12.04.2026

המדריך לתהליכי הריתוך

הליכי הריתוך רבים ומגוונים במאמר זה נתמקד בתהליכי ריתוך בקשת חשמלית באופן ידני.

לקריאה נוספת יש לאתר את הספר המדריך השלם לריתוך מאת יצחק נוימן.

• חובה לשים לב שכול עבודות הריתוך המבניות דורשות תכנון של קונסטרוקטור או מהנדס בניין ופיקוח ריתוך צמוד, מפקח הריתוך כותב את נהלי הריתוך ותהליכי הריתוך לכל מחבר ו/או רצף מחברים מתוך השרטוטים ההנדסיים שמסופקים לייצור.
• יש עבודות ריתוך שבסופן מייצרים מכלי לחץ או מבנים לעומס מחזורי או לעומס גבוה לכל אחת מהווריאציות יש תקן ותהליך עבודה מוגדר ואין לבצעה אותם ללא פיקוח הנדסי ותהליכי על מנת לא לפגוע בחיי אדם.
• תהליך הריתוך תומן בחובו סכנות רבות של: קרינה, התחשמלות, חום, שריפה ופליטה של חומרים רעילים לכן לפני תחילת העבודה יש לעבור קורס בטיחות מתאים על מנת להיות מודעים לסכנות ולדעת להתמגן בהתאם.

במאמר זה נדבר על:

1. מתכת אם – החלק שמעוניינים לבצע עליו את הריתוך
2. מתכת – חומר מוליך יכול להיות ברזלית (ברזל, פלדה, מסוגסגת או לא, מגוון נירוסטות) או אל ברזלית (אלומיניום, פליז…)
3. אמבט ריתוך – אזור המותך על ידי הרתך
4. קשת הריתוך – אזור "הקצר החשמלי" בין האלקטרודה לבין העובד, שם נוצר הקסם ואלקטרונים נעים בתווך ומיינים את המרווח (נוצר הזוהר של קשת הריתוך), היינון הנ"ל יוצר חום שמתיך את האלקטרודה/חוט/מוט הריתוך ואת אמבט הריתוך
5. מרחק העבודה – הקשת החשמלית מתחילה להיווצר כאשר מקרבים את האלקטרודה למרחק הקוטר שלה (0.6-3.2 מ"מ), אין לגעת בעובד עם האלקטרודה אלא אם נדרש באופן מפורש
6. סיגים (שלקה) – חומר אל מתכתי שנוצר מאלקטרודות או חוט ממולא שבסיום תהליך הריתוך מסיים את תפקידו ונשאר כחומר זר שיש להסיר בסיום תהליך הריתוך לאחר התקררות תפר הריתוך
7. חוט ריתוך/מוט ריתוך/אלקטרודה – הינם משתתפים פעילים בתהליך הריתוך מאופיינים בהתאם למתכת האם (הרכב כימי) וקוטר בהתאם לגודל הריתוך שיש למלא
8. אלקטרודת טונגסטון – הינה אלקטרודה לא מתכלה שיוצרת את הקשת החשמלית בין ידית הריתוך לבין אמבט הריתוך, האלקטרודה מותאמת לפי אופיון זרם הריתוך (AC/DC) וחומר מתכת האם

תהליך הריתוך הינו תהליך המתיך את מתכת/ות האם ולעיתים משלב חוט (מוט) ריתוך על מנת להשלים את החוסר באזור שאותו מעוניינים להשלים.

תהליך הריתוך הינה יציקה בממדים מוקטנים שבו מותכת המתכת המשתתפת בתהליך הריתוך על ידי שליטה באמבט הריתוך, באמבט הריתוך הטיפה מובלת לאזור הרלוונטי תוך משיכת ידית הריתוך לכיוון הרצוי.

