الکترودهای مورد استفاده در جوشکاری به دو دسته اصلی مفتول‌های فلزی با پوشش و بدون پوشش تقسیم می‌شوند. این الکترودها معمولا از موادی ساخته می‌شوند که با جنس سایر قطعات جوشکاری همخوانی دارند. این ابزارهای مهم به راحتی می‌توانند جریان الکتریسیته را از دستگاه جوش عبور دهند.
الکترودهای جوشکاری به عنوان یکی از نیازمندی‌های اساسی در فرآیند جوشکاری شناخته می‌شوند و برای پر کردن فضاهای خالی میان اتصالات مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، این فلزات به عنوان عایق‌های موثر می‌توانند مدت زمان خنک شدن جوش را افزایش دهند و به همین دلیل گزینه‌های مناسبی برای انتخاب به شمار می‌روند. در این مقاله از ایلیا صنعت قصد داریم تا انواع الکترود جوشکاری را معرفی کنیم.
تقسیم بندی انواع الکترود
به طور کلی انواع الکترود جوشکاری و کاربرد آن ها بر اساس معیارها و استانداردهای زیر تقسیم بندی می شوند:
- جنس الکترود: فولاد نرم/ فولاد پر کربن/ آلیاژهای فولاد/ نیکل/ فلزات غیر آهنی
- ضخامت پوشش : پوشش نازک/ پوشش متوسط/ پوشش ضخیم/ پوشش خیلی ضخیم
- پوشش شیمیایی : پوشش اسیدی/ پوشش قلیایی/ پوشش رتیلی/ پوشش سلولزی و مرکب
انواع الکترود جوشکاری از نظر جنس
جوشکاری قوس دستی SMAW یا MMAW از الکترود های پوشش داده شده با جریان الکتریکی استفاده می کند تا گرما را بوسیله حرارت تولید کند و همچنین برای تامین مواد پر کننده در منطقه جوش، الکترود های فلزی و کربن به طور عمده در جوشکاری دستی فولادی، آلیاژ فولاد، فولاد های ساختمانی، فولاد مقاوم در برابر حرارت، پوشش (فلز سازی)، چدن و دیگر فلزات مورد استفاده قرار می گیرند. الکترود های فلزی از سه نوع هستند:
الکترود بدون پوشش
اگر یک سیم لخت به عنوان الکترود استفاده شود می بینیم که کنترل قوس دشوار است، جریان قوس سرگردان بیش از استخر مذاب است نتیجه این است که جوش به نظر متخلخل و شکننده است، با الکترود های سیم براق، بسیاری از فلز ها بوسیله فرآیند تبخیر تبدیل به بخار می شوند.
الکترود پوشش داده شده
الکترود های پوشش دار دارای مزایای فراوانی هستند، الکترود پوشش داده شده یک میله پر کننده کربن است که توسط یک فرم از مواد فلومس پوشیده شده است، ترکیبات پوشش در اطراف یک سیم برای تثبیت قوس و بهبود خواص فلز جوش استفاده می شود.
مواد در پوشش الکترود برای جوش موضعی عمدتا بوراکس، آمونیاک، گوگرد، سلولز، کاربید کلسیم، دولومیت، روتیل، میکا، خاک رس، سیلکا، دی اکسید منگنز، پودر آهن، فرسایش سیلیکون، سیلیکات سدیم، سیلیکات پتاسیم و غیره است و همه عامل های محافظت کننده هستند.
مواد پوشش داده شده به سیم الکترود تا حد زیادی قدرت فلز جوش راتعیین می کند، قوس را می توان آسان کنترل کرد و جذب گاز های اتمسفری توسط قوس را به حداقل رساند و از آن محافظت کرد. قوس تحت حرارت، ترکیبات شیمیایی در پوشش الکترود نیز واکنش نشان می دهند تا سرباره ایجاد شود که مایع و سبک تر از فلز مذاب است و در سطح سرد می شود و یک پوشش محافظ در برابر اثرات اتمسفری ایجاد می کند.
