אוף אמריקה בסן פרנסיסקו, ומגדלי התאומים של סקיוריטי פסיפיק בלוס אנג'לס.
רעידת האדמה בנורת'רידג' ורעידות האדמה בלומה פריאטה סיפקו מבחן "בעולם האמיתי" להשוואת כל תהליכי הריתוך.
לאחר רעידת האדמה בנורת'רידג', נדרשו מיליארד דולר לתיקון סדקי ריתוך שהתפשטו בריתוכים שנעשו בתהליך ריתוך תיל לבוב ללא גז, בעוד שלא נרשמו כשלים או התפשטות סדקים באף אחד ממאות אלפי הריתוכים שנעשו על לוחות המשכיים שרותכו בתהליך ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם.
עם זאת, מינהל הכבישים הפדרלי (FHWA) עקב אחר התהליך החדש ומצא שריתוך באמבט סיגים מוליך זרם יצר ריתוך גס–גרגירים ושביר, בשל כמויות החום הגדולות מאוד שבהן נעשה שימוש, ובשנת 1977 אסר על השימוש בתהליך עבור יישומים רבים.
מינהל הכבישים הפדרלי הזמין מחקר מאוניברסיטאות ומהתעשייה ופיתח כתחליף את ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם משופר בחריץ צר (Narrow Gap Improved Electro Slag Welding או בקיצור NGI-ESW) .
בשנת 2000 בוטל האיסור על שימוש בשיטת הריתוך של מינהל הכבישים הפדרלי .
יתרונות התהליך כוללים את קצבי השלכת המתכת הגבוהים שלו – ניתן להניח מתכת בקצב שבין 15 ל־20 ק"ג לשעה לכל אלקטרודה – ואת יכולתו לרתך חומרים עבים.
תהליכי ריתוך רבים דורשים יותר ממעבר אחד לריתוך חומרים עבים, אך לעיתים קרובות בריתוך באמבט סיגים מוליך זרם מספיק מעבר אחד.
התהליך גם יעיל מאוד, מכיוון שהכנת המחברים וטיפול בחומרים ממוזערים בעוד שניצול מתכת המילוי גבוה.
התהליך גם בטוח ונקי, ללא קשת ריתוך ועם מעט התזות או עיוותי ריתוך.
ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם מתאים בקלות למיכון ורובוטיקה, ובכך מפחית את הצורך ברתכים ידניים מיומנים.
אלקטרודה אחת משמשת בדרך כלל ליצירת ריתוכים על חומרים בעובי של 25 עד 75 מ"מ, וחלקים עבים יותר דורשים בדרך כלל יותר אלקטרודות.
עובי חומר העבודה המרבי שאי פעם רותך בהצלחה היה חתיכה בגודל 0.91 מטר שדרשה שימוש בו זמנית בשש אלקטרודות להשלמה.
ריתוך בפעימה מגנטית הוא תהליך ריתוך במצב מוצק המשתמש בכוחות מגנטיים כדי לרתך שני חלקי עבודה יחד.
מנגנון הריתוך דומה ביותר לזה של ריתוך בפיצוץ.
ריתוך בפעימה מגנטית החל בתחילת שנות ה-70 של המאה העשרים, כאשר תעשיית הרכב החלה להשתמש בריתוך במצב מוצק.
היתרון העיקרי של שימוש בריתוך בפעימה מגנטית הוא שנמנעת היווצרות של פאזות בין-מתכתיות שבירות, מה שמאפשר חיבור של מתכות שלא ניתן לחבר ביעילות בריתוך היתוך .
בנוסף, התהליך כמעט מיידי ואינו דורש גז מגן או חומרי ריתוך אחרים.
ריתוך בפעימה מגנטית מבוסס על פעימה אלקטרומגנטית קצרה מאוד (<100 מיקרו-שניות), המתקבלת על ידי פריקה מהירה של קבלים דרך מתגים בעלי השראות נמוכה לתוך סליל.
הזרם הפועם בעל מִשְׂרַעַת ותְּדִירוּת גבוהים מאוד (500 קילו-אמפר ו-15 קילו-הרץ) מייצר שדה מגנטי בצפיפות גבוהה, היוצר זרמי מערבולת באחד מחלקי העבודה.
עקב כך נוצרים כוחות לורנץ דוחים ולחץ מגנטי גבוה הרבה מעבר לחוזק הכניעה של החומר גורם להאצה של אחד מחלקי העבודה למהירויות של עד 500 מטר לשנייה בעת ההתנגשות.
חלקיק העבודה המעופף פוגע לאחר מכן במטרתו, אם כי חלקים שונים יגיעו בזמנים שונים.
כאשר קו המגע נע, בדרך כלל נוצר סילון של חומר משטח שנפלט לפני קו המגע.
סילון זה מועיל מכיוון שהוא מנקה ביעילות את המשטחים על ידי פליטת חומר משטח כלשהו (הסרת תחמוצות או מזהמים).
במהלך ריתוך בפעימה מגנטית נוצרת דפורמציה פלסטית גבוהה יחד עם מאמץ גזירה גבוה ושיבוש תחמוצת עקב הסילון וטמפרטורות גבוהות ליד אזור ההתנגשות.
דבר המוביל לריתוך במצב מוצק עקב חידוד המיקרו-מבנה (נקע, פסי החלקה , מיקרו-גבישים תאומים והתגבשות דינמית מקומית ).
על מנת להשיג ריתוך חזק, יש לעמוד במספר תנאים:
תנאי התכה: ההתנגשות צריכה להיות תת-קולית בהשוואה למהירות הקול של החומר המקומי כדי ליצור סילון.
משטר לחץ גבוה: מהירות הפגיעה צריכה להיות מספקת כדי להשיג משטר הידרודינמי, אחרת החלקים רק יתקמטו או ייווצרו.
אין היתוך במהלך ההתנגשות: אם הלחץ גבוה מדי, החומרים יכולים להיתך באופן מקומי ולהתמצק מחדש.
הדבר עלול לגרום לריתוך חלש.
ההבדל העיקרי בין ריתוך בפיצוץ לריתוך בפעימה מגנטית הוא שזווית ההתנגשות והמהירות כמעט קבועות במהלך תהליך הריתוך בפיצוץ, בעוד שבריתוך בפעימה מגנטית הן משתנות באופן רציף.
מגוון חקירות מספריות בוצעו כדי לחזות את התנהגות הממשק של תהליך הריתוך בפעימה מגנטית ואת התנהגות החלקיקים כדי לקבוע את תנאי ההתנגשות.
באופן כללי, מהירות החלקיקים לפני הפגיעה קובעת את תופעות הממשק.
זהו הפרמטר האופייני שיש לדעת על סמך התהליך ופרמטרי התהליך הניתנים להתאמה.
למרות שמדידות ניסיוניות באמצעות שיטות מהירות לייזר מספקות הערכה מדויקת של מהירות החלקיקים; דוגמה למדידה כזו היא מהירות דופלר פוטון (PDV); חישוב מספרי מציע תיאור טוב יותר של מהירות החלקיקים מבחינת התפלגות מרחבית וזמנית.
חישוב רב-פיזיקלי של תהליך MPW יכול לקחת בחשבון את הזרם החשמלי דרך הסליל ולחשב את ההתנהגות הפיזיקלית עבור בעיה מצומדת אלקטרומגנטית-מכנית.
סימולציות אלו מאפשרות גם לכלול את ההשפעה התרמית במהלך התהליך.
כמו כן נעשה שימוש במודל תלת-ממדי לדוגמה המשמש לסימולציית LS-DYNA , והוא מספק גם פרטים על יחסי הגומלין הפיזיקליים של התהליך, המשוואות השולטות, הליך הרזולוציה, ותנאי הגבול וההתחלה כאחד.
המודל משמש כדי להראות את יכולתו של חישוב תלת-ממדי לחזות את התנהגות התהליך ובמיוחד את הקינמטיקה של החלקיקים ואת העיוות המקרוסקופי.
ריתוך בקשת פחם הוא תהליך ריתוך בקשת המייצר איחוי מתכות על ידי חימומן באמצעות קשת בין אלקטרודת פחם (גרפיט) שאינה מתכלה לבין החומר המעובד.
זהו תהליך ריתוך בקשת הראשון שפותח, אך אינו משמש כיום ליישומים רבים, לאחר שהוחלף בריתוך בקשת פחם כפולה ווריאציות אחרות.
מטרת ריתוך הקשת היא ליצור קשר בין חלקי מתכת נפרדים.
בריתוך בקשת פחם, אלקטרודת פחם משמשת ליצירת קשת חשמלית בין האלקטרודה לחומרים המעובדים.
קשת זו מייצרת טמפרטורה העולה על 3,000 מעלות צלזיוס.
בטמפרטורה זו המתכות הנפרדות יוצרות קשר ומתלכדות יחד.
תהליך הריתוך בקשת פחם לא היה יכול להיווצר אלמלא גילוי הקשת החשמלית על ידי האמפרי דייווי בשנת 1800, אשר לאחר מכן, בשנת 1802, התגלה באופן עצמאי על ידי הפיזיקאי הרוסי וסילי פטרוב .
פטרוב חקר את הקשת החשמלית והציע את השימושים האפשריים שלה, כולל ריתוך.
ממציאי תהליך הריתוך בקשת פחם היו ניקולאי בנרדוס (רוסי) וסטניסלב אולשבסקי (פולני), שפיתחו שיטה זו בשנת 1881 ורשמו עליה פטנט מאוחר יותר תחת השם "הפייסטוס החשמלי" (Elektrogefest).
ריתוך בקשת פחם עם גז (CAW-G) - תהליך זה כבר אינו בעל משמעות מסחרית.
