الکترودها در جوش قوس الکتریکی
انواع قوس ها در جوشکاری با قوس الکتریک:
تهیه قوس الکتریک به دو صورت با الکترودهای مصرفی و یا با الکترودهای غیر مصرفی مثلاً الکترودهای ذغالی و تنگستنی انجام میگیرد. قوس الکتریک را می توان هم با جریان مستقیم و هم با جریان متناوب ایجاد کرد. ولی عملاً دیده می شود که جوشکاری با جریان مستقیم راحت تر و بهتر انجام می گیرد.
جنس الکترودها در جوشکاری با قوس الکتریک :
چنانچه الکترود از نوع غیر مصرفی باشد الکترود از کربن – گرافیت یا تنگستن اختیار می گردد. الکترودهای کربنی یا گرافیتی مورد استعمالشان فقط در جوشکاری با جریان مستقیم می باشد در حالیکه الکترودهای غیر مصرفی از فلز تنگستن یا ولفرام را می توان برای هر دو نوع جریان بکار برد.
الکترودهای مصرفی بر حسب موارد کاربردشان از مواد گوناگونی ساخته شده و معمولاً شامل موارد زیر می باشد:فولاد نرم
فولاد پر کربن
فولاد آلیاژی مخصوص
الکترود چدن
فلزات غیر آهنی
در مورد فلزات غیرآهنی از الکترودها و آلیاژهای مانند مس – آلومینیوم – آب نقره برنج و برنز می توان نام برد.
نوشته شده توسط کوشا
تقسیم بندی فرآیندهای جوشکاری :
با
در نظر گرفتن تولید و نحوه حرارت و نحوه محافظت محل جوش اتمسفر و سایر
موارد می توان هفت گروه زیر را در فر آیند های جوشکاری مجزا نمود.
1- فرآیند های جوشکاری حالت جامد :
فرآیند جوشکاری اصطکاکی Friction welding
فرآیند جوشکاری آهنگری welding Forge
فرآیند جوشکاری فشاری Pressure welding
2- فرآیند جوشکاری شیمیایی- حرارتی :
فر آیند جوشکاری با شعله یا گاز Gas welding
فر آیند جوشکاری ترمیت welding Termite
3- فر آیند های جوشکاری مقاومتی:
فر آیند جوشکاری نقطه ای Spot Distance welding
فرآیند جوشکاری نواریWelding Seam Resistance
4- فرآیند های جوشکاری قوس الکتریکی نپوشیده:
فر آیند جوشکاری قوس الکترود دستی (SMAW or MMAW) Manual Metal Arc Welding
فرآیند جوشکاری الکترود مداوم Automatic Metal Arc Welding
5- فر آیند جوشکاری قوس الکتریکی پوششی زیر لایه سرباره:
جوشکاری زیر پودری (SAW) Submerged Arc Welding
6- فر آیند های جوشکاری قوس الکتریکی پوشیده شده با گاز:
فر آیند جوشکاری قوس الکترود تنگستن Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)
الکترود فلزی محفوظ در گاز (GMAW ( Gas Metal Arc Welding
7- فر آیند های جوشکاری با انرژی تشعشعی:
فرآیند جوشکاری با اشعه لیزر (LBW ( Laser Beam Welding
فرآیند جوشکاری با اشعه الکترونی (Electron Beam Welding (EBW
انواع جوش:
الف) جوش شیاری (groove)
ب) جوش گوشه (fillet)
پ) جوش کام (slot)
ت) جوش انگشتانه (pluge)
جوش گوشه متداول ترین نوع جوش در سازه فولادی می باشد بعد از آن جوش شیاری قرار دارد و جوش انگشتانه و کام به موارد مخصوصی که در آن مقاومت جوش انجام شده در لبه ها به حد کافی نباشد محدود می شود.
جوش شیاری: جوشی است که در درز بین دو قطعه رسوب می کند و در دو نوع با نفوذ کامل و با نفوذ نسبی اجرا می شود.
جوش گوشه : جوشی است که بر وجوه جانبی دو قطعه مجاور هم رسوب می کند.
جوش کام: جوشی است که درون یک شکاف به صورت توپر داده میشود .
جوش انگشتانه: جوشی است که درون یک سوراخ به صورت توپر داده می شود.
انواع اتصال جوشی :
الف) اتصال لب به لب
ب) اتصال پوششی (رویهم)
پ) اتصال سپری
ت) اتصال گونیا
ث) اتصال پیشانی
تأثیر آمپر بر عمق نفوذ و گرده ی جوش :
شدت جریان مقدار نفوذ جوش را
کنترل می کند و به جز موارد استثنایی ، جریان با نفوذ رابطه ی مستقیم دارد .
تغییر جریان مقدار ولتاژ را نیز تحت تأثیر قرار می دهد . در طول قوس ثابت ،
با افزایش جریان ، ولتاژ نیز افزایش می یابد. از جنبه های تکنولوژیکی،
جریان جوشکاری افزایش قابل توجهی بر روی عمق نفوذ جوش دارد ولی افزایش آن
بیش از یک مقدار معین باعث می شود که سطح گرده ی جوش رضایت بخش نباشد. به
ازای ضخامت معین از قطعات ، جریان حداکثری وجود دارد که بهترین نفوذ را با
سطح گرده ی صاف و یکنواخت ارائه می دهد
بر اثر افزایش شدت جریان ،
بازده ی انرژی برگشت افزایش یافته و سهم بیشتری از حرارت ورودی صرف ذوب فلز
در منطقه تحت جوشکاری می گردد . همچنین به علت افزایش شدت جریان ، قطر
ستون نیز افزایش می یابد به همین دلیل نفوذ جوش و بستر جوش به نسبت افزایش
بازده و قطر ستون قوس بیشتر می گردد .
چنانچه شدت جریان بیش از اندازه
کم باشد، گرمای کافی برای ذوب کردن ورق ها تأمین نمی شود و نفوذ کافی
نیست. چنانچه شدت جریان بیش از اندازه زیاد باشد گرمای زیادی به ورق ها
داده می شود در نتیجه ممکن است نفوذ بالا بوده و باعث سوراخ شدن قطعه کار
شود.
سه نوع عمق در جوشکاری مد نظر قرار می گیرد :
الف ) عمق ذوب: فاصله ی سطح کار یا سطح شکاف تا مرز جامد و مایع در حوضچه ی جوش و یا میزان وسعت پیشرفت ذوب در دیواره ها است .
ب ) عمق نفوذ اتصال: فاصله ی سطح ورق تا ته حوضچه یا مرز تحتانی است که ذوب انجام گرفته است .
ج ) عمق نفوذ ریشه ی اتصال: در
جوش های پخ سازی شده یا شکاف دار فاصله ی ریشه ی شکاف تا ته حوضچه ی جوش یا
مرز تحتانی حوضچه ی جوش را عمق نفوذ ریشه ی اتصال گویند .
عمق نفوذ اتصال متأثر از چندین
فاکتور است که مهمترین آن ها حرارت داده شده به موضع جوش است؛ افزایش شدت جریان الکتریکی باعث عمیق تر شدن عمق نفوذ اتصال می شود.
فاکتور های دیگری که قابل اندازه گیری باشند عبارتند از : سرعت پیشرفت
جوشکاری ، قطبیت الکترود ، نوع پوشش الکترود یا پودر جوش ، نوع گاز محافظ ،
طرح اتصال و زاویه ی الکترود با سطح کار
تأثیر قطر الکترود بر عمق نفوذ :
در انتخاب صحیح اندازه ی الکترود ، مهارت و
تجربه جوشکار ، ضخامت اجسامی که جوشکاری می شوند و اندازه ی آن ها نقش
دارد . اگر قطر الکترود کوچک باشد ، سرعت رسوب یا سرعتی که فلز جوش به جوش
اضافه می شودکمتر است . با الکترودهای قطر کم ، جوش های قابل قبولی روی
ورق های ضخیم می توان ایجاد کرد . ولی اغلب نیاز به زمان زیادی دارند .
اگر قطعات کوچک و نازک را با الکترود های قطر بزرگ جوشکاری کنیم ، قطعات بسیار داغ می شوند.
برای تعیین اینکه جوش خیلی داغ است یا نه ،
به شکل لبه هایی که به دنبال حوضچه ی مذاب جوش ایجاد شده اند نگاه کنید .
حوضچه ی مذاب:
موج های گرد نشان می دهند که خنک شدن جوش
یکنواخت بوده و حرارت بیش از اندازه نبوده است . موج های نوک تیز نشان می
دهند که سرعت خنک شدن فلز جوش به دلیل حرارت زیاد ، خیلی پایین است . حرارت
بیش از حد باعث سوختگی می شود که تعمیر آن مشکل است .
برای حل مشکلات داغ شدگی ، جوشکار می
تواند شدت جریان را کم نماید ، از قوس کوتاهتر استفاده کند ، سرعت جوشکاری
را بالا ببرد و یا از مبرد و یا الکترود کوچکتر با شدت جریان کمتر استفاده
نماید .
عمق نفوذ اتصال متأثر از چندین فاکتور است
که مهمترین آن ها حرارت داده شده به موضع جوش است . به عنوان مثال ،
افزایش شدت جریان الکتریکی باعث عمیق تر شدن عمق نفوذ اتصال می شود فاکتور
های دیگری که قابل اندازه گیری باشند عبارتند از : سرعت پیشرفت جوشکاری ،
قطبیت الکترود ، نوع پوشش الکترود یا پودر جوش ، نوع گاز محافظ ، طرح اتصال
و زاویه ی الکترود با سطح کار .
افزایش قطر سطح الکترود باعث افزایش رسوب گذاری سطح مقطع جوش می شود.
هر الکترود باید در رنج (Range بازه) جریان ( آمپر ) خاصی به کار برده شود.
جوشکاری با جریان خیلی پایین باعث ذوب و
پایداری ضعیف قوس خواهد شد . جوش دارای نا خالصی های سرباره و گاز خواهد شد
؛ زیرا فلز جوش به مدت کافی روان نبوده تا پوشش الکترود وارد واکنش شود .
همچنین فلز جوش نفوذ کمی در فلز پایه داده و یا اصلا نفوذ ندارد . با جریان
خیلی پایین ، طول قوس خیلی کوتاه خواهد بود . قوس خیلی کوتاه باعث چسبیدن و
اتصال کوتاه شدن الکترود می شود .جریان جوشکاری محدود به ظرفیت حمل جریان مغزه ی
الکترود است .
با افزایش جریان ، دمای سیم به دلیل مقاومت الکتریکی افزایش می یابد .
پیش گرم شدن الکترود باعث می شود که
بعضی از عناصر شیمیایی پوشش خیلی زودتر بسوزند . از دست رفتن توازن بین
عناصر پوشش ، باعث ضعف پایداری قوس می شود . این شرایط باعث پاشش مک و
ناخالصی های افزایش پاشش به دلیل بلند تر شدن قوس نیز رخ می دهد . خط جوش
که با شدت جریان بالا ایجاد شده پهن ، صاف با نفوذ زیاد می باشد . پاشش ها
زیاد و اغلب دارای سختی زیادی هستند . شدت جریان بسیار زیاد باعث تغییر
رنگ ، ترک ، قرمز شدن و سوختن الکترود می شود .
افزایش قطر الکترود باعث کاهش
مقاومت الکتریکی در برابر عبور جریان می شود که طبق رابطه ی V=IR در ولتاژ
ثابت ، کاهش مقاومت الکتریکی باعث افزایش جریان الکتریکی می شود که این
موضوع باعث افزایش عمق نفوذ می گردد.