• חשוב לציין שהקשת החשמלית מפעילה כוחות חשמליים משיכה ודחייה בתוך אמבט הריתוך וכך מתאפשר לרתך לשלוט על האמבט יובא כנספח בסוף הפרק.

אלקטרודה:

תהליך ריתוך ידני מלא הכולל אלקטרודה מצופה, במהלך הריתוך ציפוי האלקטרודה מתפרק ומתפקד כגז מגן ותוספי מסגסגים במקרים מסוימים, כמו כן לרתך יש תפקיד משמעותי ביכולת לייצב את קשת הריתוך תוך כדי תנועה לכן נדרשת ממנו יד יציבה והבנה לאופן התנועה.

בסוף תהליך הריתוך עם אלקטרודות נוצרת שכבת סיגים ("שלקה" Schlacke מגרמנית סיג בעברית), סיגים הינם תוצרת לווי של תוספים המקלים על תהליך יצירת הקשת ומניעת התחמצנות אמבט הריתוך, מרכיב מרכזי היוצר את השלקה הינו סיליקון שמקנה לשלקה את תצורת הזכוכית, עובי ותצורת השלקה כמובן מתחברת באופן ישיר לציפוי האלקטרודה, קצב תנועה נכון של תהליך הריתוך מונע "כליאה" של חלקי שלקה בתפר הריתוך (מוגדר ככשל בריתוך), השלקה בסוף תהליך הריתוך ולאחר התקררות התפר מוסרת בקלות, אם נדרש זחל ריתוך נוסף מעל התפר הראשוני יש ללטש עם מברשת את פני שטח של התפר הראשוני על מנת לוודא שלא נשארו שאריות של שלקה.

אלקטרודות הן כלים הכרחיים בתהליך הריתוך, וסוג הציפוי שלהן ממלא תפקיד קריטי בהגנה על אמבט הריתוך מפני מזהמי אוויר, כמו גם בקביעת איכות מתכת הריתוך וביצועי הריתוך. תוספים מתווספים לאלקטרודות כדי לשפר את ביצועיהן ולשפר את יציבות הקשת במהלך הריתוך.

ישנם ארבע סוגי ציפוים:

אלקטרודות ציפוי רוטילי:

ציפויי רוטילי ידועים בזכות הרבגוניות שלהם ובשימוש הנרחב שלהם ביישומי ריתוך שונים. אלקטרודות אלו מייצרות ריתוכים בעלי מראה טוב, פרופיל ריתוך חלק ומעט מאוד נתזים, מה שהופך אותם מתאימים הן לריתוך בזרם ישר (DC) והן לריתוך בזרם חילופין (AC). אלקטרודות מצופות רוטילי מועדפות למשימות ריתוך כלליות בשל מאפייני הקשת המצוינים שלהן וקלות השימוש.

אלקטרודות ציפוי תאית:

אלקטרודות עם ציפוי תאית מתוכננים במיוחד עבור יישומי ריתוך אנכיים (ורטיקאלי). אלקטרודות אלו יוצרות קשת עם חדירה גבוהה, מה שהופך אותן לאידיאליות לריתוך חומרים עבים ומספקות חדירת שורשים מצוינת. אלקטרודות תאית עדיפות בשל יכולתן לייצר ריתוכים חזקים ואמינים, במיוחד בתנוחות ריתוך מאתגרות.

אלקטרודות ציפוי בסיסיות:

אלקטרודות עם ציפוי בסיסי מיועדים עבור יישומים ספציפיים הדורשים חוזק מתיחה ועמידות בפני אימפקט גבוה. אלקטרודות אלו משמשות לעתים קרובות לריתוך פלדות בעלות חוזק גבוה, פלדות אל חלד ומתכות עם תכולת גופרית או זרחן גבוהה. אלקטרודות מצופות בסיס מציעות תכונות מכניות טובות ועמידות בפני סדקים, מה שהופך אותן מתאימות ליישומים קריטיים בהם שלמות מבנית חיונית.

