tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
בשנת 1953 פותח תהליך חדש המבוסס על ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, הנקרא ריתוך בקשת פלזמה .
היא מעניקה שליטה רבה יותר ומשפרת את איכות הריתוך על ידי שימוש בזרבובית למיקוד הקשת החשמלית, אך מוגבלת במידה רבה למערכות אוטומטיות, בעוד שריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז נותר בעיקרו כשיטה ידנית.
הפיתוח בתוך תהליך ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז נמשך גם כן, וכיום קיימות מספר גרסאות שלו.
בין הפופולריות ביותר ניתן למנות את שיטות הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז עם זרם פולס, מתוכננת ידנית, חוט להט, דאבר (dabber) וחדירה מוגברת.
ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז הנעשה באופן ידני היא שיטת ריתוך קשה יחסית עקב רמת הקואורדינציה הגבוהה הנדרשת מהרתך.
בדומה לריתוך במבער גם תהליך הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז דורש בדרך כלל הפעלה של שתי ידיים, מכיוון שרוב היישומים דורשים שהרתך יזין ידנית מתכת מילוי לאזור הריתוך ביד אחת תוך תפעול של מבער הריתוך ביד השנייה.
חשובה גם כן השמירה על אורך קשת קצר תוך מניעת מגע בין אלקטרודת הטונגסטן לחומר העבודה.
מחולל בתדר גבוה (בדומה לסליל טסלה) מספק ניצוץ חשמלי כדי להדליק את קשת הריתוך.
ניצוץ זה הוא נתיב מוליך לזרם הריתוך דרך גז המגן, המאפשר להפעיל את הקשת בזמן שהאלקטרודה וחומר העבודה מופרדים, בדרך כלל במרחק של כ-1.5-3 מילימטרים זה מזה.
לאחר הדלקת הקשת, הרתך מזיז את המבער במעגל קטן כדי ליצור אמבט ריתוך.
גודלו של אמבט הריתוך תלוי בגודל האלקטרודה ובכמות הזרם.
המפעיל מזיז את המבער מעט לאחור ומטה אותו לאחור בכ-10–15 מעלות מהאנך תוך שמירה על מרחק קבוע בין האלקטרודה לחומר העבודה.
מתכת מילוי מוספת ידנית לקצה הקדמי של אמבט הריתוך לפי הצורך.
רתכים מפתחים לעיתים קרובות טכניקה של החלפה מהירה בין הזזת המבער קדימה (כדי לקדם את אמבט הריתוך) לבין הוספת מתכת מילוי.
מוט המילוי נמשך מאמבט הריתוך בכל פעם שהאלקטרודה מתקדמת, אך הוא תמיד נשמר בתוך מגן הגז כדי למנוע חמצון של פני השטח שלו וזיהום הריתוך.
מוטות מילוי המורכבים ממתכות בעלות טמפרטורת התכה נמוכה, כגון אלומיניום, דורשים מהמפעיל לשמור על מרחק מסוים מהקשת תוך שהייה בתוך מגן הגז.
אם הוא מוחזק קרוב מדי לקשת, מוט המילוי יכול לְהִינָּתֵּךְ לפני שהוא בא במגע עם גומת הריתוך.
ככל שהריתוך מתקרב לסיומו, זרם הקשת מצטמצם לעיתים קרובות בהדרגה כדי לאפשר לאמבט הריתוך להתמצק ולמנוע היווצרות של סדיקה בסוף הריתוך.
הפיזיקה של ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז כוללת מספר תהליכים מורכבים, כולל תרמודינמיקה, פיזיקת פלזמה ודינמיקת נוזלים.
אלקטרודת הטונגסטן שאינה מתכלה יכולה לשמש כקתודה או כאנודה והיא משמשת לייצור קשת חשמלית בין האלקטרודה לחומר העבודה.
על מנת להדליק את הקשת, מוצף אזור הריתוך בגז אינרטי ומכונת הריתוך מייצרת מתח רתך גבוה (בדרך כלל 1 קילו-וולט לכל 1 מילימטר) כדי להתגבר על ההתנגדות החשמלית של האטמוספירה המקיפה את אזור הריתוך.
לאחר יצירת הקשת, המתח יורד והזרם זורם בין חומר העבודה לאלקטרודה.
מנגנון העברת החום העיקרי בתהליך הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז הוא חימום הג'אול הנובע מזרימת זרם זו וזאת למרות הטמפרטורות הגבוהות של קשת חשמלית זו.
תהליך ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז מעניק שליטה רבה יותר על אזור הריתוך בהשוואה לתהליכי ריתוך אחרים ויכול לייצר ריתוכים באיכות גבוהה כאשר הוא מבוצע בידי מפעילים מיומנים.
איכות ריתוך מרבית מובטחת על ידי שמירה על ניקיון - כל הציוד והחומרים המשמשים חייבים להיות נקיים משמן, לחות, לכלוך וזיהומים אחרים, מכיוון שהימצאות אלה גורם לנקבוביות בריתוך וכתוצאה מכך לירידה בחוזק ובאיכות הריתוך.
כדי להסיר שמן ושומן, ניתן להשתמש באלכוהול או בממסים מסחריים דומים, בעוד שמברשת תיל נירוסטה או תהליך כימי יכולים להסיר תחמוצות מפני השטח של מתכות כמו אלומיניום.
ניתן להסיר חלודה מפלדות תחילה, על ידי התזת חול מפני השטח ולאחר מכן שימוש במברשת תיל כדי להסיר כל חול מוטבע.
שלבים אלה חשובים במיוחד כאשר משתמשים בזרם ישר בעל קוטביות שלילית, מכיוון שספק כוח כזה אינו מספק ניקוי במהלך תהליך הריתוך, בניגוד לזרם ישר בעל קוטביות חיובית או זרם חילופין.
כדי לשמור על אמבט ריתוך נקי במהלך הריתוך, זרימת גז המגן צריכה להיות מספקת ועקבית כך שהגז המכסה את האזור ריתוך ויחסום זיהומים מהאטמוספירה.
ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז המבוצע בסביבה חשופה לרוחות מגביר את כמות גז המגן הדרושה להגנה על הריתוך ומגדיל את עלות התהליך והופך אותו ללא כדאי בתנאי חוץ.
איכות הריתוך מושפעת גם מרמת קלט החום.
קלט חום נמוך, הנגרם מזרם ריתוך נמוך או מהירות ריתוך גבוהה, עשוי להגביל את החדירה ולגרום לזחל הריתוך להתרומם מהמשטח המרותך.
קלט חום גבוה, הנגרם מזרם ריתוך גבוה או מהירות ריתוך איטית, עלול לגרום להתרחבות זחל הריתוך וכך עולה הסבירות לחדירה רבה מדי והתזות (פליטת טיפות קטנות ולא רצויות של מתכת מותכת).
בנוסף, אם מבער הריתוך רחוק מדי מחומר העבודה, גז המגן הופך ללא יעיל וגורם לנקבוביות בתוך הריתוך.
התוצאה היא ריתוך עם חורים, החלש יותר מריתוך רצוי טיפוסי.
אם הזרם החשמלי גבוה מיכולת האלקטרודה להעביר אותו, עלולות להיווצר מובלעות של טונגסטן בריתוך.
ניתן לזהות זאת באמצעות רדיוגרפיה וניתן למנוע זאת על ידי שינוי סוג או הגדלת קוטר האלקטרודה.