الکترود:
الکترود جوشکاری مفتول فلزی است که دور تا دور آن توسط پوشش فلاکس (Flux Coating) احاطه گردیده است. قطر آن از روی قطر مغزی آن محاسبه می گردد. روکش الکترود اغلب از آهک، سلولز، اکسید سدیم، خاک رس و یا آزبست تشکیل گردیده است. از الکترود جهت پرکردن فضای اتصال میان دو سطح جوشکاری استفاده می گردد.
قوس الکتریکی:
بدیهی
است که جریان الکتریکی از مدار باز نمی تواند عبور کند چون مقاومت
الکتریکی آن فوق العاده زیاد است. مدار بسته هم در مقابل جریان الکتریکی
مقاومت نشان می دهد و در اثر این مقاومت ها مقداری از انرژی الکتریکی تبدیل
به انرژی حرارتی می شود. هر چه مقاومت الکتریکی بیشتر باشد حرارت ایجاد
شده بیشتر است.
اگر
دو سر مثبت و منفی یک مولد برق به هم برخورد کرده و سپس در فاصله کمی از
هم قرار بگیرند بین آنها قوس الکتریکی برقرار می شود و جریان برق از مدار
می گذرد. ولی چون مقاومت الکتریکی قوس زیاد است، حرارت قابل ملاحظه ای
تولید می شود. از حرارت فوق الذکر می توان برای ذوب دو قطعه فلز و اتصال
آنها به یکدیگر استفاده نمود.
قوس
الکتریکی به عوامل مختلفی نظیر جنس الکترود، طول قوس، نوع گاز، فاصله
هوایی و نوع جریان الکتریکی بستگی دارد. برای روشن کردن قوس الکتریکی و
نگهداری قوس به ولتاژ بیشتری لازم است، چون مقداری از ولتاژ، صرف یونیزه
کردن فاصله هوایی بین الکترود و قطعه کار می شود. قوس الکتریکی در میدان
مغناطیسی منحرف می شود و با کوتاه کردن قوس، نزدیک کردن اتصال جوش، گرفتن
الکترود در جهت انحراف قوس و تغییر زاویه الکترود می توان از میزان انحراف
قوس کم کرد.
مدار جوشکاری قوسی:
در
جوشکاری با قوس الکتریکی ، جریان برق از طریق کابل جوشکاری و انبر الکترود
به میله الکترود می رسد. سر دیگر ماشین جوش به قطعه کار مورد جوشکاری یا
به میز کار متصل می شود که با تماس الکترود با قطعه کار، در مدار جریان برق
اتصال کوتاه حاصل شده و جریان زیادی از طریق الکترود - قوس قطعه مورد
جوشکاری - کابل برگشت، به طرف ماشین جوشکاری عبور می کند.
حال اگر الکترود از فلز مبنا جدا شده و در فاصله معینی از آن قرار گیرد جهش جرقه باعث یونیزه شدن هوا و ایجاد قوس می گردد.
مقاومت
الکتریکی زیاد قوس ، تولید حرارت فوق العاده ای می نماید که باعث ذوب
الکترود و لبه های دو قطعه فلز جوش شونده و در هم آمیختن آنها می شود و
بدین ترتیب اتصال دو قطعه را بوسیله جوشکاری فراهم می سازد.
پوشش فلاکس یا Flux Coating:
پوشش فلاکس الکترود کمک زیادی
به ثبات قوس الکتریکی می کند. همچنین ضمن عمل به عنوان عایق جهت ایجاد گاز
محافظ (Gaseous Shield) و شکل گیری سرباره (Slag) شناور بر روی سطح برای
افزایش مدت زمان خنک شدن جوش مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع الکترود از لحاظ جنس مفتول:
- الکترود با مفتول فولاد زنگ نزن
- الکترود با مفتول فولاد کم کربن
- الکترود با مفتول نیکلی
- الکترود با مفتول آلومینیومی
انواع الکترود از نظر پوشش فلاکس:
- الکترود پوشش قلیایی
- الکترود روتیلی
- الکترود روتیلی با پودر آهن
- الکترود سلولوزی
- الکترود اسیدی
- الکترود اکسیدی
انواع الکترود از لحاظ ضخامت پوشش:
- الکترود پوشش نازک
- الکترود پوشش متوسط
- الکترود پوشش ضخیم
- الکترود پوشش خیلی ضخیم
انواع الکترود:
انجماد سریع (Fast Freezing Electrode):
الکترود های جوشکاری انجماد سریع دارای سه خصلت اصلی هستند.
ضمن ایجاد قوس قوی، سرباره بسیار کمی تولید می کنند و امکان استفاده در
تمام موقعیت ها را دارند. کدهای E6010 و E6011 از انواع الکترود های انجماد
سریع هستند.
انجماد پرشده (Fill Freeze Electrode):
الکترودهای جوشکاری انجماد پر
شده دارای فلاکسی سنگین بوده و ضمن توانایی خارج کردن سرباره، امکان ایجاد
دانه هایی با ترکیب یکنواخت را نیز دارند. کدهای E6012، E6013 و E7014 در
زمره الکترود های انجماد پر شده قرار می گیرند.
چسبان سریع (Fast Fit Electrode):
الکترود های جوشکاری چسبنده
سریع دارای پوشش فلاکس بسیار سنگین بر روی سیم و نرخ رسوب گذاری بسیار سریع
هستند. کدهای E6027، E6028 دو نوع از پرکاربردترین هستند.
کم هیدروژن (Low Hydrogen Electrode):
فلاکسی الکترودهای کم هیدروژن دارای مقادیر بسیار کمی هیدروژن
می باشد و از آن برای فولادهای پرکربن استفاده می گردد. E7018 و E7028 در
زمره الکترودهای کم هیدروژن هستند.
ضخامت الکترود و آمپر:
در اغلب موارد هرچقدر قطعه کار ضخیم تر
باشد، جریان ( آمپراژ) مورد نیاز بیشتر و ضخامت الکترود نیز بیشتر خواهد
بود. کاتالوگ سازنده می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص انتخاب مناسب و
تنظیمات دستگاه جوش در اختیار جوشکار قرار دهد.
تقسیم بندی الکترودها بر اساس نوع پوشش آنها:
از حدود 1950 میلادی،
الکترودها را در انگلستان، بر اساس جنس پوشش آنها طبقه بندی می نمودند، که
این تقسیم بندی در نوع خود مؤثر و تا امروز، دربعضی صنایع کاربرد دارد:
طبقه بندی انگلیسی:
1- کلاس اول : سلولزی Cellulosic Type
2- کلاس دوم : روتیلی Rutile Type
3- کلاس سوم : اسیدی Acidic Type
4- کلاس چهارم : اکسیدی Oxide Type
5- کلاس پنجم : قلیایی یا بازی Basic Type
6- کلاس ششم : روتیلی+ پودر آهن Rutile + Iron Powder Type
------------------------------------------------
1- کلاس اول: الکترود سلولزی
بیش از 40 درصد وزن پوشش این نوع الکترودها را سلولز (Cx Hy O2) تشکیل می دهد که در اثر سوختن، مقدار زیادی هیدروژن و اکسید آزاد می کند. گازهـای حاصل حوضچه مذاب و قوس الکتریکی را از نفـوذ گازهای مخرب موجـود دراتمسفر محافظت می نماید؛ ازاین رو، استفاده
از این خانواده الکترودها اغلب درجوشکاری پاس ریشه خطوط لوله انتقال نفت
و گاز و سایر سیالات که درفضای بازانجام می شوند کاربرد وسیعی پیدا کرده
است.
وجود گازهای فعال آزاد شده حاصـل ازسـوختن سـلولز مثل هیدروژن و دی اکسید کربن، علاوه
بر یونیزاسیون قوسی با ولتاژ بالا پدید می آورند به دلیـل انـرژی
فزایـنـده خود، حرارت حـوضچه جـوش را نیز تا حـد قـابـل تـوجـهی افزایش
داده و سبب نفوذ بسیارخوب جوش درداخل فلز پایه می گردند، (الکـترودهای
نفوذی).
نظر به این که اغلب بیشتر حجم
مواد تشکیل دهنده ی پوشش های سلولزی را مواد فرار و سوزنده تشکیل می دهد،
سرباره بسیار نازک و غیر چسبنده بوده و به آسانی از سطح جوش برداشته می
شود.
از دیگرمشخصات پوشش های سلولزی
می توان به امکان استفاده از آنها در وضعیت های مختلف، دود زیاد، قوس بسیار
قوی و نافذ و پایدار، پاشش نسبتا زیاد جرقه های جوش به اطراف جوش و سطح
جوش خشن با مهره جوش های فاصله دار ناهموار اشاره نمود.
در ضمن، بودن عناصر پایدار
کننده قوس در پوشش آن ها سبب شده تا این الکترودها را بتوان با جریان
یکنواخت مستقیم DC بدون هیچ مشکلی به کاربرد.
ازجمله مهم ترین الکترودهای این خانواده، می توان به الکترود های E8010G وE7010G وE6010 اشاره نمود.
در استاندارد مذکورAWS , SFA : 5.1 اگر عدد اول ازسمت راست 0 یا 1 باشد ، پوشش الکترود، سلولزی خواهد بود.
2- کلاس دوم : پوشش های روتیلی
ترکیب اصلی این پوشش ها که درکلاس دوم و سوم قرارگرفته، اکسید تیتانیوم طبیعی Natural Titanium Oxide مقادیر قابل توجهی مواد یونیزه کننده و میکا می باشد که وجود مواد یونیزه کننده، استفاده ازالکترود را آسان تر می کند.
این الکترودها به دلیل سرباره نسبتاً غلیظی که تولید می کند، بیشتر برای جوشکاری در حالت های گوشه (Fillet) و در وضعیت های افقی و سربالا مناسب است.همانگونه که گفته شد، شروع قوس با این الکترودها آسان و بویژه برای جوش های، گوشه و جوشکاری ورق ها توصیه شده است.
جوش حاصل، همچنین دارای ظاهر مناسبی بوده و بازده آن نیز قابل توجه است.
-الکترود های روتیلی به طور معمول، نفوذی متوسط همراه با یک قوس الکتریکی ملایم و آرام تولید نموده و نسبت به رطوبت حساس نیستند.
-قابلیت جدا شدن سرباره از روی جوش عالی بوده و گرده ی جوش نسبتاً منظم و ظریف خواهد بود.
-وجود مقادیر قابل توجه سدیم و پتاسیم
دراین نوع پوشش، آرام ترشدن قوس الکتریکی را البته با کاهش نفوذ، سبب می
گردد؛ بنابر این با اعمال ولتاژ مدار باز کمتری، می توان جوشکاری را با
جریان برق متناوب AC نیز به کار گرفت.
-از مهم ترین الکترود های روتیلی در استاندارد AWS می توان به الکترودهای E6013و E7014 وE7024 و غیره اشاره نمود.
-در استاندارد AWS ، الکترود هایی که عدد اول از سمت راست مشخصه آن ها 2 یا 3 یا 4 باشد در خانوادهء کلاس پوشش روتیلی جای می گیرند.
الکترود
هایی که عدد اول از سمت راست آن ها 2 باشد، با جریان مستقیمDC و بقیه با
جریان های مستقیم یا متناوب قابل استفاده می باشند.
یونیزاسیون:
گاز
ها در حالت عادی قابلیت هدایت الکتریسیته را ندارند ولی اگر تحت تأثیر
عوامل خارجی از قبیل حرارت زیاد، حوزه الکتریکی و غیره قرار بگیرند بعضی از
اتم ها الکترون از دست داده و بار مثبت پیدا می کنند. یون های مثبت و برخی
از الکترون های آزاد وارد مدار اتم های خنثی شده آنها را دارای بار منفی
می سازند ( یون های منفی ) که این عمل یونیزه شدن نامیده می شود. گاز
یا هوا پس از یونیزه شدن قابلیت هدایت الکتریسیته پیدا می کند و هر چه شدت
عمل یونیزه شدن بیشتر باشد، حرکت یون های باردار سریع تر و قابلیت هدایت
بیشتر می گردد.