الکترود های سنگین
الکترود های سنگین و یا الکترود های محافظتی برای بدست آوردن یک فلز جوش با کیفیت بالا، قابل مقایسه و حتی بالاتر از فلز اصلی با توجه به خواص مکانیکی است، تولید کنندگان صنعتی انواع مختلفی از الکترود های سنگین پوشش داده شده توسط موسسات تحقیقاتی مختلف و آزمایشگاه های صنعتی را تولید می کنند.
بیشتر بخوانید: معرفی الکترود های روکش دار و کاربرد آن در جوشکاری
انواع الکترود جوشکاری از لحاظ نوع پوشش
الکترودهای جوشکاری بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند. یکی از مهم‌ترین این معیارها، نوع پوشش الکترود است. بر اساس این معیار، الکترودهای جوشکاری به شرح زیر دسته‌بندی می‌شوند:
الکترودهای قلیایی
این نوع الکترودها دارای پوشش قلیایی هستند. پوشش قلیایی از ترکیبات کلسیم، منیزیم و سیلیکون تشکیل شده است. الکترودهای قلیایی دارای مزایای زیر هستند:
- کیفیت جوش بالا
- استحکام جوش بالا
- نفوذ جوش بالا
الکترودهای قلیایی برای جوشکاری فولادهای ساختمانی، فولادهای ضد زنگ و فولادهای آلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
الکترودهای اسیدی
این نوع الکترودها دارای پوشش اسیدی هستند. پوشش اسیدی از ترکیبات سیلیکون، فسفر و منیزیم تشکیل شده است. الکترودهای اسیدی دارای مزایای زیر هستند:
- جوشکاری آسان
- جداسازی سرباره آسان
- هزینه پایین
الکترودهای اسیدی برای جوشکاری فولادهای ساختمانی، فولادهای کم آلیاژ و فولادهای ضد زنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
برای خرید الکترود 6013 بر روی لینک کلیک کنید.
الکترودهای رتیلی
این نوع الکترودها دارای پوشش رتیلی هستند. پوشش رتیلی از ترکیبات روتیل، سیلیکون و منیزیم تشکیل شده است. الکترودهای رتیلی دارای مزایای زیر هستند:
- جوشکاری آسان
- جداسازی سرباره آسان
- مقاومت در برابر ترک خوردگی
الکترودهای رتیلی برای جوشکاری فولادهای ساختمانی، فولادهای کم آلیاژ و فولادهای ضد زنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
الکترودهای سلولزی
این نوع الکترودها دارای پوشش سلولزی هستند. پوشش سلولزی از ترکیبات سلولز، سیلیکون و منیزیم تشکیل شده است. الکترودهای سلولزی دارای مزایای زیر هستند:
- عمق جوش بالا
- سرعت جوشکاری بالا
الکترودهای سلولزی برای جوشکاری فولادهای ساختمانی، فولادهای کم آلیاژ و فولادهای ضد زنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
الکترودهای اکسیدی با پوشش ضخیم
این نوع الکترودها دارای پوشش اکسیدی ضخیم هستند. پوشش اکسیدی این الکترودها از ترکیبات اکسید آهن، اکسید سیلیکون و اکسید منیزیم تشکیل شده است. الکترودهای اکسیدی با پوشش ضخیم دارای مزایای زیر هستند:
- کیفیت جوش بالا
- استحکام جوش بالا
- مقاومت در برابر خوردگی
الکترودهای اکسیدی با پوشش ضخیم برای جوشکاری فولادهای ساختمانی، فولادهای ضد زنگ و فولادهای آلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علاوه بر نوع پوشش، الکترودهای جوشکاری بر اساس معیارهای دیگری نیز دسته‌بندی می‌شوند. از جمله این معیارها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قطر الکترود: قطر الکترود بر اساس میلی‌متر بیان می‌شود. قطر الکترود با ضخامت قطعه کار و نوع جوشکاری ارتباط دارد.
