الکترود جوشکاری؛ کاربرد و مشخصات آن
الکترود جوشکاری (Welding Electrode) میله فلزی یا غیر فلزی ساخته شده از مواد رسانای الکتریکی که برای تامین جریان به قطعه کار در حال جوش طراحی شده است. در حال حاضر بیش از دویست برند مختلف الکترود جوشکاری در جهان تولید میشود. و بیش از نیمی از کل محدوده را الکترودهای مصرفی برای جوشکاری قوس دستی تشکیل می دهند.
انواع الکترود
الکترود جوشکاری به دو دسته مصرفی و غیر مصرفی تقسیم می شوند. الکترودهای غیر مصرفی از مواد نسوز مانند تنگستن الکترودهای جوشکاری غیر مصرفی تنگستن؛گرافیت مصنوعی یا زغال سنگ الکتریکی ساخته می شوند. الکترودهای مصرفی از سیم جوش ساخته می شوند که به کربنی، آلیاژی و پرآلیاژ تقسیم می شود.
الکترودها بسته به ویژگی هایی که طبق آنها طبقه بندی می شود، طبقه بندی های مختلفی دارند. به عنوان مثال، الکترودها با و بدون پوشش عرضه می شوند. در بیشتر موارد، الکترودها از نوع اول تولید می شوند، الکترودهای بدون پوشش به شکل کاست سیمی استفاده می شوند. برای جوشکاری محافظ گاز استفاده می شود.
الکترودهای غیر قابل ذوب
الکترودهای تزریق پذیر از گرافیت، کربن یا تنگستن تصفیه شده مخصوص ساخته شده اند. چنین الکترودهایی به دلیل دمای بالا یک درز تشکیل می دهند که باعث ذوب شدن مواد قطعات مورد اتصال یا میله پرکننده می شود. خود ماده الکترود درز ایجاد نمی کند.
الکترودهای تنگستن بدون مواد افزودنی یا با افزودنی‌هایی از لانتانیم، ایتریم و توریم ساخته می‌شوند. به عنوان مثال، در جوشکاری آرگون استفاده می شود، جایی که حوضچه جوش با کمک گاز از هوا محافظت می شود و الکترود گرم شده قطعات را در کنار هم نگه می دارد. آنها همچنین برای برش پلاسما در محیط بدون اکسیژن استفاده می شوند.
سیم جوش کربنی
سیم جوش کربنی هم برای جوشکاری و هم برای برش مواد در هوا استفاده می شوند.
الکترودهای گرافیتی عمدتاً در کوره هایی استفاده می شوند که نیاز به ذوب فلزات با ویژگی های خاص مانند فولادهای آلیاژی وجود دارد.
الکترودهای قابل ذوب
الکترودهای قابل ذوب از فلزات و پوشش هایی با خواص متفاوت ساخته می شوند. چنین الکترودهایی در حین جوشکاری یک درز از مواد مصرفی میله تشکیل می دهند.
ساده شده، آنها بر اساس چندین ویژگی طبقه بندی می شوند:
- میله فلزی،
- نوع پوشش و ضخامت آن،
- نوع فلزی که باید جوش داده شود،
- موقعیت در حین الکترود جوشکاری.
انواع پوشش الکترود و علامت گذاری آنها
در ادامه انواع پوشش الکترود جوشکاری را توضیح خواهیم داد:
| پوشش اسیدی | پوشش سلولزی |
| پوشش قلیایی یا پایه | پوشش روتیلی |
(A) پوشش اسیدی
عمدتاً از اکسیدهای سرباره‌ساز آهن، منگنز، سیلیکون با مقدار کمی از اکسید آلومینیوم تشکیل شده‌اند. مواد آلی مانند نشاسته یا سلولز به عنوان افزودنی های تشکیل دهنده گاز عمل می کنند و شیشه آب یک اتصال دهنده است.
سرباره ای که در حین ذوب ایجاد می شود دارای خواص اسیدی مشخصی است که نام این گروه را به خود اختصاص داده است.
(B) پوشش قلیایی یا پایه
اجزای اصلی مرمر و فلورسپار است که شامل کلسیم و فلوئور می باشد. برای تشکیل سرباره در حین جوشکاری، روتیلی و ماسه کوارتز معرفی می شوند. هنگامی که سنگ مرمر تجزیه می شود، دی اکسید کربن آزاد می شود که از قوس و حوضچه جوش در برابر ورود هوا محافظت می کند.
برای پایداری احتراق از افزودنی های کربنات و فلزات قلیایی استفاده می شود. این نوع پوشش را اساسی می نامند، زیرا در نتیجه ذوب، سرباره با خواص اساسی برجسته تشکیل می شود.