3- کلاس سوم : پوشش های اسیدی
پوشش این
الکترود ها، اغلب، شامل اکسید ها و کربنات های منگنز، آهن و مقادیری
سیلیسیم بوده و سربارهء حاصل از جوشکاری دارای خواص اسیدی می باشد.
جوش حاصل نیز دارای سطحی هموار
و براق بوده و سربارهء سیال و پر حجم حاصل ازجوشکاری نیز، پس از سرد شدن
بلافاصله از سطح جوش جدا می شود به همین دلیل و به ویژه درجوشکاری های چند
پاسی، خطر باقی ماندن سـرباره دربین پاس های جوشکاری به حداقل می رسد. شروع
قوس الکتریکی با این الکترود ها، آسان تر از الکترود های قلیایی اما مشکل
تر از الکترود های روتیلی است.
استحکام کششی فلز جوش نیز کمتر از استحکام کششی فلز جوش حاصل از جوشکاری با الکترود های روتیلی روی یک فلز پایه مشابه است،
اما ازدیاد طول نسبی، انعطاف پذیری و مقاومت به ضربه آن بیشتر است. این
الکترود ها را اغلب در تمامی وضعیت های جوشکاری می توان به کار گرفت.
ازمهم ترین نوع الکترود های اسیدی در استاندارد AWS می توان به الکترود E 7027 اشاره کرد.
اگر نخستین عدد سمت راست از فرمول مشخصه الکترود در استانداردAWS ، به عدد 7 ختم شود، پوشش آن اسیدی است.
4- کلاس چهارم : پوشش های اکسیدی
ترکیب اصلی این پوشش ها، اغلب از اکسید آهن و اکسید منگنز، و نیز کربنات آهن وکربنات منگنز
تشکیل شده و به همین دلیل، سربارهء حاصل از جوشکاری آن ها، متراکم، سنگین و
پرحجم بوده، اما در عین حال، به راحتی از جوش جدا می شود. بیشترین وظیفه
حفاظت از حوضچه جوش به عهده سرباره است.
نفوذ جوش حاصل نسبتاً کم است،
اما دارای سطحی صاف و یکنواخت با استحکام نسبتاً کمتری می باشد. به دلیل
سیالیت بالای مذاب حاصل، این نوع الکترود ها را بیشتر برای جوش های گوشه
Fillet در وضعیت های افقی و تخت به کار می برند.
5- کلاس پنجم : بازی یا قلیایی
پوشش این الکترود ها، اغلب شامل مقادیر قابل ملاحظه ای کربنات کلسیم و CaCO3 فلوراید است. اساس عمل حفاظت حوضچه جوش در این کلاس از پوشش ها، سوختن کربنات کلسیم و تولیدگاز CO2 است که عمل حفاظت ازحوضچه جوش را به عهده می گیرد.
به دلیل کم بودن مقدار رطوبت
موجود در این پوشش ها، جوش حاصل، مقدار هیدروژن بسیار کمی در ترکیب خود
خواهد داشت بنابراین این نوع الــکترود ها را ، الــکترود کم هیدروژن (Low Hydrogen) می نامند. به همین دلیل این الکترود ها در درجه حرارت های پایین نیز از استحکام نسبتاً خوبی برخوردارند.
در مقایسه با سایر الکترودها، احتمال بروز ترک گرم یا سرد در این دسته از الکترود ها کمتر است؛
از این رو، برای جوشکاری فولادهای آلیاژی کم آلیاژ که در مقابل بروز ترک
منطقه HAZ حساسند (مثل فولادهای ساختمانی منگنز دار، مخازن تحت فشار، بدنه
کشتی ها و غیره ) کاربرد وسیعی پیدا کردند. در ضمن مقاومت جوش حاصل در برابر ترک های گرم ( Hot Cracking ) این الکترود ها را برای جوشکاری فولادهای پر کربن، با ضخامت بالا نیز مناسب کرده است.
استفاده از این الکترودها، به
دلیل سرباره غلیظ آن ها چندان آسان نیست، اما از آنها در تمام وضعیت ها و
با جریان مستقیم و متناوب می توان استفاده نمود.
برای جلوگیری از افزایش مقدار رطوبت، در نگه داری این الکترود ها باید دقت کافی به کار بست و آن ها را در جای خشک نگهداری نمود.
پیش از به کار گیری این الکترود ها ، لازم است عملیات باز پخت را مجدداً
در مورد آنها به کار گرفت و آنها را در Oven، چند ساعتی خشک نمود. با این
روش می توان مقادیر هیدروژن ورودی به حوضچه جوش را تاحد قابل ملاحظه ای
تحت کنترل در آورد. وجود هیدروژن در حوضچه جوش، حرارت جوش را بیش از حد
افزایش می دهد و هرچند نفوذ آن را تا حد قابل ملاحظه ای بالا می برد، اما
معایب بسیاری ازجمله ترک ها، تنش های حرارتی و غیره را در جوش پدید می آورد.
ازمهم
ترین انواع الکترود ها با روکش قلیایی می توان به الکترود های E 7016، E
8016، E 8018G ,E9018G، E 7018 در استاندارد AWS اشاره نمود.
6- کلاس ششم: روکش های محتوی پودر آهن
افزودن پودر آهن به پوشش الکترودها اثرات مثبت زیادی به جای می گذارد که مهمترین آنها عبارتند از:
الف) افزایش نرخ رسوب Deposition Rate
ب) افزایش پایداری قوس Arc Stability
پ) افزایش بازدهیHigh Efficiency Recovery
ت) افزایش انعطاف پذیری برای جوشکاری در زوایای تنگ با محدودیت مکان حرکت
ث) پهن تر شدن قوس الکتریکی، رسوب در سطح بیشتر و عمق کمتر به دلیل هدایت الکتریکی دوگانه از مغز الکترود و پوشش محتوی پودر آهن
ج) کاهش مقدار پاشش و جرقهء به دلیل محدود شدن اتصال کوتاه بین الکترود و سطح قطعه کار به دلیل عبور جریان الکتریکی از دورن پوشش
چ) صاف تر بودن سطح گرده جوش پدید آمده
خ) کاهش خطر بروز Under Cut
ط) بزرگ تر بودن حوضچه جوش نسبت به سایر الکترود ها
ازآن چه گفته شد، می توان به اهمیت استفاده از الکترود ها با روکش محتوی پودر آهن پی برد.
به طور کلی مهم ترین نوع الکترودها، الکترود های قلیایی به علاوه پودر آهن هستنند که اغلب در ترکیب خود 50 درصد پودر آهن دارند.
وقتی الکترود ذوب می شود، در حقیقت علاوه بر مغز الکترود، پودر آهن موجود
در سرباره نیز وارد حوضچه شده و به حجم مذاب اضافه می شود؛ از این رو پدیده High Recovery اتفاق می افتد.
یک مقایسه بین الکترود های قلیایی و قلیایی با پودر آهن، افزایش حدود 15 تا 30 درصد راندمان را نشان می دهد.
الکترود های E7024، E 7028 وغیره دراستاندارد AWS ازاین جمله اند.
ترکیب روتیل با مقدار زیادی
پودر آهن نیز، کلاس الکترود های روتیلی پودر آهن دار را طبـقه بندی می کند،
که دارای انعطـاف پذیـری بسیاربالایی به ویـژه در زوایـای تنـگ ومحدودیت
مکان حرکت می باشند.
معرفی نوع پوشش الکترودها بر اساس نخستین عدد از سمت راست AWS E XXXX
|
اولین عدد از سمت راست
|
نوع پوشش
|
|
0
|
سلولزی با جریان مستقیم
|
|
1
|
سلولزی با جریان مستقیم و متناوب
|
|
2
|
روتیلی با جریان مستقیم
|
|
3
|
روتیلی با جریان مستقیم و متناوب
|
|
4
|
روتیلی آهنی
|
|
5
|
قلیایی با جریان مستقیم
|
|
6
|
قلیایی با جریان مستقیم و متناوب
|
|
7
|
اسیدی
|
|
8
|
قلیایی محتوی پودر آهن و در بعضی موارد پوشش های مرکب
|
تأثیر پوشش الکترود بر عمق نفوذ و کیفیت جوش :
پوشش الکترود دارای چندین نقش اساسی و خصوصیت ویژه است :
۱- باید پایدار کننده قوس باشد
۲- یک فضای گازی، همچنین لایه
سرباره ای را به وجود آورده تا قوس و حوضچه مذاب جوش را از ناخالصی ها و
تماس با اتمسفر محافظت می کند .
۳- کنترل واکنش های "سرباره – مذاب فلز – گاز" و گاهی اوقات عمل تصفیه یا اضافه کردن عناصر آلیاژی را انجام دهد .
۴- سرباره باید دارای آنچنان خواص فیزیکی نظیر ویسکوزیته و کشش سطحی و
غیره باشد تا شکل گرده ی جوش دارای برآمدگی و صافی مورد نظر باشد .
۵- از طرف دیگر پس از کنترل
سرعت سرد شدن جوش و پس از انجماد جوش ، سرباره شیشه ای شکل که به گِل جوش هم
مرسوم است به راحتی از سطح جوش جدا شود .
همانطور که می توان انتظار داشت
الکترودی ساخته نشده است که کلیه خواسته ها را در تمام شرایط پاسخگو باشد.
خوبی و بدی الکترودها را معمولا از روی نرخ فلزی که رسوب می دهند، خواص
مهندسی جوش حاصل، هزینه واحد حجم یا وزن فلز رسوب داده شده و راحتی کاربرد
الکترود توسط جوشکار می سنجند.
شناسایی الکترودها از طریق حروف یا اعداد:
1-طبقه بندی الکترودهای آمریکایی :
انجمن جوشکاران آمریکا که علایم
اختصاری الکترودهای آمریکایی را تحت قوانین ویژه ای تهیه و تعیین کرده است
و کارخانجات سازنده الکترود نیز عضو انجمن مذکور می باشند روی جعبه الکترودها علامت A.W.S یعنی American Welding Society را حک کرده اند. همچنین انجمن آزمایش فلزات نیز با انجمن مذکور همکاری داشته و غیر از علایم فوق، علایم دیگری نیز روی جعبه های الکترودها دیده میشود که عبارتند از:
A.S.T.M یعنی American Society Testing Materials
غیر از علایم فوق علامت دیگری
نیز وجود دارد که با هر کدام از آنها روش یا نوع بخصوصی می باشند مثلا
E-6010 که این علامت به شرح زیر رده بندی می گردد:
حرف E یعنی الکترود جوش برق، عدد اول که همیشه یک عدد دو یا سه رقمی می باشد نشان دهنده استحکام کششی فلز الکترود، عدد دوم که یک عدد یک رقمی است نشان دهنده حالت جوش و بالاخره عدد سوم که باز عددی است یک رقمی صفات مشخصه جوش را معلوم می کند.
عدد دورقمی اول:
مثلأ 60 که نشان دهنده استحکام کششی فلز الکترود است باید در عدد 100 ضرب شود تا استحکام کششی جنس الکترود را بر حسب پوند بر اینچ مربع بیان کند در سیستم متریک کافی است عدد 60 را در عدد 0.7 ضرب نمود تا استحکام کششی فلز الکترود بر حسب کیلو گرم بر میلی متر مربع به دست آید.
