سیستم کدبندی الکترودها

مشخصات الکترودها

در جوشکاری مشخصات الکترودها با یک سری اعداد مشخص می گردند. اعداد مشخصه به ترتیب زیر می باشد.

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.
Kg/mm2

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.

انواع الکترود برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً سربالا

استاندارد آما 1/421 م ج
رنگ شناسائی : انتها – سورمه ای سیر
الکترود روتیلی روپوش متوسط برای فولادهای ساده در تمام حالات مخصوصاً جوش سربالا و بالاسر و حالات اجباری، دارای اکسید آهن.
دارای گواهی از لویدز ژرمن
جوش دادن با این الکترود بسیار آسان است و سرباره آن بخوبی پاک می شود – قوس آرام دارد – گرده جوش تمیز است و حالات مختلف را با شدت جریان ثابت بخوبی جوش می دهد.

انواع الکترود برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً سربالا

استاندارد آما 1/421 م ج
استانداردآمریکائی: AWS.E 6013
رنگ شناسائی : انتها – زرد
الکترود با روپوش متوسط روتیلی برای جوشکاری فولادهای معمولی در ساختمان اسکلت های فلزی – خرپاها – پل سازی – در و پنجره سازی – ورق کاری و سایر کارهای آهنی – این الکترود را می توان برای جوشکاری درهمه حالات ( عمودی – افقی – و بالاسر ) استفاده نمود. محل جوش نرم است و بخوبی قابل براده برداری یا چکش کاری می باشد.

دارای گواهی از لویدز ژرمن و دانشکده پلی تکنیک تهران و هنرستان صنعتی تهران.

انواع الکترود مخصوص جوشکاری مخازن – ماشین سازی – پل سازی و کشتی سازی

استاندارد آما 4/1 + 50 ک ج
استانداردآمریکایی: AWS.E 7018/8018
رنگ شناسائی : انتها – نقره ای
الکترود قلیائی برای کارهائی که به جنس جوش فشار زیاد وارد می شود مانند مخازن دیگها – مصارف ماشین سازی – کشتی سازی – پل سازی و بناهای فولادی – قابل کار روی فولادهای ساختمانی ، 33 St ، 34 St ، 42 St ، 50 St ، 52 St ، 60 St ، 70 St و فولادهای دانه ریز با مقاومتهای 50 تا 62 کیلوگرم مثل فولادهای 50 Fb ، 50 Hsb ، 4 Mn 19 ، 5 Mn 17، 39 Bh ، 154 Dillinal ، 50 Aldur ، F 38 Sb ، 6 Fk ، 50 Hoag ، 36 Union ، 36 Bh ورقهای دیگ سازی HIII ، HII ، HI ، ورقهای لوله سازی ، 4/55 St ، 55 St ، 8/45 St ،5/45 St ، 45 St ، 8/35 St ، 35 St ، 4/35 St ، 35 St ، و فولادهای کشتی سازی A . B .C . D .E و فولادهای مقاوم در سرما N 35 TT St ، N 45 TT St ، N 45 TT St ، V 41 TT St ، N 41 TT St ، V 35 TT St و فولادهای مقاوم در کهنگی و سرما.
دارای گواهی از خط آهن دولتی آلمان فدرال و لویدزژرمن برای فولادهای ، 50 St ، 60 St ، 70 St آزمایش شده از طرف اتحادیه مراقبتهای فنی آلمان تا منهای 80 درجه سانتیگراد.
این الکترود با پاشیدن متوسط در همه حالات به آسانی جوش می خورد. فقط الکترودهای خشک مصرف شود. با قوس کوتاه جوشکاری شده و حتی المقدور کمتر نوسان دهند. سربار آن به آسانی پاک می شود. مخصوصاً ثبات فرم آن حتی در حرارتهای کم و تنشهای نامناسب جالب توجه است.


الکترودهای مخصوص رنده های ماشین تراش و صفحه تراش یا فولادهای تنه بر

عملیات حرارتی
الف- تاباندن 5 ساعت در 820 درجه سانتیگراد

ب- آب دادن : حرارت سردکردن 1280 تا 1320 درجه سانتیگراد

وسیله سردکردن : روغن – حمام گرم – هوای خشک فشرده
حرارت حمام کردن : 500 تا 550 درجه سانتیگراد
حرارت رنگ گیری : 560 تا 580 درجه سانتیگراد

نمونه مصرف
رنده صفحه تراش طبق دین 4552 __
ساختمان یک رنده صفحه تراش نوبا :__
این فولاد بهتر از همه است زیرا دارای تمام خواص جوشکاری و آبدهی می باشد.
حتی المقدور از مصرف فولادهائی که بیش از 45/0 % و کمتر از 35/0% کربن دارند اجتناب شود.

