الکترود سلولزی

پوشش روی الکترود سلولزی (Cellulose Welding Electrodes) با محتوی آرد چوب به میزان حداقل 30 درصد، سلولز را شامل می­شود. پوشش مذکور تقریبا نازک است که با وجود موقعیت جابجایی سریع منجمد جهت جوشکاری برای تمامی شرایط مناسب است و می­تواند موقعیت را برای عمودی بالا و عمودی پایین فراهم آورد. از این رو قصد داریم در ادامه این مطلب به نقد و بررسی “الکترود سلولزی” به همراه کاربرد و خصوصیات آن بپردازیم تا زمینه آشنایی بیشتری با این الکترود به ارمغان آورده شود.

الکترودهای خطوط لوله گاز شامل 7010P1 / 8010P – 1 / E6010 / 7010G / 8010G / 7010 – A1 هستند که در حالت کلی برای لوله­ها، کارهای نگهداری و صفحات کثیف و همچنین تعمیرات مزرعه به کار گرفته می­شوند.

الکترودهای خطوط لوله گاز

همانطور که در پاراگراف ابتدایی اشاره کردیم، 7010P1 / 8010P – 1 / E6010 / 7010G / 8010G / 7010 – A1، اسامی الکترودهای سلولزی را در برمی­ گیرند که امکان قوس حفر یا محرک، به همراه نفوذ بسیار بالا را ایجاد می­کنند. خیس و پخش شدن گودال جوش در الکترود سلولزی و وجود خواص مکانیکی مطلوب سبب ایجاد موج­های مشخص می­شود.

طبق توضیحی که ارائه شد، الکترودهای خطوط لوله گاز امکان استفاده در لوله ­ها، تعمیرات مزرعه و کارهای نگهدارنده و صفحات کثیف را به دنبال دارند. مهم­ترین خاصیت الکترودها داشتن انواع متفاوت و کاربردها و ترکیباتی است که دارند.

انواع الکترودها به همراه ترکیبات آن­ها

الکتردوهای دستی قوس فلزی یا به عبارتی MMA دارای انواع مختلفی هستند که در سراسر جهان بافت می­شوند. الکترودها به سه دسته الکترود سلولزی، روتیل و پایه تقسیم بندی می­شوند که این تقسیم بندی بر اساس ماده اصلی تشکیل دهنده شار آن­ها، انجام می­شود. کلیه الکترودها شامل یک سیم هسته به قطر 2.5 – 6 میلی متر هستند که این سیم هسته با یک شار پوشش داده شده است.

به صورت کلی، سیم هسته از فولاد حاشیه­ای که کیفیت پایینی دارد، ساخته شده است. همچنین ناگفته نماند که شارها، عناصر زیادی را شامل می­شوند تا امکان تصفیه ریزساختار جوش فراهم آورده شود.

الکترود سلولزی، چه نوع الکترودی است؟

مقدار بسیار زیادی وجود دارند که پوشش الکترود سلولزی را به وجود می­آورند و در زمان جوشکاری در هر شرایطی مقدار زیادی هیدروژن در قوس ایجاد می­کنند تا نفوذ صورت بگیرد. فلز جوش مقدار زیای هیدروژن محلول دارد که از رطوبت زیاد پوشش نشأت می­گیرد. لذا استفاده از روش­های ویژه جوشکاری، جزء ملزومات است و همچنین باید در حین جوشکاری از مواد تقریبا نازک، در حد 8 – 10 میلی متر با وجود دمای حدودی 100 – 250 درجه سانتیگراد، استفاده به عمل آورده شود.

وجه تمایز الکترودهای سلولزی و الکترودهای روتیل با نام­ ,E6010  مولفه­های الکتریکی است که در حین جوشکاری از آن­ها استفاده می­شود و همینطور نوع پوشش آن­ها نیز از شباهت موجود اطلاع می­دهد. البته ناگفته نماند که پوشش E6010 از سدیم بهره می­برد. در عین حال E6011 حاوی پتاسیم است؛ این در حالی است که  هردو “الکترود سلولزی” قادر به انجام عملیات تحت جریان مستقیم (+DC) می­باشند و تنها حالت دوم جهت انجام در عملیات با جریان جایگزین (AC) هماهنگ است.