בנוסף, אם האלקטרודה אינה מוגנת היטב באמצעות גז מגן או שהמפעיל מאפשר לה בשגגה לגעת במתכת המותכת, היא עלולה להתלכלך או להזדהם.
עקב כך קשת הריתוך תהפוך לבלתי יציבה והדבר מחייב את ליטוש האלקטרודה בחומר שוחק יהלום כדי להסיר את הזיהום.
רתכים לובשים ביגוד מגן, הכולל כפפות עור קלות ודקות וחולצות עם שרוולים ארוכים וצווארונים גבוהים, כדי להימנע מחשיפה לאור על-סגול עז.
מאחר שבריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, בשונה מריתוך באלקטרודה מצופה, לא נוצר עשן, האור מהקשת החשמלית אינו מכוסה על ידי אדים וחומר חלקיקי ולכן, הוא בהיר בהרבה וחושף את המפעילים לאור על-סגול עז.
לקשת הריתוך יש טווח ועוצמה של אורכי גל על-סגול שונים מאור השמש.
הרתך קרוב מאוד למקור ועוצמת האור חזקה מאוד.
נזק אפשרי מאור הקשת כולל הבזקים מקריים בעין או פוטוקרטיטיס וכוויות בעור הדומות לאלו הנגרמות משמש חזקה.
מפעילים חובשים קסדות אטומות עם עדשות כהות לעיניים וכיסוי מלא לראש ולצוואר כדי למנוע חשיפה זו לאור על-סגול.
קסדות מודרניות כוללות לעיתים קרובות לוחית פנים מסוג גביש נוזלי המתכהה מעצמה בחשיפה לאור הבהיר של הקשת הדולקת.
וילונות ריתוך שקופים, עשויים מסרטי פלסטיק פוליוויניל כלוריד בצבע חזק, משמשים לעיתים קרובות כדי להגן על עובדים סמוכים ועוברי אורח מחשיפה לאור על-סגול מהקשת החשמלית.
רתכים נחשפים לעיתים קרובות גם לגזים מסוכנים ולחומר חלקיקי.
בעוד שריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז אינו מייצר עשן, בהירות הקשת עשויה לפרק את האוויר שמסביב וליצור אוזון ותחמוצות חנקן.
האוזון ותחמוצות החנקן מגיבים עם רקמת הריאה והלחות ועלולים ליצור כוויה של חומצה חנקתית ואוזון.
רמת האוזון ותחמוצת החנקן הנוצרת בזמן הריתוך היא בינונית ויש לנטר את משך החשיפה אליהן.
מניעת חשיפה חוזרת ונשנית תעשה על ידי אוורור נאות והקפדה על חילופי אוויר בחדר.
רתכים שאינם עובדים בבטחה עלולים להידבק באמפיזמה ובבצקת בריאות, מה שעלול להוביל למוות בטרם עת.
באופן דומה, החום מהקשת עשוי לגרום להיווצרות אדים רעילים מחומרי ניקוי והסרת שומנים.
אין לבצע פעולות ניקוי באמצעות חומרים אלה ליד אתר הריתוך, ובכל מקרה נדרש אוורור נאות כדי להגן על הרתך.
תהליך הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז משמש במספר תעשיות ותחומים.
תעשיית התעופה והחלל היא אחד המשתמשים העיקריים.
תעשיות רבות משתמשות בתהליך הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז לריתוך חלקי עבודה דקים, במיוחד מתכות אל-ברזליות.
תהליך ריתוך זה מבוצע באופן נרחב בייצור כלי רכב חלליים ומשמש לעיתים קרובות גם לריתוך צינורות בקוטר קטן ובעלי דופן דקה, כמו בתעשיית האופניים.
בנוסף, ריתוך בקשת טונגסטן משמש לעיתים קרובות ליצירת ריתוכי שורש או מעבר ראשון לצנרת בגדלים שונים.
בעבודות תחזוקה ותיקון, התהליך משמש בדרך כלל לתיקון כלים ותבניות, במיוחד רכיבים העשויים מאלומיניום ומגנזיום.
מכיוון שמתכת הריתוך אינה מועברת ישירות על פני הקשת החשמלית, כמו ברוב תהליכי ריתוך הקשת הפתוחה, נפתח מגוון עצום של מתכות מילוי לתכנון מחברים על ידי מהנדס הריתוך.
למעשה, אף תהליך ריתוך אחר אינו מאפשר ריתוך של כל כך הרבה סגסוגות בתצורות מוצר כה רבות.
באופן כללי, סגסוגות מתכת מילוי, כגון אלומיניום וכרום, עלולות להתנדף דרך הקשת החשמלית בתהליכי הריתוך השונים.
אובדן זה אינו מתרחש בתהליך ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז.
הציוד הנדרש לפעולת ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז כולל מבער ריתוך המשתמש באלקטרודת טונגסטן שאינה מתכלה, ספק כוח לריתוך בזרם קבוע ומקור גז מגן.
מבערים לריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז מיועדים לפעולה אוטומטית או ידנית ומצוידים במערכות קירור המבוססות על אוויר או מים.
המבערים האוטומטיים והידניים דומים במבניהם, אך למבער הידני יש ידית בעוד שהמבער האוטומטי מגיע בדרך כלל עם מתלה הרכבה.
הזווית בין קו המרכז של הידית לקו המרכז של אלקטרודת הטונגסטן, המכונה זווית הראש, ניתנת לשינוי בחלק מהמבערים הידניים בהתאם להעדפת המפעיל.
מערכות קירור אוויר משמשות לרוב לפעולות בזרם נמוך (עד כ-200 אמפר), בעוד שקירור מים נדרש לריתוך בזרם גבוה (עד כ-600 אמפר).
המבערים מחוברים באמצעות כבלים לאספקת החשמל ובאמצעות צינורות למקור גז המגן, ובמידת הצורך, לאספקת המים.
חלקי המתכת הפנימיים של המבער עשויים מסגסוגות קשות של נחושת או פליז, כך שיוכל להעביר זרם וחום ביעילות.
יש להחזיק את אלקטרודת הטונגסטן בחוזקה במרכז המבער בעזרת תפסנית בגודל מתאים, ופתחים המצויים סביב האלקטרודה מספקים זרימה קבועה של גז מגן.
גודל התפסניות נקבע בהתאם לקוטר אלקטרודת הטונגסטן שהן מחזיקות.
גוף המבער עשוי מפלסטיק מבודד ועמיד בחום, המכסה את רכיבי המתכת, ומספק בידוד מחום וחשמל כדי להגן על הרתך.
גודל הפיה של מבער הריתוך תלוי בגודל השטח המוגן הרצוי.
גודל פיית הגז תלוי בקוטר האלקטרודה, בתצורת החיבור ובזמינות הגישה לחיבור על ידי הרתך.
רצוי שהקוטר הפנימי של הפיה יהיה לפחות פי שלושה מקוטר האלקטרודה, אך אין כללים חד משמעיים לכך.
הרתך שופט את יעילות המיגון ומגדיל את גודל הפיה כדי להגדיל את השטח המוגן על ידי מגן הגז החיצוני לפי הצורך.
הפיה חייבת להיות עמידה בחום ולכן היא עשויה בדרך כלל מאלומינה או מחומר קרמי, אך קוורץ מותך , זכוכית בעלת טוהר גבוה, מציעה ראות טובה יותר.