- نوع مفتول: مفتول الکترود از جنس‌های مختلفی مانند فولاد، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و مس ساخته می‌شود. نوع مفتول بر اساس نوع جوشکاری و خواص مورد نظر جوش انتخاب می‌شود.
- نوع قطبیت: الکترودهای جوشکاری می‌توانند با قطبیت مستقیم (DC+) یا قطبیت متناوب (AC) مورد استفاده قرار گیرند. نوع قطبیت بر اساس نوع الکترود و نوع جوشکاری انتخاب می‌شود.
انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری امری مهم است. انتخاب الکترود نامناسب می‌تواند منجر به کاهش کیفیت جوش، افزایش هزینه‌ها و حتی بروز خطرات شود.
بیشتر بخوانید: انواع جوشکاری چیست؟
هدف از پوشش الکترود های جوشکاری
- تسهیل ایجاد و نگهداری قوس
- محافظت از فلز مذاب از اکسیژن و نیتروژن هوا با تولید یک سپر گاز در اطراف قوس و استخر جوش
- با یک پودر سرباره روی جوش، میزان خنک سازی کاهش می یابد
- ارائه وسیله ای برای معرفی عناصر آلیاژی که در سیم هسته ای موجود نیستند.
مزایا الکترود جوشکاری
الکترودهای جوشکاری مزایای زیادی دارند که عبارتند از:
- سهولت در استفاده: الکترودهای جوشکاری نسبت به سایر روش‌های جوشکاری، مانند جوشکاری گازی یا جوشکاری با گاز محافظ، استفاده آسان‌تری دارند.
- هزینه پایین: الکترودهای جوشکاری نسبت به سایر روش‌های جوشکاری، مانند جوشکاری لیزری یا جوشکاری با پرتو الکترونی، هزینه کمتری دارند.
- انعطاف‌پذیری: الکترودهای جوشکاری را می‌توان برای جوشکاری انواع مختلف فلزات، از جمله فولاد، آلومینیوم، مس و فولاد ضد زنگ، استفاده کرد.
- سرعت جوشکاری: الکترودهای جوشکاری را می‌توان با سرعت نسبتاً بالایی استفاده کرد.
معایب الکترود جوشکاری
الکترودهای جوشکاری مزایای زیادی دارند، اما معایبی نیز دارند که عبارتند از:
- تولید سرباره: الکترودهای جوشکاری در حین جوشکاری سرباره تولید می‌کنند. سرباره باید پس از اتمام جوشکاری جداسازی شود.
- آلودگی: الکترودهای جوشکاری می‌توانند فلزات سنگین و سایر آلاینده‌ها را وارد جوش کنند. این آلودگی‌ها می‌توانند خواص جوش را کاهش دهند.
- خطرات ایمنی: الکترودهای جوشکاری می‌توانند خطراتی مانند برق گرفتگی، سوختگی و آسیب چشمی را ایجاد کنند.
از جمله معایب خاص هر نوع الکترود جوشکاری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- الکترودهای قلیایی: این نوع الکترودها برای جوشکاری در شرایطی که خطر ترک خوردگی جوش وجود دارد، مناسب نیستند.
- الکترودهای اسیدی: این نوع الکترودها برای جوشکاری در شرایطی که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بالا است، مناسب نیستند.
- الکترودهای رتیلی: این نوع الکترودها برای جوشکاری در شرایطی که نیاز به نفوذ جوش بالا است، مناسب نیستند.
- الکترودهای سلولزی: این نوع الکترودها برای جوشکاری در شرایطی که نیاز به جوشکاری سریع است، مناسب نیستند.
- الکترودهای اکسیدی با پوشش ضخیم: این نوع الکترودها برای جوشکاری در شرایطی که نیاز به سهولت در استفاده و هزینه پایین است، مناسب نیستند.
الکترودهای جوشکاری یکی از پرکاربردترین مواد مصرفی در جوشکاری هستند. این الکترودها مزایای زیادی دارند، اما معایبی نیز دارند که باید هنگام استفاده از آنها در نظر گرفته شوند.