طرز کار
الف- گرم کردن سریع 600 تا 700 درجه سانتیگراد
ب- جوش دادن
د- سائیدن مقدماتی ( در صورت تاباندن جهت نرم شدن عملیات براده برداری هم ممکن است)
هـ - آب دادن در حرارت 1280 درجه سانتیگراد ( در روغن )
و- رنگ گیری نیم ساعت در 560 درجه سانتیگراد
ز- به اندازه سائیدن
برای محدود کردن جوش روکشی قطعاتی از مس یا فلزات سبک و همچنین قطعات گرافیت پهلوی آن قرار می دهند. این قطعات کار جوش را آسان کرده و سرعت کار را زیاد می نماید.
قطعات فوق باید طوری باشند که جلوی جریان جوش را نگیرند.برای این منظور یا باید یخ خورده باشند ( 45 درجه ) و یا بین قطعات و قطعه کار 2 تا 3 میلیمتر فاصله باشد.
انتخاب قطر الکترود بسته به سطحی است که باید روکش شود.

آما 1105

رنگ شناسائی : انتها – زرد با خال نقره ای
استاندارد :آمریکائیE FE.5B
مخصوص تهیه و اصلاح لبه های افزارها مثل رنده های ماشین تراش و صفحه تراش.
آما 1105 می تواند در تهیه کارهای نو روی فولادهای ساده و در کارهای اصلاحی روی تمام افزارهای فولاد تندبر روکشی شود.
این الکترود دارای قوس آرام است و آسان هدایت می شود جنس جوش متراکم و بدون خلل و فرج بوده سخت و پر مقاومت می باشد و عملیات حرارتی لازم ندارد ولی به هر صورت با آن عملیات سخت تر خواهد شد.
جنس جوش در هر حال قابل براده برداری نیست و فقط ممکن است با سنگ سمباده سائیده شود. در جوش روکشی به روی فولاد کربن دار وقتی بهترین نتیجه حاصل می شود که به فلز مبنا حداقل حرارت لازم جهت چسبیدن جوش برسد. برای این منظور باید حتی المقدور با جریان کم جوشکاری کرد و الکترود را نوسان نداد. فلز مبنا باید قبلاً در حدود 600 الی 700 درجه سانتیگراد گرم شده باشد و هنگام جوش این حرارت حفظ شود از نظر ترکیبات خاصی که در روپوش وجود دارد با الکترود آسیب دیده نباید جوش داد.


الکترودهای روکش سخت و مقاوم در برابر فرسودگی

رنگ شناسائی : انتها – سبز با خال سفید
الکترود روپوش کلفت اوستنیتی همراه با کرم – نیکل – و مانگانز برای جوشکاری اتصالات عالی و ترک نخور- فولادهای بد جوش یا فولاد ریختگی .جوش روکشی ریل های تراموای سوزن خط آهن – زنجیرهای حرکت تراکتورهای زنجیری و امثال آن – قشر لائی پر مقاومت در روکشهای سخت مخصوصاً قسمتهای فرسوده شونده در فولاد سخت کرم دار مخصوص فولادهای ساده و آلیاژدار با استحکام زیاد- فولادهای احیا شده فولادهای زنگ نزن کرم دار فولادهای مقاوم در پوسته شدن – فولادهای سخت منگنز و فولادهای معمولی.
دارای گواهی از خط آهن آلمان فدرال برای روکشی و جوش دادن فولاد سخت منگنز آما 1090 با قوس آرام ذوب می شود در حال عادی پس از جوشکاری جنس جوش نرم و پر مقاومت است ومی تواند با عملیات سخت کننده سرد تا 400 برینل سخت گردد. جنس جوش به مقدار زیادی زنگ نزن و مقاوم در الکتروشیمی است. تا 800 درجه سانتیگراد سخت است و پوسته نمی کند.