תהליכים אחרים המשתמשים בגזי מגן החליפו גם הם ריתוך בקשת פחמן כגון ריתוך בקשת טונגסטן (GTAW, או TIG), ריתוך בקשת פלזמה (PAW), וריתוך מימן אטומי (AHAW).
כל אחד מהתהליכים הללו, כולל ריתוך בקשת פחמן, משתמש באלקטרודה שאינה מתכלה.
מתכת מילוי משמשת בדרך כלל כדי לסייע בקשר בין חלקי העבודה.
ריתוך בקשת פחם מוגנת (CAW-S)
ריתוך בקשת פחם כפולה (CAW-T) - תהליך בו הקשת נוצרת בין שתי אלקטרודות פחם.
ריתוך אלקטרו גזי הוא תהליך ריתוך בקשת אנכי רציף שפותח בשנת 1961, שבו מופעלת קשת חשמלית בין אלקטרודה מתכלה לחומר המעובד.
לעיתים משתמשים בגז מגן, אך לא מפעילים לחץ.
הבדל עיקרי בין ריתוך אלקטרו גזי לבן דודו, ריתוך באמבט סיגים מוליך זרם, הוא שהקשת בריתוך האלקטרו גזי אינה מתכבה אלא נשארת דולקת לאורך כל תהליך הריתוך.
הוא משמש ליצירת ריתוכים בחריץ ניצב עבור מחברי השקה ומחברי T, במיוחד בתעשיית בניית ספינות ובבניית מכלי אחסון.
בריתוך אלקטרו גזי, חום קשת הריתוך גורם לאלקטרודה ולחלקי העבודה להתכה וזרימה לתוך החלל שבין החלקים המרותכים.
מתכת מותכת זו מתמצקת מלמטה למעלה, ומחברת את החלקים המרותכים יחד.
אזור הריתוך מוגן מפני זיהום אטמוספירי על ידי גז מגן נפרד, או על ידי הגז המופק מהתפרקות תיל אלקטרודה בעל ליבת התלחים.
האלקטרודה מונחת לאזור הריתוך על ידי צינור הנחיה מתכלה של אלקטרודה, כמו זה המשמש בריתוך באמבט סיגים מוליך זרם, או ראש נע.
כאשר משתמשים בצינור ההנחיה המתכלה, אמבט הריתוך מורכב ממתכת מותכת המגיעה מהחלקים המרותכים, האלקטרודה וצינור ההנחיה.
וריאציית הראש הנע מבוצעת במכלול של צינור הנחיה של אלקטרודה הנע כלפי מעלה בזמן ביצוע הריתוך, ומונע ממנו התכה.
ניתן ליישם ריתוך אלקטרו גזי על רוב הפלדות, כולל פלדות בעלות שיעור פחמן נמוך ובינוני, פלדות בעלות שיעור סגסוגת נמוכה וחוזק גבוה, ומספר פלדות אל-חלד.
ניתן גם לרתך פלדות מחוסמות ופלדות שעברו תהליך הרפיה, בתנאי שמיושמת כמות החום המתאימה.
ריתוכים חייבים להיות אנכיים, עם זווית משתנה של 15 מעלות לכל צד.
באופן כללי, חומר העבודה חייב להיות בעובי של לפחות 10 מילימטרים, בעוד שהעובי המרבי לאלקטרודה אחת הוא כ-20 מילימטרים.
אלקטרודות נוספות מאפשרות לרתך חומר עבודה עבה יותר.
גובה הריתוך מוגבל רק על ידי המנגנון המשמש להרמת ראש הריתוך - באופן כללי, הוא נע בין 100 מילימטרים ל-20 מטרים.
כמו תהליכי ריתוך בקשת אחרים, ריתוך אלקטרו גזי דורש שהמפעיל יחבוש קסדת ריתוך וילבש בגדים מתאימים כדי למנוע חשיפה למתכת מותכת ולקשת הריתוך הבהירה.
בהשוואה לתהליכים אחרים, במהלך ריתוך זה קיימת כמות גדולה של מתכת מותכת, דבר המהווה סכנת בטיחות ושריפה נוספת.
מכיוון שהתהליך מתבצע לעיתים קרובות בגבהים גדולים, יש לאבטח את הציוד כראוי ועל המפעיל ללבוש רתמת בטיחות כדי למנוע נפילה.
ריתוך אלקטרו גזי משתמש בספק כוח במתח קבוע ובזרם ישר, ולאלקטרודה יש קוטביות חיובית.
זרם הריתוך יכול לנוע בין 100 ל-800 אמפר, והמתח יכול לנוע בין 30 ל-50 וולט.
מזין חוטים משמש לאספקת האלקטרודה, אשר נבחרת בהתאם לחומר המרותך.
ניתן להשתמש באלקטרודה לבובה (עם ליבת תלחים) כדי לספק לריתוך הגנה מפני זיהום אטמוספירי, או לחלופין להשתמש באלקטרודת חוט מוצק עם גז מגן - בדרך כלל פחמן דו-חמצני.
ראש הריתוך מחובר למכשיר שמתרומם במהלך תהליך הריתוך.
כמו כן מחוברים למכשיר סנדלי תמך, אשר מגבילים את הריתוך לרוחב חלקי העבודה.
כדי למנוע את היתכותם של סנדלי התמך, הם עשויים נחושת ומקוררים במים.
יש להתאים אותם היטב לחיבור כדי למנוע התכה.
ריתוך בהבזקה הוא סוג של ריתוך בהתנגדות חשמלית שאין בו שימוש במתכת מילוי.
חלקי המתכת המיועדים לריתוך מונחים זה לצד זה במרחק קבוע מראש בהתבסס על עובי החומר, הרכב החומר והתכונות הרצויות של הריתוך המוגמר.
זרם חשמלי מופעל על המתכת, והפער בין שני החלקים יוצר התנגדות ומייצר את הקשת הנדרשת להתכת המתכת.
לאחר שחלקי המתכת מגיעים לטמפרטורה המתאימה, הם נלחצים יחד, ולמעשה הריתוך שלהם יחד מתבצע.
על פי מחקר שפורסם ב-Materials and Design, קיימים מספר משתנים משפיעים על איכות הריתוך הסופי.
זמן ההבזקה הוא הזמן בו הקשת נוכחת.
זמן הריתוך הוא משך הזמן בו שני החלקים נלחצים יחד.
זמן ההבזקה צריך להיות ארוך מספיק כדי לחמם את המתכת כראוי לפני שהיא נלחצת יחד.
עם זאת, אם הוא ארוך מדי, יותר מדי ממתכת הבסיס מותכת.
זמן הריתוך הוא קריטי ביצירת התכונות המכניות הרצויות של הריתוך המוגמר.
במהלך הריתוך, כל הזיהומים הקיימים במתכת הבסיס נדחקים החוצה ויוצרים ריתוך מושלם.
אם זמן הריתוך קצר מדי, חלק מהזיהומים עלולים להישאר במתכת הבסיס וליצור ריתוך פגום.
זמן הריתוך קריטי גם הוא לחוזק הריתוך המוגמר מכיוון שבמהלך הריתוך מתרחש איחוי בין שני חלקי המתכת.
אם זמן הריתוך קצר מדי, ייתכן ששני חלקי המתכת לא יתחברו לחלוטין.
לעיתים קרובות ריתוך בהבזקה נקבע יותר על ידי מרחק מאשר על ידי זמן, כך שההבזקה מתרחשת במרחק קבוע מראש, נניח 5 מילימטרים, לפני תחילת מחזור הריתוך.
ניתן גם לשלוט בריתוך על ידי גודל כוח הלחיצה ומרחק ההתקרבות בעת הלחיצה של החומרים זה לזה.
בדרך כלל, מרחק ההתקרבות בעת הלחיצה לריתוך הוא זה שחשוב יותר מזמן הריתוך.
בסוף תהליך הפעלת כוח הלחיצה יש בדרך כלל 'זמן החזקה' שבמהלכו החיבור מוחזק במקומו כדי לאפשר לו להתקרר ולשני חלקי המתכת להיקשר לחלוטין.
ריתוך בהבזקה משמש לריתוך קטעים של מסילות ברזל לתחבורה מסילתית ויצירת מסילה ארוכה אחת מרותכת, שהיא חלקה הרבה יותר ממסילה המחוברת מכנית מכיוון שאין פערים בין קטעי המסילה.
המסילה החלקה מפחיתה את הבלאי של המסילות עצמן, ובכך מפחיתה ביעילות את תדירות הבדיקות והתחזוקה.
מסילה מרותכת רציפה משמשת במיוחד בקווי רכבת מהירים בשל שיעור ההחלקה של החלק העליון של המסילה.
ריתוך בהבזקה מועיל גם משום שהוא מאפשר לחבר מתכות שונות, כולל מתכות לא ברזליות .
זה מאפשר לרתך ביעילות אזורי מפגש ומעברים, המורכבים בדרך כלל מפלדת מנגן , למסילת פלדת פחמן באמצעות תוספות פלדת אל-חלד, תוך שמירה על התכונות המכניות הרצויות של המסילות והמעברים.
היכולת של תהליך יחיד לרתך מתכות רבות ושונות, עם התאמות משתנים פשוטות, הופכת אותו למאוד רב-תכליתי.
ריתוך בהבזקה משמש גם בתעשיית הפלדה לבנייה כדי להגדיל את אורך הברזל הזוויתי המשמש לייצור קורות .
ריתוך בהבזקה משמש תעשיית האלומיניום כדי לחבר אלומיניום, פלדה ונחושת במגוון מוליכים נושאי זרם הנקראים פסי צבירה.
הפלדה משמשת לחוזק, הנחושת משמשת למוליכות, והאלומיניום משמש לשילוב של עלות ומוליכות.