کاربرد الکترود جوشکاری
کاربرد الکترودهای جوشکاری بسیار گسترده است. از الکترودهای جوشکاری برای جوشکاری انواع مختلف فلزات، از جمله فولاد، آلومینیوم، مس و فولاد ضد زنگ، استفاده می‌شود. الکترودهای جوشکاری را می‌توان برای جوشکاری قطعات فلزی با ضخامت‌های مختلف، از جمله قطعات نازک و ضخیم، استفاده کرد. در ادامه به برخی از کاربردهای متداول الکترودهای جوشکاری اشاره می‌کنیم:
- ساخت و ساز: الکترودهای جوشکاری در ساخت و ساز برای جوشکاری انواع سازه‌های فلزی، از جمله اسکلت‌های ساختمانی، پل‌ها و مخازن، استفاده می‌شوند.
- صنعت: الکترودهای جوشکاری در صنعت برای جوشکاری انواع قطعات فلزی، از جمله قطعات ماشین‌آلات، قطعات خودرو و قطعات کشتی، استفاده می‌شوند.
- تعمیر و نگهداری: الکترودهای جوشکاری برای تعمیر و نگهداری انواع قطعات فلزی، از جمله قطعات خودرو، قطعات ماشین‌آلات و قطعات تجهیزات صنعتی، استفاده می‌شوند.
الکترودهای جوشکاری یکی از پرکاربردترین مواد مصرفی در جوشکاری هستند. این الکترودها مزایای زیادی دارند که آنها را به گزینه‌ای محبوب برای جوشکاران تبدیل می‌کند.
مشخصات الکترودهای جوشکاری
الکترودهای جوشکاری با کدهای مختلفی مشخص می‌شوند. این کدها اطلاعات مهمی در مورد خواص و کاربرد الکترود ارائه می‌دهند. به طور کلی در فرایند مربوط به جوشکاری، مشخصات انواع الکترود با یک سری اعداد مشخص و تعیین شده ای شناسایی می گردد که به شرح زیر می باشد:
- E = جریان برق
- ۶۰ = کشش گرده جوش بر اساس پاوند بر اینچ مربع
- ۱ = حالات مختلف جوشکاری
- ۰ = نوع جریان
کد الکترود جوشکاری
کد الکترود جوشکاری از حروف و اعداد تشکیل شده است. حروف اول کد نشان‌دهنده نوع الکترود هستند. حروف بعدی کد نشان‌دهنده استحکام تسلیم جوش هستند. عدد آخر کد نشان‌دهنده نوع جریان جوشکاری مورد نیاز برای استفاده از الکترود است.
استحکام تسلیم جوش
استحکام تسلیم جوش با حروف بعدی کد مشخص می‌شود. این عدد نشان‌دهنده استحکام تسلیم جوش بر حسب پوند بر اینچ مربع (psi) است. به عنوان مثال، الکترود E۷۰۱۸ جوش‌هایی با استحکام تسلیم ۷۰۰۰۰ psi تولید می‌کند.
نوع جریان جوشکاری
نوع جریان جوشکاری مورد نیاز برای استفاده از الکترود با عدد آخر کد مشخص می‌شود. این عدد نشان‌دهنده نوع جریان جوشکاری مورد نیاز برای استفاده از الکترود است. به عنوان مثال، الکترود E۷۰۱۸ برای جوشکاری با جریان مستقیم (DC) مناسب است.
مثال کد الکترود جوشکاری
مثال کد الکترود جوشکاری E۷۰۱۸ نشان‌دهنده این است که:
- این الکترود قلیایی است.
- جوش‌هایی با استحکام تسلیم ۷۰۰۰۰ psi تولید می‌کند.
- برای جوشکاری با جریان مستقیم (DC) مناسب است.
