עקרונות, מאפיינים ויישום של שיטות ריתוך נפוצות

ריתוך הוא אחד מתהליכי החיבור המרכזיים ביותר בעיבוד מתכת. הוא משיג חיבור מתכתי ברמה אטומית של חומרי חומר באמצעות הפעלת חום, לחץ או שילוב של שניהם. בתעשיות כגון ייצור מגעים חשמליים, מבנים מכניים, רכב, תעופה וחלל וציוד אנרגיה חדש, טכנולוגיית הריתוך קובעת ישירות את המוליכות החשמלית של המוצר, החוזק המכני ויציבות-לטווח ארוך. עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיות כגון מגעים חשמליים מולחמים וריתוך מגע, הריתוך המודרני התפתח מעבר לחיבור מבניים והפך לשיטת עיבוד חיונית לרכיבים פונקציונליים בעלי מוליכות גבוהה.

ריתוך קשת משתמש בחום קשת שנוצר בין האלקטרודה לחומר העבודה כדי להמיס בו זמנית את חומר הבסיס ואת חוט הריתוך (או המוט), ויוצרים ריתוך. שיטה זו היא הנפוצה ביותר, ומהווה למעלה מ-60% מכלל הריתוך התעשייתי. בהתבסס על סוג האלקטרודה, ניתן לסווג אותו כריתוך ידני בקשת מתכת, ריתוך קשת מוגן גז (GMAW/MIG/MAG) וריתוך קשת שקוע (SAW).

ריתוך קשת מתכת ידני (SMAW):אלקטרודה מצופה משמשת כאלקטרודה. ציפוי האלקטרודה נשרף ליצירת גז מגן וסיג, מונע חמצון. בעוד שנדרש ציוד פשוט ועלות נמוכה, מיומנות הרתך תלויה מאוד במיומנות הרתך.

ריתוך קשת מתכת מוגן גז (GMAW):גז מגן (כגון Ar או Ar+CO₂) מייצב את הקשת, וכתוצאה מכך-ריתוכים יצירתיים היטב והתזות מינימליות. הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור רכב וריתוך נירוסטה.

ריתוך קשת שקוע (SAW):מבוצע תחת שטף, הוא מתאים לריתוך יעיל של לוחות עבים ומבנים גדולים.

שיטות אלו לא ישימות רק לייצור של מבנה פלדה, אלא גם משמשות בדרך כלל לריתוך- מראש של רכיבים מוליכים מאוד, ומספקות תמיכה מבנית לרכיבים כגון מכלולי מגע חשמליים ומכלולים מולחמים במגע כסף.

ריתוך התנגדות (RSW) משיג חיבור מתכת-להיתוך באמצעות חימום התנגדות בנקודת המגע של חלק העבודה. הוא מתהדר ביעילות גבוהה, אינו דורש חוט ריתוך וצורך אנרגיה מינימלית. הוא מתאים במיוחד לריתוך נקודתי ולריתוך תפרים של חומרים בעלי מוליכים גבוהים כגון נחושת, כסף וניקל בתעשיית החשמל.

ריתוך נקודתי (RSW)
באמצעות אלקטרודות מהדק ריתוך כדי להפעיל לחץ ולהעביר זרם גבוה, הוא נמס ויוצר "גוש". תהליך זה נמצא בשימוש נרחב בייצור של מתגים חשמליים ומגעי ממסר, כולל ריתוך נקודתי נחושת, ריתוך הקרנת התנגדות וריתוך קת התנגדות.

ריתוך תפר (RSEW)
שימוש באלקטרודת רולר לריתוך מתמשך יוצר תפר ריתוך הרמטי, המתאים למיכלי מתכת הדורשים אטימה אטומה או נוזלית-.

ריתוך התנגדות AC (ריתוך התנגדות AC)
תוך שימוש באופי המחזורי של AC כדי לשלוט בהזנת חום, הוא מפחית ביעילות ניתזים ומתאים לריתוך מדויק של מכלולי מגע חשמליים מכסף.