از آنجایی که در کشورهای صنعتی اروپایی و در کشور ایران فولادها را براساس استحکام کششی آنها طبقه بندی می کنند
در نتیجه چنانچه دو رقم سمت چپ علایم مذکور عدد 60 باشد یعنی اینکه فلز
این نوع الکترودها از فولاد ساخته شده است و اگر دو رقم سمت چپ علامت مذکور
70 باشد یعنی جنس الکترود از فولاد می باشد.
عدد دوم :
حالت جوش را بیان می کند و در این مرتبه عدد مورد نظر همیشه اعداد 1 و2 و3 می باشند
الکترودهایی که عدد دوم آنها رقم 1 باشد می توانند در تمامی حالات جوش مورد استفاده قرار گیرند.
الکترودهایی که عدد دوم آنها عدد 2 باشد فقط در حالات سطحی و افقی می توان از آنها استفاده کرد
و بالاخره اگر عدد دوم آنها 3 باشد یعنی اینکه از این الکترودها فقط در حالت سطحی می توان استفاده کرد.
عدد سوم:
خصوصیات ظاهری گرده جوش و روش بکار بردن الکترودها را نشان می دهد و این علامت معمولأ از رقم صفر شروع و به رقم 8 خاتمه می یابد و در نتیجه خصوصیات الکترودها را به شرح زیر بیان میکند:
الف- اگر عدد سوم رقم صفر باشد موارد استعمال الکترودها تنها در ژنراتور با قطب معکوس
می باشد. به استثناء الکترودهایی که علایم آنها به اعداد 20 یا 30 ختم
میشوند که این دو گروه الکترودها با هر دو قطب جریان مستقیم قابل جوشکاری
هستند. نفوذ این الکترودها زیاد، شکل گرده جوش تخت یا مقعر و درجه سختی جوش
زیاد است.
تذکر:
نمای جوش از لحاظ محدب، مقعر یا
تخت بودن تنها در اتصال سپری و زاویه ای مشخص می باشد در غیر این صورت در
روی ورق صاف یا اتصالات لب به لب همه الکترودها دارای گرده جوش محدب خواهند
بود.
ب- چنانچه علامت آخر عدد 1 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان مستقیم با قطب معکوس می باشند. شکل ظاهری این جوشها صاف و در بعضی مواقع کمی مقعر و درجه سختی آنها زیاد است. موارد استعمال این نوع الکترودها معمولأ در مواقعی است که قطعه جوش شده نیاز به استقامت زیادی در برابر فشارهای وارده داشته باشد.
ج- چنانچه علامت آخر عدد 2 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان متناوب و جریان مستقیم با قطب مستقیم می باشند. نفوذ این نوع الکترودها متوسط، سختی جوش کمتر از گروه قبلی بوده و ظاهر جوش محدب و در بعضی مواقع تخت است.
د- چنانچه علامت آخر 3 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریانهای متناوب و مستقیم می باشند. این الکترودها دارای قوس الکتریکی آرام و نفوذ کم هستند شکل گرده جوش آنها معمولأ محدب می باشد.
ه- چنانچه علامت چهارم عدد 4 باشد
یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان متناوب و جریان مستقیم می
باشند. موارد استعمال این نوع الکترودها در شکافهای عمیق و یا در جاهایی
است که نیاز به ساختن چندین گرده جوش روی هم باشد.
و- چنانچه علامت چهارم عدد 5 باشد نشان دهنده این است که در ترکیبات پوشش این الکترودها هیدروژن کم
مصرف شده است. که برای شکافهای باز و پاسهای او مناسب اند. شکل گرده جوش
این نوع الکترودها محدب و تنها با جریان مستقیم و قطب معکوس قابل جوشکاری
می باشند. درجه سختی جوش در این الکترودها کم و درجه نفوذ آنها بسیار
زیاد و دارای قوس الکتریکی بسیار آرام می باشند.
ز- چنانچه علامت آخر عدد 6 باشد
یعنی اینکه صفات مشخصه جوش نظیر گرده قبلی است با این تفاوت که با جریان
متناوب قابل جوشکاری می باشند و در بعضی مواقع می توان از قطب معکوس
ژنراتور استفاده کرد.
ح-همچنین چنانچه علامت آخر عدد 7و8 باشد نشان دهنده این است که در ساخت این الکترودها پودر آهن بکار رفته است. با این تفاوت که الکترودی که عدد آخر آن 8 است الکترود کم هیدروژنه می باشد و در استفاده از این الکترود باید از جریان متناوب و مستقیم با قطب معکوس استفاده کرد.
علاوه
بر این شماره آخر الکترودها نیز مشخص کننده ترکیب شیمیایی الکترودها نیز
می باشند که به صورت زیر می توان آنها را طبقه بندی کرد:
0 پوشش پر سلولز و کربنات سدیم
1 پوشش پر سلولز و کربنات پتاسیم
2 پوشش پر تیتان و کربنات سدیم
3 پوشش پر تیتان و کربنات پتاسیم
4 پوشش پر تیتان و پودر آهن
5 پوشش کم هیدروژنه
7 پوشش کم هیدروژنه
8 پوشش کم هیدروژنه و حاوی پودراهن
با توجه به نکات فوق می توان از روی علائم روی جعبه موارد استعمال الکترودهای آمریکایی را مشخص نمود.
2-طبقه بندی الکترودهای انگلیسی:
براساس استاندارد BS-630 انگلیسی کدهای طبقه بندی الکترودها از دو قسمت اجباری و اختیاری تشکیل می گردد.
الف) قسمت اجباری:
قسمت اجباری از قسمتهای زیر تشکیل یافته است:
1-حرف E به معنای الکترود پوشش دار قوس الکتریکی
2- یک عدد دو رقمی نشان دهنده استحکام کششی و تنش تسلیم فلز جوش بر حسب N/mm2
3- یک عدد دو رقمی بیان کننده مقادیر افزایش طول و مقاومت در برابر ضربه فلز جوش
4- حرف یا حروف مربوط به نوع پوشش الکترود
ب) قسمت اختیاری:
قسمت اختیاری از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
1-یک عدد سه رقمی برای راندمان اسمی الکترود
2- یک عدد یک رقمی بیان کننده حالات جوشکاری
3- یک عدد یک رقمی بیان کننده شدت جریان و شرایط ولتاژ توصیه شده
4- حرف H برای الکترودهای با هیدروژن کنترل شده
* چنانچه عدد مذکور 1 باشد یعنی اینکه قابل جوشکاری در تمامی حالات است.
* چنانچه عدد مذکور 2 باشد یعنی تمامی حالات جوشکاری به استثنای حالت عمودی ار بالا به پایین
* چنانچه عدد مذکور 3 باشد یعنی حالت تخت برای جوشهای لب به لب، تخت، افقی و عمودی و برای جوشهای گوشه ای
* چنانچه عدد مذکور 4 باشد یعنی اینکه قابل جوشکاری فقط در حالت تخت
* چنانچه عدد مذکور 5 باشد یعنی حالات تخت، عمودی از بالا به پایین برای جوشهای لب به لب، افقی و عمودی برای جوشهای گوشه ای
* چنانچه عدد مذکور 6 باشد یعنی قابل جوشکاری در هر حالت یا ترکیب حالات مختلف که در بالا طبقه بندی نگردیده است.
در مورد شدت جریان و شرایط ولتاژ باید با توجه به جدول زیر عمل نمود:
برای روشن شدن موارد فوق به مثال کلی زیر اکتفا می شود :
E 51 33 B 160 2 0 H
E الکترود پوشش دار قوس الکتریکی_دستی
51 مقاومت کششی نش تسلیمی بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع
33 افزایش طول بر حسب درصد و مقاومت ضربه ای
B روپوش از نوع اهکی
160 راندمان الکترود
2 جوشکاری در تمام حالات به جز عمودی از بالا به پایین
0 جریان مستقیم و قطب توصیه شده به وسیله ی سازنده
H هیدروژن کنترل شده
تذکر:در مورد اعداد دو رقمی مربوط به مقاومت کششی و تنش
تسلیمی باید دو عدد مورد نظر را در 10 ضرب نمود تا مقاومت کششی آن بر حسب
نیوتن بر میلی متر مربع حاصل شود.
3- طبقه بندی الکترودهای آلمانی:
الکترودهای آلمان براساس برگ فرم شماره 1913 آن کشورDIN 1913 به شرح فوق طبقه بندی می شوند.
حرف مشخص کننده پوشش عدد یک رقمی عدد دو رقمی
دو طبقه بندی فوق حرف E به معنای الکترود پوشش دار عدد دو
رقمی اول نشان دهنده مقاومت کششی و تنش تسلیمی فلز الکترود عدد دوم نشان
دهنده افزایش طول و مقدار ضربه فلز جوش- عدد سوم نمایشگر حالات جوشکاری
حروف آخر بیانگر نوع پوشش شیمیایی الکترود می باشند. در مورد حالات
جوشکاری:
عدد 1 یعنی قابل جوشکاری در تمامی حالات
عدد 2 قابل جوشکاری در تمامی حالات به استثنای عمودی سرازیر
عدد 3 یعنی جوشکاری لب به لب و گوشه ای تخت و گوشه ای افقی
عدد 4 یعنی جوشکاری در حالات لب به لب و گوشه ای تخت خواهد بود
4- طبقه بندی الکترودهای ایرانی:
در مورد طبقه بندی الکترودهای
ایرانی می توان به نحوه طبقه بندی الکترودهای ساخت کارخانجات الکترودسازی
آما اکتفا کرد. الکترودهای متنوعی که در این کرخانجات ساخته میشوند بصورت
خال رنگهای مختلف در انتها و کناره انتهایی الکترودها تقسیم بندی گردیده
اند.
الف- الکترودهای سلولزی برای فولادهای غیر آلیاژی:
ب- الکترودهای روتایلی برای فولادهای غیر آلیاژی:
ج- الکترودهای آهکی برای فولادهایی با مقاومت کششی بالا و غیر آلیاژی:
د- الکترودهای کم آلیاژی برای فولادهای با مقاومت کششی زیاد و فولادهای مخصوص:
ه- الکترودهای جوشکاری کم آلیاژ و مقاوم در برابر حرارت:
شناسایی الکترودها بوسیله رنگ:
الکترودها را علائم حک شده روی
جعبه آنها و یا بوسیله رنگی که در سطح مقطع الکترود و یا بصورت خال در قسمت
بدون پوشش آن گذاشته میشود شناسایی میکنند.
مقایسه الکترود های پوشش دار و بدون پوشش:
برای اگاهی از اهمیت انواع پوشش
های مختلف شیمیایی الکترودها ، ذیلا الکترودهای پوشش دار با الکترودهای
بدون پوشش در بعضی از موارد مقایسه می گردند:
انتخاب الکترود مناسب
انتخاب نوع الکترود علاوه بر نوع جریان مصرفی به عوامل زیر بستگی دارد:
1- کیفیت محل جوش
2- ترکیب شیمیایی فلز مبنا
3- وضعیت جوشکاری: الکترودهایی
که برای جوشکاری در حالات عمودی یا بالای سر انتخاب میشوند انواع آنها به
مراتب محدودتر از جوشکاری در حالات تخت و افقی می باشد.
4- شرایط کاربردی یعنی اینکه
نوع الکترودهایی که برای ظاهر تمیز بکار برده میشود با الکترودی که برای
استحکام زیاد بکار برده میشود متفاوت خواهد بود.
5- میزان نفوذ یا عمق نفوذ جوش در قطعه کار
6- هزینه جوشکاری
7- مهارت جوشکار
گاهی اوقات علاوه بر نوع الکترود اندازه الکترود نیز از نظر اقتصادی و سرعت عمل جوشکاری حائز اهمیت است.
