انواع الکترودها در جوشکاری

الکترودها در جوشکاری فلز پرکننده به شکل مفتول با روکش یا بدون روکش می‌باشد.

جریان الکتریکی توسط آن بین انبر الکترود و قوس الکتریکی منتقل می‌شود.

به بیان ساده‌تر می‌توان گفت که الکترود یک سیم جوش است که به عنوان فلز پرکننده در جوش قوس الکتریک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در کارگاه‌های جوشکاری از الکترودها در جوشکاری به عنوان قلم جوش هم نام برده می‌شود که یک غلط مصطلح محسوب می‌شود.

در سال‌های نه چندان دور، الکترودهای بدون روکش بطور وسیعی در جوشکاری بکار می‌رفتند.

اما جوش‌ها ظاهر نامناسبی داشتند و با وجود داشتن مقاومت کششی رضایت بخش، شکل‌پذیری آنها پایین و مقاومتشان در برابر بارهای خستگی و بارهای ضربه‌ای کم بود.

استفاده از الکترودهای روکش‌دار، باعث غلبه بر عیوب الکترودها در جوشکاری بدون روکش گردید.

وجود روکش در روی مفتول فولادی الکترود، قوس الکتریکی و فلز جوش را در حین عملیات جوشکاری از مرحله ذوب تا انجماد از هوای اطراف محافظت می‌کند.

حاصل این محافظت، فلز جوشی است که دارای خواص قابل مقایسه با فلز پایه می‌باشد.

امروزه الکترود لخت به صورت ممتد و فقط در جوش‌های اتوماتیک زیرپودری و یا تحت حفاظت گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• تامین حفاظ گازی در مقابل ورود اکسیژن و ازت به حوضچه مذاب و ایجاد پوششی از سرباره مذاب روی فلز مذاب جوشکاری
• مشابه یک نظافتچی در زدودن اکسیدها و آلودگی ها عمل می‌کند.
• نرخ سرد شدن فلز جوش را کاهش می‌دهد و به تبع آن از جوش با شکل‌پذیری زیاد ایجاد می‌کند.
• باعث سهولت شروع عملیات جوشکاری، تثبیت قوس و کاهش میزان پاشیدگی جوش می‌گردد.
• باعث نفوذ بهتر و ذوب کامل تر فلز مبنا می‌گردد.
• شکل ظاهری نوار جوش را کنترل می‌کند.
• سرعت جوشکاری را افزایش می‌دهد.

فلزات قلیایی خاکی بهترین تثبیت کننده قوس الکتریکی هستند.

بعنوان روکش مناسب الکترودها در جوشکاری قلمداد می‌شوند.

آلیاژهای آهن دار و فلزات خالص به عنوان عناصر احیاکننده و عناصر آلیاژی بکار می‌روند.

روکش الکترود در حد وسیعی ترکیب فلز جوش را تنظیم می‌کند.

خواه از طریق حفظ ترکیب اصلی مفتول الکترود یا با اضافه کردن عناصر دیگر.

در این روش عناصر الیاژی به فلز جوش اضافه شده و یا عناصر قبلی اصلاح می‌شوند.

یکی از شیوه‌های نسبتا جدید، اضافه کردن پودر آهن به روکش الکترود می‌باشد.

در حرارت شدید قوس الکتریکی، پودر آهن به فولاد تبدیل شده و به کیفیت جوش روی فلز مبنا کمک می‌کند.

• الکترود با مفتول فولاد ضدزنگ
• الکترود با مفتول فولاد کم کربن
• الکترود با مفتول نیکلی
• الکترود جوشکاری با مفتول آلومینیومی

• • الکترود جوشکاری با پوشش قلیایی

  دارای پوششی شامل:

  اکسیدها، کربنات‌های منگنز، آهن و مقداری سیلیسیم می‌باشند.