ריתוך בהשקה הוא כאשר שני חלקי מתכת מונחים קצה לקצה ללא חפיפה ולאחר מכן מרותכים לאורך החיבור (בניגוד לריתוך מחבר חפייה , שבו חתיכת מתכת אחת מונחת על גבי השנייה, או ריתוך מגופה (plug welding), שבו חתיכת מתכת אחת מוכנסת לאחרת).
במחבר השקה , משטחי החלקים העתידים להתחבר נמצאים באותו מישור ומתכת הריתוך נשארת בתווך שבין מישורי המשטחים.
ריתוך בהשקה הוא טכניקה נפוצה לריתוך שניתן לבצע באופן אוטומטי או ידני על חלקי פלדה.
ריתוך בהשקה יכול להתבצע גם באמצעות הלחמה קשה עבור חלקי נחושת.
הוא משמש לחיבור שני חלקי מתכת יחד, כגון צינור, מסגרת במפעלים וגם אוגנים.
אוגן הוא פיסת מתכת פנימית או חיצונית המחזקת את אזור תפר הריתוך.
ייצור במפעל מדגים את יעילות העלות של ריתוך בהשקה לעומת התהליכים היקרים יותר של כיפוף חומר, חיזוק חיבורים ושימוש במחברים במידת הצורך.
ריתוך בהשקה מושג על ידי חימום שני חלקי מתכת או הפעלת לחץ או שניהם יחד.
חשוב לשמור על חדירה בזמן ריתוך המתכת.
הריתוך מתאפשר בקלות יחסית בעוד חלקי המתכת דקים, אולם עם מתכות עבות ייתכן שיהיה צורך לבצע הכנת קצה למתכת.
ריתוכים בהשקה עם חדירה מלאה מתבצעים כאשר הם בתוך המתכת המקורית (הגדולה והחזקה יותר).
בריתוך בהשקה, לריתוכים החזקים ביותר יהיו הכי פחות פגמים.
כדי להשיג זאת, קלט החום נשלט, דבר המקטין את גודל הריתוך.
בריתוך מסחרי, כאשר מבוצע, הוא גם מפחית את העלות, אך על מנת לשמור על חוזק הריתוך, ייעשה שימוש בריתוכים כפולים.
בריתוך בהשקה ישנם שני סוגים המשמשים להשגת הריתוכים הספציפיים, ויש גם מגוון חיבורים הנחשבים למחברי השקה.
ריתוך בהשקה מבוצע בצורה הטובה ביותר ביישומי ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז או ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז בשל יכולתם הטבעית לחבר שני חלקי מתכת יחד.
שימוש בסוגים שונים של אלקטרודות ריתוך על ידי הרתך יקבע את תכונות הריתוך כגון חוזקו ועמידותו בפני קורוזיה.
תכונות המתכת המרותכת קובעות את סוג הריתוך הנדרש.
האלקטרודות מוליכות זרם דרך המתכת המרותכת על מנת לחבר את שני החלקים.
באופן כללי, האלקטרודות מצופות בכבדות או במעט, כאשר אלקטרודות מצופות בכבדות משמשות בדרך כלל בריתוך מבני (קונסטרוקטיבי) מכיוון שהן חזקות הרבה יותר ועמידות בפני קורוזיה.
האלקטרודות המצופות במעט אינן יציבות מבחינה מבנית ומשמשות לריתוכים משניים.
ריתוך בהשקה מבוצע באמצעות קשת חשמלית, בתהליכי ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז או ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז המוחזקים בזווית קלה סביב הריתוך אם הריתוך שטוח, על מנת להשיג את כמות הנקבוביות המינימלית בריתוך ולהגביר את חוזק הריתוך.
ריתוך מילאת מהווה כ-80 אחוז מהחיבור למרות היותו חלש יותר מריתוכים בהשקה.
הסיבה שהוא משמש לעיתים קרובות יותר היא שריתוכי מילאת מציעים יותר מקום לטעויות עם סבילות גדולה בהרבה.
ריתוך מילאת אינו סוג של ריתוך בהשקה למרות קווי הדמיון ביניהם.
ריתוך בהבזקה משמש במכונות ומחבר מספר חלקי מתכת שאינם תואמים זה לזה בגודל ובצורה.
גדלים שונים אלה עלולים לעיתים קרובות לגרום להפסקות בתהליך הריתוך.
זרם במתח גבוה מופעל על שני הרכיבים המרותכים כדי לחבר אותם יחד.
ריתוך בהתנגדות חשמלית מחבר את שני חלקי המתכת יחד באמצעות חום הנובע מהלחץ הנובע מהמתכות המוחזקות יחד בכוח מוגדר מראש.
ריתוך התנגדות משמש על חיבורים בעלי צורה וגודל דומים ולעיתים קרובות הריתוך מתבצע בתנועה אחת בניגוד לריתוך בהבזקה.
ישנם סוגים רבים ושונים של מחברי ריתוך, וכולם נקראים על פי צורתם הייחודית.
לחיבור, המכונה גם ריתוך בחריץ ניצב, יש צורות רבות ושונות על מנת לחבר חלקי מתכת יחד, וכולם מסוגלים לשאת עומסים.
ישנם סוגים רבים ושונים של חיבורים כגון מחברי חפייה, מחברי T, חיבורי השקה וגם מחבר פינתי.
מחברי חפייה הם שני חלקים המרותכים קצה-על-קצה יחד, בעוד שריתוכי השקה מחוברים קצה לקצה ומחוברים כך.
ריתוכי השקה מחוברים זה לזה בעובי של מתכת האם.
ישנם סוגים רבים ושונים של ריתוכי השקה כגון ניצב, ראש חץ יחיד (V), ראש חץ כפול (V), ריתוך מדר יחיד, ריתוך מדר כפול, פרסה יחידה (U), פרסה כפולה (U), J יחיד וגם J כפול.
אף על פי שמזעור העיוותים בריתוך חשוב, פעולה זו ממזערת את הסיכויים לחדירה מלאה.
על מנת לקבל חדירה מלאה, ניתן להשתמש בריתוכים כפולים כגון ראש חץ כפול (V), J כפול ופרסה כפולה (U).
ריתוך שוט הוא סוג של ריתוך בהתנגדות חשמלית, אשר, בדומה לריתוך נקודות, משמש לחיבור שני חלקי מתכת יחד.
המאפיין המבדיל הוא שבריתוך שוט, רצועות ויריעות מתכת (בדרך כלל פלדת אל-חלד) "נתפרות" יחד באמצעות שורות של ריתוכים נקודתיים אחידים.
הריתוך מושג על ידי כליבה של שני החלקים יחד ולאחר מכן העברת זרם חשמלי גדול דרכם למשך זמן קצר.
ריתוך שוט נרשם כפטנט על ידי ארל ג'יי רגסדייל (Earl J.
Ragsdale), מהנדס מכונות בחברת הייצור אדוארד ג'י באד בשנת 1932, לריתוך פלדת אל-חלד.
שיטת ריתוך זו שימשה בשנת 1934 לבניית רכבת האל-חלד הראשונה, פיוניר זפיר , ולאחר מכן הפכה לטכנולוגיית הבנייה הסטנדרטית עבור קרונות נוסעים.
בתחילת המאה ה-20, חברת אדוארד ג'י באד הייתה חדשנית בתחום ייצור פחי מתכת, וחוללה מהפכה בבניית מרכבי רכב מפלדה במהלך שנות ה-20 של אותה מאה.
אדוארד באד ועובדיו, ובראשם ארל רגסדייל (Earl Ragsdale), זיהו את המאפיינים המטלורגיים החשובים של פלדת אל-חלד 18/8 (הידועה כיום כפלדת אל-חלד אוסטניטית SAE 304) ופיתחו תהליך ריתוך נקודות כדי לנצל את השכבה המחומצנת על פני השטח של פלדת אל-חלד.
פלדת אל-חלד 8–18 העוברת תהליך טיפול בחום הופכת למתכת בעלת תכונות של חוסר מגנטיות ומשיכות במידה רבה.
חימום חוזר של המתכת ל-1000–1100 מעלות צלזיוס פוגע בתכונות המכניות והכימיות של המתכת.
המתכת הופכת לרגישה לקורוזיה עקב משקעי קַרְביד (שם כולל לתרכובות שונות של פחמן עם יסוד כימי אחר), ומאבדת את מעמידותה לעייפות החומר.
הגורם החשוב בשליטה על תכונות המתכת הוא זמן השהייה בטמפרטורות אלו.
באמצעות רכיבי בקרת זמן, ספק כוח עם זרם יציב וזרמים גבוהים לזמן קצר מאוד, ניתן לייצר ריתוך נקודתי משביע רצון.
ההילה של ריתוך שוט לא אמורה להתקיים על המתכת, והציוד שנעשה בו שימוש מייצר ריתוכים משביעי רצון בקוטר קטן מהרגיל.
כדי להחזיק את שני פחי המתכת יחד מופעל כוח חשמלי וזרם גבוה רגעי יוצר ריתוך במהירות בממשק בין שני הפחים, ויוצר גוש מתכתי קטן, אשר כאשר מקורר יוצר ממשק מתכת עמיד בפני גזירה.
לריתוכים טובים יש חוזק גזירה כפול מזה של מַסְמֶרֶת בקוטר דומה וניתן למקם אותם קרובים יותר זה לזה ב-50%.
כאשר הם מבוצעים כראוי לא קיימים בהם עיוותים.
ריתוך בגלילי לחץ הוא תהליך ריתוך קר במצב מוצק, המתקבל באמצעות ערגול של פחי מתכת.
בריתוך בגלילי לחץ, שתי שכבות או יותר של מתכות שונות מועברות דרך זוג גלילים שטוחים תחת לחץ מספיק כדי לחבר את השכבות.
הלחץ גבוה מספיק כדי לעוות את המתכות ולהקטין את העובי המשולב של החומר המרותך.
