ריתוך — מדריך מקיף

מדריך הנדסי מקיף לריתוך מתכות: MIG/MAG, TIG, קשת מוגנת (SMAW/Stick), ריתוך נקודתי, ריתוך לייזר, ריתוך תת-אבקתי, פגמים נפוצים, ובחירת שיטת הריתוך המתאימה לכל סוג חומר ועובי.

⚡ריתוך —#8212; Welding Processes

ריתוך — איחוד מתכות בחום/לחץ. 50+ תהליכים. הכנה נכונה + חומר נכון + תהליך נכון = ריתוך איכותי.

MIG/MAG —#8212; GMAW

הנפוץמהירחצי-אוטומטי

תקןAWS A5.18 / ISO 14341

זרםDCEP —#8212; 60-350A

מתח15-32V

מהירות חוט3-15 m/min

גז MIGAr / Ar+2%O2 (Al, SS)

גז MAGCO2 / Ar+15-25%CO2 (פלדה)

חוטER70S-6 (פלדה) / ER308L (SS) / ER4043 (Al)

MIG = Metal Inert Gas (Ar). MAG = Metal Active Gas (CO2)
Transfer Modes: Short Circuit / Globular / Spray / Pulse
✓ מהיר. נוח. כמויות גדולות
✓ Semi-Auto + Robot Welding
✗ רגיש לרוח (לא לחוץ). Spatter ב-CO2

Transfer Modes —#8212; מצבי העברה

Short ArcSprayPulse

Short Circuit15-21V, <200A. ↓חום. לדקים. Spatter↑

Globular22-26V. Unstable. CO2 בלבד. לא מומלץ

Spray>26V, >200A. Ar↑. גמר מצוין. לא לדקים

PulsePeak+Base Current. ↓Heat Input. ↓Spatter. All-Position

CMTCold Metal Transfer —#8212; ↓↓ Heat. Al+SS ללא Spatter!

✓ Pulse = All-Position + ↓Distortion + ↑Quality
✓ CMT = מהפכה לAl + Spatter=0
✗ Spray = לא All-Position

Wire & Shielding Gas —#8212; מדריך בחירה

חומרגז

C-SteelER70S-6 + 75%Ar/25%CO2 (C25)

SS 304/316ER308L/316L + 98%Ar/2%O2

Al 5xxxER5356 + 100%Ar

Al 6xxxER4043 + 100%Ar

CuSi/CuAlMIG Brazing: CuSi3 + 100%Ar

DuplexER2209 + 98%Ar/2%N2

+OK+ ER70S-6 = הנפוץ ביותר. Si+Mn = ↓Porosity
✗ Al: לא CO2! לא MAG —#8212; אך Ar טהור בלבד

TIG/GTAW —#8212; Gas Tungsten Arc Welding

AWS A5.12DCENדיוק מרבי

תקןAWS A5.12 / ISO 6848

זרםDCEN (פלדה/SS/Ti) / AC (Al/Mg)

אלקטרוד WEWTh-2 (2%Th) / EWG (WL15 Lanthanated)

גז100% Ar / Ar+He / He

חוט מילויידני / אוטומטי (Hot Wire)

עובי0.3mm עד 10mm כשלב ראשון

DCEN: ↑Penetration, ↑אלקטרוד חיים. AC: Oxide cleaning לAl!
✓ גמר מושלם. שליטה מרבית
✓ כל מתכת: SS, Ti, Al, Cu, Ni
✗ איטי. ↑מיומנות. לא לעוביים גדולים

TIG —#8212; אלקטרודי טונגסטן

WL15EWThטיפ

EWP (ירוק)טהור. AC לAl. כדורי Tip

EWTh-2 (אדום)2% Thorium. ↑↑ Emission. DCEN

EWG/WL15 (זהב)Lanthanum. חלופה ל-Th. RoHS!

EWCe-2 (אפור)Cerium. כל פולריות. Start קל

Tip ShapeDCEN=חודי 15-30° / AC=כדורי

WL15/WL20 = הבחירה המודרנית: ↑Emission ללא Th רדיואקטיבי
✓ WL15 = תחליף מלא ל-EWTh בכל יישום

TIG —#8212; מיוחדים: Orbital, Hot Wire, Plasma

OrbitalPlasma

Orbital TIGTIG אוטומטי לצינורות 360°. תעופה, Semi, רפואה

Hot Wire TIGחוט מחומם ← ↑↑ מהירות שקיעה x3

Plasma GTAWריכוז Arc↑ → Keyhole Welding → Full Penetration חד-שלבי

Keyholeצינורות SS עובי 10-25mm —#8212; מעבר אחד!