ניתן להכניס מכשירים לפיה עבור יישומים מיוחדים, כגון עדשות גז או שסתומים כדי לשפר את בקרת זרימת גז המגן ולהפחית מערבולות והכנסת אוויר מזוהם לאזור המוגן.
ניתן להוסיף מתגים ידניים לשליטה על זרם הריתוך למבערים הידניים של תהליך הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז.
ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז משתמש במקור זרם קבוע, כלומר הזרם (וכך שטף החום ) נשאר קבוע יחסית, גם אם מרחק הקשת והמתח משתנים.
זה חשוב מכיוון שרוב היישומים של ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז הם ידניים או חצי אוטומטיים, הדורשים מהמפעיל להחזיק את המבער.
על מנת לבצע את פעולת הריתוך, ניתן להשתמש גם במקור זרם קבוע בו הזרם משתנה.
החסרונות העיקריים בכך הם הקושי הרב של המפעיל בשמירה על מרחק קשת קבוע ומתאים, והשינויים הדרמטיים בחום הנפלט, המקשים על פעולת הריתוך.
הקוטביות המועדפת של מערכת ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז תלויה במידה רבה בסוג המתכת המרותכת.
זרם ישר עם אלקטרודה טעונה באופן שלילי (DCEN) משמש לעיתים קרובות בריתוך פלדות, ניקל, טיטניום ומתכות אחרות.
ניתן להשתמש בזרם ישר גם בריתוך אוטומטי של אלומיניום או מגנזיום כאשר הליום משמש כגז מגן.
האלקטרודה הטעונה במטען השלילי מייצרת חום על ידי פליטת אלקטרונים, אשר עוברים על פני הקשת, וגורמים ליינון תרמי של גז המגן ולהעלאת הטמפרטורה של חומר הבסיס.
גז המגן המיונן הוא שזורם לכיוון האלקטרודה, ולא חומר הבסיס, ועשוי לאפשר הצטברות תחמוצות על פני השטח של הריתוך.
זרם ישר עם אלקטרודה טעונה באופן חיובי (DCEP) פחות נפוץ, ומשמש בעיקר לריתוכים רדודים, וזאת מכיוון שנוצר פחות חום בחומר הבסיס.
במקום לזרום מהאלקטרודה לחומר הבסיס, כמו באלקטרודה טעונה באופן שלילי, האלקטרונים נעים בכיוון השני, וגורמים לאלקטרודה להגיע לטמפרטורות גבוהות מאוד.
כדי לעזור לה לשמור על צורתה ולמנוע ריכוך, משתמשים לעיתים קרובות באלקטרודה גדולה יותר.
כאשר האלקטרונים זורמים לעבר האלקטרודה, גז מגן מיונן זורם חזרה לעבר חומר הבסיס, מנקה את הריתוך על ידי הסרת תחמוצות וזיהומים אחרים ובכך משפר את איכותו ומראהו.
זרם חילופין, המשמש בדרך כלל בריתוך אלומיניום ומגנזיום באופן ידני או חצי אוטומטי, משלב את שני הזרמים הישרים בכך שהוא גורם למעבר בין מטען חיובי לשלילי לסירוגין בין אלקטרודה ולחומר הבסיס.
זה גורם לזרימת האלקטרונים להחליף כיוונים כל הזמן, מונע התחממות יתר של אלקטרודת הטונגסטן תוך שמירה על החום בחומר הבסיס.
תחמוצות פני השטח עדיין מוסרות במהלך החלק החיובי של המחזור, ומתכת הבסיס מחוממת עמוק יותר במהלך החלק השלילי של המחזור.
ספקי כוח מסוימים מאפשרים למפעילים להשתמש בגל זרם חילופין לא מאוזן על ידי שינוי האחוז המדויק של הזמן שהזרם נשאר בכל מצב קוטביות, מה שנותן להם שליטה רבה יותר על כמות החום ופעולת הניקוי המסופקת על ידי מקור הכוח.
בנוסף, על המפעילים להיזהר מיישור, שבו הקשת לא מצליחה להידלק מחדש כשהיא עוברת מקוטביות ישרה (אלקטרודה שלילית) לקוטביות הפוכה (אלקטרודה חיובית).
כדי לתקן את הבעיה, ניתן להשתמש באות חשמלי גל מרובע, כמו גם בתדר גבוה כדי לעודד יציבות קשת.
האלקטרודה המשמשת בריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז עשויה מטונגסטן או מסגסוגת טונגסטן, מכיוון שלטונגסטן יש את טמפרטורת ההיתוך הגבוהה ביותר מבין המתכות הטהורות - 3,422 מעלות צלזיוס.
כתוצאה מכך, האלקטרודה אינה מתכלה במהלך הריתוך, אם כי עשויה להתרחש שחיקה מסוימת (הנקראת התכה).
אלקטרודות יכולות להיות בעלות גימור נקי או גימור מלוטש - אלקטרודות בגימור נקי נוקו כימית, בעוד שאלקטרודות בגימור מלוטש עברו ליטוש לגודל אחיד ובעלות משטח מלוטש, עובדה שהופכת אותן לאופטימליות להולכת חום.
מספר סגסוגות טונגסטן תֻקְנָנו על ידי ארגון התקינה הבין-לאומי והאגודה האמריקאית לריתוך ב-ISO 6848 ו-AWS A5.12, בהתאמה, לשימוש באלקטרודות לתהליך הריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז (ראה טבלה).
אלקטרודות טונגסטן טהורות (מסווגות כ-WP או EWP) הן אלקטרודות לשימוש כללי ובעלות נמוכה.
יש להן עמידות נמוכה בחום ופליטת אלקטרונים נמוכה.
הן נמצאות בשימוש מוגבל בריתוך בזרם חילופין של מגנזיום ואלומיניום למשל.
אלקטרודות מסגסוגת תחמוצת תוריום (או תוריה ) מציעות ביצועי קשת מצוינים והתנעה מעולים, עובדה ההופכת אותן לאלקטרודות פופולריות לשימוש כללי.
עם זאת, תוריום הוא רדיואקטיבי במידה מסוימת, כך ששאיפת אדים ואבק מהווה סיכון בריאותי, וסילוקו לסיכון סביבתי.
אלקטרודות מסגסוגת תחמוצת צריום (או צריה ) כסגסוגת משפרת את יציבות הקשת ואת קלות ההתנעה תוך הפחתת ההתכה.
הוספת צריום אינה יעילה כמו הוספת תוריום אך עדיין פועלת היטב וצריום אינו רדיואקטיבי.
אלקטרודות מסגסוגת תחמוצת לנתן (או לנתנה ) יש השפעה דומה לצריום אך, לנתן אינו רדיואקטיבי.
אלקטרודות המכילות תחמוצת זירקוניום (או זירקוניה) מגדילות את קיבולת הזרם תוך שיפור יציבות הקשת וההפעלה תוך הארכת חיי האלקטרודה.
מתכות מילוי משמשות גם הן כמעט בכל היישומים של ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז.
היוצא מן הכלל העיקרי הוא ריתוך של חומרים דקים.
מתכות מילוי זמינות בקטרים שונים ועשויות ממגוון חומרים.
