"מדוע הריתוך לא טוב? מדוע הריתוך כשל?"

לא אחת אנו נתקלים בשאלה האם לבצע עבודת ריתוך בקוטביות "ישרה" או "הפוכה"? לעתים משמעות המונח "קוטביות" אינה ברורה דיה לגורמי הביצוע ולכן "נוח" להתעלם ממנה, לא להתחשב בה ואף להשתמש בקוטביות הלא נכונה. התוצאה- ריתוך לא איכותי המלווה בפגמים מיותרים, נזק כספי מיותר, איחור בהשלמת הפרויקט ופגיעה במוניטין של החברה המבצעת. מדוע זה קורה? מוזמנים להמשיך ולקרוא.

במאמר זה אבקש להבהיר ולחדד את משמעות הקוטביות ואת חשיבותה להשגת ריתוך ייעודי ואיכותי.

ובכן, ישנם שני מצבי עבודה בזרם ישר (DC- Direct Current):

1. מצב שבו האלקטרודה מחוברת לקוטב החיובי של הרתכת ואילו דגם העובד, המיועד לריתוך, מחובר לקוטב השלילי שלה. בשפה המקצועית מצב זה נקרא DCEP- Direct Current Electrode Positive, כלומר זרם ישר האלקטרודה חיובית. במקרה זה הקוטביות נחשבת ל"הפוכה".
2. מצב שבו האלקטרודה מחוברת לקוטב השלילי של הרתכת ואילו דגם העובד, המיועד לריתוך, מחובר לקוטב החיובי שלה. בשפה המקצועית מצב זה נקרא DCEN- Direct Current Electrode Negative, כלומר זרם ישר האלקטרודה שלילית. במקרה זה הקוטביות נחשבת ל"ישרה".

מבחינה פיזיקלית יש לזכור, שהאלקטרונים נעים מהקוטב השלילי לקוטב החיובי, ז"א לכיוון דגם העובד המיועד לריתוך או ממנו, לכיוון ידית האלקטרודה.

ריתוך בתהליך SMAW

בהתייחס לריתוך בתהליך SMAW (ריתוך באמצעות אלקטרודה), כשמדובר במצב עבודה של DCEP, האלקטרונים נעים מדגם העובד (-) לידית האלקטרודה (+). בדגם העובד יש יותר שטח פנים, ולפיכך קצב השתחררות האלקטרונים מהיר יותר, נוצר בקצה האלקטרודה חום בשיעור של כ- 2/3 מכלל החום, ולכן החדירה עמוקה יותר. מצב זה מתאים לפיכך, לריתוך פחים עבים.

במצב DCEP, מאפייני הריתוך טובים יותר ועוצמת החום בקצה האלקטרודה הינה בשיעור של 2/3, ואלה יוצרים כוח ומעין פעולה סילונית של התפשטות גזים בקצה האלקטרודה, וזו גורמת למתכת המותכת להידחף במהירות גבוהה יותר דרך קשת הריתוך אל מתכת הבסיס המיועדת לריתוך ובכך מתאפשרת חדירה עמוקה יותר.

לעומת זאת במצב DCEN, האלקטרונים נעים מידית האלקטרודה (-) לעובד (+). בידית האלקטרודה יש פחות שטח פנים ולפיכך קצב השתחררות האלקטרונים נמוך יותר, נוצר בקצה האלקטרודה חום בשיעור של כ- 1/3 בלבד מכלל החום, ולכן החדירה נמוכה יותר. מצב זה מתאים לפיכך לריתוך פחים דקים.

ריתוך בתהליך GTAW

יש לשים לב שבתהליך ריתוך GTAW ("טיג") אנו נבחר במצב DCEN דווקא וזה יאפשר חדירה מספקת, שכן אם נעבור למצב DCEP ניצור חום יתר (כפי שהוסבר לעיל), אנו נתיך למעשה את אלקטרודת הטונגסטן בגלל היותה בעלת קוטר קטן יחסית ובכך נפגום בהמשך ביצוע הריתוך ובאיכותו.

ריתוך בתהליך GMAW

המצב הנורמלי בריתוך בתהליך GMAW (זה הקרוי "מיג" או "מאג") הינו DCEP- זרם ישר האלקטרודה חיובית. אם נעבור למצב השני שבו האלקטרודה שלילית (מחוברת לקוטב השלילי של הרתכת) נמצא, שהקשת לא יציבה, ישנה התזת יתר, טיפות חומר הרתך המשוקעות גדולות מדי והכוחות הנוצרים בקשת דוחפים את הטיפות מנתיב השיקוע בעובד המיועד לריתוך. כל אלה תופעות שאנחנו דווקא רוצים להימנע מהן ומקורן בשיעור נמוך של אלקטרונים כתוצאה מהיות האלקטרודה שלילית.

אם משפרים את התכונות התרמיוניות של האלקטרודה באמצעות ציפוי קל יותר הכולל מרכיבים כמו  Rubidium או Cesium, אזי מעבר החומר המיועד לשיקוע במהלך הריתוך משתפר משמעותית. יחד עם זאת חשוב להבהיר, כי למרות שעל פניו שימוש בציפוי הגורם להיווצרות של אלקטרונים, מאפשר בתהליך GMAW מעבר של חומר הרתך בשיטת הריסוס כאשר האלקטרודה שלילית, אין זה אפשרי מבחינה מעשית מאחר ותיל ריתוך עם ציפוי כזה אינו נפוץ.

לסיכום

חשוב ביותר להיצמד למפרט הריתוך (WPS) אשר תוקף ואושר מבעוד מועד (PQR), לוודא כי ניתנה הדעת במפרט הריתוך לסוגית הקוטביות וכעת כל שנותר הוא להבטיח כי הרתך, המוסמך לתהליך הריתוך האמור, מלווה בפיקוח ריתוך של מפקח ריתוך מוסמך (CWI) וזה מבטיח שהרתך נצמד לקבוע במפרט הריתוך בכלל ולמאפייני הקוטביות הנדרשת, בפרט.

© כל הזכויות שמורות לאינג' עדי א. עציץ, עו"ד- מנכ"ל איוויקס שירותי הנדסה פיקוח וייעוץ בע"מ, נציג Notified Body אירופאי בישראל, יו"ר הוועדה הלאומית לריתוך, בודק מוסמך של ציוד לחץ ומפקח ריתוך מוסמך (CWI AWS). אין לעשות במאמר זה שימוש כלשהו ללא קבלת אישור פורמלי ממנו.