الکترودهای مقاوم در برابر حرارت برای ساختمان تاسیسات نفتی و شیمیائی آماجی 1248 ن

رنگ شناسی : انتها – سفید با خال آبی
الکترودی است با روپوش قلیائی و با 5/0% کرم و 5/0% مولیبدن مناسب برای کار به روی فولادهای مقاوم در برابر حرارتهای زیاد و عملیات پر فشار مانند ساختمانهای مراکز جدید تاسیسات نفتی و شیمیائی.
دارای گواهی از کارخانه شل هندی. این الکترود جریان آرام و روان دارد سرباره آن آسان پاک می شود و در تمام وضعیت به آسانی کار می کند. درز آن تمیز و خوش منظره است. برای رسیدن به یک جوش بی نقص نباید الکترود را نوسان داد و همچنین باید حتی المقدور طول قوس را کوتاه نگهداشت. فقط باید الکترودهای خشک مصرف کرد. در صورت مرطوب شدن الکترودها باید آنها را دو ساعت در حرارت 150 درجه سانتیگراد خشک کرد و سپس به مصرف رساند.
پیش گرم کردن قطعه کار از 200 تا 300 درجه سانتیگراد و گرم کردن آن برای رفع تنش از 720 تا 750 درجه سانتیگراد توصیه می شود.

رنگ شناسائی : انتها – سفید با خال سفید
استاندارد : آلمانی KB^IS
الکترود قلیائی با روپوش کلفت برای جوشکاری فولادهائی که حداکثر تا 550 درجه سانتیگراد را به طور قائم تحمل می نمایند مانند دیگها- مخزن و لوله ها و فولادهای ریخته گری مخصوص جوشکاری روی فولادهای 17Mn4,19Mn5,15Mo3,HIV و فولاد ریخته گری Gs22Mo4 و فولادهای دانه ریز با مقاومت 50 تا 60 کیلوگرم بر میلی متر مربع آزمایش شده از طرف اتحادیه مراقبتهای فنی آلمان- دفتر آمریکائی و لویدژرمن.
این الکترود دارای قوس آرام و ثابت است. پاشیدن آن بسیار کم می باشد. سرباره در قطعات متوسط به آسانی پاک می شود. منظره گرده جوش تمیز است. اندازه های تا 25/3 میلیمتری آن مخصوص لایه ریز در حالات اجباری درست شده است. این الکترود به طریقه مخصوصی با دو روپوش تهیه گردیده و در تمام حالات به استثنای از بالا به پایین قابل جوشکاری است.
(فقط الکترودهای خشک را مصرف نمائید.)

الکترودهای مخصوص جوشکاری سربالا

استاندارد آما 1/322 ن ج
رنگ شناسائی : ندارد
الکترودی است برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً عمودی سربالا, دارای قابلیت پل زنی خوب, با این الکترود می توان ورقهای نازک را هم بخوبی ورقهای ضخیم جوش داد. درز جوش ریز فلس بوده و بسیار تمیز است. گرده جوش کمی برجسته و بدون اثر سوختگی است. برای جوشکاری تعمیراتی و جوشکاری نوسازی در اطاق کامیون- قطعات اتومبیل – مخازن و ساختمانهای فولادی و ورقهای نازک مناسب است.
برای جوشکاری همیشه طول قوس کوتاه انتخاب کنید. در جوشکاری بالا سر قطر کوچکتری انتخاب نمائید.

استاندارد آما 1/421 م.ج
رنگ شناسائی انتها : زرد با خال قرمز
استاندارد : آمریکائی E 6013
الکترود با روپوش متوسط تیتانی برای جوش اتصالی در ساختمانهای فولادی ماشین سازی- واگن سازی- دیگ و مخزن سازی – کشتی سازی – درزهای لب به لب و گلوئی روی فولادهای ساده
st33 , st34 , st33 , st37 , st43 , st52 و فولادهای لوله سازی 35 st ,
st35/4 , st35/8 , st45 , st45/4 , st45/8 , st55 , st55/4 و فولاد دیگ سازی HIII, HII, HI و فولاد کشتی سازی A, B,C و فولادهای طبق دین 1623 و فولاد رخته گری.
دارای گواهی از خط آهن آلمان فدرال تا 52 st – لویدز ژرمن – آزمایش ده از طرف اتحادیه مراقبتهای فنی آلمان.
این الکترود به آسانی روشن می شود.پاشیدن کم دارد- در همه حالات جوش می دهد و سرباره آن به آسانی جدا می گردد