  از جمله ویژگی‌های این نوع الکترود:

  1. تولید سرباره حجیم و روان
  2. جوش با ظاهری صاف و تمیز
  3. جدا شدن آسان سرباره از روی جوش
  4. قابل استفاده در هر دو جریان یکنواخت و متناوب
  5. روشن کردن الکترود راحت‌تر از قلیایی و سخت‌تر از رتیلی
  6. انبساط طولی نسبی و استحکام ضربه‌ای بیشتر از الکترودهای روتیلی
  7. مقاومت کششی فلز جوش کمتر از مقاومت کششی الکترودهای روتیلی

   

  • الکترود رتیلی
  1. لزوم پیش گرم کردن و خشک کردن الکترود
  2. قابل استفاده جهت فولادهای کم آلیاژ و پرآلیاژ
  3. دارای مقدار زیادی کربنات کلسیم، فلورید و فلداسپار
  4. رطوبت کم پوشش الکترود و میزان کم هیدروژن در جوش
  5. خواص مکانیکی مناسب و دارای مقاومت ضربه‌ای
  • الکترود جوشکاری رتیلی با پودر آهن
  1. نفوذ جوش متوسط
  2. پاشیدگی و ترشح کم
  3. عدم حساسیت به رطوبت
  4. وجود مقداری پتاسیم و سدیم در الکترود
  5. گرده ظریف و قابلیت جدا شدن آسان سرباره
  6. ایجاد قوس آرام با نفوذ کمتر به واسطه پتاسیم
  7. رتیلی یا اکسید تیتانیوم، ترکیب اصلی پوشش است
  8. به دلیل غلظت سرباره، قابل استفاده در جهت جوش‌های نبشی، افقی و عمودی
  • الکترود سلولوزی
  1. سرباره نازک
  2. امکان جوشکاری در شرایط مختلف
  3. پاشیدگی، سطح جوش خشن و دود زیاد
  4. ایجاد مقدار زیادی گاز هیدروژن در اثر سوخت پوشش
  5. محدودیت استفاده الکترود با جریان یکنواخت و الکترود مثبت
  6. ولتاژ بالای قوس، قدرت يونيزه شدن بالا، نفوذ جوش خوب و تولید انرژی زیاد
  7. داشتن پوشش الکترود از جنس سلولز (ترکیب شیمیایی غیرکامل از خمیر چوب)

 

• الکترود جوشکاری با پوشش نازک
• الکترود جوشکاری با پوشش متوسط
• الکترود جوشکاری با پوشش ضخیم
• الکترود جوشکاری با پوشش خیلی ضخیم

• الکترود انجماد سریع:

الکترودها در جوشکاری، انجماد سریع دارای سه خصلت اصلی هستند.

ضمن ایجاد قوس قوی، سرباره بسیار کمی در جوشکاری تولید می‌کنند.

امکان استفاده در تمام موقعیت‌های جوشکاری را نیز دارند.

کدهای E6010 و E6011 از انواع الکترود‌های جوش انجماد سریع هستند.

• الکترود انجماد پرشده:

الکترودها در جوشکاری انجماد پر شده دارای فلاکسی سنگین بوده و ضمن توانایی خارج کردن سرباره، امکان ایجاد دانه‌هایی با ترکیب یکنواخت را نیز دارند.

کدهای E6012،E6013 و E7014 در گروه الکترود‌های انجماد پر شده قرار می‌گیرند.

• الکترود چسبان سریع:

الکترودها در جوشکاری چسبنده سریع دارای پوشش فلاکس بسیار سنگین بر روی سیم و نرخ رسوب‌گذاری بسیار سریع هستند.

کدهای E6027، E6028 دو نوع از پرکاربردترین هستند.

• الکترود کم هیدروژن:

فلاکس در الکترودهای کم هیدروژن دارای مقادیر بسیار کمی هیدروژن می‌باشد و از آن برای فولادهای پرکربن استفاده می‌گردد.

E7018 و E7028 در زمره الکترودهای جوشکاری کم هیدروژن هستند.

عبارت A.W.S مخفف American Welding Society است.

یعنی جامعه جوشکاران امریکا اما به این علت طبقه‌بندی الکترودها در جوشکاری را براساس استاندارد اینNGO معرفی می‌کنیم.

زیرا استاندارد بین‌المللی است و در اکثر کشورها از جمله کشور ما به عنوان ملاک شناسایی الکترودها شناخته می‌شود.