יש להכין מראש את המשטחים המחוברים (לשרוט, לנקות, להסיר שומן) על מנת להגדיל את מקדם החיכוך שלהם ולהסיר כל שכבת תחמוצת.
ניתן לבצע את התהליך בטמפרטורת החדר או בתנאים חמים.
בריתוך חם בגלילי לחץ, מופעל חום כדי לחמם מראש את הפחים רגע לפני המעבר בין גלילי הלחץ, על מנת להגדיל את משיכותם ולשפר את חוזק הריתוך.
חוזק החיבורים לאחר המעבר בין גלילי הלחץ תלוי בפרמטרי התהליך העיקריים, כולל תנאי הגלגול (טמפרטורת הכניסה של הפחים, שיעור הפחתת העובי, מהירות הגלגול וכו'), תנאי הטיפול לפני הגלגול (טמפרטורת וזמן חישול, טכניקות הכנת פני השטח וכו') וטיפולי בחום לאחר הגלגול.
ניתן להשתמש ביישומי ריתוך בגלילי לחץ לציפוי פחי מתכת, או כשלב משני של ריתוך מצטבר בגלילי לחץ .
ניתן לשלוט בריתוך פחים על ידי צביעת דוגמה על יריעה אחת; רק משטחי המתכת החשופים מתחברים, והחלק הלא מחובר יכול להתנפח אם היריעה מחוממת והציפוי מתאדה.
חומר זה משמש לייצור מחליפי חום לציוד קירור.
ריתוך בפיצוץ הוא תהליך ריתוך במצב מוצק שמתבצע על ידי האצת אחד הרכיבים במהירות גבוהה במיוחד באמצעות חומרי נפץ כימיים.
תהליך זה משמש לעיתים קרובות לציפוי פלדת פחמן או לוחות אלומיניום בשכבה דקה של חומר קשה יותר או עמיד יותר בפני קורוזיה (למשל, פלדת אל-חלד, סגסוגת ניקל, טיטניום או זירקוניום).
בשל אופיו של תהליך זה, גאומטריות הניתנות לריתוך בשיטה זו מוגבלות מאוד.
גאומטריות אופייניות המיוצרות כוללות לוחות, צינורות וצינורות מפחים.
בניגוד לצורות ריתוך אחרות כמו ריתוך בקשת (שפותח בסוף המאה ה-19), ריתוך בפיצוץ פותח בעשורים שלאחר מלחמת העולם השנייה.
עם זאת, מקורותיו, עוד במלחמת העולם הראשונה, עת נצפו חתיכות רסיסים שנדבקו לציפוי שריון לא רק ננעצו, אלא למעשה הולחמו למתכת.
מאחר שהחום הקיצוני הכרוך בצורות ריתוך אחרות לא שיחק תפקיד, הסיקו שהתופעה נגרמה על ידי כוחות הנפץ הפועלים על הרסיסים.
תוצאות אלו שוכפלו מאוחר יותר בבדיקות מעבדה, וזמן קצר לאחר מכן, התהליך נרשם כפטנט והוכנס לשימוש.
בשנת 1962, הגישה חברת דופונט בקשה לפטנט על תהליך ריתוך בפיצוץ, שהוענק ב-23 ביוני 1964, תחת פטנט אמריקאי 3,137,937 והביא לשימוש בסימן המסחרי Detaclad לתיאור התהליך.
ב-22 ביולי 1996, חברת Dynamic Materials Corporation השלימה את רכישת פעילות Detaclad של דופונט תמורת 5,321,850 דולר (או כ-10.67 מיליון דולר כיום).
בשנת 2011 מודלה באופן אנליטי התגובה של לוחות לא הומוגניים שעוברים תהליך של ריתוך בפיצוץ.
ריתוך בפיצוץ יכול ליצור קשר בין שתי מתכות שלא בהכרח ניתנות לריתוך באמצעים קונבנציונליים.
התהליך אינו מתיך אף אחת מהמתכות, אלא הופך את פני השטח של שתי המתכות לפלסטיים, מה שגורם להן לבוא במגע הדוק מספיק כדי ליצור ריתוך.
זהו עיקרון דומה לטכניקות ריתוך אחרות שאינן מבוססות היתוך, כגון ריתוך בחיכוך .
ניתן לחבר משטחים גדולים במהירות רבה והריתוך עצמו נקי מאוד.
ריתוך בפיצוץ יכול לחבר מגוון רחב של מתכות תואמות ולא תואמות, עם יותר מ-260 שילובי מתכות אפשריים.
בריתוך מסורתי, רכיביו הם בדרך כלל מתכות בעלות תכונות דומות.
עם זאת, בריתוך בפיצוץ, התאוצה ההתחלתית הגבוהה של שני הרכיבים זה בזה יכולה לעקוף את תכונות המתכת ולחבר שתי מתכות שונות יחד.
כתוצאה מכך, למתכת החדשה יש תכונות משולבות של שתי המתכות המקוריות שיכולות להוביל למוליכות, חוזק ועמידות גבוהות יותר.
לדוגמה, ריתוך בפיצוץ משמש לרוב לחיבור חומרים כמו פלדת אל-חלד לנחושת.
המוצר הוא רכיב בעל מוליכות תרמית ויציבות מבנית.
ריתוך בפיצוץ מציע פתרון לקושי בחיבור מתכות בעלות תכונות או נקודות התכה שונות.
חיסרון של שיטה זו הוא שנדרש ידע נרחב בחומרי נפץ לפני שניתן יהיה לבצע את ההליך בבטחה.
תקנות לשימוש בחומרי נפץ רבי עוצמה עשויות לדרוש רישוי מיוחד.
ריתוך בקרני רנטגן הוא תהליך ריתוך ניסיוני המשתמש במקור קרני רנטגן בעל עוצמה גבוהה כדי לספק את האנרגיה התרמית הנדרשת לריתוך חומרים.
למונח "ריתוך בקרני רנטגן" יש גם שימוש ותיק יותר שאינו קשור בבקרת איכות.
בהקשר זה, רתך בקרני רנטגן הוא בעל מקצוע המרתך באופן עקבי ברמה כה גבוהה עד שהוא כמעט ולא מכניס פגמים לאמבט הריתוך, ומסוגל לזהות ולתקן פגמים באמבט הריתוך במהלך תהליך הריתוך.
מחלקת בקרת האיכות של בית ייצור או חנות מניחים (או סומכים עליהם) שעבודת הריתוך המבוצעת על ידי רתך בקרני רנטגן תעבור בדיקת רנטגן .
לדוגמה, פגמים כמו נקבוביות, קעירויות, סדקים, ליקויי חפייה, סיגים ומובלעות טונגסטן, חוסר התכה וחדירה ועוד, נראים לעיתים רחוקות בבדיקת רנטגן רדיולוגית של ריתוך המבוצע על ידי רתך בקרני רנטגן.
עם השימוש הגובר בקרינת סינכרוטרון בתהליך הריתוך, השימוש הוותיק יותר בביטוי "ריתוך בקרני רנטגן" עלול לגרום לבלבול.
סביר להניח ששני המונחים לא ישמשו באותה סביבת עבודה מכיוון שריתוך בקרינת סינכרוטרון (רנטגן) הוא תהליך אוטומטי וממוכן הנשלט מרחוק.
התקדמויות רבות בטכנולוגיית הריתוך נבעו מהכנסתם של מקורות חדשים לאנרגיה תרמית הנדרשת להתכה מקומית.
התקדמויות אלו כוללות את הכנסתן של טכניקות מודרניות כגון תהליכי ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז, ריתוך בקשת חסויה, ריתוך באלומת אלקטרונים וריתוך בקרן לייזר.
עם זאת, בעוד שתהליכים אלה הצליחו לשפר את היציבות, השחזור והדיוק של הריתוך, יש להם מגבלה משותפת - האנרגיה אינה חודרת במלואה את החומר המיועד לריתוך, וכתוצאה מכך נוצרת אמבט התכה על פני החומר.
כדי להשיג ריתוכים החודרים לעומק המלא של החומר המעובד, יש צורך מיוחד לתכנן ולהכין את הגאומטריה של החיבור או לגרום לאידוי החומר במידה כזו שנוצר "חור מנעול", המאפשר לחום לחדור לחיבור.
זה אינו חיסרון משמעותי בסוגים רבים של חומרים, שכן ניתן להשיג חוזק חיבור טוב, אולם עבור סוגי חומרים מסוימים כגון קרמיקה או מתכות קרמיות מרוכבות , עיבוד כזה יכול להגביל משמעותית את חוזק החיבור.
יש להם פוטנציאל גדול לשימוש בתעשיית התעופה והחלל, בתנאי שניתן למצוא תהליך חיבור ששומר על חוזק החומר.
עד לאחרונה, לא היו זמינים מקורות של קרני רנטגן בעוצמה מספקת כדי לגרום לחימום נפחי מספק לצורך ריתוך.
עם זאת, עם הופעתם של מקורות קרינת סינכרוטרון מהדור השלישי, ניתן להשיג את ההספק הנדרש להתכה מקומית ואפילו לאידוי במספר חומרים.
הוכח כי לקרני רנטגן פוטנציאל כמקור ריתוך עבור סוגי חומרים שלא ניתן לרתך באופן קונבנציונלי.
ריתוך בהשראה הוא סוג של ריתוך המשתמש בהשראה אלקטרומגנטית כדי לחמם את חומר העבודה.
מכשיר הריתוך מכיל סליל השראה המופעל על ידי זרם חשמלי בתדר רדיו .
מעבר הזרם מייצר שדה אלקטרומגנטי בתדר גבוה הפועל על חומר עבודה מוליך חשמלית או פרומגנטי.
בחומר עבודה מוליך חשמלית, אפקט החימום העיקרי הוא חימום התנגדותי, הנובע מזרמים מושרים הנקראים זרמי מערבולת.