سایر مشخصات الکترودهای جوشکاری
علاوه بر مشخصات ذکر شده در بالا، الکترودهای جوشکاری دارای مشخصات دیگری نیز هستند که باید هنگام انتخاب الکترود در نظر گرفته شوند. این مشخصات عبارتند از:
- نوع پوشش: نوع پوشش الکترود بر خواص جوش تأثیر می‌گذارد. انواع پوشش الکترود عبارتند از:
- پوشش قلیایی: این نوع پوشش جوش‌هایی با کیفیت بالا، استحکام بالا و نفوذ بالا تولید می‌کند.
- پوشش اسیدی: این نوع پوشش جوش‌هایی با جوشکاری آسان، جداسازی سرباره آسان و هزینه پایین تولید می‌کند.
- پوشش رتیلی: این نوع پوشش جوش‌هایی با جوشکاری آسان، جداسازی سرباره آسان و مقاومت در برابر ترک خوردگی تولید می‌کند.
- پوشش سلولزی: این نوع پوشش جوش‌هایی با عمق جوش بالا و سرعت جوشکاری بالا تولید می‌کند.
- پوشش اکسیدی با پوشش ضخیم: این نوع پوشش جوش‌هایی با کیفیت بالا، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی تولید می‌کند.
انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری امری مهم است. انتخاب الکترود نامناسب می‌تواند منجر به کاهش کیفیت جوش، افزایش هزینه‌ها و حتی بروز خطرات شود. بنابراین، قبل از شروع جوشکاری، باید با انواع الکترودهای جوشکاری و مشخصات آنها آشنا شوید.
عوامل موثر در انتخاب انواع الکترود
در انتخاب انواع الکترود جوشکاری عوامل مؤثر متعددی دخیل هستند که در ادامه به شرح آن ها می پردازیم:
حالت جوشکاری
برخی از الکترودهای ساخته شده برای حالت جوشکاری خاص و منحصر به فردی استفاده می شود. مثلاً حالت تخت الکترود را نمی توان برای جوشکاری های سقفی به کار برد.
اهمیت اتصال جوش
اهمیت اتصال جوش یکی از مهم ترین عوامل موثر در انتخاب الکترود به شمار می آید. بنابراین باید توجه داشت که جوشکاری مورد نظر ما در چه راستایی انجام می گیرد.
میزان نفوذ جوش
در جوشکاری های حجیم از جوش نفوذی استفاده می شود. لذا بر حسب میزان نفوذ جوش الکترود مناسب و با کیفیت تهیه می گردد.
هزینه اجرای جوشکاری
بنا به هزینه اجرای جوشکاری الکترود مناسب استفاده می شود.
مهارت جوشکار
به طور معمول در هر پروژه جوشکاری، باید از الکترودهایی استفاده گردد که با توانایی و مهارت جوشکاری سازگاری داشته باشد
تاثیرات انواع الکترود در جوشکاری
انواع الکترودها از یک مغزی و پوشش فلاکس تشکیل شده است. مغزی فلزی شکل این قطعه، فرایند جوش دادن را انجام می دهد و پوشش فلاکس نیز عمل محافظت و پشتیبانی از سطح جوش را بر عهده می گیرد. اما شایان ذکر است که این پوشش، علاوه بر پروسه محافظت تأثیراتی دیگری نیز بر سطح جوش می گذارد که عبارت است از:
- موجب استقرار قوس الکترود می شود
- از تغییر دادن آلیاژ جوش جلوگیری می کند
- تمامی آلودگی های داخل جوش را شناور می سازد
- مواد آلیاژی مناسب را به جوش اضافه می نماید
جمع بندی
در پایان، آشنایی با انواع الکترود جوشکاری به ارتقاء کیفیت جوش کمک کرده و از بروز مشکلات فنی، هزینه‌های اضافی و خطرات احتمالی جلوگیری می‌کند. انتخاب الکترود مناسب باید بر اساس نوع فلز پایه، شرایط محیطی، موقعیت جوشکاری و نیازهای فنی پروژه انجام شود. با درک دقیق تفاوت‌ها و مزایای هر نوع الکترود، می‌توان فرآیند جوشکاری را به سطحی حرفه‌ای‌تر و ایمن‌تر ارتقا داد.
بدون دیدگاه