ברוב המקרים, מתכת המילוי בצורת מוט מתווספת לאמבט הריתוך באופן ידני, אך יישומים מסוימים דורשים הזנת מתכת מילוי אוטומטית, שלעיתים קרובות מאוחסנת על סלילים (coils) או סלילים תחומים (spools).
בדומה לתהליכי ריתוך אחרים כגון ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז, גם בריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז נדרשים גזי מגן כדי להגן על אזור הריתוך מפני גזים אטמוספיריים כגון חנקן וחמצן, העלולים לגרום לפגמי היתוך, נקבוביות ופריכות מתכת הריתוך אם הם באים במגע עם האלקטרודה, הקשת או מתכת הריתוך.
הגז גם מעביר חום מאלקטרודת הטונגסטן למתכת העבודה ומסייע בהתנעה ובשמירה על קשת יציבה.
בחירת גז המגן תלויה במספר גורמים, כולל סוג החומר המרותך, תכנון החיבור ומראה הריתוך הסופי הרצוי.
ארגון הוא גז המגן הנפוץ ביותר עבור ריתוך טונגסטן, מכיוון שהוא מסייע במניעת פגמים עקב אורך קשת משתנה.
כאשר משתמשים בו עם זרם חילופין, מיגון באמצעות ארגון מביא לאיכות ריתוך גבוהה ומראה טוב.
הליום, גז מגן נפוץ נוסף, משמש לרוב להגדלת שיעור חדירת הריתוך בחיבור, להגברת מהירות הריתוך ולריתוך מתכות בעלות מוליכות חום גבוהה, כגון נחושת ואלומיניום.
חיסרון משמעותי הוא הקושי להדליק את הקשת עם גז הליום, וירידה באיכות הריתוך הקשורה באורך קשת משתנה.
תערובות ארגון-הליום משמשות לעיתים קרובות בריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז, מכיוון שהן יכולות להגביר את השליטה בכניסת החום תוך שמירה על היתרונות של שימוש בארגון.
בדרך כלל, התערובות עשויות בעיקר מהליום (לעיתים קרובות כ-75% ומעלה) וארגון כמאזן.
תערובות אלו מגבירות את המהירות והאיכות של ריתוך אלומיניום בזרם חילופין, וגם מקלות על הדלקת קשת.
ארגון-מימן, תערובת גז מגן נוספת, משמשת בריתוך ממוכן של פלדות אל-חלד קלות משקל, אך מכיוון שמימן עלול לגרום לנקבוביות, השימושים בתערובת זו מוגבלים.
באופן דומה, לעיתים ניתן להוסיף חנקן לארגון כדי לסייע בייצוב האוסטניט בפלדות אל-חלד אוסטניטיות ולהגביר את החדירה בריתוך נחושת.
עם זאת, עקב בעיות נקבוביות בפלדות פריטיות ויתרונות מוגבלים, הוא אינו תוסף גז מגן פופולרי.
תהליך ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז משמש לרוב לריתוך פלדת אל-חלד ומתכות אל-ברזליות, כגון אלומיניום ומגנזיום, אך ניתן ליישם אותו כמעט על כל המתכות.
יוצא מן הכלל הוא האבץ וסגסוגותיו.
ביצוע התהליך מוגבל על פלדות פחמן, לא בגלל מגבלות התהליך עצמו, אלא בגלל קיומן של טכניקות ריתוך פלדה חסכוניות יותר, כמו ריתוך בקשת מתכת מוגנת בגז וריתוך באלקטרודה מצופה.
יתר על כן, ניתן לבצע ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז במגוון תנוחות שאינן שטוחות, בהתאם למיומנות הרתך ולחומרים המרותכים.
אלומיניום ומגנזיום מרותכים לרוב באמצעות זרם חילופין, אך ניתן גם להשתמש בזרם ישר, בהתאם לתכונות הרצויות.
לפני הריתוך, יש לנקות את אזור העבודה, לחמם אותו מראש ל-175 עד 200 מעלות צלזיוס עבור אלומיניום או 150 מעלות צלזיוס, לכל היותר, עבור חלקי מגנזיום עבים.
זאת כדי לשפר את עומק חדירת הריתוך והגדלת מהירות התנועה.
זרם חילופין גורם לניקוי עצמי והסרת שכבת תחמוצת האלומיניום הדקה והעקשנית, שנוצרת על אלומיניום תוך דקות מזמן סיום הזרמת הגז המגן והחשיפה לאוויר.
יש להסיר את שכבת התחמוצת הזו כדי שהריתוך יתרחש כראוי.
כאשר בוחרים להשתמש בזרם חילופין, עדיפות אלקטרודות טונגסטן טהורות או אלקטרודות טונגסטן זירקוניות על פני אלקטרודות תוריות, מכיוון שהאחרונות נוטות "להתיז" יותר חלקיקי אלקטרודה על פני קשת הריתוך לתוך הריתוך.
עדיפים קצוות אלקטרודה קהים, ויש להשתמש בארגון טהור כגז מגן עבור חלקי עבודה דקים.
הכנסת הליום מאפשרת חדירה גדולה יותר בחלקים עבים יותר, אך יכולה להקשות על התנעת הקשת.
זרם ישר, חיובי או שלילי, יכול לשמש גם כן לריתוך אלומיניום ומגנזיום.
ריתוך בזרם ישר עם אלקטרודה טעונה באופן שלילי (DCEN) מאפשר חדירה גבוהה, בעוד ארגון משמש בדרך כלל כגז מגן בתהליך.
גזי מגן עם תכולת הליום גבוהה משמשים לעיתים קרובות לחדירה גבוהה יותר בחומרים עבים יותר.
אלקטרודות תוריות מתאימות לשימוש בריתוך אלומיניום עם אלקטרודה טעונה באופן שלילי.
זרם ישר עם אלקטרודה טעונה חיובית (DCEP) משמש בעיקר לריתוכים רדודים, במיוחד כאלה עם עובי חיבור של פחות מ-1.6 מילימטרים.
אלקטרודת טונגסטן-תוריום בדרך כלל משמשת יחד עם גז מגן ארגון טהור.
בחירת חומר המילוי לריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז של פלדות פחמן ופלדות אל-חלד חשובה כדי למנוע רמת נקבוביות מוגזמת.
יש להסיר תחמוצות מחומר המילוי וחלקי העבודה לפני הריתוך כדי למנוע זיהום, ומיד לפני הריתוך, יש להשתמש באלכוהול או באצטון כדי לנקות את פני השטח.
חימום מוקדם בדרך כלל אינו הכרחי עבור פלדות בעלות תכולת פחמן בינונית בעובי של פחות מ-2.5 סנטימטרים, אך פלדות דלות-פחמן עשויות לדרוש חימום מוקדם כדי להאט את תהליך הקירור ולמנוע היווצרות מרטנזיט באזור המושפע מחום.
יש גם לחמם מראש פלדות כלים כדי למנוע סדקים באזור המושפע מחום.
חימום מוקדם אינו נדרש בפלדות אל-חלד אוסטניטיות אך, נדרש בפלדות אל-חלד כרום מרטנזיטיות ופריטיות.
בדרך כלל משתמשים במקור כוח עם אלקטרודה טעונה באופן שלילי ומומלץ להשתמש באלקטרודות תוריאליות מחודדות.
גז מגן ארגון טהור משמש עבור חלקי עבודה דקים, אך ניתן להכניס הליום ככל שהעובי עולה.