الکترودهای ذغالی:
جوشکاری با الکترود ذغالی:
با وجود اینکه روشهای جوشکاری با الکترودهای فلزی مورد
استعمال بیشتری دارند اما در بعضی موارد استفاده از الکترودهای ذغالی
مزایای بیشتری را دارا می باشند.
جوشکاری با الکترود ذغالی چیست؟
جوشکاری با الکترود ذغالی
فرایندی است که در آن عمل ذوب بوسیله حرارت ایجاد شده از قوس الکتریکی که
بین الکترود ذغالی و قطعه کار ایجاد میشود انجام میشود. قوس ایجاد شده
بوسیله الکترود ذغالی فقط به عنوان یک منبع حرارتی انجام وظیفه می کند.
برخلاف جوشکاری با الکترودهای فلزی که در آن قوس الکتریکی فلز مذاب الکترود
را روی کار منتقل می کرد، در اینجا خود الکترود اصولأ ذوب نمیشود. اگر
برای فلز جوش دادنی به فلز جوش زیادی احتیاج باشد در این صورت از سیم جوش
استفاده میشود. این سیم جوش بوسیله حرارت قوس الکتریکی ذوب شده و درز قطعه
کار را پر میکند.
جوشکاری بوسیله الکترود ذغالی و با جریان مستقیم:
تمام ماشینهای جریان مستقیم که
برای جوشکاری ساخته شده اند می توانند جریان لازم برای جوشکاری با الکترود
ذغالی را تأمین کنند. برای اینکه نتیجه رضایت بخش تری بدست آید بهتر است از
ژنراتور با ولتاژ زیاد استفاده شود زیرا در این روش به جوشکاری با قوس
بیشتری نیاز داریم.
مقدار شدت جریان:
انتخاب قطر الکترود بسته به شدت جریانی دارد که برای انجام کار مورد نیاز
است و نیز مقدار شدت جریان بستگی به ضخامت صفحات فلزی جوش دادنی دارد. در
هر صورت پس از انتخاب صحیح شدت جریان باید قبلا مقداری تمرین کرد و ضمن
تمرین مشاهده خواهد شد که اگر شدت جریان زیاد باشد نوک الکترود به سرعت می
سوزد و فلز جوش دادنی نیز به شدت گرم میشود. اگر نوک الکترود گداخته بیشتر
از یک چهارم اینچ باشد نشان دهنده شدت جریان بیش از مورد نیاز می باشد.
چنانچه شدت جریان صحیح انتخاب شود قوس الکتریکی مرتب و ارام و پیوسته خواهد بود
انتخاب قطب:
برای انجام جوش با الکترود ذغالی
بوسیله ماشینهای جریان مستقیم باید از قطب مستقیم ژنراتور استفاده کرد.
اگر ماشینی که تعویق قطب نداشته باشد مورد استفاده قرار گیرد باید مطمئن
بود که انبر جوشکاری به قطب منفی و فلز مبنا به قطب مثبت جریان وصل شده اند
استفاده از قطب معکوس نه تنها باعث نامنظم بودن قوس الکتریکی میشود بلکه
مقداری از ذرات ذغالی وارد فلز مذاب شده و به آن خاصیت شکنندگی می دهد. جنس
سیم جوش باید با جنس فلز مبنا یکی باشد.
جوشکاری بوسیله الکترودهای ذغالی و ماشینهای جریان متناوب:
در این
جوشکاری به انبرهای ویژه ای نیاز می باشد که مخصوص این کار ساخته شده اند
انبر به الکترود ذغالی احتیاج دارد در جوشکاری با ماشینهای جریان مستقیم
قوس الکتریکی بین الکترود ذغالی و فلز مبنا برقرار میشود و به محض اینکه
الکترود را از قطعه کار دور کنیم شعله جوشکاری قطع می شود اما در جوشکاری
با جریان متناوب قوس الکتریکی بین دو الکترود ذغالی ایجاد میشود اگر این
الکترودها را از قطعه جوش دادنی دور کنیم باز قوس الکتریکی برقرار می ماند
انتخاب قطر الکترودها در این نوع جوشکاری بستگی به نوع کار دارد.
روش انجام کار با دستگاههای
جریان متناوب همان است که برای دستگاههای جریان مستقیم گفته شد. برای
برقرار کردن قوس الکتریکی دو الکترود را به هم نزدیک میکنند تا قوس
الکتریکی بین آنها برقرار شود. کنترل قوس الکتریکی بوسیله فشار آوردن
جوشکار روی پیچ مخصوص انجام می گیرد. موقعی که فاصله صحیح و مناسبی بین دو
الکترود بوجود آید. شعله منظم و آرامی برقرار خواهد شد و به تدریج که نوک
الکترود می سوزد باید فشار وارد بر روی پیچ نیز افزایش یابد تا فاصله بین
الکترودها ثابت بماند. موقعی که الکترودها می سوزند ایجاد قوس الکتریکی بین
آنها امکان پذیر نمیشود در این موقع باید کار را متوقف کرد و فاصله
الکترودها را مجددأ تنظیم کرد.
انبرهای جوش در الکترودهای ذغالی:
انبرهای معمولی که در جوشکاری
با الکترودهای فلزی مورد استفاده قرار می گیرند برای جوشکاری با
الکترودهای ذغالی مناسب نیستند زیرا الکترود ذغالی در اثر عبور جریان گرم
شده و انبرهای معمولی را از بین می برند. برای اینکه از سوختن دست جوشکار
جلوگیری شود دسته انبر الکترود ذغالی طوری ساخته میشوند که بوسیله هوا خنک
شوند و در مواقعی که کارهای زیاد و مداوم با این روش جوشکاری مورد نظر باشد
معمولا از انبرهایی استفاده میشود که دسته آنها بوسیله جریان آب خنک
میشوند.
انواع الکترودهای ذغالی:
برای جوشکاری با الکترودهای
ذغالی دو نوع الکترود ساخته شده است که یکی از گرافیت خالص و دیگری از ذغال
پخته است الکترودهایی که با ذغال خالص ساخته میشوند در مقابل جریانهای
زیاد جوشکاری دارای دوام بیشتری هستند اما قیمت آنها گران بوده و از نظر
اقتصادی مقرون به صرفه نیستند. الکترودهای ذغالی باید بصورت مخروطی ناقص
تراشیده شوند و قطر آنها باید برابر ضخامت فلز جوش دادنی باشند. قطر نوک
الکترود باید بین 1/5 الی 2 میلی متر و طول قسمت تراشیده شده آن 16 الی 20
میلی متر باشد.
نکاتی که در این نوع جوشکاری با الکترودهای ذغالی باید مورد توجه قرار گیرند:
1-از انبرهای معمولی در این نوع جوشکاری نباید استفاده کرد.
2- برای اغلب کارهای جوشکاری باید از الکترودهای ذغالی پخته استفاده شود.
3- قطر الکترودها باید تقریبأ برابر ضخامت صفحات جوش دادنی باشند.
4- سیم جوش اضافه چنانچه مورد مصرف قرار گیرد باید جنس آن با جنس فلز مبنا مطابقت داشته باشد.
5- طول قوس الکتریکی حدود 3 الی 4 برابر ضخامت صفحات جوش دادنی انتخاب شود.
وضعیت های جوش کاری(welding position):
بر حسب وضعیت قطعه مورد جوش و الکترود نسبت به هم چهار وضعیت جوشکاری و جود دارد :
1- وضعیت تخت یا کفی (1F در جوش گوشه و 1G در جوش شیاری)
2- وضعیت افقی (2F در جوش گوشه و 2G در جوش شیاری)
3- وضعیت سر بالا یا قائم (3F در جوش گوشه و 3G در جوش شیاری)
4- وضعیت سقفی (4F در جوش گوشه و 4G در جوش شیاری)
علایم جوشکاری:
الکترودهای رایج در جوشکاری سازه های فولادی:
E 7024 :
روتیلی پودر آهن دار- استحکام خوب، تا فنس معمولی- دارای درصد پرکنندگی
بالا و جوشکاری با سرعت بالا- جوشکاری در حالت فقط افقی و تختDCEP ، DCEN و Ac
E 7018 : قلیایی (کم هیدروژن)- استحکام خوب تافنس عالی- فولاد بااستحکام بالاتر قطعه ضخیم تر-جوشکاری در همه حالات DCEP
E 6010: سلولزی - استحکام معمولی، تافنس خوب- در مواردی که نفوذ مطرح است (پاس ریشه)
E6013:روتیلی - استحکام معمولی ،تافنس معمولی - کاربردهای معمولی ST 37 - جوشکاری در همه حالات DCEP، DCEN و AC
پلان و مقطع جوش انجام شده با الکترود روکش دار در شرایط مختلف
عیوب جوش کاری :
معایبی که در زیر می آیند، عموماً در درزهای جوش یافت می شوند:
1- نفوذ ناقص (incomplete penetration)
2- امتزاج ناقص(lack of fusion)
3- بریدگی کناره نوار جوش(undercutting)
4- اختلاط سرباره یا گل (slag inclusion)
5- تخلخل(porosity)
6- پاشش یا ترشح (Spatter)
7- چاله جوش (Crater)
8- ترک(cracking)
9- معایب ابعادی جوش
10- شکنندگی جوش
نفوذ ناقص:
این عبارت جهت توصیف امتزاج ناقص فلز پر کننده و فلز پایه با یکدیگر در
ریشه اتصال به کار می رود. پدیده پل زدن در جوش های شیاری زمانی اتفاق می
افتد که فلز جوش و فلز پایه در ریشه اتصال کاملا با یکدیگر ممزوج نشده اند.
شکلی از درز اتصال که در آن پدیده نفوذ ناقص به کرات اتفاق بیفتد، مناسب
جوشکاری ساختمانی نیست. هنگامی که جوش شیاری تنها از یک سمت (یک دیواره)
انجام می شود، نفوذ ناقص تحت شرایط زیر اتفاق می افتد:
- ضخامت پیشانی ریشه بیش از نیاز دهانه ریشه است.
- دهانه ریشه خیلی کوچک است.
- زاویه پخی شیار V شکل خیلی کوچک است.
- اندازه الکترود خیلی بزرگ است.
- سرعت حرکت الکترود خیلی زیاد است.
- شدت جریان جوشکاری خیلی پایین است.
این
پدیده، نقص در امتزاج لایه های مختلف فلز جوش یا لایه های فلز جوش و فلز
پایه در حین جوشکاری می باشد.فلز جوش بر روی سطح ورق غلتیده است و به طور
کامل گداز نشده است، این پدیده اغلب به نام سرفتگی(over lap) یا لوچه نامیده می شود.
دلایل امتزاج ناقص به شرح زیر است:
- افزایش ناقص درجه حرارت جهت رسیدن به دمای ذوب فلز پایه یا فلز جوش از جوشکاری مرحله قبل
-گزارش نادرست، که مانع از محلول شدن کامل اکسید فلز و دیگر ترکیبات از لایه ای می گردد که باید با فلز جوش ممزوج گردد.
- سطح آلوده ورق
- نوع یا اندازه نامناسب الکترود
- تنظیم نادرست جریان جوشکاری
- بریدگی ، ذوب فلز پایه در قسمت پنجه جوش است. این پدیده به علل زیر اتفاق می افتد:
- شدت جریان زیاد
-
طول قوس که همان طول جرقه قوس می باشد، خیلی بلند است که موجب قطع قوس می
گردد. به همین جهت این پدیده اغلب در محل های تعویض الکترود اتفاق می افتد.
- نقص در پر کردن کامل چاله جوش با فلز جوش
ناخالصی
های موجود در سرباره، حفره های طولی و یا گلوله ای هستند که با اکسیدهای
فلزی و یا دیگر ترکیبات جامد پر شده اند. اختلاط سرباره با این ناخالصی ها،
موجب ایجاد تخلخل در جوش خواهد شد.