בחומר עבודה פרומגנטי, החימום נגרם בעיקר על ידי היסטרזיס, כאשר השדה האלקטרומגנטי מעוות שוב ושוב את התחומים המגנטיים של החומר הפרומגנטי.
בפועל, רוב החומרים עוברים שילוב של שתי השפעות אלו.
חומרים לא מגנטיים ומבודדים חשמליים כמו פלסטיק ניתנים לריתוך בהשראה על ידי שתילתן של תרכובות מתכתיות או פרומגנטיות, הנקראות סוספטורים (Susceptors), אשר סופגות את האנרגיה האלקטרומגנטית מסליל ההשראה, מתחממות ומאבדות את חומן לחומר שמסביב על ידי הולכה תרמית.
פלסטיק ניתן גם לריתוך בהשראה על ידי הטבעת הפלסטיק בסיבים מוליכים חשמלית כמו מתכות או סיבי פחמן.
זרמי מערבולת מושרים מחממים באופן התנגדותי את הסיבים המשובצים, אשר מאבדים את חומם לפלסטיק שמסביב באמצעות הולכה.
ריתוך בהשראה של פלסטיק מחוזק בסיבי פחמן נמצא בשימוש נפוץ בתעשיית התעופה והחלל.
ריתוך בהשראה משמש בתהליכי ייצור חזרתיים והוא תהליך אוטומטי ביותר, המשמש בדרך כלל לריתוך תפרי צינורות.
זהו תהליך מהיר מאוד, מכיוון שניתן להעביר הרבה כוח לאזור ספציפי, כך שמשטחי החיבור ניתכים במהירות רבה וניתן ללחוץ אותם יחד ליצירת ריתוך נע רציף.
העומק שהזרמים, ולכן החימום, חודרים מהמשטח הוא ביחס הפוך לשורש הריבועי של התדר.
טמפרטורת המתכות המרותכות והרכבן משפיעים גם הם על עומק החדירה.
תהליך זה דומה מאוד לריתוך בהתנגדות חשמלית, אלא שבמקרה של ריתוך בהתנגדות הזרם מועבר באמצעות מגע לחומר העבודה במקום באמצעות השראה.
ריתוך בהשראה התגלה לראשונה על ידי מייקל פאראדיי.
יסודות ריתוך בהשראה מסבירים שכיוון השדה המגנטי תלוי בכיוון זרימת הזרם, וכיוון השדה ישתנה באותו קצב כמו תדר הזרם.
לדוגמה, זרם AC של 120 הרץ יגרום לשדה לשנות כיוון 120 פעמים בשנייה.
מושג זה ידוע כחוק פאראדיי.
כאשר מתבצע ריתוך בהשראה, חלקי העבודה מתחממים מתחת לטמפרטורת ההיתוך וקצוות החלקים מונחים יחד, זיהומים נדחפים החוצה לכדי יצירת ריתוך מוצק.
ריתוך בהשראה משמש לחיבור מגוון רחב של תרמופלסטיקים וחומרים מרוכבים תרמוסטיים.
המנגנון המשמש לתהליכי ריתוך בהשראה כולל מחולל חשמל בתדר רדיו, תחנת חימום, חומר עביד ומערכת קירור.
מחולל החשמל מגיע בצורת מצב מוצק או צינור ואקום ומשמש לאספקת זרם חילופין של 230-340 וולט או תדר של 50–60 הרץ למערכת.
ערך זה נקבע על ידי סליל ההשראה בו נעשה שימוש עם חומר העבודה.
תחנת החימום משתמשת בקבל ובסליל לחימום חלקי העבודה.
הקבל מתאים את תפוקת מחולל החשמל וסליל ההשראה מעביר אנרגיה לחומר העבודה.
בעת ריתוך, הסליל צריך להיות קרוב לחומר העבודה כדי למקסם את העברת האנרגיה, וחומר העבודה בו משתמשים במהלך ריתוך בהשראה הוא מרכיב מפתח חשוב ליעילות אופטימלית.
מספר משוואות שיש לקחת בחשבון עבור ריתוך אינדוקציה כוללות:
h הוא מקדם העברת החום
היא טמפרטורת פני השטח של חומר העבודה
ריתוך רובוטי הוא שימוש בכלים ממוכנים הניתנים לתכנות (רובוטים) שהופכים את תהליך הריתוך, הכרוך בביצוע וטיפול בחומר העבודה, לאוטומטי לחלוטין.
תהליכים כמו ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז, שלעיתים קרובות נעשים בצורה אוטומטית, אינם בהכרח כדאיים כלכלית לריתוך רובוטי.
זאת מכיוון שמפעיל אנושי נדרש בהכנת החומרים לריתוך.
ריתוך רובוטי משמש בדרך כלל לתהליכי ריתוך נקודות בהתנגדות וריתוך בקשת ביישומים בעלי ייצור גבוה וחזרתיות, כגון תעשיית הרכב.
רובוטים הוצגו לראשונה בתעשייה האמריקאית בשנות ה-60 של המאה העשרים.
עם זאת ריתוך רובוטי יעיל הוא יישום חדש יחסית בתחום הרובוטיקה.
השימוש ברובוטי ריתוך לא היה נפוץ עד בשנות ה-80 של המאה העשרים, עת החלה תעשיית הרכב להשתמש ברובוטים באופן נרחב לתהליכי ריתוך נקודות.
מאז, הן מספר הרובוטים המשמשים בתעשייה והן מספר היישומים שלהם התרחבו מאוד.
בשנת 2005, יותר מ-120,000 רובוטים היו בשימוש בתעשייה בצפון אמריקה, כמחציתם לריתוך.
הצמיחה מוגבלת בעיקר על ידי עלויות הציוד הגבוהות והגבלת התוצאה הנובעת מכך ליישומים בעלי כושר ייצור גבוה.
בעשורים השני והשלישי של המאה ה-21, החל הריתוך הרובוטי בקשת חשמלית לצמוח במהירות והוא מצוי בכ-20 אחוז מיישומי הרובוטיקה התעשייתית.
המרכיבים העיקריים של רובוטי ריתוך בקשת חשמלית הם המניפולטור או היחידה המכנית והבקר, הפועל כ"מוח" של הרובוט.
המניפולטור הוא שמניע את הרובוט, ואת עיצוב המערכות הללו ניתן לסווג למספר סוגים נפוצים, כגון SCARA ורובוט קואורדינטות קרטזיאני , המשתמשים במערכות קואורדינטות שונות כדי לכוון את זרועות המכונה.
הרובוט עשוי לרתך במיקום מתוכנת מראש, להיות מונחה על ידי ראיית מכונה , או על ידי שילוב של שתי השיטות.
עם זאת, היתרונות הרבים של ריתוך רובוטי הוכחו כהופכים אותו לטכנולוגיה מסייעת ליצרני ציוד מקורי רבים על מנת להגביר את הדיוק, יכולת החזרתיות והתפוקה.
רובוט ריתוך אחד יכול לבצע את עבודתם של מספר רתכים אנושיים.
לדוגמה, בריתוך בקשת, המייצר ניצוצות חמים ועשן, רתך אנושי יכול לשמור על המבער שלו בעבודה במשך כ-30 אחוזים מהזמן, בעוד רובוטים יכולים לשמור על המבער בעבודה כ-90 אחוזים מהזמן.
מאז סוף שנות ה-90 של המאה ה-20, פותחה טכנולוגיית עיבוד תמונה בחתימה לניתוח נתונים חשמליים בזמן אמת שנאספו מריתוך רובוטי אוטומטי, ובכך היא מאפשרת אופטימיזציה של ריתוכים.
ריתוך נקודות בחיכוך וערבוב הוא תהליך ריתוך בלחץ הפועל מתחת לנקודת ההיתוך של חומר העבודה.
ריתוך זה הוא וריאציה של ריתוך בחיכוך וערבוב.
בריתוך נקודות בחיכוך וערבוב מתבצעים ריתוכים נקודתיים בודדים על ידי ראש הלוחץ ומסתובב בעוצמה גבוהה על המשטח העליון של שני פחים בקטע בו הם חופפים זה את זה.
חום החיכוך והלחץ הגבוה גורמים לחומר העבודה לעבור לתחום הפלסטי שלו, כך שקצה הראש נכנס לתוך אזור החיבור בין שני הפחים ומערבב את התחמוצות.
הראש הממוכן נכנס לתוך מישור הפחים עד שה"כתפיים" באות במגע עם פני השטח של היריעה העליונה.
ה"כתפיים" מפעילות לחץ חישול גבוה, המחבר את הרכיבים באופן מטלורגי ללא היתוך.
לאחר זמן השהייה קצר, הראש יוצא מחומר העבודה כך שניתן לבצע ריתוך נקודתי כל 5 שניות בערך.
מכשיר הריתוך מורכב מראש מסתובב ו"כתפיים".
הראש הוא החלק במכשיר שחודר לחומרי העבודה.
ניתן לעצב גם את צורת הראש וגם את צורת ה"כתפיים" כדי לדחוף את החומר הפלסטי בכיוון מסוים ולפרק ולפזר ביעילות את שכבות התחמוצת על המשטחים הסמוכים.
לאחר יציאת הראש, נותר שקע, בעת שימוש בכלים חד-חלקיים, שכבר הוכיחו את עצמם כאמינים מאוד בתעשיית הרכב והרכבות.
לעיתים קרובות הראש המסתובב מוקף בטבעת הידוק שאינה מסתובבת, באמצעותה חלקי העבודה נלחצים בחוזקה זה כנגד זה לפני ובמהלך הריתוך על ידי הפעלת כוח הידוק.