טכנולוגיית ריתוך התנגדות עם כסף היא קריטית במיוחד בתעשיית החשמל, בהשגת קשר בטוח בין מגעי כסף מוליכים מאוד לבין מצע הנחושת, מה שמבטיח התנגדות נמוכה למגע וביצועי חיים ארוכים.-

הלחמה היא תהליך המשיג קשר מתכתי על ידי המסת הלחמה מבלי להמיס את המתכת הבסיסית. הוא מתאים במיוחד לחיבור מתכות לא דומות, כגון הלחמת מגעי כסף למוטות נחושת או הלחמת מגעי כסף על מוטות נחושת. הלחמה מסווגת להלחמה רכה והלחמה קשה על סמך הטמפרטורה.

1. הלחמה

באמצעות הלחמה עם נקודת התכה מתחת ל-450 מעלות (כגון-סגסוגות עופרת בדיל וסגסוגות-כסף, היא נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות האלקטרוניקה והחשמל. הלחמת כסף, או הלחמת כסף, מבטיחה חיבורים חשמליים חלקים ללא נקבוביות-עם עמידות בפני קורוזיה חזקה. זה מתאים לייצור מכלולי מגע חשמליים קטנים.

2. הלחמה

שימוש במתכות מילוי הלחמה על בסיס-כסף או סגסוגות אבץ-נחושת עם נקודת התכה של מעל 450 מעלות, הלחמה היא תהליך ליבה בייצור מגעים חשמליים וחשמליים מולחמים. על ידי שליטה בטמפרטורה ובפער (בדרך כלל 0.05-0.15 מ"מ), ניתן להשיג חיבורים בעלי חוזק גבוה, העומדים בדרישות של יישומים עם צפיפות זרם גבוהה ומוליכות תרמית גבוהה.

הלחמה חשובה במיוחד בייצור מגעי הלחמה עבור MCCBs (מפסקים במארז יצוק). הלחמת התנגדות למגע חשמלי (ECR) או טכניקות הלחמת קשרים משיגות חיבור יציב, עמידות-נמוכה ובחוזק- גבוה בין מגעי כסף ומוליכי נחושת.

ריתוך לייזר משתמש בקרן לייזר-באנרגיה גבוהה כדי לחמם ולהמיס את המתכת באופן מקומי, ויוצרת בריכה מותכת קטנה במיוחד. הוא מציע דיוק גבוה, עיוות מינימלי ומהירות גבוהה. ריתוך בלייזר מייצר ריתוכים נקיים ללא נקבוביות- עבור רכיבים מורכבים כגון מגעים חשמליים מיניאטוריים או מגעי כפתורים מרותכים בכסף ונחושת.

בתעשיית המגעים החשמליים, ריתוך לייזר משולב לעתים קרובות עם הלחמה של מגעים חשמליים כדי לייצר רכיבים מוליכים אמינים במיוחד. אזור החום-המינימלי שלו הופך אותו לאידיאלי לריתוך חומרים מרוכבים בעלי מוליכות תרמית גבוהה, כגון כסף ונחושת.

הבחירה בשיטות ריתוך שונות דורשת התייחסות מקיפה של חומר, עובי, צורה מבנית ודרישות מוליכות:

על ידי בחירה נכונה של שיטת ריתוך, ניתן לשפר את המוליכות של מכלולי מגע חשמליים תוך שיפור משמעותי באמינות ועקביות הייצור.

עם האוטומציה הגוברת של הלחמת מגעים חשמליים וריתוך מגע, טכנולוגיית הריתוך מתפתחת לקראת תהליכים חכמים ומשולבים. ייצור מודרני משיג שליטה אוטומטית לחלוטין בתהליך המכלולים המולחמים במגע כסף באמצעות ריתוך רובוטי וניטור ראייה. בעתיד, ריתוך התנגדות AC של מגעי כסף ותהליכי הלחמה היברידיים-בלייזר יהפכו למגמות חשובות בייצור-מגע חשמלי מתקדם.

טכנולוגיית ריתוך היא הבסיס הליבה הן לביצועי החיבור והן למוליכות החשמלית. החל מריתוך קשת מסורתי וריתוך התנגדות ועד הלחמת התנגדות מגע חשמלית מודרנית והלחמת מגע כסף על מוטות נחושת, כל התפתחות תהליך מניעה את תעשיית החשמל לעבר עתיד ייצור יעיל, אמין וידידותי יותר לסביבה.