מה זה ריתוך התנגדות ואיך זה עובד?

גורמים המשפיעים על ריתוך התנגדות

ריתוך התנגדותהיא שיטת ריתוך המשתמשת בזרם חשמלי ליצירת חום לחיבור רכיבי מתכת. כפי שהוזכר קודם לכן, עקרון ריתוך ההתנגדות נובע בעיקר מחוק החימום של ג'ול, שבו יצירת חום הריתוך נקבעת בעיקר על ידי פרמטרים כמו זרם, התנגדות וזמן ריתוך. ניתן לבטא זאת בנוסחה הבאה:

Q = I²Rt

המשמעות של כל פרמטר ריתוך:

ש - חום (J)

I - זרם ריתוך (A)

R — התנגדות (Ω)

t - זמן ריתוך (ים)

זרם ריתוך

לזרם יש השפעה משמעותית על החום שנוצר במהלך הריתוך, כפי שמוצג בנוסחה. הערך הריבועי של הזרם משפיע על החום, כלומר ככל שהזרם גבוה יותר, כך החום יגדל מהר יותר. לכן, בעת התאמת פרמטרי ריתוך לפני הריתוך, חשוב להגדיר את הזרם המתאים. אם זרם הריתוך קטן מדי, הריתוך לא יימס ולא תיווצר ליבת היתוך. אם הזרם גדול מדי, ליבת ההיתוך תגדל במהירות, ותגרום להתזות מוגזמות במהלך הריתוך ולפגיעה באלקטרודות.

זרם הריתוך מחולק בעיקר לזרם חילופין (AC) ולזרם ישר (DC), כפי שמוצג בתרשים שלהלן. המכונות ריתוך נקודתיותאנו משתמשים גם מחולקים למכונות ריתוך נקודתיות בזרם ישר ומכונות ריתוך נקודתיות בזרם חילופין. מכונות ריתוך נקודתיות בזרם ישר משתמשות באספקת חשמל תלת פאזית, המבטיחות חלוקת כוח מאוזנת, ויכולות להשיג תדרי ריתוך של מעל 1000 הרץ, וכתוצאה מכך דיוק ריתוך גבוה. יש להם גם את היתרון של דרישת חשמל נמוכה מרשת החשמל, מה שהופך את הרתכים החוסכים באנרגיה לפופולריים יותר ויותר בקרב יצרני תעשיית הייצור. למכונות ריתוך נקודתיות זרם חילופין יש תפוקה חד פאזי של 50 הרץ, קיבולת עומס רציף גבוהה ודרישות גבוהות לרשת החשמל. בנוסף, יש להם כוח ריתוך נמוך, הדורש זמני ריתוך ארוכים יותר.

צור קשר עם התנגדות

מהנוסחה, קל לראות שההתנגדות עומדת ביחס ישר לחום שנוצר. ככל שההתנגדות גבוהה יותר, כך החום המופק במהלך הריתוך גדול יותר. ההתנגדות מופצת בחלקים שונים של האלקטרודה וחומר העבודה. במהלך הריתוך, ההתנגדות הגבוהה ביותר מתרחשת בנקודת המגע של חומר העבודה, וכתוצאה מכך ייצור החום הגבוה ביותר. הבא הוא ההתנגדות בנקודת המגע בין חומר העבודה לאלקטרודה. עם זאת, מכיוון שהאלקטרודה מקוררת במים ומתקררת במהירות, הטמפרטורה יורדת במהירות. מצד שני, התנגדות המגע בין חלקי העבודה, למרות שהיא נעלמת, היא בעלת פיזור חום גרוע, מה שמוביל לטמפרטורות גבוהות. לכן, רק שטח קטן בין חלקי העבודה יכול להגיע לטמפרטורה הדרושה ליצירת ליבת היתוך ולרתך יחד.