خصوصيات کاری الکترودها :

مواد تشکیل دهنده روپوش الکترود نه تنها خواص فیزیکی و شیمیایی جوش را تعیین می کند . بلکه خصوصیات کاری الکترود را نیز روشن می سازد . استفاده از الکترودهای مختلف نیاز به فنون مختلفی دارد بنابراین این الکترودها را می توان مطابق خصوصیات کاری و شرایط اتصالات جوش شونده به عنوان پر کن، پی گیر سریع و شکل گیر سریع طبقه بندی نمود .
الکترود پر کن سريع :الکترود پرکن سریع سرعت جوشکاری بالایی دارد و نقطه مقابل الکترود شکل گیر سریع (الکترود با انجماد سریع) می باشد .
گروه الکترود پر کن سریع شامل الکترودهای روپوش دار ضخیم ،پودر آهنی می باشند . که بطور گسترده ای برای جوش های گلوئی و شیاری عمیق مورد استفاده قرا می گیرند . الکترود پر کن سریع به طور ویژه ای برای جوشکاری سریع در حالت تخت طراحی شده است . سرعت جوشکاری آن زیاد پاک کردن سرباره آن آسان است . بریدگی کناره کمی دارد و قوس آن نرم و نفوذ آن کم است . یعنی به مقدار کمی فلز مینا و فلز جوش را مخلوط می نماید . ظاهر جوش خیلی صاف است . رویه تخت تا قدری محدب دارد و پاشیدگی آن کم است . بعضی از این الکترود ها برای جوشکاری حالت غیر عادی تدارک شده اند که خصوصیات منجمد شوندگی آنها سریع تر است مثل الکترود Exx14 . الکترود های Exx24 وExx27 عموما برای جوشکاری گلوئی های تخت و شیاری بکار برده می شوند .
الکتروده پی گير سريع :این گروه از الکترودها به عنوان الکترودهای پر کن – زودگیرنیز معروف هستند .آنها خصوصیات ترکیبی پرکنی سریع و شکل گیری سریع را دارا می باشند . در انجام جوشهای لب رولب یا جوشهای ورق نازک فلزی برای تشکیل جوش ، فلز اضافی کمی لازم است . اقتصاد ترین را جوشکاری این نوع اتصال حرکت سریع می باشد به علت آن که بدنبال حرکت قوس ، لازم است هرچه سریعتر چاله تشکیل شود . این نوع الکترودها به الکترودپی گیر سریع معروف هستند . این الکترود قوس نسبتا قوی و نفوذ متوسط دارد . این الکترود همراه با شدت جریان کمتر و ورودی حرارت کمتر ، مساله سوختگی درونی را کاهش می دهد . عموما الکترودهای پی گیر سریع به عنوان الکترودهای قطبیت مستقیم معروف هستند ولی می توانند با جریان متناوب نیز کار کنند . این الکترودها سرباره کاملی دارند و مهره های جوش فلس های صاف دارد . این نوع الکترود ها در کارگاه های تولیدی مصارف عمومی داشته و برای کار تعمیر نیز به طور گسترده استفاده می شوند .در کارگاههای که با ورق نازک سروکار دارند از الکترود پی گیر سریع برای جوشکاری عمومی به صورت سرازیر استفاده می کنند .
مثال : این الکترود ها برای جوشکاری با جریان مسقیم Exx12 و برای جوشکاری با جریان متناوب Exx13
الکترود شکل گير سريع : الکترودهای شکل گیر سریع یا الکترود با انجماد سریع جوشی تولید می کند که بسرعت منجمد می شود و شکل می گیرد . این نوع موضوع برای جوشکاری در حالتهای عمودی و سقفی حائز اهمیت است و از ریزش فلز مذاب جلوگیری می شود. الکترودهای شکل گیر سریع قوس قوی و نفوذ عمیق دارند و به الکترود های با قطبیت معکوس معرروفند گرچه بعضی از آنها با جریان متناوب هم کار می کنند . سرباره این الکترود کم است و مهره های تخت تولید می کنند .
با چند استثنا این الکترود ها جوشکاری عکسی (کنترل کیفیت جوش با پرتونگاری )تولید می کنند . و در کارهای کدی لوله و مخزن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند .
این الکترود ها در ساخت و تعمیر برای جوشکاری در همه حالتها به طور گسترده ای به کار برده می شود .
الکترود مرکب : بعضی از اتصالات خصوصیات الکترود ها ی پر کن سریع و شکل گیر سریع را جا لازم دارند بهترین الکترود های شکل گیر سریع یا الکترودهای با ا نجماد سریع الکترودهای Exx10 و Exx11 هستند . الکترود پودر آهنی و مناسب برای همه حالتها که خصوصیات پر کنی سریع و ا نجماد سریع را با هم دارد آنرا الکترود Exx14 می باشند . الکترود Exx14 حالت پر کنی سریع دارد . نه به اندازه Exx10 انجماد سریع دارد بلکه ترکیبی بین این دو می باشد و از این رو الکترود Exx14 الکترود مرکب گفته می شود .
الکترود کم هيدروژن : روپوش این الکترودها کم هیدروژن یا عملا بی هیدروژن هستند . الکترودهای گم هیدروژن جوشهای بدون ترک ریز و زیر مهره ای تولید می کنند و قابلیت نرمی استثنا ئی دارند .
در جوشهای فولادهای گوگرد دار تخلخل ایجاد ننموده و جوشها از نظر پرتو نگاری دارای کیفیت مطلوبی هستند . به دلیل آنکه استفاده از الکترود کم هیدروژن نیاز به گرمایش را کا هش مید هد مصرف عمده آن در جوشکاری فولادهای سخت جوش و فولادهای آ لیاژی با مقاومت کششی بالا می باشد .
E7028 E 7018 E7016 E7015 به بعنوان مثال: این الکترودها عبارتند از: ٍExx28 و Exx18
الکترود پود آ هنی : پودر آ هن در روپوش بسیاری از الکترودها اضا فه می شود . پودر آ هن در حرارت شدید قوس تبدیل به مذاب شده و به فلز جوش استفاده میشود . وقتی پودر آ هن در مقادیر نسبتا زیاد 30 درصد بیشتر به روپوش اضافه میشود سرعت جوشکاری بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد و پاک کردن سرباره آسان تر می گردد . ضاهر جوش خیلی صاف است . مثال : برای الکترودهای پودر آهنی می توان الکترودهای ٍE7027 , E7028 , E7024 را نام برد .