حرف قبل از یک عدد چهار یا پنج رقمی EXXXXX منظور الکترود می‌باشد.

که در روش جوشکاری با قوس الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چنانچه جوشکاری با روش گاز انجام گیرد از کلمه E استفاده نمی‌شود بلکه بجای آن از حرف RG استفاده می‌شود و منظور این است:

دو یا سه رقم عدد چهار یا پنج رقمی بعد از حرف E مشخص کننده استحکام کششی جوش می‌باشد.

مثلاً E1ooxx, E60xx که منظور 60k.s.i یا 60000P.S.i و 100k.s.i یا 100,000

منظور استحکام کششی جوش است که ممکن است بر حسب Welded As یا تنش زدائی شده (Stress Relieved) بیان گردیده باشد که این موضوع توسط دستورالعمل سازنده مشخص می‌گردد.

دومین عدد از سمت راست مشخص کننده موقعیت جوشکاری می‌باشد که الکترود برای آن حالت طراحی شده است.

• در EXX1X: منظور از 1 کاربری الکترودها در جوشکاری در همه موقعیت‌ها می‌باشد.
• در EXX2X: منظور از 2 کاربری الکترودها در جوشکاری فقط برای Flat & Horizontal می‌باشد.
• در EXX3X: منظور از 3 کاربری الکترودها در جوشکاری فقط برای حالت Flat می‌باشد.
• در EXX4X: منظور از 4 کاربری الکترودها در جوشکاری در همه موقعیت‌ها و V- down

• E برابر با جریان برق

در علائم الکترود بالا E بیانگر نوع استفاده الکترود است که برای جوشکاری برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این در حالی است که برخی از الکترودهای پوشش دار مانند FC18، در جوشکاری با اکسی استیلن از آنها استفاده می‌شوند.

• 60 برابر با کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع

عدد 6 و 0 بیانگر فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع می‌باشد که باید آن را در 1000 ضرب کرد.

به این معنا که فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود 60000 پاوند بر اینچ مربع می‌باشد.

• 1 برابر با حالات مختلف جوشکاری

این علام، بیانگر حالات مختلف جوش می‌باشد که همواره بصورت اعداد 1،2 و 3 نشان داده می‌شود.

اگر علامت الکترودها 1 باشد، به این معناست که می‌توان در تمام حالات جوشکاری از آنها استفاده نمود.

در صورتی که علامت سوم آنها عدد 2 باشد، به این معناست که الکترودها در جوشکاری می‌توانند در حالت سطحی و افقی مورد استفاده قرار بگیرند.

الکترودهایی که علامت سوم آنها 3 باشد، تنها در حالت افقی قابل استفاده هستند.

• 0 برابر با نوع جریان

این علامت، بیانگر خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان می‌باشد که از 0 شروع و به 6 ختم می‌شود.

در رابطه با علامت چهارم می‌توان نکات زیر را ذکر نمود:

• اگر علامت چهارم یا آخر، صفر باشد، موارد استفاده الکترودها در جوشکاری تنها با جریان مستقیم یا DC و با قطب معکوس می‌شود.

نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره‌های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد است.

• در صورتی که علامت چهارم، 1 باشد، موارد استفاده از این الکترود با DC ،AC می‌باشد.

شکل ظاهری جوش این الکترود صاف و در شکافها و درزها کمی مقعر و درجه سختی جوش کمی زیادتر از گرده اول دارد.  

• در صورتی که علامت چهارم، 2 باشد موارد استفاده از الکترود با AC ، DC است و نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش از دو گروه قبلی کمتر می‌باشد و نمای ظاهری آن محدب است.
• چنانچه علامت چهارم 3 باشد این الکترود را می‌توان با جریان AC متناوب یا جریان مستقیم استفاده نمود.

درجه سختی گرده جوش این الکترود از دو گرده اول و دوم کمتر است اما نسبت به گرده سوم، بیشتر می‌باشد.

دارای قوس الکتریک خیلی آرام، نفوذ کم و شکل مهره‌های آن در درزهای شکل محدب است.

•  در صورتی که علامت چهارم، 4 باشد می‌توان این الکترود را با جریان DC ، AC استفاده نمود.