ריתוך מתכות שאינן אלומיניום, מגנזיום או פלדה בתהליך ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז מביא עימו לעיתים קרובות אתגרים, מכיוון שרוב החומרים אינם מתמזגים בקלות לכדי יצירת קשר חזק.
עם זאת, לריתוכים מחומרים שונים יש יישומים רבים בייצור, עבודות תיקון ומניעת קורוזיה וחמצון.
בחלק מהחיבורים הללו נבחרת מתכת מילוי תואמת כדי לסייע ביצירת הקשר, ומתכת מילוי זו יכולה להיות זהה לאחד מחומרי הבסיס (לדוגמה, שימוש במתכת מילוי מפלדת אל-חלד עם פלדת אל-חלד ופלדת פחמן כחומרי בסיס), או מתכת שונה (כגון שימוש במתכת מילוי ניקל לחיבור פלדה וברזל יצוק).
חומרים שונים מאוד עשויים להיות מצופים או "מרוחים" בחומר התואם למתכת מילוי מסוימת, ולאחר מכן מרותכים.
בנוסף, ניתן להשתמש בתהליך ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז בחיפוי או בכיסויי חומרים שונים.
בעת ריתוך מתכות שונות, החיבור חייב להיות בעל התאמה מדויקת, עם מידות מרווח וזוויות שיפוע נכונות.
יש לנקוט משנה זהירות כדי להימנע מהיתוך חומר בסיס מוגזם.
זרם פועם שימושי במיוחד עבור יישומים אלה, מכיוון שהוא מסייע בהגבלת כניסת החום.
יש להוסיף את מתכת המילוי במהירות, ויש להימנע מגומה גדולה של ריתוך כדי למנוע דילול של חומרי הבסיס.
במצב זרם פולסי, מתחלף זרם הריתוך במהירות בין שתי רמות.
מצב הזרם הגבוה יותר מכונה זרם פולסי, בעוד שרמת הזרם הנמוכה יותר נקראת זרם רקע.
בעת זרם הפולס מתחמם אזור הריתוך ומתרחש היתוך.
עם הירידה לזרם הרקע, אזור הריתוך מתקרר ומתמצק.
לריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז בזרם פולסי יש מספר יתרונות, כולל קלט חום נמוך יותר וכתוצאה מכך הפחתה ברמת החמצון והעיוות בחלקי עבודה דקים.
בנוסף, הוא מאפשר שליטה רבה יותר באמבט הריתוך, ויכול להגביר את שיעור חדירת הריתוך, מהירות הריתוך ואיכותו.
שיטה דומה, ריתוך בקשת טונגסטן מוגנת בגז מתוכנן ידני, מאפשר למפעיל לתכנת את הקצב והגודל ספציפיים של שינויי הזרם והופך את השיטה לשימושית עבור יישומים מיוחדים.
גרסת הדאבר משמשת למיקום מדויק של מתכת ריתוך על קצוות דקים.
התהליך האוטומטי משכפל את תנועות הריתוך הידני על ידי הזנת תיל מילוי קר או חם לאזור הריתוך וטפיחתו (או תנודתו) לתוך קשת הריתוך.
ניתן להשתמש בו בשילוב עם זרם פולסי, והוא משמש לריתוך מגוון סגסוגות, כולל טיטניום, ניקל ופלדות כלים.
יישומים נפוצים כוללים שיפוץ אטמים במנועי סילון ובניית להבי מסור, גַּיָּצוֹת וכַּרְסֻמִּים , מקדחים ולהבי מכסחות דשא.
ריתוך באלקטרודה מצופה, הידוע גם בשם ריתוך בקשת מתכת ידני, ריתוך בקשת מתכת באלקטרודה מוגנת בגז 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 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 , 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.
לאחר גילוי הקשת החשמלית הפולסית הקצרה בשנת 1801 על ידי האמפרי דייווי וגילוי הקשת החשמלית הרציפה בשנת 1802 על ידי וסילי פטרוב , הייתה התפתחות מועטה בתחום הריתוך החשמלי עד שאוגוסט דה מריטנס פיתח מבער לריתוך בקשת פחם ורשם אותו כפטנט בשנת 1881.
בשנת 1885, פיתחו ניקולאי בנרדוס וסטניסלב אולשבסקי את תהליך הריתוך בקשת פחם, ובשנת 1887 רשמו פטנטים אמריקאים המציגים מחזיק אלקטרודות בסיסי.
בשנת 1888, הומצאה אלקטרודת המתכת המתכלה על ידי ניקולאי סלביאנוב .
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.
בסביבות שנת 1900, ארתור פרסי סטרומנגר ואוסקר קיילברג הפיצו את האלקטרודות המצופות הראשונות.
סטרומנגר השתמש בציפוי חרסית וגיר כדי לייצב את הקשת, בעוד שקיילברג טבל תיל ברזל בתערובות של קרבונטים וסיליקטים לציפוי האלקטרודה.
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.
בשנת 1945 קארל כריסטיאן מסדן תיאר גרסה אוטומטית של ריתוך באלקטרודה מצופה, הידועה כיום כריתוך כוח כבידה.
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 , פותחה בערך באותו זמן על ידי ג'ורג' הפרגוט (George Hafergut) באוסטריה.
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.
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%.
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.
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.
הנתזים עשויים להיגרם מזרם גבוה מדי, קשת ארוכה או סטיית קשת , 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.
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.
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.
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 האדים, כאשר חלקיקים קטנים יותר מהווים סכנה גדולה יותר.
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.
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.
ריתוך באלקטרודה מצופה משמש לעיתים קרובות לריתוך פלדת פחמן, פלדה מְסֻגְסֶגֶת נמוכה וגבוהה, נירוסטה, ברזל יצוק וברזל רקיע .
בעוד שהוא פחות פופולרי עבור ריתוך מתכות אל-ברזליות , 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.
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.
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.
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, 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.
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.
גנרטורים חשמליים ואלטרנטורים 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.
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.
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.
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.
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 .
באופן דומה, אלקטרודות בעלות הרכבים דומים לאלה של חומרי הבסיס משמשות לעיתים קרובות לריתוך חומרים אל-ברזליים כמו אלומיניום ונחושת.
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.
ציפויי אלקטרודות יכולים להכיל מספר תרכובות שונות, כולל רוטיל, סידן פלואוריד , 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 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 , 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.
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.
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.
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 , 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.
ריתוך בחישול הוא תהליך ריתוך במצב מוצק המחבר בין שני חלקי מתכת על ידי חימומם לטמפרטורה גבוהה ודפיקתם בפטיש.
הריתוך עשוי להתבצע גם בחימום וחיבור המתכות יחד באמצעות מכבשים או אמצעים אחרים, יצירת לחץ גבוה דיו כדי לגרום לעיוות פלסטי במשטחי הריתוך.
ריתוך בחישול הוא שיטה לחיבור מתכות ששימשה מאז ימי קדם ומהווה מרכיב עיקרי במקצוע הנפחות המסורתית.
ריתוך בחישול הוא רב-תכליתי, ומסוגל לחבר שורה של מתכות דומות ושונות.
עם המצאת שיטות ריתוך חשמלי וריתוך בחמצן וגז בעירה במהלך המהפכה התעשייתית, הוחלף הריתוך בחישול הידני במידה רבה, אם כי ריתוך בחישול אוטומטי הוא תהליך ייצור נפוץ.