ניתן להשתמש בטבעת ההידוק גם כדי להפחית את הדחיסה של חומר פלסטי במטרה למנוע היווצרות "קוצים" או "אֵגֶלים" לצורך החלת גז אדיש או לקרר את הראש באמצעות אוויר דחוס.
פרמטרי התהליך החשובים ביותר הם המהירות ולחץ המגע.
כתוצאה מכך, נקבע קצב הזנת התנודה עבור חומר נתון של חומר העבודה.
ניתן להשתמש באקדחי ריתוך נקודות מודרניים באמצעות בקרת מיקום או בקרת כוח או באמצעות בקרת תזוזה של כוח מתוכנתת ספציפית למוצר.
לעיתים קרובות, משתמשים בבקרת מיקום עד להגעה לתזוזה מסוימת, ולאחר מכן מערכת הבקרה עוברת לבקרת כוח במהלך זמן ההשהיה.
גם במהלך זמן ההשהיה הנשלט על ידי כוח, ניתן לציין ערכי מיקום מסוימים, שאין לחרוג מהם.
אקדח לריתוך נקודות בחיכוך וערבוב
ריתוך נקודות בחיכוך וערבוב מבוצע באמצעות אקדח ריתוך נקודות, המותקן על קונסולה, מחובר לרובוט מפרק או מופעל ידנית באמצעות מאזן לרכיב.
ריתוך נקודות בחיכוך וערבוב מאופיין במספר יתרונות תהליכיים.
כל נזק לחומר הנגרם מחום קיצוני, כמו אלו הנוצרים בריתוך בקרן לייזר או ריתוך בקשת חשמלית, לא יתרחש.
בפרט, במקרה של סגסוגות אלומיניום שעברו הזדקנות מלאכותית, החוזק בתפר הריתוך ובאזור המושפע מחום גבוה בהרבה מאשר בשיטות ריתוך קונבנציונליות.
לריתוכי נקודות בחיכוך וערבוב יש חוזק גבוה, ולכן הם מתאימים אפילו לחלקים הנתונים להשפעת עומסים סטטיים ודינמיים גבוהים במיוחד.
בנוסף לבניית רכב ורכבות, תעשיית התעופה והחלל מפתחת את התהליך, למשל, לריתוך דלתות תא טייס למסוקים.
בזכות ריתוכי נקודות בחיכוך וערבוב ניתן לרתך אלומיניום ונחושת בתעשיית החשמל.
יישומים נוספים הם בייצור חזות ורהיטים, שם קלט החום הנמוך, במיוחד ביריעות מצופות באלקטרוליזה, מוביל לתכונות אופטיות מצוינות.
ריתוך בחיכוך וערבוב הוא תהליך חיבור במצב מוצק המשתמש בראש ריתוך שאינו מתכלה כדי לחבר שתי מתכות הפונות זו לזו מבלי להתיך אותן.
ראש הריתוך מסתובב ויוצר חיכוך בינו לבין מתכות העבודה.
עקב כך נוצר חום שגורם להתפתחות אזור מרוכך במתכות.
בזמן שראש הריתוך נע לאורך קו החיבור, הוא מערבב מכנית את שני חלקי המתכת, ומחשל את המתכות החמות והמרוככות על ידי הלחץ המכני, המופעל על ידי הראש, בדומה לחיבור חימר או בצק.
תהליך ריתוך זה מיושם בעיקר על אלומיניום מחושל או אקסטרודי ובמיוחד עבור מבנים הזקוקים לחוזק ריתוך גבוה מאוד.
ריתוך בחיכוך וערבוב מסוגל לחבר סגסוגות אלומיניום, סגסוגות נחושת, סגסוגות טיטניום, פלדה עדינה, פלדת אל-חלד וסגסוגות מגנזיום.
בעשור השני של המאה ה-21, הוא שימש בהצלחה בריתוך פולימרים.
בנוסף באותו עשור, הוכח גם חיבור של מתכות שונות, כגון אלומיניום לסגסוגות מגנזיום על ידי תהליך הריתוך בחיכוך וערבוב.
ניתן למצוא יישום של ריתוך בחיכוך וערבוב בבניית ספינות מודרניות, רכבות ותעופה וחלל.
בשנת 1967 נרשם תהליך הריתוך בחיכוך וערבוב כפטנט בברית המועצות על ידי יו.
קלימנקו, אך הוא לא פותח לטכנולוגיה מסחרית באותה תקופה.
בשנת 1991 הוא הוכח ניסיונית והוכנס למסחר במכון הריתוך בבריטניה.
למכון הריתוך היו פטנטים על התהליך, הראשון היה התיאורי ביותר.
ריתוך בחיכוך הוא תהליך ריתוך במצב מוצק המייצר חום באמצעות חיכוך מכני בין מתכות העבודה על ידי תנועה יחסית זה לזה.
התהליך מבוצע בתוספת כוח צידי, הנקרא "מעוות", כדי להזיז ולהתיך את החומרים באופן פלסטי.
ריתוך בחיכוך היא טכניקת ריתוך במצב מוצק הדומה לריתוך בחישול.
ריתוך בחיכוך מבוצע על מתכות ותרמופלסטיים במגוון רחב של יישומים בתחום התעופה והרכב ומהווה כתחליף לתהליך ריתוך בהיתוך.
ריתוך בחיכוך על שלל גרסאותיו מתוארך לתחילת המאה ה-20, כאשר ריתוך בחיכוך סיבובי (RFW) הוא הוותיק ביותר מביניהם.
Richter) פטנט על שיטת ריתוך החיכוך הליניארי (LFW) באנגליה וב-1929 ברפובליקת ויימאר.
תיאור התהליך היה מעורפל ובשנת 1924 רשם ה.
Klopstock) פטנט על התהליך בברית המועצות.
בשנת 1956 נערכו בברית המועצות התיאור והניסויים הראשונים הקשורים לריתוך בחיכוך סיבובי, כאשר מכונאי בשם א.
Chudikov) ערך מחקרים מדעיים והציע את השימוש בשיטת הריתוך כתהליך מסחרי.
בשנת 1960 הוצג התהליך לארצות הברית.
החברות האמריקאיות קטרפילר, רוקוול אינטרנשיונל ו-American Manufacturing Foundry פיתחו כולן מכונות לתהליך.
פטנטים הונפקו גם ברחבי אירופה וברית המועצות.
בשנת 1961 בוצעו באנגליה המחקרים הראשונים של ריתוך בחיכוך על ידי מכון הריתוך.
(MTI) תהליך אינרציה בארצות הברית.
בשנת 1966 השיקו באירופה חברות KUKA AG ו-Thompson ריתוך בחיכוך סיבובי ליישומים תעשייתיים, פיתחו תהליך הנעה ישירה, ובשנת 1974, בנו את מכונת הציר הכפול rRS6 עבור סרני משאיות כבדות.
באמצע שנות ה-60 של המאה העשרים הומצאה שיטה נוספת בברית המועצות על ידי יו.
קלימנקו, נרשמה כפטנט בשנת 1967, הוכחה ניסיונית ופותחה לטכנולוגיה מסחרית במכון הריתוך (TWI) בבריטניה ונרשמה שוב כפטנט בשנת 1991: תהליך ריתוך בחיכוך (FSW), הוא תהליך חיבור במצב מוצק המשתמש בראש ריתוך שאינו מתכלה כדי לחבר שתי מתכות עבודה הפונות זו לזו מבלי להתיך אותן.
שינוי משופר של טכניקת ריתוך בחיכוך סטנדרטית הוא ריתוך בחיכוך בכוח נמוך, טכנולוגיה היברידית שפותחה על ידי EWI ו-MTI, אשר "משתמשת במקור אנרגיה חיצוני כדי להעלות את טמפרטורת הממשק של שני החלקים המחוברים, ובכך מפחיתה את כוחות התהליך הנדרשים ליצירת ריתוך במצב מוצק בהשוואה לריתוך בחיכוך מסורתי".
התהליך חל הן על ריתוך בחיכוך ליניארי והן על ריתוך בחיכוך סיבובי.
ריתוך וחיתוך בחמצן וגז בעירה הם תהליכים המשתמשים בגז בעירה או דלקים נוזליים (כגון בנזין, סולר, ביו-דיזל, קרוסין וכו') וחמצן לריתוך או חיתוך מתכות.
בשנת 1903 פיתחו המהנדסים הצרפתים אדמונד פושה ושרל פיקארד (Charles Picard) לראשונה את תהליך הריתוך בחמצן אצטילן.
חמצן טהור, במקום אוויר, משמש להגברת טמפרטורת להבה כדי לאפשר התכה מקומית של חומר העבודה (למשל פלדה) בסביבת החדר.
להבת פרופאן/אוויר רגילה בוערת בכ-2,250 קלווין (1,980 מעלות צלזיוס; 3,590 מעלות פרנהייט), להבת פרופאן/חמצן בוערת בכ-2,526 קלווין (2,253 מעלות צלזיוס; 4,087 מעלות פרנהייט), להבת חמצן-מימן בוערת ב-3,073 קלווין (2,800 מעלות צלזיוס; 5,072 מעלות פרנהייט) ולהבת אצטילן/חמצן בוערת בכ-3,773 קלווין (3,500 מעלות צלזיוס; 6,332 מעלות פרנהייט).
בתחילת המאה ה-20, לפני פיתוחן וזמינותן של אלקטרודות מצופות לתהליכי ריתוך בקשת בסוף שנות ה-20, שהיו מסוגלות ליצור ריתוכים יציבים בפלדה, היה הריתוך בחמצן אצטילן התהליך היחיד שהיה מסוגל ליצור ריתוכים באיכות גבוהה במיוחד כמעט בכל המתכות שהיו בשימוש מסחרי באותה תקופה.
אלה כללו לא רק פלדות פחמן אלא גם פלדות סגסוגת, ברזל יצוק, אלומיניום ומגנזיום.