این الکترودها برای شکاف‌های عمیق یا در جایی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است، استفاده می‌شود.

• در صورتی که علامت آخر، 5 باشد، به این معناست که تنها جریان DC مورد استفاده می شود.

موارد استعمال آن در شکاف‌های باز و عمیق می‌باشد.

درجه سختی گرده جوش این الکترود کم است و از قوس الکتریکی آرامی برخودار است.

همچنین پوشش شیمیایی آن از گروه پوشش الکترودهای بازی می‌باشد.

• اگر علامت آخر، 6 باشد.

خواص و مشخصه آن به گروه 6  شباهت دارد اما با جریان Ac مورد استفاده می‌شود.

قطر الکترود باید از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عمده‌ای از جوشکاران الکترودهایی با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را استفاده می‌کنند.

زیرا سرعت کار بیشتر می‌شود.

اما این کار به مهارت و تخصص  نیاز دارد.

علاوه بر این، به منظور انتخاب صحیح قطر الکترود، باید به نوع قطب ( + یا – ) و حالت درز جوش دقت نمود.

بعنوان نمونه اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد، برای ردیف اول گرده جوش، باید از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ، استفاده کرد تا بتوان عمق درز را جوش داد.

در صورتی که از الکترود با قطر زیادتر استفاده گردد، مقداری تفاله در جوش باقی می‌ماند که قدرت و استحکام جوش را تنزل می‌دهد.

ممکن است در زمان جوشکاری، جرقه‌هایی به اطراف پخش شود که دلیل آن:

• عدم انتخاب صحیح قطب برای جوشکاری
• آمپر بالای غیرضروری و یا آمپر بیش از حد
• زیاد شدن فاصله الکترود نسبت به سطح کار
• ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی

الکترودهای جوشکاری با توجه به نوع قطب و حالت درز جوش انتخاب می‌شود.

به عنوان مثال یک درز V شکل، با زاویه کمتر از 40 درجه، با ضخامت زیاد حداکثر و با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتر است.

برای ردیف اول گرده جوش مورد استفاده قرار می‌گیرد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ کند.

اما اگر از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود، مقداری تفاله در ریشه جوش باقی می‌ماند که قدرت و استحکام جوش را کاهش می‌دهد.

براساس استاندارد پاکت‌ها و کار، باید بر روی الکترود علامت‌ها و نوشته‌هایی باشد تا بتوان مصرف کننده را از کیفیت مطلوب جوش مطلع و وی را راهنمایی کرد.

همچنین باید نام کارخانه سازنده، نوع جنس نیز درج گردد.

بر روی هر پاکت الکترود باید، اسم تجارتی الکترود، طبقه‌بندی آن الکترود حداقل مطابق یکی از استانداردهای مهم ذکر شود.

به منظور آگاهی از طول زمان ماندگی الکترود در کارخانه، بازار یا انبار، شماره ساخت یا تاریخ تولید باید بر روی پاکت نوشته شود.

ذکر قطر سیم مغزی الکترود، با توجه به ضخامت فلز، زاویه سیار، ترتیب پاس و … مصرف‌کننده را در نحوه استفاده از الکترود راهنمایی می‌کند.

بیان نوع جریان برق، دائم یا جریان متناوب، حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است:

درج حدود شدت جریان برق (بر حسب آمپر)

جهت انتخاب اولیه (تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود)

بر روی پاکت الکترود الزامی می‌باشد.

تعداد و وزن الکترودهای داخل هر بسته بر روی پاکت یا بر چسب آن ذکر می‌گردد.

• خواص مکانیکی و شیمیائی
• وضعیت ذوب و کیفیت قوی
• نحوه نگهداری و انبار کردن
• درجه حرارت خشک کردن
• مواد استعمال بخصوص

پاره‌ای توصیه‌های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف‌کننده باید ذکر شود.

بطور کلی درج این موارد بر روی پاکت، مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد

نویسنده : سیدعلی منتظری

منبع : بخش مقالات تخصصی سایت استوارسازان

مقاله‌ای در باب جوشکاری زیر آب امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد