الکترود جوشکاری

در بسیاری از روش های جوشکاری، نمی توان با حرارت مستقیم، دو قطعه را به هم متصل کرد. به همین جهت از مفتولی استفاده می شود که با ذوب شدن، بتواند فضاهای بین دو قطعه را پر کند و سبب اتصال آن‌ها شود که به آن الکترود (سیم جوش) می گوییم.

الکترود یا سیم جوش، مفتول فلزی یا گرافیتی است که برای جوشکاری و اتصال دو قطعه فلزی به کار میرود و دورتارور آن به وسیله پوششی به نام فلاکس (Flux Coating) احاطه می شود و جریان برق از آن عبور میکند. فلاکس نه تنها مفتول میانی الکترود را پوشش می دهد بلکه باعث ثبات قوس الکتریکی، ایجاد گازعایق، شکل گیری سرباره (Slag) شناور بر روی سطح جوش برای افزایش مدت زمان خنک شدن جوش هم می شود.

دسته ای از الکترودها ذوب نمی شوند؛ مانند الکترودهای مسی در جوش مقاومتی یا جوش نقطه ای. لازم به ذکر است در جوشکاری TIG هم الکترودهای تنگستن فقط قوس ایجاد کرده و خود ذوب نمی شوند و الکترودهای ذغالی در برشکاری و شیارزنی هم مصرف نشدنی هستند. اما دستۀ دیگر سیم جوش ها ذوب شده و فلز جوش را به وجود می آورند. الکترود ها از قطر ۲ تا ۸ میلی متر و با طول ۲۵ و ۳۰ و ۳۵ و ۴۵ ساخته می شوند

جنس الکترود به تجهیزاتی که در جوشکاری استفاده می شود بستگی دارد و قطر الکترود نیز از روی قطر مغزی آن محاسبه می گردد.

روکش الكترود جوشکاری اغلب از آهک، سلولز، اکسید سدیم، خاک رس و یا آزبست تشکیل گردیده است.

انواع الکترود جوشکاری از لحاظ شکل ظاهری:

• الکترودهای پوشش دار

تمامی الکترودهای مصرفی جوش برق پوشش دار هستند

• الکترودهای بدون پوشش

این الکترودها در جوشکاری گاز یا همان جوش آرگون و جوش CO2 مصرف می شوند.

انواع الکترود جوشکاری از لحاظ جنس مفتول:

به طور کلی متریال مورد استفاده در ساخت هسته الکترود را به دو گروه عمده تقسیم می کنند:

• گروه آهنی (نظیر فولاد)
• الکترود با مفتول فولاد زنگ نزن
• الکترود با مفتول فولاد کم کربن
• گروه غیر آهنی
• الکترود با مفتول نیکلی
• الکترود جوشکاری با مفتول آلومینیومی
• الکترود با مفتول مسی

انواع الکترود جوشکاری از نظر جنس (پوشش فلاکس):

بر اساس جنس، الکترودها انواع مختلفی می توانند داشته باشند. از مهم ترین آن ها می توان به پوشش اسیدی، قلیایی، روتیلی و سلولزی اشاره کرد.

• الکترود جوشکاری با پوشش قلیایی

پوشش های قلیایی عمدتا از کربنات کلسیم، فلوئورید و فلداسپار تشکیل شده اند. رطوبت کمی که این نوع پوشش‌ها دارند سبب می شود اندکی هیدروژن به درون جوش نفود کند. این نوع پوشش برای فولادهای کم آلیاژ و پر آلیاژ مناسب است و خواص مکانیکی خوبی دارد. اما برای جوشکاری حتما خشک باشد و بنابراین بایستی آن را پیشگرم کرد.

• الکترود روتیلی

اکسید تیتانیوم (روتیل) ترکیب اصلی الکترود روتیلی است. این سیم جوش سرباره ای غلیظ به وجود می آورد؛ بنابراین برای جوش های نبشی، افقی و عمودی مناسب است. به رطوبت حساسیت بسیار کمی دارد و در هنگام جوشکاری پاشیدگی و ترشحات ایجاد می کند. از خواص دیگر آن به ایجاد قوس آرام با نفوذ کمتر به واسطه داشتن پتاسیم، نفوذ جوش متوسط، گرده جوش ظریف، قابلیت جدا شدن آسان سرباره می توان اشاره کرد.

• الکترود سلولوزی

پوشش این سیم جوش، از جنس سلولز است. این نوع الکترودها قدرت یونیزه شدن بالایی دارند و بهترین عمق نفوذ را ایجاد می‌کنند. در موقعیت های مختلف جوشکاری می توان از این نوع الکترودها استفاده کرد. پوشش های سلولزی در حین جوشکاری مقدار زیادی گاز هیدروژن آزاد می کنند؛ بنابراین مکان جوش مستعد ترک خوردگی می‌شود. از دیگر معایب آن می توان به سطح جوش خشن، دود زیاد و پاشش فراوان اشاره کرد.

• الکترود اسیدی

این نوع پوشش شامل اکسیدها، کربنات های منگنز، آهن و مقداری سیلیسیم است. پوشش اسیدی سبب می‌شود که سرباره‌ای حجیم و روان در هنگام جوشکاری ایجاد شود که در نتیجه جوشی با ظاهری صاف و تمیز به دست می‌آید. سرباره از روی جوش به راحتی جدا می‌شود و با هر دو نوع جریان یکنواخت و متناوب قابل استفاده است.

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

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

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

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

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.

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.

شناسایی الکترودها در استاندارد A.W.S  (جامعه جوشکاران امریکا)

Exxxx

• 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 حرف RG یا جوشکاری با اکسی استیلن از FC استفاده می‌شود .

EXXxx

• ارقام بعد از حرف E مشخص کننده مقاومت ماکزیمم کششی (تنش UTS) گرده جوش می‌باشد. ممکن است اعداد ۶۰ یا ۷۰ یا ۸۰ یا ۹۰ باشد. مثلاً E1ooxx, E60xx که منظور 60 k.s.i یا 60000P.S.i و 100 k.s.i یا 100,000 P.S.i 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.

ExxXx

• دومین عدد از سمت راست مشخص کننده موقعیت جوشکاری می باشد.

:EXX1X منظور از 1: کاربری الکترود جوشکاری در همه موقعیت‌ها می‌باشد. All Position

EXX2X: منظور از 2: کاربری الکترود جوشکاری فقط برای جوش افقی و تخت (Flat & Horizontal) می‌باشد.

EXX3X: منظور از 3: کاربری الکترودجوشکاری فقط برای حالت تخت (Flat) می‌باشد.

EXX4X: منظور از 4: کاربری الکترودجوشکاری در همه موقعیت‌ها و V- down

ExxxX

• شمارۀ آخر، نوع جریان و خصوصیات ظاهری گرده جوش را مطابق جدول زیر نشان می دهند که این علائم از 0 شروع و به 6 ختم می گردند.

Exxxx XX

• بعد از آخرین عدد از سمت چپ یا اولین عدد از سمت راست کد الکترود ممکن است یک حرف اندیس دار مثل A1،B1 ،D2 و … باشد که مربوط به الکترودهای فولادی کم آلیاژ (مانند کرم، نیکل، منگنز، وانادیو و مولیبدن)است.

شناسایی الکترودهای فولادی آلیاژی کروم-نیکل دار

این الکترود بر اساس شماره فولاد با یک عدد سه رقمی بیان می شود؛ مثلاً E308 . بر اساس استاندارد AISI الکترود E308L یعنی الکترود قلیایی که درصد کربن آن ناچیز است. حرف L به معنی Low Carbon است.

در خصوص الکترودهای روپوش دار آلومینیوم بعد از حرف E شماره آلومینیوم بر اساس استاندارد ۱ AISI نوشته می‌شود. مثل الکترود E4043 که مربوط به آلیاژ آلومینیوم است که ۴ تا ۶ درصد سیلیس دارد.

در مورد سایر الکترودها از علامت اختصاری جنس مغزی آنها استفاده می شود. مثلا الکترودهای نیکلی با حرف Ni مشخص می شوند؛ مثل   ENiFe یعنی الکترود نیکلی که با درصدی آهن آلیاژ شده است و برای جوشکاری چدن خاکستری مناسب است یا الکترود مسی ECuSn الکترودی است که ۴٪ قلع و ۹۶ ٪ مس دارد و برای جوشکاری قطعات مسی و قطعات چدنی به کار می رود.

الکترود های پرکاربرد :

E6013  معروف به الکترودجوشکاری همه کاره – الکترودی که در اکثر کارهای آهنگری مورد استفاده قرار می گیرند.

7018 E الکترود جوشکاری 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 E الکترود جوشکاری با قوس نفوذی که در لوله های فشار بالا و مخازن تحت فشار استفاده می شود.