در
جوشکاری قوسی، این ناخالصی ها عموماً ناشی از ترکیبات روکش الکترود و یا
گدازآورها می باشند. در جوشکاری های چند لایه، عدم دقت کافی
در پاک کردن سرباره حاصل از جوشکاری در حد فاصل دو لایه، موجب شکل گیری عیب
اختلاط سرباره خواهد شد. این پدیده می تواند با اعمال موارد زیر جلوگیری
شود:
- آماده سازی صحیح شیار و جوش در حین جوشکاری قبل از آنکه هر خط جوش رسوب نماید.
- پاک کردن کامل سرباره
- اطمینان از ورآمدن سرباره از سطح حوضچه جوشکاری
- اجتناب از حالت هایی که نفوذ کامل توسط قوس الکتریکی به دشواری صورت می گیرد.
تخلخل،
ظهور فضاهایی می باشد که محتوی مواد جامد نیست. این پدیده متفاوت از
اختلاط سرباره می باشد، چرا که در پدیده تخلخل فضاهای ایجاد شده حاوی هوا و
در اختلاط سرباره حاوی ناخالصی می باشند. این حفره های گازی تحت شرایط زیر
شکل می گیرند:
- در هنگام سرد شدن فلز جوش گاز آزاد می شود که این بخاطر کاهش قابلیت انحلال آن با افت درجه حرارت می باشد.
- گازهایی که توسط واکنش های شیمیایی در جوش تشکیل می شود.
از بروز تخلخل با توجه به موارد زیر می توان به خوبی جلوگیری کرد:
- عدم بیش گرمایش و زیر گرمایش فلز جوش
- عدم استفاده از شدت جریان زیاد در جوشکاری**
- عدم استفاده از قوس بلند.**
قطرات مذابی که از منطقه قوس به اطراف پراکنده می شوند. به دلایل زیر به وجود می آید:
- آمپر زیاد
- طول قوس بلند
- استفاده از الکترود مرطوب
- وزش قوس
حوضچه
هایی است که در انتهای جوش اتفاق می افتد و همراه با ترک می باشد که این
ترک ها به سه شکل طولی، عرضی و ستاره ای دیده می شوند .
ترک
ها، گسیختگی های طولی فلز تحت اثر تنش می باشند. هنگامی که بزرگ باشند، به
آسانی دیده می شوند، اما اغلب به صورت شکاف های باریکی هستند. ترک ممکن
است در فلز جوش، و یا در ناحیه تفتیده از فلز پایه اتفاق بیفتد.
ترک خوردگی فلزات به سه رده اصلی تقسیم می شوند:
ترک خوردگی گرم،
ترک خوردگی سرد، و
ترک مویی
- ترک خوردگی گرم(HOT CRACKING):در
درجه حرارت زیاد و در خلال سرد شدن ناگهانی جوش پس از آنکه فلز جوش رسوب و
شروع به انجماد نماید، اتفاق می افتد. اکثر ترک های جوشکاری، ترک خوردگی
گرم هستند.
- ترک خوردگی سرد(COLD CRACKING): به
ترک هایی اطلاق می شود که در دمای معمولی اتاق یا درجه حرارتی نزدیک به آن
اتفاق می افتند. این ترک ها ممکن است ساعت ها و یا روزها پس از سرد شدن
جوش حادث شوند. وقوع ترک خوردگی سرد در فولاد در مقایسه با سایر فلزات،
بیشتر است.
- ترک های مویی(MICROFISSURING) :
ممکن است از نوع ترک های گرم یا سرد باشند. این ترک ها به قدری ریز هستند
که با چشم غیر مسلح قابل دیدن نمی باشند و برای اینکه قابل رویت باشند،
حداقل به 10 مرتبه بزرگ نمایی نیاز دارند. این ترک ها معمولا عمر مفید سازه
های معمولی (تحت اثر بارهای ایستا) را کاهش نمی دهند.
چنانچه
بخواهیم دو قطعه فلز را به هم جوش داده و یا شکافی را بوسیله عمل جوش کاری
پر کنیم از فلز دیگری استفاده می شود که انرا الکترود یا سیم جوش می
نامند.
الکترود
در جوش کاری با قوس الکتریکی عبارت است از یک میله ی فلزی که اطراف انرا
پوششی از ترکیبات شیمیایی بخصوصی متناسب با نوع مصرف ان احاطه کرده است
.انواع پوششها بسته به نوع فلز مورد جوش کاری و نیز مراحل مختلف جوش کاری
متفاوت می باشند و برای جوش کاری ضروری است که انها را شناخته وموارد
استفاده صحیح انها را نیز از هم دیگر تمیز دهد .
طبقه بندی الکترودها
طبقه بندی الکترودها از لحاظ جنس فلز :
به طور کلی الکترودها از لحاظ جنس فلز به پنج گروه تقسیم می شوند :
1-الکترودهای اهنی hild steel
2-الکترودهای چدنی cast iron
3-الکترودهای الیاژهای فولادی special alloy steel
4-الکترودهای فولادهای پرکربن high carbon steel
5-الکترودهای غیر اهنی none ferrouse
تقسیم بندی الکترودهای فلزی از نظر نوع پوشش :
بطور کلی الکترودهای فلزی به دو دسته تقسیم می شود:
الکترود های پوشش دار والکترود های بدون پوشش.
الکترود های پوشش دار:
پوشش
این نوع الکترود ها از ترکیبات شیمیایی متنوعی است که مقداری از انها معین
ومقداری دیگر نا مشخص می باشند .علت مشخص نبودن بعضی ترکیبات الکترد ها به
دلیل ارزش اقتصادی انها است که کارخانه سازنده فرمول کامل الکترود های خود
را محرمانه نگداری می کند. مهمترین ترکیبات شیمیایی پوشش این نوع
الکترودها عبارتند از : سولفورید – فرومنگنز – دی اکسید تیتانیم- کربنات
کلسیم- سیلیکات های مختلف- و غیره .
برای
چسبندگی انها به سیم جوش از سیلیکات سدیم استفاده می کنند و تمام ترکیبات
شیمیایی پوشش الکترودها هر کدام به تنهایی نقش مهمی را در جوشکاری ایفا می
کنند که مهمترین انها محافظت ناحیه جوش از اکسیداسیون ، یکنواخت و پایدار
کردن قوس الکتریکی و ایجاد ترکیبات معین در ناحیه جوش می باشند. پوشش
الکترودها از نظر کلی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند :
1- پوشش های پایدار کننده یا پوشش های نازک .
2-پوشش های کیفی یا پوشش های ضخیم .
پوشش های پایدار کننده :
عناصری
که این پوشش ها را تشکیل می دهند فضای قوس الکتریکی را یونیزه نموده و
جوشکاری با جریان متناوب را اسنتر می نماید. بهترین و مطمئن ترین عنصر برای
این کار پتاسیم می باشد که در سنگهای معدنی طبیعی ( گرافیت فلدسپات ) و
بصورت شیمیایی (کرومات پتاسیم و دی کرمات پتاسیم ، پتاس و شوره ) یافت می
شود.
به
دلیل نازک بودن این پوشش ها امکان نفوذ اکسیژن و ازت هوا به ناحیه مذاب
جوش همیشه وجود داشته و باعث ترد شدن نسبی جوش می گردند لذا استفاده انها
در جوشکای های غیر حساس بلا مانع خواهد بود .
پوشش های کیفی :این
پوشش ها گاز و سرباره برای محا فظت فلز از نفوذ اکسیژن و ازت هوا تشکیل
داده و نیز آلیاژهای مناسب را در ناحیه مذاب وارد می کنند در نتیجه استفاده
از این نوع الکترودها خواص مکانیکی پیوند جوش معمولا بالا تر از خواص فلز
مبنا می گردد .
این پوشش ها دارای خواص زیر هستند :
1_ هنگام ذوب ،سرباره و گازهای محافظ تولید می کنند .
2_ قوس الکتریکی پایدار وپیوسته می گردد .
3_ سرباره و تفاله جوش دارای خاصیت احیا کنندگی می باشند
4- تفاله جوش دارای خاصیت انقباضی بیشتری نسبت به فلز مبنا بوده ودرنتیجه به راحتی از روی گرده جوش جدا می شوند
5_ در جوشکاری های عمودی و بالای سر، تفاله به سرعت منجمد می شود و در نتیجه از سقوط مواد مذاب بر اثر جاذبه زمین جلو گیری می کنند.
تقسیم بندی اکترودهای پوششدار بر اساس ترکیبات شیمیایی پوشش ها :
1- الکترودهای اسیدی یا گرم:
الکترودهای اسیدی الکترودهایی هستند که موارد استعمالشان در درزهای بسته،مانند اتصالات سپری می
باشند. با اینکه در زمره الکترودهای مرغوب به شمار می آیند لکن اکثر
جوشکارها از کار کردن با این الکترودها امتناع می ورزند زیرا شکل ظاهری جوش
یکنواخت نبوده و در موقع کار جرقه هایی به اطراف پراکنده می کند. علت
اینکه نمی توان از آنها در درزهای باز استفاده نمود،اولا" نسبت به
الکترودها ی هم قطر خود احتیاج به شدت جریان زیادی داشته ثانیأ قطرات مذاب
آنها ریزند و ریز بودن قطرات مذاب باعث سوزاندن لبه های قطعه کار می گردد.
سرباره حاصل از جوشکاری این الکترودها خاصیت اسیدی دارند. مقاومت کششی جوش
حاصل از این الکترودها کمتر از الکترودهای روتایلی بوده اما افزایش طول و
استحکام ضربه ای آنها بیشتر است.
2- الکترودهای بازی یا قلیایی (آهکی یا سرد):
این
نوع الکترودها با اینکه محاسن زیادی از نظر جوشکاری دارند. چنانچه بطور
صحیح بکار برده نشوند گرده جوش معایب زیادی پیدا کرده و از جمله تمامی آن
متخلخل و در انتهای آن حفره بزرگی ایجاد می گردد. با توجه به نفوذ خیلی خوب
آنها بیشتر در پاسهای اول جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرند در جوشکاری
به حالت عمودی سرعت جوش آنها بیشتر از سایر الکترودها است فلز جوش حاصل از
این نوع الکترودها هیدروژن کمتری داشته و معمولأ در درجات حرارت پایین از
استحکام خوبی برخوردار است در مقایسه با سایر الکترودها احتمال ترک خوردن
گرم یا سرد با الکترودهای آهکی کمتر است. از این نظر در جوشکاری فولادهای
ساختمانی پر منگنز، مخازن تحت فشار و امثال آنها نسبت به سایر الکترودها
ارجعیت دارد.
3-الکترودهای دی اکسید تیتانیم یا روتیلی:
این
نوع الکترودها که مقدار قابل توجهی دی اکسید تیتانیم در ترکیبات پوششی
خوردارند الکترودهایی هستند که شروع جوش و مصرف آسانی داشته و برای حالتهای
مختلف جوشکاری بسیار مناسب اند. گرده جوش این الکترودها دارای خاتمه ظریف
بوده و افت فلز از نظر پاشیدگی کم می باشد. نفوذ این الکترودها متوسط و قوس
الکتریکی آنها آرام است. برخی از این الکترودهای برای جوشکاری عمودی از
بالا به پایین بکار برده میشوند.
4-الکترودهای سلولزی:
این
نوع الکترودها دارای نفوذ بسیار زیاد بوده و برای جوشکاری حالات مختلف
مناسب می باشند. سرباره آنها نازک بوده و به راحتی از روی گرده جوش کنده
میشوند. جوش حاصل از این نوع الکترودها دارای خواص مکانیکی خوبی بوده و از
نظر آزمایش رادیوگرافی نتیجه خوبی دارند. ماده اصلی تشکیل دهنده پوشش آنها
سلولز است که موقع جوشکاری تولید گاز محافظ میکند. این الکترودها دارای دود
زیاد بوده و سطح جوش ناهموار و خشن است.
