1. למה לא יכול לרתך ישירות?
אי התאמה של נקודת התכה
פלדה מגולוונת: נקודת ההיתוך של פלדה היא בערך ~1500 מעלות, בעוד שנקודת ההיתוך של ציפוי האבץ על פני השטח היא בערך ~420 מעלות, ונקודת הרתיחה היא בערך ~907 מעלות.
סגסוגת אלומיניום: נקודת התכה היא בערך ~ 660 מעלות.
Problem: When the heat input is sufficient to melt the steel (>1500 מעלות), סגסוגת האלומיניום כבר תימס, תתאדה או אפילו תישרף. עם זאת, כאשר הטמפרטורה נשלטת בטווח המקובל עבור סגסוגות אלומיניום (כ-660 מעלות), הפלדה רחוקה מלהגיע למצב מותך.
בעיות אלומינה
סרט אלומינה צפוף עם נקודת התכה גבוהה במיוחד (~2050 מעלות) נוצר מיד על פני השטח של סגסוגת האלומיניום. סרט זה מעכב את הזרימה וההדבקה של מתכת מותכת ויש להסירו לפני הריתוך (בדרך כלל על ידי AC TIG או גרידה מכנית), אך התהליך מורכב.
תנופת אבץ ונקבוביות
לפני הגעה לטמפרטורת ההיתוך של הפלדה, ציפוי האבץ (נקודת רתיחה 907 מעלות) רותח ומתנדף, ומייצר כמות גדולה של אדי אבץ. אדי אבץ אלו נמשכים לבריכה המותכת, יוצרים נקבוביות רבות לאחר שהריתוך מתמצק, מה שמחליש קשות את צפיפות הריתוך וחוזקה.
במקביל, האבץ המנדיף מזהם את לפיד הריתוך ואת אלקטרודת הטונגסטן, ומייצר אדי תחמוצת אבץ לבנים רעילים המהווים סכנה בריאותית משמעותית למפעילים.
2. מהם השלבים הכרוכים בחיבור מכני?
מסמרות: חיבורים נעשים באמצעות מסמרות עיוורות או מסמרות מוצקות. התהליך פשוט, עלות-נמוכה ומתאים לייצור אוטומטי.
חיבורים מוברגים: ניתן להסרה, מתאים למבנים הדורשים תחזוקה או התאמה.
אמצעי זהירות: יש לקחת בחשבון קורוזיה אלקטרוכימית (קורוזיה Gavaniz). פלדה (כקתודה) ואלומיניום (כאנודה) יוצרים תא גלווני בנוכחות אלקטרוליט (כגון אוויר לח), מה שמוביל לקורוזיה מואצת של סגסוגת האלומיניום. הפתרון הוא להשתמש באטמים מבודדים, טבעות גומי או איטום כדי לבודד את משטחי המגע.
3. מהם היתרונות והחסרונות של שימוש בדבקים מבניים?
יתרונות:
מונע אזורים-מושפעי חום ובעיות תרכובות בין-מתכתיות.
מבודד באופן טבעי שתי מתכות, מונע קורוזיה אלקטרוכימית.
מספק תכונות איטום ושיכוך רעידות טובות.
חסרונות: דורש זמן ריפוי ארוך, דורש ניקיון משטח גבוה ואינו מתפרק בקלות.
4. מהם אמצעי הזהירות לטכניקות ריתוך מיוחדות?
ריתוך בחיכוך: זוהי טכניקת צירוף-מצב מוצק המשתמשת בראש ערבוב מסתובב במהירות גבוהה- כדי ליצור חום באמצעות חיכוך, לרכך את החומרים מבלי להמיס אותם, ולאחר מכן לחבר אותם יחד באמצעות ערבוב. זה למעשה מדכא היווצרות של תרכובות בין-מתכתיות, אבל הציוד יקר ויש לו דרישות לגבי צורת חומר ונגישות.
ריתוך פיצוץ: טכניקה זו משתמשת בלחץ העצום שנוצר מפיצוץ כדי לקשר את המשטחים של שתי מתכות. הוא משמש בעיקר לייצור גיליונות מרוכבים, לא להצטרפות- באתר.
רַברְבָנִי:
אלומיניום מתרברב: שימוש במתכת מילוי על בסיס אלומיניום (נקודת התכה ~500-600 מעלות), החום אינו מספיק להמסת פלדה, אך ניתן להשיג קשר באמצעות הדבקה בין מתכת המילוי לאלומיניום, ובין מתכת המילוי לשכבת האבץ. שיטה זו פוגעת בציפוי האבץ ובעלת חוזק מוגבל.
פלדה מתפארת (למשל, עם מתכת מילוי על בסיס אבץ-): החום היה ממיס את סגסוגת האלומיניום, מה שהופך אותה לבלתי מתאימה.
5. ביישומי ייצור מעשיים, מה יש לתעדף בהתבסס על דרישות ביצועי המוצר, זמן מחזור הייצור והעלות?
ריתוך + איטום (חסכוני ויעיל)
ניטור-עצמי (מתאים ללוחות מרובי-שכבות)
הדבקה (לדרישות גבוהות של אסתטיקה ואיטום)
דבק-קומפוזיט מרתק (לדרישות גבוהות במיוחד של חוזק ואמינות)