אלקטרודות מצופות חומציות:

אלקטרודות עם ציפוי חומציים משמשים ביישומי ריתוך מיוחדים, במיוחד עבור מתכות לא ברזליות כמו אלומיניום. אלקטרודות אלו מייצרות ריתוכים באיכות גבוהה עם מראה טוב ושאריות סיגים מינימליות. אלקטרודות מצופות חומצה נבחרות בעת ריתוך מתכות עם הרכבי סגסוגות ספציפיים הדורשים שליטה מדויקת בתהליך הריתוך.

השפעה על יציבות קשת הריתוך ותכונות תפר הריתוך:

בחירת האלקטרודה לפי הציפוי שלה משפיעה באופן ישיר ומשמעותי על יציבות הקשת במהלך הריתוך. התרכובות הקיימות בכל ציפוי מציעות מאפיינים ספציפיים המשפיעים על התנהגות הקשת. קשת יציבה מבטיחה תהליך ריתוך עקבי ומבוקר, ומפחיתה את הסיכוי להתזות, נקבוביות ופגמים אחרים בריתוך, ובסופו של דבר מובילה לאיכות ריתוך מעולה.

יתר על כן, הציפויים השונים משפיעים על התכונות המטלורגיות של תפר הריתוך. במהלך הריתוך, הציפוי מתפרק לאדים ומתערבב עם מתכות הבסיס והמילוי, ומכניס אלמנטים ותרכובות ספציפיות המשנים את המיקרו-מבנה של הריתוך. אלמנטים אלו יכולים לשפר את התכונות המכניות של הריתוך, כגון חוזק מתיחה, קשיות וקשיחות, מה שהופך אותו מתאים ליישומים ספציפיים עם דרישות משתנות.

הכרת ארבעת סוגי ציפויי האלקטרודות והיישומים הספציפיים שלהם מאפשרת לרתכים לבחור את האלקטרודה המתאימה ביותר להשגת ביצועים ואיכות ריתוך אופטימליים. בין אם מדובר באלקטרודות מצופות רוטילית למטרות כלליות, אלקטרודות מצופות תאית לריתוך אנכי, אלקטרודות מצופות בסיסיות לחומרים בעלי חוזק גבוה, או אלקטרודות מצופות חומצה ליישומים מיוחדים, כל סוג מביא יתרונות ברורים. ככל שטכנולוגיית הריתוך ממשיכה להתקדם, חידושים בציפויי אלקטרודות ישפרו עוד יותר את היעילות והאיכות של תהליכי הריתוך, ויבטיחו שרתכים יוכלו להשיג תוצאות יוצאות דופן במשימות ריתוך מגוונות.

MIG/MAG (ריתוך עם גז מגן אנרטי I או אקטיבי A עם חוט מילוי רציף):

תהליך ריתוך חצי אוטומטי הכולל הזנת חוט מילוי רציף התואמם לדרישות אמבט הריתוך, גז מגן היוצא מתוך כורית ידית הריתוך בעת הפעלת תהליך הריתוך ומסתיים באת הפסקת הריתוך, ניתן לעבוד עם חוט ממולא היוצר "שלקה" בסוף תהליך הריתוך כמו כן ניתן לעבוד עם חוט "סוליד" שנעזר אך ורק בגז המגן.

גז המגן אקטיבי (CO₂ או תערובת המכילה חמצן או CO₂) או אינרטי (Ar או He) מוזרם מבלון המשודך לרתכת ושולטת בזרימת הגז המועברת לידית הריתוך ומשתחררת ממנה לאזור אמבט הריתוך על מנת להגן עליו, חשוב מאוד לשלוט בקצב יציאת הגז, יציאת זרם נמוכה מידי אינה מספקת ועלול להיווצר תחמוצת על גבי תפר הריתוך, זרם יציאה גבוה מידי עלול לגרום למערבולות עם קשת הריתוך ולהיכלא בתפר הריתוך ו/או לקרר את פני שטח התפר ולגרור סידוק ובועות בתפר הריתוך.

ברתכות המודרניות קימות תוכנות המשפרות את איכות הריתוך על ידי הזנת פרמטרים כגון: סוג חומר, עובי ריתוך, עובי חוט ריתוך, סוג גז מגן…והמערכת מכוונת את פרמטרי הריתוך בצורה אופטימלית לקבלת איכות ריתוך מקסימלית.

Tig (ריתוך עם גז גיבוי ארגון ואלקטרודה בלתי מתכלה):

תהליך ריתוך ידני מלא הכולל אלקטרודת טונגסטן (עם מסגסגים תלוי באופי מופע הזרם בתהליך הריתוך AC/DC), גז מגן אינרטי (ארגון או הליום) ולעיתים קרובות משלבים מוטות חומר מילוי שמוסף באופן ידני לאזור אמבט הריתוך. הריתוך נחשב ריתוך איטי ואיכותי, מותאם לחלקים קטנים/בינונים עם עובי דופן לא גדול מ 5 מ"מ.

SAW ריתוך חסויה:

ריתוך לא ידני, אלא במכונה ייעודית ליניארית או אורביטלית, חומר הרתך (בצורה גרגירית) נשפך על ידי משפך לפני האלקטרודה (חוט רציף), האלקטרודה מתחפרת בתוך אמבט החומר באזור התפר, יוצרת קשת חשמלית חסויה ולא חשופה למזהמים מהאוויר, חומר הרתך משמש כתוסף לאמבט הריתוך ויוצר שכבת מגן עד להסרתו בסוף תהליך הריתוך. נחשב ריתוך מדויק ואיכותי מתאים לעוביים גדולים.

RW ריתוך בהתנגדות:

אומנם הקשת שנוצרת הינה בין שני החלקים לפרק זמן מאוד קצר, מתיך את פני השטח של שני החלקים המרותכים ונלחצים אחד אל מול השני, מוחזקים בסוף התהליך עד להתמצקות ומשוחררים.

ריתוך אורביטלי (טבעתי Orbital צנרת, עוגנים מופות…):

ריתוך אורביטלי הינו ריתוך הדורש מיומנות גבוה מאוד מהרתך 6G כאשר הצינור מקובע למקום והרתך מרתך מסביב לכן הוא נתקל במספר מצבי ריתוך מאתגרים: ריתוך ורטיקלי וריתוך over head המחייבים מיומנות גבוה של התאמת פרמטרי הריתוך מהירות תנועת יד ושליטה באמבט הריתוך, יש רתכות עם מתקן מובנה לריתוך אורביטלי ששולטות באופן מלא בפרמטרי הריתוך והתנועה ומוציאות ריתוכים מושלמים אך גם רתכי צנרת מיומנים (בריתוך אורביטלי) מפיקים ריתוכים בסטנדרטים גבוהים.

ישנם ריתוכים "אורביטלים" שהצינור מסתובב אל מול ידית הריתוך, ריתוך זה הינו ריתוך פשוט יותר הדורש אך ורק מיומנות של תיאום בין עוצמת הריתוך וקצב התגלגלות הצינור, ולרוב נבחר בתנוחת ריתוך הפשוטה ביותר על מנת למנוע תקלות.

כוחות חשמליים הפועלים באמבט הריתוך:

הכוחות החשמליים באמבט הריתוך הם בעיקר כוחות אלקטרומגנטיים (כוחות לורנץ), הנובעים מהאינטראקציה בין זרם הריתוך הגבוה הזורם דרך המתכת המותכת לבין השדה המגנטי שלה. כוחות אלה קריטיים לשליטה בהעברת המתכת, זרימת הנוזל וצורת הריתוך הסופית, ולעתים קרובות מתבטאים כאפקט "צביטה מגנטית" המנתק טיפות מהאלקטרודה.

להלן פירוט הכוחות החשמליים באמבט הריתוך:

 

כוחות אלקטרומגנטיים (לורנץ):

מנגנון: הזרם הגבוה (I) זורם מהאלקטרודה, דרך הקשת, אל אמבט הריתוך וחזרה לקרקע (סגירת מעגל). זרם זה גורם לשדה מגנטי (B). האינטראקציה (JXB) מייצרת כוחות אלקטרומגנטיים, המכונים כוחות לורנץ, בתוך אמבט המתכת המוליכה.

השפעה על בריכת הריתוך: כוחות אלה בדרך כלל דוחפים את המתכת המותכת לכיוון מרכז הקשת, וגורמים לזרימה כלפי מטה ("אפקט צביטה") ומשפיעים על עומק החדירה.

"צביטה מגנטית" העברת (ניתוק) הטיפות: כאשר טיפה גדלה בקצה של חוט מילוי (כמו בריתוך MIG/MAG או אלקטרודה), צפיפות הזרם עולה, והשדה המגנטי צובט את צוואר טיפת הנוזל, ומנתק אותה לתוך אמבט הריתוך.

 

כוח קשת (Dig)

הגדרה: כוח קשת, המכונה לעיתים "dig" או "בקרת קשת", הוא תכונה במכונות ריתוך המספקת זרם נוסף במתח נמוך יותר כדי למנוע מהאלקטרודה להידבק.

יישום: כוח הקשת שימושי במיוחד בריתוך אלקטרודה (SMAW) לשמירה על קשת יציבה, מרכוז הקשת לתוך חומר הבסיס ושיפור החדירה. כוח קשת מוגבר מביא לקשת "פריכה" אגרסיבית יותר.

אינטראקציה עם אמבט ריתוך: כוח קשת גבוה יותר יכול להוביל לחדירה עמוקה יותר ומהירויות תנועה מהירות יותר, אך הוא יכול גם לגרום להתזה מוגברת או לשריפת חומרים דקים.

 

כוחות פני השטח

כוח פלזמה/גז: למרות שאינו כוח חשמלי ישירות, סילון הפלזמה במהירות גבוהה וגזים מחוממים מהקשת החשמלית מפעילים כוח משמעותי על פני בריכת הריתוך הנוזלית, ומשפיעים על צורתה ודינמיקת הנוזלים שלה.

לחץ רתע: בריתוך לייזר או בריתוך קשת בעוצמה גבוהה, אדי המתכת מייצרים לחץ רתע (4-5 kPa) היוצר חור מנעול (חלל) בבריכה המותכת.

 

השפעות אלקטרומגנטיות בתהליכים ספציפיים:

ריתוך קשת שקועה (SAW): הזרם החשמלי עובר הן דרך הקשת והן דרך אמבט הסיגים/מתכת המוליך המותך.

מכת קשת: אם השדה המגנטי מעוות עקב מגנטיזציה לא אחידה של חומר העבודה (לעתים קרובות ליד הקצה או חיבור הארקה), הקשת עצמה עלולה להיאלץ לסטות, מה שמוביל לאיכות ריתוך לא אחידה.

 

סיכום פרמטרי "הכוחות" הפועלים על האמבט

כוח אלקטרודה (ריתוך התנגדות): בריתוך נקודתי, "כוח אלקטרודה" מתייחס ללחץ המכני (נמדד בדרך כלל ב-kN) המופעל על ידי האלקטרודות כדי להחזיק את חומרי העבודה יחד, והוא שונה מכוחות אלקטרומגנטיים.

פעולת ניקוי (TIG/אלומיניום): בריתוך TIG AC, השלב החיובי של המחזור ("אלקטרודה חיובית") מפרק את התחמוצות על חומרים כמו Al₂O₃ אלומיניום, ופועל ככוח ניקוי חשמלי על פני השטח.