در DCEP, DCEN, AC فرآیند MMA قابل استفاده است اما در هر حالت وجود جریان ثابت جهت ایجاد تعادل در عدم مقاومت، بر عهده شخص جوشکار است.

ویژگی­های مکانیکی الکترود سلولزی

از جمله ویژگی­های بارز این الکترود، می­توان به نفوذ عمیق، میزان رسوب بسیار بالا و همچنین توانایی استفاده در موقعیت عمودی پایین اشاره کرد که بیشترین سطح کاربرد الکترود سلولزی جهت ایجاد خطوط لوله بین کشوری است. جوشکاری مخازن ذخیره سازی نیز در حد بسیار محدودتری می­تواند یکی از ویژگی­های کاربردی این الکترود را در بر بگیرد. کاربرد به عنوان ریشه از روش جوشکاری یکی دیگر از موارد استفاده این الکترود را شامل می­شود که نوعی کاربرد محدودتری را به خود اختصاص می­دهد و در مصارف صنعتی­تر اعمال می­شود.

البته بعد از عبور ریشه، یک پاس گرم رسوب باید در بازه زمانی 10 دقیقه اعمال شود تا بدین صورت محدود شدن مجرای جوشکاری از طریق خنک شدن انجام شود و همچنین اجازه خروج هیدروژن نیز صادر شود. ویژگی­های روش جوشکاری این محدودیت را مشخص می­کنند.

جوشکاری به وسیله الکترود سلولزی

قرار گرفتن جوش­ها با سرعت زیاد در حالت پشت سر هم، از درجه اهمیت زیادی برخوردار است. از این رو، جوشکاری به وسیله الکترود سلولزی باید توسط یک جوشکار ماهر و توانمند انجام شود. انجام سریع و پشت سر هم جوش­ها کمک می­کند تا گرمای موجود حفظ شود و هیدروژن نیز از بین برود. به منظور کنترل استخر جوشکاری، جوشکار قادر است بر روی لوله با جداره ضخیم قابلیت افزایش اندازه و خطر بیش از اندازه قوس و طغیان اتصال را با مشکل همراه سازد.

البته هر نوع متفاوت از جوشکاری سلولزی به جوشکار ماهری نیاز دارد که بتواند فرآیند انجام کار را به درستی به مرحله انجام برساند. تحت این شرایط جوشکاری لوله­های اجاق گاز نباید بدون مراقبت و عدم اثبات صلاحیت جوشکار انجام شود.

نوع الکترود

الکترودهای سلولزی، مشخصات خاص جوشکاری را در برمی­گیرد که به ترکیب پوششی خاص منجر می­شود. حدود 35 درصد وزن پوشش الکترودهای سلولزی را اجزای آلی تشکیل می­دهد. باقی مانده اجزا از موادی مانند سرباره، فرومنگنز و چسب سیلیکات تشکیل می­شود. پوشش الکترودهای سلولزی از رطوبت نسبتا بالایی بهره می­برد که این رطوبت از سوختن سریع و نامطلوب قطعات آلی در زمان جوشکاری الکترود، جلوگیری به عمل می­آورد.

در همین حین رطوبت الکترودهای سلولزی بر ویژگی­ها و خصوصیات جوشکاری تاثیر شایانی می­گذارد. از سوی دیگر در موارد خصوصیات و ویژگی­های الکترودهای خطوط لوله گاز، از وجود هیدروژن استقبال می­شود که در همین حین استفاده نادرست از این نوع از الکترودها سبب می­شود تا زیان­هایی چون ترک­های زیر لایه حاصل شود که از گاز هیدروژن موجود نشأت می­گیرد.

پوشش الکترودهای سلولزی

پودر سلولز، اجزای سازنده سرباره، روتیل یا دی اکسید تیتانیوم، سنگ معدن آهن غنی شده یا پودر آهن، کربنات­ها شامل سنگ مرمر – منیزیت­ و یا دولومیت، چسب یا شیشه ­های مایع سیلیکات و سیلیکات­های آلومینیوم شامل زغال سنگ و.. موادی هستند که پوشش الکترودهای سلولزی را در برمی­گیرند.