ריתוך בחישול הוא תהליך של חיבור מתכות על ידי חימומן מעבר לסף מסוים וחיבורן יחד בלחץ מספיק כדי לגרום לעיוות של משטחי הריתוך ויצירת קשר מתכתי בין אטומי המתכות.
הלחץ הנדרש משתנה, בהתאם לטמפרטורה, חוזק וקשיות הסגסוגת.
ריתוך בחישול הוא טכניקת הריתוך העתיקה ביותר, ונמצא בשימוש מאז ימי קדם.
תהליכי ריתוך בדרך כלל יכולים להתחלק לשתי קטגוריות: היתוך וריתוך בדיפוזיה.
ריתוך התכה כולל התכה מקומית של המתכות בממשקי הריתוך, והוא נפוץ בטכניקות ריתוך חשמלי או גז.
התהליך דורש טמפרטורות גבוהות בהרבה מנקודת ההתכה של המתכת על מנת לגרום להתכה מקומית לפני שהחום מובל תרמית מהריתוך, ולעיתים קרובות משתמשים במתכת שלישית כחומר מילוי כדי למנוע מהריתוך להיפרד בשל מתח פנים גבוה.
ריתוך בדיפוזיה מורכב מחיבור המתכות מבלי להתיך אותן, ריתוך המשטחים יחד כשהם במצב מוצק.
בריתוך בדיפוזיה, מקור החום לרוב נמוך מנקודת ההיתוך של המתכת, מה שמאפשר פיזור חום אחיד יותר ובכך מפחית את המאמצים התרמיים באזור הריתוך עצמו.
בשיטה זו בדרך כלל לא משתמשים במתכת שלישית כחומר מילוי, והריתוך מתרחש ישירות בין המתכות בממשק הריתוך.
זה כולל שיטות כגון ריתוך קר, ריתוך בפיצוץ וריתוך בחישול.
שלא כמו שיטות דיפוזיה אחרות, בריתוך בחישול המתכות מחוממות לטמפרטורה גבוהה לפני חיבורן יחד, מה שגורם לרוב לפלסטיות רבה יותר באזורי משטחי הריתוך.
זה בדרך כלל הופך את שיטת הריתוך בחישול למגוונת יותר מטכניקות דיפוזיה קרה, המבוצעות בדרך כלל על מתכות רכות כמו נחושת או אלומיניום.
בריתוך בחישול, כל אזורי הריתוך מחוממים באופן שווה.
ניתן להשתמש בריתוך בחישול למגוון רחב בהרבה של מתכות וסגסוגות קשות יותר, כמו פלדה וטיטניום.
ההיסטוריה של חיבור מתכות חוזרת לתקופת הברונזה, שבה עפרות ברונזה בעלות קשיות שונה חוברו לעיתים קרובות על ידי יציקה.
שיטה זו כללה הנחת חלק מוצק בתוך מתכת מותכת הכלולה בתבנית ואיפשרה לו להתמצק מבלי להתיך בפועל את שתי המתכות, כגון להב של חרב לתוך ידית או קצהו של ראש חץ.
גם הלחמה קשה והלחמה רכה היו נפוצים בתקופת הברונזה.
פעולת הריתוך (חיבור של שני חלקים מוצקים באמצעות דיפוזיה) החלה בברזל.
תהליך הריתוך הראשון היה ריתוך בחישול, שהתחיל כאשר בני האדם למדו להתיך ברזל מעפרות ברזל; ככל הנראה באנטוליה (טורקיה) בסביבות 1800 לפני הספירה.
אנשים קדומים לא יכלו ליצור טמפרטורות גבוהות מספיק כדי להתיך ברזל במלואו, ולכן תהליך בכבשן ששימש להתכת ברזל יצר גוש של גרגירי ברזל שסונטרו יחד עם כמויות קטנות של סיגים וזיהומים אחרים, המכונה ספוג ברזל עקב הנקבוביות שלו.
לאחר ההיתוך, היה צורך לחמם את ספוג הברזל מעל טמפרטורת הריתוך שלו ולהלום בו, או "לחשל" אותו.
זה "סחט" החוצה כיסי אוויר וסיגים מומסים, והביא את גרגרי הברזל למגע קרוב לכדי יצירת גוש מוצק (מתיל).
פריטים רבים העשויים מברזל מחושל נמצאו על ידי ארכאולוגים, המראים עדויות לריתוך בחישול, אשר מתוארכים לפני שנת 1,000 לפני הספירה.
מכיוון שברזל יוצר בדרך כלל בכמויות קטנות, כל חפץ גדול, כגון עמוד הברזל של דלהי, היה צריך להיות מרותך בחישול מתוך מתילים קטנים יותר.
ריתוך בחישול צמח בשיטת ניסוי וטעייה, והשתכלל במהלך מאות השנים הבאות.
בשל האיכות הירודה של מתכות עתיקות, שיטת הריתוך בחישול הייתה נפוצה בייצור פלדות מרוכבות, על ידי חיבור פלדות עתירות פחמן, אשר מתנגדות למעוות אך נשברות בקלות, עם פלדות דלות-פחמן, אשר מתנגדות לשבר אך מתכופפות בקלות, ויוצרות חפץ בעל קשיחות וחוזק גדולים יותר בהשוואה למה שניתן לייצר עם סגסוגת אחת.
שיטה זו של ריתוך בתבנית הופיעה לראשונה בסביבות שנת 700 לפני הספירה, ושימשה בעיקר לייצור כלי נשק כגון חרבות; הדוגמאות הידועות ביותר הן דמשקיות, יפניות וויזיגותיות .
תהליך זה היה נפוץ גם בייצור כלים, החל ממחרשות ברזל יצוק עם קצוות פלדה ועד אזמלים מברזל עם משטחי חיתוך מפלדה.
ניתן לרתך מתכות רבות, כאשר הנפוצות ביותר הן פלדות עתירות ודלות פחמן.
ניתן לרתך גם ברזל ואפילו ברזל יצוק היפואוטקטי.
ניתן גם לרתך מספר סגסוגות אלומיניום.
מתכות כגון נחושת, ברונזה ופליז אינן מרותכות בחישול בקלות.
למרות שניתן לחשל סגסוגות המבוססות על נחושת, לעיתים קרובות ניכר קושי רב בשל נטייתה של הנחושת לספוג חמצן במהלך החימום.
נחושת וסגסוגותיה מחוברות בדרך כלל טוב יותר בריתוך קר, ריתוך בפיצוץ או טכניקות אחרות של ריתוך בלחץ.
בברזל או פלדה, אפילו נוכחות כמויות קטנות של נחושת מפחיתה מאוד את יכולתה של הסגסוגת להיות מרותכת בחישול.
סגסוגות טיטניום מרותכות בדרך כלל בחישול.
זאת בשל נטייתו של הטיטניום לספוג חמצן כשהוא מותך, קשרי הדיפוזיה במצב מוצק של ריתוך בחישול הוא לעיתים קרובות חזק יותר מאשר ריתוך היתוך שבו המתכת מתנזלת.
ריתוך בחישול בין חומרים דומים נעשה על ידי דיפוזיה במצב מוצק.
כתוצאה מכך נוצר ריתוך שמורכב מהחומרים המרותכים בלבד ללא חומרי מילוי או חומרי גישור.