בעשורים האחרונים התהליך הוחלף כמעט בכל השימושים התעשייתיים על ידי שיטות ריתוך בקשת המציעות מהירות גבוהה יותר, ובמקרה של ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, יכולת לרתך מתכות תגובתיות מאוד כמו טיטניום.
ריתוך בחמצן אצטילן עדיין משמש ליצירות אמנות מבוססות מתכת ובחנויות ביתיות קטנות יותר, כמו גם במצבים בהם גישה לחשמל (למשל, באמצעות כבל מאריך או גנרטור נייד) עלולה להוות קושי.
מבער לריתוך בחמצן אצטילן (ותערובות גז חמצן וגז בעירה אחרות) נותר מקור חום עיקרי להלחמה קשה ידנית, כמו גם לעיצוב, הכנה וטיפול בחום מקומי של מתכות.
בנוסף, חיתוך בחמצן וגז בעירה עדיין נמצא בשימוש נרחב, הן בתעשייה הכבדה והן בתעשייה הקלה ובפעולות תיקון.
בריתוך בחמצן וגז בעירה, מבער הריתוך משמש לריתוך מתכות.
ריתוך מתכת נוצר כאשר שני חלקים מחוממים לטמפרטורה המייצרת מאגר משותף של מתכת מותכת.
המאגר המותך מסופק בדרך כלל עם מתכת נוספת הנקראת מילוי.
בחירת חומר המילוי תלויה במתכות שיש לרתך.
בחיתוך בחמצן וגז בעירה, מבער החיתוך משמש לחימום מתכות לטמפרטורת ההצתה שלהן.
לאחר מכן, מופנה זרם חמצן על המתכת ושורף אותה לתחמוצת מתכת הזורמת החוצה ממרווח החיתוך כפסולת .
מבערים שאינם מערבבים גז בעירה עם חמצן (ובמקום זאת משלבים אוויר אטמוספירי) אינם נחשבים מבערי חמצן וגז בעירה וניתן לזהות אותם בדרך כלל על ידי מכל יחיד (חיתוך בחמצן וגז בעירה דורש שני מקורות מבודדים, גז בעירה וחמצן).
לא ניתן להתיך את רוב המתכות באמצעות מבער בעל מכל יחיד.
כתוצאה מכך, מבערים בעלי מכל יחיד מתאימים בדרך כלל להלחמה רכה והלחמה קשה אך לא לריתוך.
ריתוך בלחץ גבוה הוא תהליך ריתוך בתנאי לחץ גבוה באופן קיצוני, בדרך כלל מתחת למים .
ריתוך בלחץ גבוה יכול להתבצע באופן רטוב בתוך המים או באופן יבש בתוך מתחם לחץ חיובי , שנבנה במיוחד ולכן מצוי בסביבה יבשה.
התהליך מכונה "ריתוך בלחץ גבוה" כאשר משתמשים בו בסביבה יבשה, ו"ריתוך תת-ימי" כאשר משתמשים בו בסביבה רטובה.
היישומים של ריתוך בלחץ גבוה מגוונים - הוא משמש לעיתים קרובות לתיקון ספינות, אסדות נפט ימיות וצינורות.
פלדה היא החומר המרותך הנפוץ ביותר.
ריתוך יבש מועדף על ריתוך תת-ימי רטוב כאשר נדרשים ריתוכים באיכות גבוהה מאוד, וזאת בשל השליטה המוגברת בתנאים שניתן לשמר, כגון באמצעות יישום טיפול בחום כתהליך קדם ואחר הריתוך.
שליטה סביבתית משופרת זו משפיעה באופן ישיר על איכות תהליך הריתוך בהשוואה לריתוך תת-ימי רטוב.
לכן, כאשר נדרש ריתוך באיכות גבוהה מאוד, משתמשים, בדרך כלל, בשיטת ריתוך בלחץ גבוה יבשה.
בשנות ה-80 של המאה ה-20 החלו מחקרים על שימוש בריתוך בלחץ גבוה יבש בעומקים של עד 1,000 מטרים.
באופן כללי, הבטחת שלמותם של ריתוכים תת-ימיים יכולה להיות מורכבת (אך הדבר אפשרי באמצעות בדיקות לא הורסות שונות), מכיוון שקשה לזהות פגמים אם הם אכן נמצאים מתחת לפני השטח של הריתוך.
ריתוך תת-ימי הומצא בשנת 1932 על ידי המטלורג הסובייטי קונסטנטין חרנוב .
תהליכי ריתוך הפכו לחשובים יותר ויותר כמעט בכל תעשיות הייצור וליישומים מבניים (שלדי מתכת של מבנים).
מבין הטכניקות הרבות לריתוך בלחץ אטמוספירי, רובן אינן ניתנות לביצוע בתוך הים.
רוב עבודות התיקון והציפוי הימיות נעשות בעומק רדוד או באזור המכוסה במים לסירוגין (אזור ההתזה).
עם זאת, המשימה המאתגרת ביותר מבחינה טכנולוגית היא תיקון בעומקים גדולים יותר, במיוחד בבניית צינורות ותיקון קרעים ושברים במבנים וכלי שיט ימיים.
ריתוך תת-ימי יכול להיות האפשרות הזולה ביותר לתחזוקה ותיקון ימיים, מכיוון שהוא עוקף את הצורך להוציא את המבנה מהים וחוסך זמן יקר ועלויות עגינה על היבשה.
הוא גם מאפשר תיקוני חירום כדי לאפשר העברה בטוחה של המבנה הפגום למתקנים יבשים לתיקון קבוע או גריטה.
ריתוך תת-ימי מיושם הן בסביבות פנים הארץ והן בסביבות ימיות, אם כי מזג אוויר עונתי מעכב ריתוך תת-ימי בחופי הים במהלך החורף.
בשני המיקומים, צלילה באספקת שטח היא שיטת הצלילה הנפוצה ביותר עבור רתכים תת-ימיים.
ריתוך בלחץ גבוה יבש כרוך בביצוע הריתוך בלחץ מוגבר בתא מלא בתערובת גז אטומה סביב המבנה המרותך.
רוב תהליכי ריתוך בקשת, כגון ריתוך באלקטרודה מצופה, ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה, ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז וריתוך בקשת פלזמה , ניתנים להפעלה בלחצים גבוהים מאוד, אך כולם מאבדים מיעילותם במהירות ככל שהלחץ עולה.
ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז הוא הנפוץ ביותר.
ההידרדרות קשורה לשינויים פיזיים בהתנהגות הקשת כאשר משטר זרימת הגז סביב הקשת משתנה ושורש הקשת מתכווץ והופך ליותר תזזיתי.
ראוי לציין כי עלייה דרמטית במתח הקשת קשורה לעלייה בלחץ.
בסך הכל, נגרמת ירידה ביכולת וביעילות ככל שהלחץ עולה.
טכניקות בקרה מיוחדות שיושמו במעבדה, אפשרו ריתוך עד לחץ מים מדומה של 2,500 מטרים, אך ריתוך בלחץ גבוה יבש הוגבל עד כה מבחינה מעשית לפחות מ-400 מטרים מתחת למים.
זאת עקב היכולת הפיזיולוגית של צוללנים להפעיל את ציוד הריתוך בלחצים גבוהים ושיקולים מעשיים הנוגעים לבניית תא לחץ/ריתוך אוטומטי בעומק.
ריתוך תת-ימי חושף את הצוללן והאלקטרודה למים ולאלמנטים הסובבים אותם באופן ישיר.
צוללנים משתמשים בדרך כלל בכ-300-400 אמפר של זרם ישר כדי להפעיל את האלקטרודה שלהם, והם מרתכים באמצעות סוגים שונים של תהליך ריתוך בקשת.
שיטה זו מיושמת בדרך כלל בגרסה של ריתוך באלקטרודה מצופה עם אלקטרודה עמידה למים.
תהליכים אחרים המבוצעים כוללים ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה לבובה וריתוך בחיכוך.
בכל אחד מהמקרים הללו, ספק הכוח לריתוך מחובר לציוד הריתוך באמצעות כבלים וצינורות.
התהליך מוגבל בדרך כלל לפלדות דלות פחמן שוות ערך, במיוחד בעומקים גדולים יותר, בגלל סדקים הנגרמים על ידי מימן.
ריתוך רטוב עם אלקטרודה מתבצע בציוד דומה לזה המשמש לריתוך יבש, אך מחזיק האלקטרודות מופעל עם קירור מים ומבודד בצורה רבה יותר.
אם משתמשים במחזיק האלקטרודות מחוץ למים הוא עשוי להתחמם יתר על המידה.
מכונת ריתוך זרם קבוע משמשת לריתוך בקשת מתכת באופן ידני.
נעשה שימוש בזרם ישר, ומתג בידוד עמיד מותקן בכבל הריתוך בעמדת בקרת פני השטח, כך שניתן לנתק את זרם הריתוך כאשר אינו בשימוש.
הרתך מורה למפעיל השטח ליצור ולנתק את המגע כנדרש במהלך ההליך.
יש לסגור את המגעים רק במהלך הריתוך בפועל, ולפתוח אותם בשאר הזמן, במיוחד בעת החלפת אלקטרודות.
קשת החשמל מחממת את חומר העבודה ואת אלקטרודת הריתוך, והמתכת המותכת מועברת דרך בועת הגז הנוצרת סביב הקשת.
בועת הגז נוצרת בחלקה מפירוק ציפוי התלחים על האלקטרודה, אך בדרך כלל היא מזוהמת במידה מסוימת על ידי קיטור.
זרימת הזרם גורמת להעברת טיפות מתכת מהאלקטרודה לחומר העבודה ומאפשרת ריתוך מיקומי על ידי מפעיל מיומן.