محتوی پودر نیکل و فرومولیبدن در پوشش الکترودهای خطوط لوله گاز در جهت جوشکاری فولادهای همراه با مقاومت بالا به کار برده می­شود. همچنین قابل بیان است که الکترودهای خطوط لوله گاز با ضریب جرم کم (25 – 25 درصد) و پوشش نازک، تعیین می­گردند.

پودر سلولز در وزن 20 الی 45 درصد برای پوشش الکترودهای سلولزی به مصرف می­رسد. هنگام سوختن پودر سلولز در قوس جوشکاری، نوعی گازهای محافظ تولید می­شود که از واکنش فلز ذوب شده با هوا جلوگیری به عمل می ­آورد. تحت تاثیر ترکیب و ضخامت پوشش به همراه انتقال مواد در هنگام جوشکاری، پایداری قوس و استخر جوش و ویسکوزیته سرباره دچار تغییر می­شود.

گنجایش محتوای تقریبا زیاد غیر فلزی در فلز جوش به واسطه ترکیب شیمیایی پوشش سلولزی انجام می­شود که به این ترتیب انرژی ضربه کاهش پیدا خواهد کرد.

نقش الکترودهای خطوط لوله گاز یا الکترودهای سلولزی

در جوشکاری عمودی پایین به همراه سرعت مضاعف و خطر کم­تری از نفوذ و عدم هم­جوشی از الکترودهای چوبی روکش­ دار سلولزی استفاده به عمل آورده می­شود.

برای جوشکاری عبور ریشه خطوط لوله با نفوذ مطلوب، الکترودهای چسب سلولزی مورد پیشنهاد قرار می­گیرند.

جهت انجام جوشکاری پاس ریشه به همراه سرعت بالا و نفوذ مناسب، الکترودهای سلولزی به عنوان مناسب­ترین و بهترین الکترودها شناخته می­شوند.

جریان مستقیم در قطب مثبت (+DC) یا جریان متناوب (AC)  با الکترودهای چوبی پوشش داده شده با سلولز، جوش داده می­شوند.

به عنوان آخرین نقش می­توان گفت که در جوشکاری اتصالات عمودی و محیطی مخازن ذخیره روغن از الکترودهای چسب سلولزی در جوشکاری استفاده می­شود.

ویژگی­های الکترودهای سلولزی

الکترود سلولزی پوشش خود را در حین جوشکاری از طریق فرآیند شکستن از دست می­دهد و در ادامه مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و هیدروژن تولید می­شود. از این گازهای تولیدی به عنوان گاز محافظ از فلز مذاب استفاده می­شود. همچنین روکش سلولز توسط الکترودهای سلولزی با جوشکاری به همراه سرعت رسوب بالا به تولید می­رسد.

7010 – A1	8010G
E6010	8010P – 1
7010G	7010P1

ذوب شدن پوشش الکترود باعث می­شود که هیدروژن تشکیل شده با ولتاژ قوس نسبتا بالایی تولید شود. البته حجم نسبتا کمی سرباره توسط الکترود سلولزی تولید می­شود. از سوی دیگر برای درزهای دایره­ای مانند ایمن شده (خطوط لوله) از الکترود سلولزی جوشکاری با کیفیت عالی استفاده می­شود.

همچنین به سبب تولید جوش­های زیاد هیدروژنی به وسیله الکترود سلولزی، امکان خطر ترک خوردگی هیدروژن وجود دارد. در دمای پایین جوشکاری، الکترودهای چوبی روکش سلولز با مقاومت کم ایجاد می­شوند.

از دیگر ویژگی­های و مشخصات بارز الکترودهای خطوط لوله گاز می­توان به موارد: حساسیت کم به تشکیل تخلخل، ضربه مجدد آسان قوس، قابلیت جدا شدن بسیار خوب سرباره، امکان جوشکاری با همان وضعیت در تمام شرایط جوشکاری، خواص مکانیکی فلز جوشکاری و ترکیب شیمیایی مورد نیاز، اشاره کرد.

با تمام این تفاسیر می­توان به این نتیجه دست یافت که الکترودهای سلولزی، کاربرد گسترده­ای را در صنعت و خطوط لوله گاز، فراهم می­آورند.