ריתוך בחישול בין חומרים לא דומים נעשה על ידי היווצרות של טמפרטורת התכה נמוכה יותר בין החומרים.
בשל כך הריתוך לרוב חזק יותר מהמתכות הבודדות.
תהליך הריתוך בחישול המוכר והוותיק ביותר הוא שיטת ההלימה הידנית בפטיש.
ההלימה הידנית נעשתה על ידי חימום המתכת לטמפרטורה המתאימה, ציפוי בתלחים (חול סיליקתי דק), חפיפה של משטחי הריתוך, ולאחר מכן חבטת המחבר שוב ושוב באמצעות פטיש ידני.
המחבר נוצר לעיתים קרובות כדי לאפשר מרחב לתלחים לצאת החוצה, על ידי שיפוע או עיגול קל של המשטחים, והלימה באופן רציף כלפי חוץ כדי "לסחוט" את התלחים החוצה.
מכות הפטיש בדרך כלל אינן נעשות בתשומת לב כמו אלו המשמשות לעיצוב, ומונעות מהתלחים לצאת מהמחבר במכה הראשונה.
כאשר פותחו פטישים מכניים, ניתן היה לבצע ריתוך בחישול על ידי חימום המתכת, ולאחר מכן הנחתה בין הפטיש הממוכן לסדן.
הפטישים המכניים הראשונים הונעו במקור על ידי גלגלי מים, ואילו פטישים מכניים מודרניים יכולים להיות מופעלים גם על ידי אוויר דחוס, חשמל, קיטור, מנועי גז ועוד דרכים רבות אחרות.
שיטה נוספת היא ריתוך בחישול עם תבנית , לפיה פיסות המתכת מחוממות ואז נלחצות לתוך תבנית אשר גם מספקת את הלחץ לריתוך וגם שומרת על החיבור בצורה המוגמרת.
ריתוך גליל הוא תהליך ריתוך מחשל נוסף, שבו המתכות המחוממות חופפות ומועברות דרך גלילים בלחצים גבוהים כדי ליצור את הריתוך.
ריתוך בחישול מודרני הוא לרוב אוטומטי, תוך שימוש במחשבים, מכונות ומכבשים הידראוליים מתוחכמים כדי לייצר מגוון מוצרים ממספר סגסוגות שונות.
לדוגמה, צינור פלדה מרותך לרוב במהלך תהליך הייצור.
מלאי שטוח מחומם ומוזן דרך גלילים בעלי צורה מיוחדת שגם מכופפים את הפלדה לצינור וגם מספקים בו זמנית את הלחץ לריתוך הקצוות לכדי תפר רציף.
ריתוך בדיפוזיה היא שיטה נפוצה לריתוך של סגסוגות טיטניום בתעשייה האווירית.
בתהליך זה מחממים את המתכת בעודה במכבש או במות.
מעבר לטמפרטורה קריטית ספציפית, המשתנה בהתאם לסגסוגת, הלכלוכים נשרפים והמשטחים נאלצים זה לזה.
שיטות אחרות כוללות ריתוך בהבזקה וריתוך בהקשה .
אלו הן טכניקות ריתוך בחישול בהתנגדות בהן המכבש או התבנית מחושמלים, מעבירים זרם גבוה דרך הסגסוגת כדי ליצור את החום הדרוש לריתוך.
ריתוך בחישול בגז מגן אקטיבי הוא תהליך של ריתוך בחישול בסביבה תגובתית לחמצן, לשריפת תחמוצות, באמצעות גז מימן וחימום השראתי.
ניתן לרתך ברזל, פלדות שונות ואפילו ברזל יצוק זה לזה, בתנאי שתכולת הפחמן שלהם קרובה מספיק כדי שטווחי הריתוך יתאימו.
ניתן לרתך ברזל טהור כאשר צבעו כמעט לבן מחום; בין 1,400 ל-1,500 מעלות צלזיוס.
ניתן לרתך פלדה עם תכולת פחמן של 2.0% כשצבעה צהוב-כתום, בין 900 ל-1,100 מעלות צלזיוס.
פלדה רגילה, בין 0.2% ל-0.8% פחמן, מרותכת בדרך כלל בחום צהוב עז.
דרישה עיקרית לריתוך בחישול היא ששני משטחי הריתוך צריכים להיות מחוממים לאותה טמפרטורה ולרתכם לפני שהם מתקררים יתר על המידה.
כאשר הפלדה מגיעה לטמפרטורה המתאימה, היא מתחילה להרתך בקלות רבה, ולכן מוט דק או מסמר דק שחומם לאותה טמפרטורה יטו להידבק במגע ראשון, ויתחילו להתכופף או להתפתל.
יש להקפיד להימנע מחימום יתר של המתכת עד כדי כך שהיא מוציאה ניצוצות מחמצון מהיר (בעירה), אחרת הריתוך שיתקבל יהיה גרוע ושביר.
כאשר פלדה מחוממת לטמפרטורת אוסטניט, הפחמן מתחיל להתפזר דרך הברזל.
ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר כך קצב הדיפוזיה גדול יותר.
בטמפרטורות גבוהות מאוד, פחמן מתחבר בקלות עם חמצן ויוצר פחמן דו-חמצני, כך שהפחמן יכול להתפזר בקלות אל מחוץ לפלדה לאוויר שמסביב.
בסיום עבודת הנפחות, הפלדה תהיה בעלת תכולת פחמן נמוכה יותר מזו שהייתה לפני החימום.
לכן, רוב פעולות הנפחות נעשות במהירות האפשרית על מנת להפחית את שחרור הפחמן, ולמנוע מהפלדה להפוך לרכה מדי.
כדי לייצר את מידת הקשיות הנכונה במוצר המוגמר, היוצר מתחיל בדרך כלל בפלדה בעלת תכולת פחמן גבוהה מהרצוי.
בימי קדם, נפח החל לעיתים קרובות עם פלדה שהייתה לה תכולת פחמן גבוהה מדי לשימוש רגיל.
רוב תהליך הריתוך בחישול העתיק התחיל עם פלדה היפראוטקטואידית , בעלת תכולת פחמן הגבוהה לעיתים קרובות מ-1.0%.
פלדות היפראוקטואידיות הן בדרך כלל שבירות מכדי להיות שימושיות במוצר מוגמר, אך בסוף החישול הייתה לפלדה בדרך כלל תכולת פחמן גבוהה שנעה בין 0.8% (פלדת כלי עבודה אוטקטואידית) ל-0.5% (פלדה גמישה היפואוקטואידית).
ריתוך בחישול שימש לאורך ההיסטוריה בייצור כמעט כל פריט מפלדה וברזל.
הוא שימש לייצור של כלי עבודה, מכשירים חקלאיים וכלי בישול ועד לייצור גדרות, שערים ותאי כלא.
במהפכה התעשייתית המוקדמת, היה נפוץ בשימוש לייצור של דוודים ומכלי לחץ, עד להכנסת תהליך הריתוך התכה .
ריתוך בחישול היה בשימוש נפוץ במהלך ימי הביניים לייצור שריון וכלי נשק.
אחד היישומים המפורסמים ביותר של ריתוך בחישול כלל ייצור להבים מרותכים בתבנית .
במהלך תהליך זה, הנפח מושך שוב ושוב גוש פלדה, מקפל אותו לאחור ומרתך אותו על עצמו.