 

زاويه دادن به الکترود در وضعيت های مختلف جوشکاری Electrode Angle

علاوه بر سه حرکت اشاره شده در بالا جوشکار باید الکترود را با زاویه ، معین و مشخص نسبت به سطح کار و امتداد جوش نگه دارد . زاویه بین الکترود با خط عمود بر جوش در صفحه طولی را زاویه راهنما Lead angle و زاویه الکترود با خط عمود برجوش در صفحه عرضی را زاویه کار می گویند . وضعیت صحیح الکترود باعث کاهش ذرات حبس شده سرباره در جوش و تقلیل زیر جوش under cUT می شود . در میانه کار معمولا جوشکار باید برای قرار دادن الکترود های جدید قوس را چندین بار مرتبا قطع کند . اگر قوس در نتیجه عقب کشیدن آنی الکترود قطع شود حفره ای کاسه شکل بدون اینکه از فلز مذاب کافی پر شود ایجاد می گردد که شبیه دهانه آتش فشان می باشد و احتمال ایجاد عیوب در این ناحیه زیاد است برای جولوگیری از وقوع این دهانه بر روی باند جوش در خاتمه هر الکترود بهتر است الکترود را به آهستگی به عقب در سر تا سر گرده جوش کشیده و همزمان طول قوس را افزایش داد . قبل از شروع الکترود بعدی باید این ناحیه را تمیز کرد تا از محبوس شدن سرباره اجتناب شود . قوس در الکترود بعدی پیشاپیش دهانه شروع و به عقب برگشت داده تا انتهای قبلی باند جوش را در بر گیرد . نقطه تعویض الکترود یک منبع جدی برای تجمع سرباره و حباب گاز و فقدان ذوب کامل جوش است . این قسمت از عملیات جوشکاری احتیاج به مهارت زیاد دارد تا بتوان جوش با کیفیت خوب تولید نمود . همانطور که قبلا اشاره شد انتهای الکترود باید به اندازۀ کافی به کار نزدیک باشد تا قطرات مذاب مستقیم از الکترود به حوضچه جوش منتقل شود . طول قوس فاصله بین انتهای الکترود و حوضچه جوش است که تا حدودی تابع نوع پوشش الکترود و شرایط کار می باشد . به طور کلی طول قوس نباید از قطر هسته الکترود بیشتر باشد و جوشکار باید با مهرت و تجربه ای که دارد آنرا کنترل کند . طول قوس کنترل کننده ولتاژ قوس بوده و بر سرعت پیشرفت جوش و راندمان آن تاثیر می گذارد . با قوس کوتاه شدت جریان افزایش یافته و در نتیجه نرخ رسوب زیاد می شود . در حالیکه قوس بلند احتمال اکسیده و نیتره شدن مذاب را بیشتر کرده و مقداری حرارت قوس تلف شده و تولید جرقه به مراتب بیشتر می شود . اگر لازم است که چندین پاس و لایه جوش کناره و یا روی هم رسوب داده شود باید توجه داشت که سرباره از روی لایه های قبلی کاملا پاک شود در مواردی که پاس ها کنار یکدیگر قرار می گیرند به منظور حذف زاویه تندبین دو پاس و کاهش موضع تمرکز تنش حاصل از آن الزامی است .