5-الکترودهای اکسیدی:
پوشش
این نوع الکترودها بیشتر از اکسید آهن و اکسید منگنز تشکیل میشود. تفاله
جوش براحتی از روی گرده جوش کنده میشود. از آنجایی که فلز جوش این
الکترودها سیال است لذا بیشتر برای اتصالات گوشه ای و درزهای بسته مورد
مصرف دارند. این الکترودها در جاهایی که ظاهر جوش بر کیفیت آن ارجعیت دارند
مورد استفاده قرار می گیرند.
6-الکترودهای مرکب:
علاوه
بر پوشش های مذکور از مخلوط کردن مواد مختلف نیز پوشش های مرکبی با خواص
گوناگون حصل میشود. مانند پوشش های اسیدی- روتایلی یا روتایلی- قلیایی که
برای فولادهای با مقاومت زیاد مناسب ترین الکترود می باشند.
تقسیم بندی الکترودها از نظر ضخامت پوشش:
چنانچه قطر پوشش الکترود را با D و قطر میله الکترود را با d نمایش دهیم تقسیم بندی های زیر از نظر پوشش معمول است:
1-پوشش نازک
2-پوشش متوسط
3-پوشش ضخیم
4-پوشش خیلی ضخیم
شناسایی الکترودها:
برای
سهولت کار و چگونگی اجرای الکترودها بطور کلی الکترودها را بوسیله رنگ یا
خال رنگ و یا طلایی که روی جعبه آنها حک یا نوشته شده است، شناسایی میکنند.
هدف از ایجاد لکه رنگی روی الکترود چسب شناسایی سریع است .وقتی الکترود در الکترود گیر باشد ،باز هم این لکه به اسانی دیده می شود.
معمولأ
هر یک از کشورهای صنعتی روش خاصی را با توجه به مراتب فوق در شناسایی و
نحوه استفاده از الکترودهای ود بکار می برند. لذا جهت آشنایی با انواع
الکترودهای بعضی از کشورهای صنعتی در زیر نحوه شناسایی برخی از آنها توضیح
داده میشود:
شناسایی الکترودها از طریق حروف یا اعداد:
1-طبقه بندی الکترودهای آمریکایی :
انجمن
جوشکاران آمریکا که علایم اختصاری الکترودهای آمریکایی را تحت قوانین ویژه
ای تهیه و تعیین کرده است و کارخانجات سازنده الکترود نیز عضو انجمن مذکور
می باشند روی جعبه الکترودها علامت A.W.S یعنی American Weiding Society
را حک کرده اند. همچنین انجمن آزمایش فلزات نیز با انجمن مذکور همکاری
داشته و غیر از علایم فوق، علایم دیگری نیز روی جعبه های الکترودها دیده
میشود که عبارتند از: A.S.T.M یعنی American Society Testing Materials غیر از علایم فوق علامت دیگری نیز وجود دارد که با هر کدام از آنها روش یا نوع بخصوصی می باشند.مثلا E-6010 که این علامت به شرح زیر رده بندی می گردد:
حرف E
یعنی الکترود جوش برق، عدد اول که همیشه یک عدد دو یا سه رقمی می باشد
نشان دهنده اتحکام کششی فلز الکترود، عدد دوم که یک عدد یک رقمی است نشان
دهنده حالت جوش و بالاخره عدد سوم که باز عددی است یک رقمی صفات مشخصه جوش
را معلوم می کند.
عدد دورقمی اول:
مثلأ 60 که نشان دهنده استحکام کششی فلز الکترود است باید در عدد 100 ضرب
شود تا استحکام کششی جنس الکترود را بر حسب پوند بر اینچ مربع بیان کند در
سیستم متریک کافی است عدد 60 را در عدد 7/0 ضرب نمود تا استحکام کششی فلز
الکترود بر حسب کیلو گرم بر میلی متر مربع به دست آید.
از
آنجایی که ر کشورهای صنعتی اروپایی و در کشور ایران فولادها را براساس
استحکام کششی آنها طبقه بندی می کنند در نتیجه چنانچه دو رقم سمت چپ علایم
مذکور عدد 60 باشد یعنی اینکه فلز این نوع الکترودها از فولاد ساخته شده
است و اگر دو رقم سمت چپ علامت مذکور 70 باشد یعنی جنس الکترود از فولاد می
باشد.
عدد دوم :حالت
جوش را بیان می کند و در این مرتبه عدد مورد نظر همیشه اعداد 1 و2 و3 می
باشند الکترودهایی که عدد دوم آنها رقم 1 باشد می توانند در تماس حالات جوش
مورد استفاده قرار گیرند. الکترودهایی که عدد دوم آنها عدد 2 باشد فقط در
حالات سطحی و افقی می توان از آنها استفاده کرد و بالاخره اگر عدد دوم آنها
3 باشد یعنی اینکه از این الکترودها فقط در حالت سطحی می توان استفاده
کرد.
عدد سوم:
خصوصیات ظاهری گرده جوش و روش بکار بردن الکترودها را نشان می دهد و این
علامت معمولأ از رقم صفر شروع و به رقم 8 خاتمه می یابد و در نتیجه خصوصیات
الکترودها را به شرح زیر بیان میکند:
الف- اگر
عدد سوم رقم صفر باشد موارد استعمال الکترودها تنها در ژنراتور با قطب
معکوس می باشد. به استثناء الکترودهایی که علایم آنها به اعداد 20 یا 30
ختم میشوند که این دو گروه الکترودها با هر دو قطب جریان مستقیم قابل
جوشکاری هستند. نفوذ این الکترودها زیاد، شکل گرده جوش تخت یا مقعر و درجه
سختی جوش زیاد است.
تذکر: نمای
جوش از لحاظ محدب، مقعر یا تخت بودن تنها در اتصال سپری و زاویه ای مشخص
می باشد در غیر این صورت در روی ورق صاف یا اتصالات لب به لب همه الکترودها
دارای گرده جوش محدب خواهند بود.
ب- چنانچه
علامت آخر عدد 1 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان
مستقیم با قطب معکوس می باشند. شکل ظاهری این جوشها صاف و در بعضی مواقع
کمی مقعر و درجه سختی آنها زیاد است. موارد استعمال این نوع الکترودها
معمولأ در مواقعی است که قطعه جوش شده نیاز به استقامت زیادی در برابر
فشارهای وارده داشته باشد.
ج- چنانچه
علامت آخر عدد 2 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان
متناوب و جریان مستقیم با قطب مستقیم می باشند. نفوذ این نوع الکترودها
متوسط، سختی جوش کمتر از گروه قبلی بوده و ظاهر جوش محدب و در بعضی مواقع
تخت است.
د- چنانچه
علامت آخر 3 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریانهای
متناوب و مستقیم می باشند. این الکترودها دارای قوس الکتریکی آرام و نفوذ
کم هستند شکل گرده جوش آنها معمولأ محدب می باشد.
ه- چنانچه
علامت چهارم عدد 3 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان
متناوب و جریان مستقیم می باشند. موارد استعمال این نوع الکترودها در
شکافهای عمیق و یا در جاهایی است که نیاز به ساختن چندین گرده جوش روی هم
باشد.
و- چنانچه
علامت و چهارم عدد 5 باشد نشان دهنده این است که در ترکیبات پوشش این
الکترودها هیدروژن کم مصرف شده است. که برای شکافهای باز و پاسهای او مناسب
اند. شکل گرده جوش این نوع الکترودها محدب و تنها با جریان مستقیم و قطب
معکوس قابل جوشکاری می باشند. درجه سختی جوش در این الکترودها کم و در جوش
نفوذ آنها بسیار زیاد و دارای قوس الکتریکی بسیار آرام می باشند.
ز- چنانچه
علامت آخر عدد 6 باشد یعنی اینکه صفات مشخصه جوش نظیر گرده قبلی است با
این تفاوت که با جریان متناوب قابل جوشکاری می باشند و در بعضی مواقع می توان از قطب معکوس ژنراتور استفاده کرد.
همچنین
چنانچه علامت آخر عدد 7و8 باشد نشان دهنده این است که در ساخت این
الکترودها پودر آهن بکار رفته است. با این تفاوت که الکترودی که عدد آخر آن
8 است الکترود کم هیدروژنه می باشد و در استفاده از این الکترود باید از
جریان متناوب و مستقیم با قطب معکوس استفاده کرد.
علاوه
بر این شماره آخر الکترودها نیز مشخص کننده ترکیب شیمیایی الکترودها نیز
می باشند که به صورت زیر می توان آنها را طبقه بندی کرد:
0 پوشش پر سلولز و کربنات سدیم
1 پوشش پر سلولز و کربنات پتاسیم
2 پوشش پر تیتان و کربنات سدیم
3 پوشش پر تیتان و کربنات پتاسیم
4 پوشش پر تیتان و پودر آهن
برچسب‌ها: الکترودها(ELECTRODE)، الکترودها-ELECTRODE-، الکترود
الکترود جوشکاری مفتول فلزی است که دور تا دور آن توسط پوشش فلاکس (
(Flux Coating احاطه گردیده است. قطر آن از روی قطر مغزی آن محاسبه می
گردد. روکش الکترود اغلب از آهک، سلولز، اکسید سدیم، خاک رس و یا آزبست
تشکیل گردیده است. از الکترود جهت پرکردن فضای اتصال مابین دو سطح مورد
جوشکاری استفاده می گردد.
پوشش فلاکس الکترود کمک زیادی به ثبات قوس الکتریکی می کند. همچنین ضمن
عمل به عنوان عایق جهت ایجاد گاز محافظ (Gaseous Shield) و شکل گیری
سرباره (Slag) شناور بر روی سطح برای افزایش مدت زمان خنک شدن جوش مورد
استفاده قرار می گیرد.
انواع الکترود:
انجماد سریع (Fast Freezing Electrode):
الکترود های جوشکاری انجماد سریع دارای سه خصلت اصلی هستند. ضمن ایجاد
قوس قوی، سرباره بسیار کمی تولید می کنند و امکان استفاده در تمام موقعیت
ها را دارند. کدهای E6010 و E6011 از انواع الکترود های انجماد سریع هستند.
انجماد پرشده (Fill Freeze Electrode):
الکترودهای جوشکاری انجماد پر شده دارای فلاکسی سنگین بوده و ضمن
توانایی خارج کردن سرباره، امکان ایجاد دانه هایی با ترکیب یکنواخت را نیز
دارند. کدهای E6012، E6013 و E7014 در ذمره الکترود های انجماد پر شده قرار
می گیرند.
چسبان سریع (Fast Fit Electrode):
الکترود های جوشکاری چسبنده سریع دارای پوشش فلاکس بسیار سنگین بر روی
سیم و نرخ رسوب گذاری بسیار سریع هستند. کدهای E6027، E6028 دو نوع از
پرکاربردترین هستند.
کم هیدروژن (Low Hydrogen Electrode):
فلاکسی الکترودهای کم هیدروژن دارای مقادیر بسیار کمی هیدروژن می باشد و
از آن برای فولادهای پرکربن استفاده می گردد. E7018 و E7028 در ذمره
الکترودهای کم هیدروژن هستند.
ضخامت الکترود و آمپر:
در اغلب موارد هرچقدر قطعه کار ضخیم تر باشد، جریان و آمپراژ مورد نیاز
بیشتر و ضخامت الکترود نیز بیشتر خواهد بود. کاتالوگ سازنده می تواند
اطلاعات مفیدی در خصوص انتخاب مناسب و تنظیمات دستگاه جوش در اختیار جوشکار
قرار دهد.