בנוסף, הטמפרטורה ולחץ האלקטרודה משפיעים על ההתנגדות. ככל שהטמפרטורה עולה, חוזק התפוקה של המתכת פוחת, מה שמגדיל את שטח המגע בין חלקי העבודה ובין חלקי העבודה לאלקטרודה, וכתוצאה מכך ירידה בהתנגדות. הגדלת לחץ האלקטרודה הופכת את משטח העבודה לחלק יותר, מגדילה את שטח המגע ומפחיתה את ההתנגדות. כתוצאה מכך, קיימת תופעה שבה במהלך ריתוך של חומרים אופייניים, ההתנגדות עולה זמן קצר לאחר ההפעלה, וכאשר מכבים את החשמל ונוצר ליבת ההיתוך, ההתנגדות מתחילה לרדת.

זמן ריתוך

ככל שזמן הריתוך ארוך יותר, כך החום שנוצר גבוה יותר. בנוסחה זו זרם וזמן יכולים להשלים זה את זה. כאשר אתה רוצה ריתוך חזק, אתה יכול להגדיר זרם גבוה לזמן קצר כדי ליצור חום במהירות וליצור ליבת היתוך להשלמת הריתוך. לחלופין, אתה יכול להגדיר זרם נמוך למשך זמן ארוך יותר, אך יש גבול לגישה זו. אם הזמן מוגדר ארוך מדי, זה עלול להוביל להתזות יתר ועלול לגרום לאלקטרודה להידבק. בין אם זה נוכחי או זמן, יש מגבלות. בעת הגדרת פרמטרים, אתה צריך לשקול את החומר ואת העובי של חומר העבודה, כמו גם את כוחה של מכונת הריתוך.

מאפיינים חומריים

החומר של חומר העבודה משפיע במידה רבה על ההתנגדות שלו, אשר ממלא תפקיד חשוב בייצור חום ריתוך. בעת ריתוך פלדת אל חלד, בעלת התנגדות גבוהה ומוליכות תרמית ירודה, קל יותר לייצר חום אך קשה יותר לפזר אותו, ולכן יש צורך בזרמים קטנים יותר. בעת ריתוך סגסוגות אלומיניום עם התנגדות נמוכה ומוליכות תרמית טובה, קשה יותר לייצר חום אך קל יותר לפזר אותו, ולכן נדרשים זרמים גדולים יותר. למתכות כמו כסף ונחושת יש מוליכות תרמית גבוהה והתנגדות נמוכה, כך שגם עם זרמים גבוהים, הן לא מייצרות הרבה חום אבל יכולות להוביל אותו משם. לכן, מתכות אלו אינן מתאימות לריתוך התנגדות אך יכולות לשמש כחומרי אלקטרודה.

עיצוב וגיאומטריה של אלקטרודה

הצורה והחומר של האלקטרודה משפיעים גם על יצירת החום. אזור המגע בין האלקטרודה לחומר העבודה משפיע על צפיפות הזרם. שימוש תכוף באלקטרודות יכול להוביל לבלאי ועיוות, הגדלת שטח המגע והפחתת חוזק הריתוך. לכן, עלינו לתקן ולהחליף את קצות האלקטרודה באופן מיידי. המוליכות התרמית וההתנגדות של האלקטרודה משפיעות על העברת החום. לכן, עלינו לבחור חומרים בעלי מוליכות תרמית טובה והתנגדות נמוכה.

הכנת פני השטח

הצורה והחומר של האלקטרודות משפיעים גם על יצירת החום. אזור המגע בין האלקטרודה לחומר העבודה משפיע על צפיפות הזרם. כאשר האלקטרודות שלנו משמשות לעתים קרובות ומתבלות, זה מגדיל את שטח המגע, מה שמוביל לירידה בחוזק הריתוך. לכן, עלינו לתקן ולהחליף את קצות האלקטרודות באופן מיידי. המוליכות התרמית וההתנגדות של האלקטרודות משפיעות על העברת החום. לכן, עלינו לבחור חומרים בעלי מוליכות תרמית טובה והתנגדות נמוכה.