حرکت الکترود :

پس از شروع قوس الکتریکی ، جوشکاری باید قوس الکتریکی را به داخل محل اتصال جهت دهد تا فلز جوش در محل مورد نظر رسوب داده شود . برای اینکار جوشکار باید سه حرکت را همزمان بطور یکنواخت و قابل کنترل انجام دهد که عبارت است از :
الف: تثبیت فاصله نوک الکترود با سطح مذاب حوضچه جوش یا انطباق همزمان ذوب الکترود و حرکت آن سوی و سمت جوش
ب: حرکت الکترود و قوس در سر تا سر مسیر جوش که در اصل سرعت پیشرفت جوشکاری است .
ج: در صورت لزوم حرکت های زیگزاکی یا موجی متناسب با وضعیت جوش ، تا نیروی قوس فلز مذاب را در محل مورد لزوم هدایت داده نگه دارد و سر باره را نیز به اطراف جارو کند .لازم به تذکر است که این حرکت ها باید به طریقی انجام شود تا باعث حبس شدن ذرات سرباره در جوش یا وارد شدن هوای اتمسفر به محفظه قوس نشود .

نرخ يا ميزان ذوب الکترود : Melting rate

طول الکترود ذوب شده در دقیقه را نرخ ذوب الکترود می نامند . نرخ ذوب الکترود به عوامل مختلفی بستگی دارد و در شرایط مشابه (از نظر اندازه و شدت جریان ) در موتورهای زنراتور بیشتر از ترانسفورماتورهای یکسوکننده و در ترانسفورماتورهای یکسو کننده بیشتر از ترانسفورماتورهای AC است . برای منبع با قدرت معین نرخ ذوب با ازدیاد شدت جریان افزایش می یابد . ولی شدت افزایش در الکترودهای ضخیم تر کمتر از الکترودهای باریک است . باید توجه داشت که در شدت جریان های خیلی زیاد به علت وزش قوس و جرقه و حرارت مقاومتی زیاد در الکترود ، نرخ ذوب دوباره اندکی کاهش می یابد .

انتقال فلز از الکترود به حوضچه مذاب Metal transfer – Droplet transfer

انتقال فلز مذاب از الکترود مصرفی به طرف حوضچه جوش اثر مهمی بر روی استفاده فرآیند جوشکاری و قابلیت آنها برای اتصال در وضعیت های مختلف دارد . نحوه انتقال قطرات مذاب ممکن است بر روی میزان عمق نفوذ پایداری حوضچه جوش و مقدار ترشح و جرقه نیز تاثیر داشته باشد .انواع مکانیزههای انتقال فلز از الکترود به حوضچه جوشی در شکل زیر نشان داده می شود .

 

شكل (a): Spray transfer

سكل (b): Globular transfer شكل (c): Short circuit transfer

 

انتقال ثقلی يا کروی : Globular Transfer – Gravitation Transfer

در این مکانیزم قطر قطرات ذوب شده از الکترود مساوی یا بزرگتر از قطر الکترود است .