שקיעת סיגים על פני השטח של הריתוך מסייעת להאט את קצב הקירור, אך קירור מהיר הוא אחת הבעיות הגדולות ביותר ביצירת ריתוך איכותי.
הסכנות בריתוך תת-ימי כוללות את הסיכון להתחשמלות הרתך.
כדי למנוע זאת, ציוד הריתוך חייב להיות מותאם לסביבה ימית, מבודד כראוי וזרם הריתוך חייב להיות מבוקר.
צוללנים מקצועיים חייבים לשקול גם את סוגיות הבטיחות התעסוקתית העומדות בפניהם, ובראשן הסיכון למחלת דקומפרסיה עקב לחץ מוגבר של גזי נשימה .
צוללנים רבים דיווחו על טעם מתכתי הקשור לפירוק גלווני של אמלגם דנטלי.
ייתכנו גם השפעות קוגניטיביות ארוכות טווח ואולי גם השפעות של מערכת השלד והשרירים הקשורות לריתוך תת-ימי באופן קבוע.
ריתוך בדיפוזיה היא טכניקת ריתוך במצב מוצק המשמשת לעיבוד מתכת ומסוגלת לחבר מתכות דומות ושונות.
היא פועלת על עקרון הדיפוזיה במצב מוצק, שבו האטומים של שני משטחים מתכתיים מוצקים מתמזגים לאורך זמן.
התהליך מתבצע בדרך כלל בטמפרטורה גבוהה, כ-50%-75% מטמפרטורת ההתכה המוחלטת של החומרים.
קשר חלש יכול להתקבל גם בטמפרטורת החדר.
ריתוך דיפוזיה מיושם בדרך כלל על ידי הפעלת לחץ גבוה, בשילוב עם טמפרטורה גבוהה בהכרח, על החומרים המיועדים לריתוך.
הטכניקה נפוצה ביותר לריתוך "סנדוויצ'ים" של שכבות מתחלפות של נייר מתכת דק, וחוטי מתכת או סיבים.
כיום, שיטת ריתוך בדיפוזיה נמצאת בשימוש נרחב בחיבור מתכות בעלות חוזק גבוה ועמידות בפני אש בתעשיות התעופה והחלל והגרעין.
פעולת ריתוך בדיפוזיה היא בת מאות שנים.
ניתן למצוא אותה בצורת "ריתוך זהב ממולא", טכניקה המשמשת לחיבור זהב ונחושת לשימוש בתכשיטים וביישומים אחרים.
על מנת ליצור זהב ממולא, נפחים היו מתחילים על ידי דחיסה של כמות של זהב מוצק לתוך יריעה דקה של נייר זהב.
לאחר מכן, יריעה זו הונחה על גבי מצע נחושת ושקע תחת משקלו.
לבסוף, באמצעות תהליך הנקרא ריתוך בלחיצה חמה, מכלול המשקולת/נחושת/יריעת הזהב הונח בתוך תנור וחומם עד שיריעת הזהב התחברה כראוי למצע הנחושת.
בשנת 1953 תוארו שיטות מודרניות על ידי המדען הסובייטי נ.פ.
ריתוך בדיפוזיה אינו כרוך בהיתוך נוזלי, ולעיתים קרובות גם ללא מתכת מילוי.
בתהליך לא מתווסף משקל לסכום הכולל, והחיבור נוטה להציג את החוזק והעמידות בטמפרטורה של המתכות הבסיסיות.
החומרים אינם סובלים, או מעט מאוד, ממעוות פלסטי .
קיים מאמץ שיורי מועט מאוד, ואין זיהום מתהליך הריתוך.
תאורטית ניתן לבצע זאת על משטח חיבור בכל גודל ללא תוספת בזמן העיבוד, אולם, מבחינה מעשית, המשטח נוטה להיות מוגבל על ידי הלחץ הנדרש ומגבלות פיזיות נוספות.
ריתוך בדיפוזיה יכול להתבצע עם מתכות דומות ושונות, מתכות ריאקטיביות ועקשניות, או חלקים בעוביים משתנים.
בשל עלותו הגבוהה יחסית, ריתוך בדיפוזיה מבוצע לרוב בעבודות שקשה או בלתי אפשרי לרתך באמצעים אחרים.
דוגמאות לכך כוללות חומרי ריתוך שבדרך כלל בלתי אפשרי לחיבור באמצעות היתוך נוזלי, כגון זירקוניום ובריליום.
חומרים בעלי נקודות התכה גבוהות מאוד כגון טונגסטן.
שכבות מתחלפות של מתכות שונות שחייבות לשמור על חוזק בטמפרטורות גבוהות.
מבני רדיד מתכת דקים מאוד בצורת חלת דבש.
סגסוגות טיטניום לרוב יעברו הדבקה באמצעות דיפוזיה, שכן שכבת התחמוצת הדקה יכולה להתמוסס ולהתרחק ממשטחי ההדבקה בטמפרטורות מעל 850 מעלות צלזיוס.
דיפוזיה במצב יציב נקבעת על ידי כמות שטף הדיפוזיה שעוברת דרך שטח החתך של המשטחים המחוברים.
חוק הדיפוזיה הראשון של פיק קובע:
כאשר J הוא שטף הדיפוזיה, D הוא מקדם הדיפוזיה, ו-dC/dx הוא גרדיאנט הריכוז דרך החומרים המדוברים.
הסימן השלילי הוא מכפלה של הגרדיאנט.
צורה נוספת של חוק פיק קובעת:
כאשר M מוגדר כמסה או ככמות האטומים המפוזרים, A הוא שטח החתך, ו-t הוא הזמן הנדרש.
השוואת שתי המשוואות וסידורן מחדש, משיגים את התוצאה הבאה:
מכיוון שמסה ושטח קבועים עבור חיבור נתון, הזמן הנדרש תלוי במידה רבה בגרדיאנט הריכוז, המשתנה רק בכמויות מצטברות דרך החיבור, ובמקדם הדיפוזיה.
מקדם הדיפוזיה נקבע על ידי המשוואה:
כאשר Qd היא אנרגיית השפעול לדיפוזיה, R הוא קבוע הגזים האוניברסלי, T היא הטמפרטורה התרמודינמית שחווים במהלך התהליך, ו-D0 הוא גורם פרה-אקספוננציאלי שאינו תלוי בטמפרטורה התלוי בחומרים המחוברים.
עבור מפרק נתון, המונח היחיד במשוואה זו הנמצא תחת שליטה הוא טמפרטורה.
בעת חיבור שני חומרים בעלי מבנה גבישי דומה, מתבצע החיבור בדיפוזיה על ידי הידוק שני החלקים המיועדים לריתוך כאשר משטחיהם צמודים זה לזה.
לפני הריתוך, יש לעבד משטחים אלה לגימור חלק ככל האפשר מבחינה כלכלית, ולשמור עליהם נקיים ככל האפשר ממזהמים כימיים או פסולת אחרת.
כל חומר זר הגדל בין שני המשטחים המתכתיים עלול למנוע דיפוזיה מספקת של החומר.
לכל יישום ריתוך מבוצעים כלים ספציפיים כדי לחבר את חלקי העבודה.
לאחר ההידוק, מופעלים לחץ וחום על הרכיבים, בדרך כלל במשך שעות רבות.
המשטחים מחוממים או בתנור או באמצעות התנגדות חשמלית.
ניתן להפעיל לחץ באמצעות מכבש הידראולי בטמפרטורה גבוהה.
שיטה זו מאפשרת מדידות מדויקות של העומס על החלקים.
במקרים בהם לחלקים אסור שיהיה גרדיאנט טמפרטורה, ניתן להשתמש בהתפשטות תרמית דיפרנציאלית כדי להפעיל עומס.
על ידי קיבוע חלקים באמצעות מתכת בעלת התפשטות נמוכה (כלומר מוליבדן), החלקים יספקו את העומס שלהם על ידי התפשטות גדולה יותר ממתכת הקבוע בטמפרטורה גבוהה.
שיטות חלופיות להפעלת לחץ כוללות שימוש במשקלים קבועים, לחץ גז דיפרנציאלי בין שני המשטחים ואוטוקלבים בלחץ גבוה.
ריתוך בדיפוזיה חייב להתבצע בוואקום או בסביבת גז אדיש בעת שימוש במתכות בעלות שכבות תחמוצת חזקות (למשל נחושת).
טיפול פני השטח הכולל ליטוש, איכול וניקוי, כמו גם לחץ וטמפרטורה של דיפוזיה, הם גורמים חשובים בנוגע לתהליך הריתוך בדיפוזיה.
ברמה המיקרוסקופית, ריתוך בדיפוזיה מתרחש בשלושה שלבים:
עיוות מיקרו-אספיריות - לפני שהמשטחים נוגעים לחלוטין, אספיריות (פגמים קטנים מאוד במשטח) על שני המשטחים נוגעים ומתעוותים פלסטית.
כאשר אספיריות אלו מתעוותות, הן מתחברות זו לזו ויוצרות ממשקים בין שני המשטחים.
העברת מסה מבוקרת דיפוזיה - טמפרטורה ולחץ מוגברים גורמים לזחילה מואצת בחומרים; גבולות הגרעינים וחומר הגלם נודדים ופערים בין שני המשטחים מצטמצמים לנקבוביות מבודדות.
נדידת ממשקים - החומר מתחיל לפעפע על פני גבול המשטחים הגובלים, תוך מיזוג גבול חומר זה ויצירת קשר.
למשטח המרותך יש את אותן תכונות פיזיקליות ומכניות כמו לחומר הבסיס.
לאחר השלמת הריתוך, ניתן לבדוק את החיבור באמצעות בדיקות מתיחה, לדוגמה.
תהליך ריתוך בדיפוזיה מסוגל לייצר חיבורים באיכות גבוהה שבהם אין אי רציפות או נקבוביות בממשק.