(C) پوشش سلولزی
بیش از 50 درصد سلولز و سایر اجزای آلی است که برای تولید گاز کاربرد دارند. در حین جوشکاری مونوکسید کربن و هیدروژن آزاد می شود.
(P) پوشش روتیلی
50٪ یا بیشتر از اکسید تیتانیوم , روتیلی، که یک ماده سرباره ساز است، تشکیل شده است. کربنات ها، فلدسپات، کائولن به عنوان مواد افزودنی استفاده می شود. ترکیبات روتیلی را می توان در مخلوط با هر نوع پوشش دیگری استفاده کرد. چنین پوششی با حروفAR، RB، RCمشخص می شوند.
مزایای الکترودهای با روکش اسیدی
- احتراق آسان و قوس پایدار
- قابلیت انجام جوشکاری با جریان مستقیم و متناوب
- در هنگام جوشکاری فلز زنگ زده یا پوشیده شده با فلز منافذ ایجاد نمی کند
- مقاومت در برابر رطوبت و استرس مکانیکی
- یک جوش صاف را فراهم می کند
- قابلیت جدا شدن سرباره خوب
معایب الکترودهای پوشش داده شده با روکش اسیدی
- ریسک کمتر
- ترشح سموم خطرناک
- خطر ترک داغ در حین جوشکاری
از این نوع الکترود برای جوشکاری سازه های فولادی کم آلیاژ غیر بحرانی در ساخت و ساز و مهندسی استفاده می شود.
مزایای الکترودهای سلولزی
- احتراق آسان و قوس پایدار
- قابلیت انجام کار جوشکاری به دو صورت جریان مستقیم و متناوب
- جداسازی آسان سرباره
- امکان جوشکاری در تمامی موقعیت های مکانی
- حفاظت عالی استخر جوش
- عدم ترشح سموم خطرناک
- درز ریشه را تمیز کنید
معایب الکترودهای پوشش داده شده سلولزی
- پاشش فلزات سنگین
- درز سطحی مقیاس شده
- محتوای هیدروژن بالا در گاز محافظ
- تمایل به زیر بریدگی های جزئی در لبه ها (ترک)
- قبل از شروع کار لازم است الکترودها را مشتعل کنید
از الکترودهای سلولزی برای جوشکاری فولادهای کم آلیاژ استفاده می شود. هنگام جوشکاری درز ریشه خطوط لوله اصلی موثر است.
مزایای الکترودهای روتیلی
- احتراق مجدد آسان
- سوزش قوس پایدار
- نیازی به آماده سازی سطح برای کار نیست
- استحکام درز بالا. ترک های سرد و گرم در فلز ایجاد نمی کند
- یک درز ریز پوسته پوسته ایجاد می کند
- جداسازی آسان سرباره
- قابل استفاده با AC و DC
معایب الکترودهای روتیلی
- قبل از شروع کار لازم است الکترودها را مشتعل کنید
- کنترل قدرت جریان ضروری است، زیرا با افزایش آن، ویژگی های الکترودها بدتر می شود.
الکترودهای روتیلی بسیار محبوب هستند، زیرا دامنه آنها بسیار گسترده است. به عنوان مثال در جوشکاری سازه ها و محصولات کم کربن، مونتاژ سازه های خطوط لوله و جوشکاری و تعمیرات قطعات فرسوده استفاده می شود.
مزایای الکترودهای قلیایی
- درز چقرمگی و شکل پذیری خوبی دارد
- این فلز حاوی مقدار کمی گاز و ناخالصی است
- اتصال در برابر ترک های داغ مقاوم است
- امکان جوشکاری در تمامی موقعیت های مکانی
معایب الکترودهای قلیایی
- حساس به رطوبت – الکترودها باید در جای خشک نگهداری شوند
- هنگام کار بر روی AC، قوس ممکن است ناپایدار باشد
- طویل شدن قوس منجر به ظاهر شدن منافذ می شود
- هنگام کار بر روی سطوح مرطوب، اتصال ممکن است خراب شود
- الکترودها باید قبل از استفاده بازپخت شوند.
- قبل از جوشکاری سطح را آماده کنید
- برای جوشکاران مبتدی سخت است
الکترود با پوشش قلیایی (پایه) در جوشکاری سازه های حیاتی، زمانی که الزامات زیادی بر فلز جوش تحمیل می شود، استفاده می شود. به طور گسترده برای جوشکاری خطوط لوله نفت و گاز، پل ها و سایر سازه های حیاتی استفاده می شود.
| منبع: | Electrode Welding |