✓ Orbital = Repeatability מושלמת לצינורות
✓ Plasma Keyhole = מעבר אחד ↓עלות

SMAW/MMA —#8212; ריתוך אלקטרודה

E7018AC/DCשטח

תקןAWS A5.1 / ISO 2560

קוטר2.0 / 2.5 / 3.2 / 4.0 / 5.0 mm

זרםDCEP (רוב) / DCEN / AC (מסוים)

E7018RM=70ksi. Low-H. DCEP. ↑קשיחות

E6013Easy start. AC. אסתטי. מתחילים

E6010Deep Penetration. DCEP. Root Pass. Pipeline

E #### XX: RM / מיקום / סוג ציפוי
E7018: Low-Hydrogen —#8212; Baking 300-350°C/1h לפני שימוש!
✓ עצמאי. שטח. כל מיקום. לא רגיש לרוח
✗ איטי. ↑Slag. לא לAl

Low-Hydrogen —#8212; E7018 בקרה

H4/H8BakingAWS

Diffusible HH4 (<4ml/100g) / H8 / H16

סיבהHydrogen Cracking (HAZ/Weld) —#8212; מסוכן!

אחסון120°C Holding Oven —#8212; לאחר פתיחה

Baking300-350°C/1h לאחר לחות

HY-80E11018-M. ↑↑ Toughness

✗ לחות → H↑ → Hydrogen Cracking → סכנת כשל!
✓ Baking + Holding Oven = מניעה מלאה

Pipeline Welding —#8212; E6010 Root

PipelineDCEPAPI 1104

Root PassE6010 —#8212; Deep Penetration + Drag Technique

Hot PassE8010-P1 / E7010

Fill+CapE8018 / E7018

תקןAPI 1104 / ASME B31.3

Down vs UpDownhill=מהיר. Uphill=↑חדירה

✓ E6010 Root = הסטנדרט העולמי לצינורות
✓ Pipeline 5G/6G Position

FCAW —#8212; Flux-Cored Arc Welding

E71T-1מהירAll-Pos

תקןAWS A5.20 / ISO 17632

סוגיםFCAW-S (Self-Shielded) / FCAW-G (Gas-Shielded)

E71T-1CCO2 Gas. All-Position. ↑מהירות vs SMAW

E71T-8Self-Shielded. בחוץ ללא גז. AWS D1.8 Seismic

ממדים1.2 / 1.6 / 2.0 / 2.4 mm

שימושעיבוי, גשרים, בנייה, ספינות

FCAW = MIG מהירות + SMAW עצמאות
✓ ↑↑ Deposition Rate vs SMAW/MIG
✓ FCAW-S = בחוץ ללא גז —#8212; גשרים, עיבוי
✗ ↑Fume. Slag הסרה. FCAW-G: גז חובה

SAW —#8212; Submerged Arc Welding

↑↑ מהירFluxקורות

תקןAWS A5.17 / ISO 14171

זרם300-1500A! (גבוה מכל תהליך)

Deposition15-45 kg/h —#8212; הגבוה ביותר!

שימושקורות פלדה, לוחות עבים, ספינות, צינורות

מיקוםFlat + Horizontal בלבד

Tandem SAW2 אלקטרודות → x2 מהירות!

SAW: Arc מתחת לשכבת Flux → ↓Fume + ↑Deposition
✓ ↑↑↑ Deposition. ↑Quality. ↓Fume
✗ Flat-Only. לא לצינורות קטנים

MCAW + Metal-Cored Wire

E70C-6M↓Spatter↑Speed

עיקרוןחוט פגז עם מתכת בפנים (לא Flux)

גז75%Ar/25%CO2 (C25)

יתרון↓Spatter vs FCAW. ↑מהירות vs ER70S-6

E70C-6MMetal-Core. Robot Welding

שימושRobot lines, רכב, מבנה תעשייתי

✓ ↑Deposition + ↓Spatter = Robot Welding מושלם
✗ יקר מ-Solid Wire

Laser Beam Welding —#8212; LBW

Keyhole↓Distortionמהיר

מקורCO2 / Nd:YAG / Fiber / Disk Laser

עומקעד 25mm מעבר אחד!

מהירות1-20 m/min

Heat Input↓↓ → ↓↓ Distortion

שימושמכוניות (Tailored Blanks), תעופה, רפואה

יצרניםTRUMPF, IPG, Coherent

Keyhole Mode: לייזר ↑↑ → Plasma → Vapor Cavity → Deep Penetration
✓ ↓↓ Distortion + ↑↑ מהירות + דיוק
✗ יקר. Fit-Up חובה מדויק. Fume

Electron Beam Welding —#8212; EBW

ואקום↑↑ עומקתעופה

עיקרוןקרן אלקטרונים בוואקום → ↑↑ Energy Density

עומקעד 300mm מעבר אחד!

ואקום10-4 mbar —#8212; ↓↓ חמצון

Heat Input↓↓↓ —#8212; ↓↓↓ Distortion

שימושטורבינות גז, כלי נשק, רכיבים גרעיניים

✓ ↑↑↑ עומק ריתוך חד-שלבי
✓ ↓↓ Distortion + ↓↓ Oxidation
✗ ציוד ענקי ויקר. Vacuum = Batch

Friction Stir Welding —#8212; FSW

ללא מסה!AlNASA

עיקרוןכלי מסתובב → חיכוך → פלסטיזציה → ריתוך מוצק

חומריםAl, Cu, Mg —#8212; לא מתיך!

שימושרכבות Shinkansen, Boeing 777X, SpaceX

יתרון↓↓ Distortion. ↓Porosity. ↑Fatigue

מגבלהLinear Joint בלבד (כמעט)

✓ Al ריתוך ← פתרון ↑איכות
✓ ↓Porosity + ↑Fatigue vs MIG Al
✗ Linear joint. Force גבוה. כלי מתבלה

Resistance Welding —#8212; RSW/RSEW

Spotמהיררכב

RSW Spotאלקטרודות Cu → זרם → Nugget. 100-400 ms

RSEW Seamרצועת ריתוך רציפה —#8212; מיכלים, רדיאטורים

Projectionבולט מוגדר מראש → ↑עקביות

כוח1000-15000 A · 200-800 ms · 200-800 daN

שימושרכב: 4000-6000 נקודות לרכב אחד!

✓ מהיר ×100 מTIG. אוטומטי לחלוטין
✓ כל רכב מודרני = RSW עיקרי
✗ חיבור נקודתי בלבד. כלי Cu מתבלה

Plasma Arc Welding —#8212; PAW

KeyholeדיוקSS/Ti

עיקרוןArc מרוכז בנחיר → ↑↑ Energy Density

Keyhole Mode↑Current → Full Penetration. SS עד 8mm מעבר אחד

Melt Modeכ-TIG אך ↑Focus

גזPlasma: Ar | Shield: Ar / Ar+H2

שימושצינורות SS, Ti —#8212; Orbital PAW

✓ ↑↑ Penetration vs TIG. Keyhole = Full Pen.
✗ Nozzle מתבלה. מורכב יותר מTIG

Laser-MIG Hybrid —#8212; LAHW

Hybrid↑↑ מהירותספינות

עיקרוןלייזר + MIG ← אינטראקציה Synergistic

יתרון↑Deposition Rate + ↑מהירות + ↑Gap Tolerance

Gap Toleranceעד 2mm (vs Laser <0.5mm)

שימושספינות, רכבות מהירות, לוחות עבים

✓ ↑↑ מהירות vs Laser-Only + ↑Gap Tolerance
✓ קורות ספינות בסדר גודל

📐 סמלי ריתוך —#8212; AWS/ISO

סמל	שם	שימוש	הכנת קצה	חדירה
△	Fillet —#8212; עיטור	חיבור T/ניצב —#8212; הנפוץ	לא נדרש	חלקית
V	V-Groove	לוחות 6-25mm	Chamfer 60-70°	מלאה
⋀	Double-V	לוחות >16mm	שני צדדים	מלאה
U	U-Groove	מינ. עיוות	CNC Milling	מלאה
J	J-Groove	גישה חד-צדדית	J Profile	מלאה
Square	ריבועי	לוחות דקים <3mm	ישר	חלקית/מלאה
▲	Surfacing	ציפוי/שחזור	—#8212;	—#8212;
C	Back/Backing	Root Run	Back Strip	מלאה

📏 קריאת סמל ריתוך —#8212; AWS A2.4

Reference Line —#8212; קו אופקי בסיס
Arrow —#8212; חץ לצד הריתוך
Weld Symbol —#8212; מתחת לקו = Arrow Side | מעל = Other Side
Tail —#8212; מפרטי תהליך/WPS
Flag —#8212; ריתוך שדה
Circle —#8212; ריתוך היקפי (All Around)
Size —#8212; שמאל לסמל | Length-Pitch = ימין

הכנת קצה —#8212; Edge Preparation

AWS D1.1זווית

V-Groove 60°פלדה 6-25mm. 1.6mm Root Gap + 1.6mm Root Face

Double-Vפלדה >16mm. גישה דו-צדדית. ↓עיוות

U-Groove↓Filler vs V. ↓עיוות. CNC נדרש

Bevel 45°T-Joint. Partial Pen. מהיר

Square Butt≤3mm. ללא הכנה. מלאה בלייזר/TIG

GTAW Root1-2mm Root Face + 2-4mm Gap → Complete Pen

✓ Root Face: מניע Burn-Through
✓ Root Gap: מבטיח Full Penetration
✗ Mismatch >1mm → Lack of Fusion

Interpass Temperature —#8212; בין-מעברים

AWS D1.1SSCr-Mo

C-SteelInterpass Max: 250°C (רגיל)

SS AusteniticMax 175°C! ↓sensitization

SS DuplexMax 150°C! קריטי!

Cr-Mo (P91)300°C + PWHT 760°C חובה

HY-80Interpass Max 175°C. HIC risk

מדידהContact Thermometer / Temp Crayon

✗ SS: Interpass>175°C → Sensitization → IGA!
✗ Duplex: >150°C → Sigma Phase → שבירות

Weld Sequence —#8212; רצף ריתוך

Back-StepSymmetric↓עיוות

Back-Stepרצף הפוך לכיוון התקדמות → ↓עיוות

Symmetricריתוך ↑↓ לחלופין → ביטול מתחות

Skipקפיצה קדימה ואחורה → ↓Heat Input

Pre-Setזווית מראש לפני ריתוך → ↓Distortion

✓ Back-Step + Symmetric = ↓↓ Distortion
✓ Pre-Set = קל ויעיל

Preheating —#8212; טמפ. מוקדמת

CECETAWS D1.1

מטרה↓קצב קירור → ↓Martensite → ↓Hydrogen Cracking

CE (IIW)CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15

CETCET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40

CE<0.4ללא חימום מוקדם (בד"כ)

CE 0.4-0.6100-200°C

CE>0.6200-300°C מינ.

CE = הכלי הבסיסי לקביעת Preheat!
4340: CE≈1.0 → Preheat 200-300°C חובה
✓ Preheat = מניעת Cold Cracking בHAZ
✗ Preheat נמוך + HRC>35 = HAZ Cracking

PWHT —#8212; Post Weld Heat Treatment

AWS D10.10ASMEP91

Carbon Steel580-620°C / 1h per 25mm עובי

Low Alloy Cr-Mo700-760°C. P11,P22,P91

P91 (9Cr-1Mo)760°C / 2h מינ. —#8212; קריטי!

SS 304/316Annealing 1050°C + Quench (ללא PWHT רגיל)

תקןASME B31.3 / AWS D10.10 / BS PD 5500

תוצאה↓Residual Stress + ↑Toughness + ↓HIC

P91: PWHT חסר = Creep Failure בסרביס!
✓ PWHT = חובה לחלקי לחץ Cr-Mo
✗ SS: PWHT = Sensitization → IGA!

פגמי ריתוך —#8212; Welding Defects

ISO 6520AWS D1.1

Porosityבועות גז. סיבה: לחות/זיהום. מניעה: ייבוש+ניקוי

Lack of Fusionהיתוך חסר. סיבה: Speed↑ / Angle שגוי

Undercutחריץ בקצה. סיבה: Amperage↑ / Speed↑

Crack HotSolidification Crack. S+P↑. ↓Crater

Crack ColdHAZ/Weld. H↑ + CE↑ + Stress. Preheat!

OverlapWeld מעל Base ללא Fusion

ISO 6520: Group 1=Cracks / 2=Cavities / 3=Solid Inclusions / 4=Lack of Fusion
✗ Cracks = Reject כמעט תמיד!

NDT —#8212; בדיקות לא הרסניות

VT/PT/MT/UT/RTISO 17635

VT Visualראשון תמיד. ISO 17637. כלי: WeldGauge

PT Dye Penסדקי פני שטח. ISO 3452. SS/Al/Ti

MT Mag Particleפני שטח + תת-שטח. פלדה מגנטית בלבד!

UT Ultrasonicפנימי. ISO 17640. 100% Volume

RT RadiographyX-Ray/Gamma. ISO 17636. Porosity+Cracks

TOFD/PAUTPhased Array UT —#8212; ↑↑ Resolution. תחליף RT

בדיקה: VT → PT/MT → UT/RT (לפי קריטיות)
✓ PAUT = RT replacement במקרים רבים
✗ MT = לא ל-SS אוסטניטי / Al / Ti (לא מגנטיים). SS מרטנזיטי/דופלקס — כן!