יישום נוסף היה ייצור קנים לרובי ציד.
תיל מתכת מתלפף על גבי סֶרֶן , ולאחר מכן חושל לקנה דק, אחיד וחזק.
במקרים מסוימים, החפצים המרותכים בחישול נצרבו בחומצה כדי לחשוף את תבנית המתכת הבסיסית, שהיא ייחודית לכל פריט ומספקת משיכה אסתטית.
למרות המגוון השימושי והיישומי שלו, לריתוך בחישול היו מגבלות רבות.
מגבלה עיקרית הייתה גודלם של חפצים שניתן היה לרתך.
חפצים גדולים דרשו מקור חום גדול יותר, והגודל הפחית את היכולת לרתך אותו ידנית לפני שהוא מתקרר יותר מדי.
ריתוך פריטים גדולים כמו לוחות פלדה או קורות לא היה אפשרי בדרך כלל, או לפחות לא מעשי מאוד, עד להמצאת ריתוך התכה, שחייב אותם להיות ממוסמרים במקום.
במקרים מסוימים, ריתוך התכה יצר ריתוך חזק בהרבה, כמו למשל בבניית דוודים.
ריתוך בחישול מחייב את משטחי הריתוך להיות נקיים במיוחד או שהמתכות לא יתחברו כראוי, אם בכלל.
תחמוצות נוטות להיווצר על פני השטח בעוד זיהומים כמו זרחן וגופרית נוטים לנדוד אל פני השטח.
לעיתים קרובות משתמשים בתלחים כדי למנוע את חמצון משטחי הריתוך, דבר היוצר ריתוך באיכות ירודה, וכדי לחלץ זיהומים אחרים מהמתכת.
התלחים מתערבב עם התחמוצות שנוצרות ומוריד את טמפרטורת ההיתוך ואת צמיגות התחמוצות.
זה מאפשר לתחמוצות לזרום החוצה מהמחבר כאשר שני החלקים מתחברים יחד.
ניתן להכין תלחים פשוט מבוראקס, לפעמים בתוספת של אבקת שבבי ברזל.
התלחים העתיק ביותר ששימש לריתוך בחישול היה חול סיליקתי דק.
הברזל או הפלדה מחוממים בסביבה מצומצמת בתוך הגחלת בעת החישול.
המתכת נטולת החמצן יוצרת שכבה של תחמוצת ברזל הנקראת ווסטייט על פני השטח שלה.
כאשר המתכת חמה מספיק, אך מתחת לטמפרטורת הריתוך, הנפח מפזר מעט חול על המתכת.
הסיליקון בחול מגיב עם הווסטייט ויוצר פאיאליט, הניתך ממש מתחת לטמפרטורת הריתוך.
זה יוצר תלחים יעיל מאוד שעוזר ליצירת ריתוך חזק.
דוגמאות מוקדמות לתלחימים השתמשו בשילובים שונים ובכמויות שונות של שבבי ברזל, בוראקס, אמוניאק סל , בלסם של קופאיבה , ציאניד של אשלג וזרחה.
מהדורת 1920 של ספר העובדות והנוסחאות של סיינטיפיק אמריקן מציינת סוד מסחרי המוצע לעיתים קרובות כמו שימוש בקופראס , אשלגן חנקתי, מלח בישול, תחמוצת שחורה של מנגן, אשלג פרוס ו"חול ריתוך נחמד" (סיליקט).
ריתי פאן (בקמרית: ប៉ាន់ រិទ្ធី; נולד ב-18 באפריל 1964) הוא במאי סרטים דוקומנטריים, סופר ותסריטאי קמבודי.
סרטיו מציגים את התוצאות האכזריות של משטר הקמר רוז' בקמבודיה מנקודת מבט של ניצול רצח העם הקמבודי, שמשפחתו גורשה מפנום פן בשנת 1975 על ידי הקמר רוז'.
בזה אחר זה, אביו, אמו, אחיותיו ואחייניו מתו מרעב או תשישות, כשהוחזקו במחנה עבודה מרוחק.
אביו היה במשך תקופה ארוכה תת-שר במשרד החינוך, סנאטור, מורה בבית ספר ומפקח בתי ספר יסודיים.
בגיל 11 נאלץ לנטוש את מקום הולדתו.
בני משפחתו, כמו רבים אחרים, שסווגו כ"אנשים חדשים" נעקרו בפינוי כפוי והוגלו לאזור כפרי למחנות "שיקום".
הגירוש מבירת קמבודיה בוצע באפריל שנת 1975 על ידי הקמר רוז', תחת משטר קמפוצ'אה הדמוקרטית.
ריתי עבד בכפייה בכמה מחנות עבודה.
לאחר שראה את הוריו, אחיו וקרובי משפחה אחרים מתים מתשישות ומתת תזונה, הוא נמלט לג'ונגל והיגיע לבסוף למחנה פליטים במאי רוט בתאילנד בשנת 1979.
בסופו של דבר, הוא הגיע לפריז, צרפת.
בזמן שלמד בבית ספר מקצועי לנגרות, הוא קיבל מצלמת וידאו במהלך מסיבה, והחל להתעניין בקולנוע.
בהמשך סיים את לימודיו במכון ללימודי קולנוע מתקדמים (Institut des hautes études cinématographiques).
הוא חזר לקמבודיה בשנת 1990 ועדיין מתגורר גם בפריז.
סרטו התיעודי הראשון, "אתר 2", על משפחת פליטים קמבודיים במחנה בגבול תאילנד-קמבודיה, זכה בפרס "הפרס הגדול של הסרט התיעודי" בפסטיבל אמיין ב-1989. מאז ועד היום יצר פאן גוף עבודות ייחודי של סרטים עלילתיים ותעודיים, שרובם עסקו בהיסטוריה הטראומטית של משטר הקמר רוז'.
סרטו משנת 1994, "אנשי האורז", מסופר בסגנון דוקודרמה, על משפחה כפרית הנאבקת לשרוד בקמבודיה שלאחר תקופת הקמר רוז'.
הסרט השתתף בתחרות בפסטיבל קאן בשנת 1994, והוגש לפרסי האוסקר ה-67 לתחרות הסרט הזר הטוב ביותר, זאת הייתה הפעם הראשונה שסרט קמבודי הוגש לאוסקר.
סרטו התיעודי משנת 2003, "S-21: מכונת ההרג של הקמר רוז'", מתמקד בכלא טואול סלנג של הקמר רוז', בית הספר לשעבר, שהפך למרכז מעצר ועינויים תחת השם S-21. בסרט תיעודי זה, פאן ראיין ניצולים וסוהרים, מענים לשעבר, תוך שהוא יוצר תנאים עבור הקורבנות והפוגעים לשבת יחד.
אסירים לשעבר, כולל האמן ואן נאת', ושוביהם לשעבר, חברו לסקירה מצמררת ולעימותים עם ההיסטוריה האלימה של קמבודיה.
אירועים נוספים לאחר תקופת הקמר רוז' מתועדים בדרמה משנת 2005, "התיאטרון השרוף", שמציג להקת תיאטרון המאכלסת את שרידיו השרופים של תיאטרון סורמט בפנום פן, שעלה באש בשנת 1994 ומעולם לא נבנה מחדש.
סרטו התיעודי משנת 2007, "נייר לא יכול לעטוף גחלים", מתעמק בחייהן של זונות בפנום פן.