جوشکاری با الکترود از نوع کم هیدروزن جوشکاری قوس با گاز Co2 با جریان بالا و جوشکاری MIG با جریان پایین این نوع انتقال فلز را دارا می باشد . در این مکانیزه جرقه یا ترشح براحتی بوقوع می پیوندد.

انتقال مدار بسته يا پلی : Short Circuit Transfer در این مکانیزم قطرات ذوب شده در انتهای الکترود با حوضچه جوش به صورت پلی قرار می گیرند . جوشکاری قوس با گاز محافظ با جریان پایین این نوع مکانیزم انتقال را دارا می باشد .این نوع جوشکاری برای جوشکاری ورقهای نازک با عمق نفوذ کم و در جاهایی که جوشکاری یکطرفه بوده و بستر جوش با کیفیت مناسب در جهت دیگر مد نظر می باشد مناسب است .

انتقال اسپري يا انتقال ريزش شديد :Spray transfer

در اين مكانيزم قطرات با قطر كوچكتر از قطر الكترود از ميان ستون قوس به سمت حوضچه پرتاب مي شوند . جوشكاري MIG با جريان نسبتا بالا و جوشكاري با الكترود ا زنوع اكسيد تيتانيم بالا اين نوع انتقال را دارا مي باشد . قوس در اين حالت معمولا پايدار بوده و جرقه كمي توليد مي كند .

نيروهايي كه در انتقال فلز از الكترود به حوضچه جوش نقش دارند عبارتند از :

الف : كشش سطحي

ب : شتاب ثقل (وزن )

ج : نيروي الكترومغناطيس

د : هيدرو ديناميك در اثر جريان و جنبش گازها

معمولا نوع انتقال به تركيب الكترود و فلاكس ، قطر الكترود ،قطب الكتريكي ،گاز محافظ و عوامل ديگر بستگي دارد. براي ثبت و مشاهده و نحوه انتقال فلز از الكترود به حوضچه جوش از دوربين هاي فيلمبرداري با سرعت بالا (10000 فيلم در ثانيه ) استفاده مي شود .

 

الکترود

جنس هسته الکترود :

بطور کلی متریال مورد استفاده در ساخت هسته الکترود را بدو گروه عمده تقسیم می کنند .

الف:گروه آهنی : نظیر فولاد

ب:گروه غیر آهنی : نظیر مس ، آلومینیوم

لازم به توضیح است که در گروه آهنی هم از فولاد های ساده کم کربن بهره می گیرند و هم از فولادهای آلیازی .

مثلا برای جوشکاری فولاد های ضد زنگ از الکترودهایی استفاده می کنند . که جنس هسته آن از فولاد پر آلیاژ باشد . این الکترودها در بازار به الکترودهای استیل معروفند .

مواد سازنده پوشش الکترود :

الف:سلولز : ترکیب شیمیایی غیر کامل از خمیر چوب که تولید کننده گاز COو H2 می باشد .

ب: اکسید تیتانیوم که نام دیگر آن روتایل است . (Tio2)

ج: اکسید آلومینیوم که نام دیگر آن آلومنیی است . (Al2o3)

د: اکسید آهن .

ه: کربنات آهن – کربنات کلسیم – کربنات منیزیم .

و: فلدسپات (که ترکیبی از آلومنینیم سیلسکات است ) .

ز: بعضی از سیلسکات ها که سرباره ساز هستند .

ح: بعضی از سیلسکات ها که نقش چسب را دارند مثل سیلیکات سدیم و سیلیکات پتاسیم .

ط: فرو آلیاژ ها مثل فرمنگنز و فرو سیلیس .

ی: پودر آهن از 5 تا 50 در صد .

وظایف پوشش الکترود :

الف : فضای گازی و سرباره محافظ را بوجود می آورد و حوضچه مذاب را از تماس با اتمسفر محافظت می کند .

ب: پایدار کننده قوس می باشد .

ج: وظیفه افزون برخی عناصر آلیازی را به حوضچه جوش بر عهده دارد .

د : به کمک ویسکوزیته ای که دارد شکل گردۀ جوش را منظم و قانونمند می کند .

ه: پوشش از سریع سرد شدن جوش جلوگیری کرده و رسیدن به خواص مکانیکی مطلوب را ممکن می سازد .