Weld Qualification —#8212; WPS/PQR/WPQ

AWS D1.1ASME IXISO 15614

WPSWelding Procedure Specification —#8212; ההוראות

PQRProcedure Qualification Record —#8212; אישור WPS

WPQWelder Performance Qualification —#8212; כשירות מרתך

ASME IXכלי לחץ, צינורות. P-Number grouping

AWS D1.1מבנה פלדה. Prequalified WPS אפשרי

ISO 15614אירופה. Part 1=Fusion / Part 5=TIG Tube

✓ PQR = אחיד לWPS! לא ניתן לוותר
✓ Prequalified (AWS D1.1) = ↓עלות
✗ ASME: כל שינוי Essential Variable = PQR חדש

פלדות —#8212; ריתוכיות

CEHRC

Carbon <0.25%Cמצוינת. ER70S-6. ללא Preheat

Low Alloy 4130/4140טובה. CE→Preheat. ER80S-D2 / E7018-A1

4340קשה. CE≈1.0 → Preheat 200°C. E12018-M

H13 Tool Steelמאוד קשה. Preheat 300°C. H13 Filler. ↑PWHT

Maraging 300TIG. ER18Ni300. Solution HT אחרי

✓ <0.25%C = ריתוך חופשי
✗ CE>0.6 = Preheat + PWHT + Low-H electrodes

נירוסטה —#8212; ריתוך SS

L GradeInterpass

304/316ER308L/316L. EWG TIG. Ar+2%O2. Interpass<175°C

Duplex 2205ER2209. Interpass<150°C! N2 in shielding

PH 17-4PHER630. Solution HT אחרי ריתוך. לא PWHT רגיל

Martensitic 410Preheat 200°C. PWHT 675°C. ER410

SS→CS309L / 309LMo —#8212; Butter Layer!

✓ L Grade (ER308L): ↓C = ↓Sensitization
✗ Duplex: Gas+Interpass קריטיים!

אלומיניום —#8212; ריתוך Al

4043/5356AC TIG

6061-T6ER4043 MIG/TIG. ↓Cracking. אחרי: T6 מחדש

5083/5086ER5356 —#8212; ↑חוזק ריתוך

2024קשה מאוד לריתוך קשת — Hot Crack sensitive Susceptible לHot Cracking

7075לא ניתן! —#8212; FSW בלבד

TIG ACOxide Cleaning בAC. HF Start. Gas Lens!

✗ 2024 + 7075 = לא לריתוך קשת! FSW בלבד
✓ 6061: ER4043. ↓Crack sensitivity

חומרים מיוחדים —#8212; Ti/Ni/Cu

TiInconelCu

TitaniumTIG בלבד. 100% Ar. Trailing Shield! ↓O2

Inconel 625ERNiCrMo-3. Low Heat Input. ↑Interpass control

CopperCuSi3 MIG Braze / TIG. ↑Preheat

Duplex+TiPlasma PAW. Laser. ↑Inert Gas

✓ Ti: Trailing Shield חובה! O2=Blue Oxide=Reject
✗ Ti: ↑Contamination = Reject מיידי

📊 השוואת תהליכי ריתוך

תהליך	מהירות	Heat Input	כל מיקום	גמר	שימוש עיקרי
TIG/GTAW	נמוכה	↓	V	מעולה	SS, Ti, Al, Thin
MIG/MAG GMAW	גבוהה	בינוני	V	טוב	C-Steel, Al, SS
SMAW/MMA	בינונית	גבוה	V	בינוני	תחזוקה, שטח
FCAW-G	גבוהה מאוד	גבוה	V	בינוני	מבנה, ספינות
SAW	מאוד גבוהה	מאוד גבוה	Flat Only	מצוין	לוחות עבים
Laser LBW	מאוד גבוהה	↓↓	מוגבל	מעולה	רכב, תעופה
FSW	גבוהה	N/A	מוגבל	מצוין	Al, Cu —#8212; ללא מסה
RSW Spot	מאוד גבוהה	N/A	—#8212;	מצוין	רכב, פח
EBW	גבוהה	↓↓↓	מוגבל (ואקום)	מעולה	תעופה, Precision

📌 מדריך בחירת תהליך

SS/Ti/Al דק —#8212; גמר מושלם? TIG/GTAW
כמויות, C-Steel, Semi-Auto? MIG/MAG
שטח, תחזוקה, כל מיקום? SMAW
מבנה כבד, Deposition ↑? FCAW / SAW
↓Distortion, מהירות ↑? Laser / Hybrid
Al/Cu —#8212; ללא מסה? FSW
פח רכב, אוטומציה מלאה? RSW Spot