انواع الکترود از لحاظ جنس مفتول:
- الکترود با مفتول فولاد زنگ نزن
- الکترود با مفتول فولاد کم کربن
- الکترود با مفتول نیکلی
- الکترود با مفتول آلومینیومی
انواع الکترود از نظر پوشش فلاکس:
- الکترود پوشش قلیایی
- الکترود روتیلی
- الکترود روتیلی با پودر آهن
- الکترود سلولوزی
انواع الکترود از لحاظ ضخامت پوشش:
- الکترود پوشش تازک
- الکترود پوشش متوسط
- الکترود پوشش ضخیم
- الکترود پوشش خیلی ضخیم
اصولا الکترود ها از نظر شکل ظاهری به دو دسته تقسیم می شوند :
- الکترود های پوشش دار
- الکترود های بدون پوشش
تمامی الکترود های مصرفی جوش برق پوشش دار هستند و الکترود های بدون پوشش در جوشکاری گاز یا همان جوش آرگون و co2 مصرف می شوند .
چرا الکترود های جوش برق پوشش دار هستند؟
- موجب نگهداری قوس الکتریکی می شوند (به همین علت وقتی پوشش الکترود می ریزد،هنگام شروع جوشکاری الکترود می چسبد)
- باعث نگهداری جوش از جریان هوا می شود (از اکسیده شدن جوش جلوگیری می کند – این وظیفه در جوش گاز به عهده گاز های آرگون و co2 است)
- باعث محافظت از جوش در مقابل شرایط جوی مانند باد و باران می شود.
- مواد آلیاژی به جوش اضافه می کند .
اطلاعات پاکت الکترود
مطابق استاندارد پاکت ها و کارتنهای الکترود بایستی علامت ها و نوشته
هائی داشته باشند که حتی المقدور مصرف کننده را در دسترسی به کیفیت مطلوب
جوش راهنمائی و یاری نمایند.
در روی پاکت الکترود علاوه بر نام کارخانه سازنده , نوع جنس نیز درج می شود که برای مصرف صحیح حائز اهمیت است.
الکترود
جوشکاری مفتول فلزی است که دور تا دور آن توسط پوشش فلاکس ( Flux Coating )
احاطه گردیده است. قطر الکترود از روی قطر مغزی آن محاسبه می گردد. روکش
الکترود جوشکاری اغلب از آهک، سلولز، اکسید سدیم، خاک رس و یا آزبست تشکیل
گردیده است. از الکترود جوشکاری جهت پرکردن فضای اتصال مابین دو سطح مورد
جوشکاری استفاده می گردد.
پوشش فلاکس الکترود های جوشکاری
پوشش
فلاکس الکترود کمک زیادی به ثبات قوس الکتریکی در فرآیند جوشکاری می کند.
همچنین ضمن عمل به عنوان عایق جهت ایجاد گاز محافظ (Gaseous Shield) و شکل
گیری سرباره (Slag) شناور بر روی سطح جوش برای افزایش مدت زمان خنک شدن جوش
مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع الکترود جوشکاری از لحاظ جنس مفتول:
· الکترود با مفتول فولاد زنگ نزن
· الکترود با مفتول فولاد کم کربن
· الکترود با مفتول نیکلی
· الکترود جوشکاری با مفتول آلومینیومی
انواع الکترود جوشکاری از نظر پوشش فلاکس:
· الکترود جوشکاری با پوشش قلیایی
· الکترود رتیلی
· الکترود جوشکاری رتیلی با پودر آهن
· الکترود سلولوزی
انواع الکترود جوشکاری از لحاظ ضخامت پوشش:
· الکترود جوشکاری با پوشش تازک
· الکترود جوشکاری با پوشش متوسط
· الکترود جوشکاری با پوشش ضخیم
· الکترود جوشکاری با پوشش خیلی ضخیم
انواع الکترود جوشکاری از نظر ساخت
الکترود انجماد سریع (Fast Freezing Electrode):
الکترود
های جوشکاری انجماد سریع دارای سه خصلت اصلی هستند. ضمن ایجاد قوس قوی،
سرباره بسیار کمی در جوشکاری تولید می کنند و امکان استفاده در تمام موقعیت
های جوشکاری را نیز دارند. کدهای E6010 و E6011 از انواع الکترود های جوش
انجماد سریع هستند.
الکترود انجماد پرشده (Fill Freeze Electrode):
الکترودهای
جوشکاری انجماد پر شده دارای فلاکسی سنگین بوده و ضمن توانایی خارج کردن
سرباره، امکان ایجاد دانه هایی با ترکیب یکنواخت را نیز دارند. کدهای
E6012، E6013 و E7014 در گروه الکترود های انجماد پر شده قرار می گیرند.
الکترود چسبان سریع (Fast Fit Electrode):
الکترود
های جوشکاری چسبنده سریع دارای پوشش فلاکس بسیار سنگین بر روی سیم و نرخ
رسوب گذاری بسیار سریع هستند. کدهای E6027، E6028 دو نوع از پرکاربردترین
هستند.
الکترود کم هیدروژن (Low Hydrogen Electrode):
فلاکس
در الکترودهای کم هیدروژن دارای مقادیر بسیار کمی هیدروژن می باشد و از آن
برای فولادهای پرکربن استفاده می گردد. E7018 و E7028 در زمره الکترودهای
جوشکاری کم هیدروژن هستند.
رابطه ضخامت الکترود جوشکاری و آمپراژ :
در
اغلب موارد هرچقدر قطعه کار ضخیم تر باشد، جریان و آمپراژ مورد نیاز بیشتر
و ضخامت الکترود جوشکاری نیز بیشتر خواهد بود. کاتالوگ سازنده می تواند
اطلاعات مفیدی در خصوص انتخاب مناسب و تنظیمات دستگاه جوش در اختیار جوشکار
قرار دهد.
نام گذاری الکترودها در استاندارد A.W.S :
A.W.S
مخفف American Welding Society است یعنی جامعه جوشکاران امریکا اما به این
علت طبقه بندی الکترود های جوشکاری را براساس استاندارد این NGO معرفی می
کنیم زیرا استاندارد بین المللی است و در اکثر کشورها از جمله کشور ما به
عنوان ملاک شناسایی الکترود ها شناخته می شود.
Eحرف 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
گازانجام 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 100,000منظور 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.
ـ دومین عدد از سمت راست مشخص کننده موقعیت جوشکاری میباشد که الکترود برای آن حالت طراحی شده است.
EXX1X : منظور از 1 : کاربری الکترود جوشکاری در همه موقعیت‌ها میباشد. All Position
EXX2X : منظور از 2 : کاربری الکترود جوشکاری فقط برای Flat & Horizontal میباشد.
EXX3X : منظور از 3: کاربری الکترودجوشکاری فقط برای حالت Flat میباشد.
EXX4X : منظور از 4: کاربری الکترودجوشکاری در همه موقعیت‌ها و V- down
به عنوان نمونه در مورد الکترود جوشکاری زیر داریم :
E 60 10
E = جریان برق
60 = کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
1 = حالات مختلف جوشکار ی
0 = نوع جریان می باشد.
علامت اول
در
علائم الکترود بالا E مشخص می نماید که این الکترود برای جوشکاری برق بوده
با استقاده می شود. ( بعضی از الکترودهای پوشش دار هستند که در جوشکاری با
اکسی استیلن از آنها استفاده می شوند مانند FC18 ).
در علامت دوم
عدد
6 و 0 یعنی مشخصه فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع بوده
بایستی آن را در 1000 ضرب نمود یعنی فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود
60000 پاوند بر اینچ مربع است.
علامت سوم
حالات
جوش را مشخص می کند که همیشه این علامت 1 یا 2 یا 3 می باشد. الکترودهائی
که علامت سوم آنها 1 باشد در تمام حالات جوشکاری می توان از آنها استفاده
کرد. و الکترودهائی که علامت سوم آنها عدد 2 می باشد در حالت سطحی و افقی
مورد استفاده قرار می گیرند. الکترودهائی که علامت سوم آنها 3باشد تنها در
حالت افقی مورد استفاده قرار می گیرند.
علامت چهارم
خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را مشخص می نماید که این علائم از 0 شروع و به 6 ختم می گردند.
چنانچه
علامت چهارم یا آخر صفر باشد موارد استعمال این الکترودها تنها با جریان
مستقیم یا DC و با قطب معکوس می باشد. نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره
های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد می باشد.
چنانچه
علامت چهارم یک باشد موارد استعمال این الکترود با DC , AC می باشد. شکل
ظاهری جوش این الکترود صاف و در شکافها و درزها کمی مقعر و درجه سختی جوش
کمی زیادتر از گرده اول است.( AC = جریان متناوب و DC = جریان مستقیم می
باشد. )
اگر علامت چهارم 2
باشد موارد استعمال الکترود با AC , DC می باشد.نفوذ جوش متوسط و درجه سختی
جوش کمی کمتر از دو گروه قبل می باشد نمای ظاهری آن محدب است.
اگر
علامت چهارم 3 باشد این الکترود را می توان با جریان AC متناوب یا جریان
مستقیم به کار برد. درجه سختی گرده جوش این الکترود کمتر از دو گرده اول و
دوم و کمی بیشتر از گرده سوم می باشد و نیز در دارای قوس الکتریک خیلی آرام
و نفوذ کم و شکل مهره های آن در درزهای شکل محدب می باشد.
اگر علامت چهارم 4 باشد این الکترود را می توان با جریان DC , AC به کار برد.
موارد استعمال این الکترودجوشکاری برای شکافهای عمیق یا در جائی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است می باشد.
چنانچه
علامت آخر 5 باشد مشخصه این علامت این است که فقط جریان DC مورد استفاده
قرار می گیرد و موارد استعمال آن در شکافهای باز و عمیق است. درجه سختی
گرده جوش این الکترود کم و دارای قوس الکتریکی آرامی است و پوشش شیمیایی آن
از گروه پوشش الکترودهای بازی است.
چنانچه علامت آخر 6 باشد. خواص و مشخصه آن مطابق گروه 6 است با این تفاوت که با جریان Ac مورد استفاده قرار می گیرد.
الکترود های کاربردی :
6013 معروف به الکترودجوشکاری همه کاره - الکترودی که در اکثر کارهای آهنگری مورد استفاده قرار می گیرند.
7018
الکترودجوشکاری قلیایی که به رطوبت بسیار حساس است لذا پیش از استفاده
باید پیش گرمایش شود ، این الکترود در کشتی سازی ولوله های فشار بالا مورد
استفاده قرار می گیرد.
6010 الکترود جوشکاری با قوس نفوذی که در لوله های فشار بالا و مخازن تحت فشار استفاده می شود.
قطر الکترود جوشکاری
2.5 کوچکترین
سایز الکترود جوشکاری می باشد که معمولا با آمپر 60 تا 90 جوشکاری می شود و
برای جوش لوله گاز و آب خانگی (فشار پایین) و جوشکاری آهن های 2 و 3 میلی
متر استفاده می شود.
3.25 در
بازار الکترود سه شناخته میشود و برای فلزات 5 mm به بالا استفاده می شود ،
آمپر مورد نیاز برای جوشکاری این الکترود بر روی جعبه آن چاپ شده است.
الکترود جوشکاری 4 و 5 استفاده های خاص دارند برای مثال در اسکلت ساختمان استفاده می گردند.
http://www.electrojosh.com
https://t.me/joinchat/AAAAAEGUdvSYsyguT00DmA
https://www.instagram.com/electrojoosh/