و : کاهش دهنده پاشش فلز جوش به اطراف بوده و عمل رسوب فلز را به حوضچه تسهیل می بخشد .

ز: تشکیل سرباره داده و لزا واکنش های سرباره و فلز مذاب را خواهیم داشت که این امر در تصفیه نا خالصی ها از حوضچه مذاب کمک خواهد کرد .

ح: بر روی می زان نفوذ قوس تاثیر خواهد داشت .

همانطور که می توان انتظار داشت الکترودی ساخته نشده است که کلیه خواسته ها را در تمام شرایط پاسخگو باشد بنابر این انواع گوناگون الکترود تولید می شود که هر نوع آن مناسب برای درخواست های خاصی است .عناصر مختلفی در پوشش الکترود بکار گرفته می شود که در هنگام ساخت الکترود پس از انتخاب مواد پوشش آنها را مخلوط کرده و با اضافه کردن مواد چسبنده (چسب شیشه) بصورت خمیر در می آورند . سپس این خمیر را از طریق اکسترود (Extrude) بر روی میله فولادی بصورت یکنواخت پوشش می دهند و پس از خشک کردن در کوره پخته می شوند .

طبقه بندی پوشش های الکترود ها :

این طبقه بندی بر اساس استاندارد جهانی ISO ارائه شده است . بر اساس پوشش ها را به شش کلاس تقسیم می کنند .

کلاس اول یا سلولزی : پوشش این نوع الکترودها از مقدار زیادی سلولز تشکیل شده است که در اثر سوختن آن مقداری زیاد هیدروزن و اکسید کربن به وجود می آید که قوس و حوضچه جوش را از اتمسفر محافظت می نماید . حضور این گازها در قوس الکتریکی با قدرت (یونیزه شدن) بالا ایجاد ولتاژ بالای قوس کرده و در نتیجه انرزی تولید شده بالا بوده و موجب نرخ بالای سوختن Burn – off rate و عمق نفوذ جوش خوب می شود . قسمتس از ترکیبات سلولز در اثر حرارت مقاومتی تولید شده در هسته الکترود حین جوشکاری تمایل به تجربه دارد . گرم شدن الکترود هم چنین یک (افت)کوچک ولتاز قوس شده که احیانا می تواند ترکیب شیمیایی جوش راتغییر دهد . همانطور که می توان انتظار داشت چون بیشتر مواد کربنی و سوختنی در پوشش این نوع الکترودها است . در پایان سرباره کمی بر روی جوش باقی می ماند ولی قوس حاصل شده به علت (جت پلاسمای ) قوس این مکان را به الکترود می دهد تا در وضعیت های مختلف استفاده می شود . نبودن عناصر پایدار مننده قوس در پوشش موجب آن می شود تا این الکترود را با جریان الکتریکی یکنواخت و قطب مثبت بکار برند .

کلاس دوم و سوم یا رتیلی: اکسید تیتانیوم به صورت طبیعی آن (رتیل) پوشش اصلی این دو نوع الکترودها است . وجود مقدار زیادی مواد یونیزه کننده استفادده از الکترود را آسان می سازد . در نوع دوم به علت وجود ترکیبات بازی اضافه شده روان تر بوده و برای وضعیت های دیگر هم مناسب می باشد . یک نفوذ متوسط همراه با قوس ملایم و آرامیکی از مشخصات این نوع الکترود می باشد . به علت وجود رتیل و عناصر یونیزه کننده در پوشش الکترود می توان این گروه الکترودها را با جریان متناوب هم بکار برد .

کلاس چهارم یا اسیدی : پوشش این نوع الکترودها شامل اکسید ها و کربناتهای منگنز و آهن و مقداری سیلسیم می باشد . این پوشش تولید یک سرباره حجیم و روان کرده که نتیجه آن جوش با ظاهر بسیار صاف و تمیز می باشد .سر باره براحتی از روی جوش جدا می شود . هم چنین از وقوع ذرات سرباره محبوسشده در جوش چند (پاسه)می کاهد . با این الکترود می توان از جریان یکنواخت و متناوب استفاده کرد .

کلاس پنجم یا اکسیدی : اکسید آهن به مقدار زیاد در پوشش آن است و به علت سرباره سنگین مقدار نفوذ جوش کم بوده اما جوش حاصل پخ و صاف می باشد ولی دارای استحکام کمتری نسبت به جوش حاصل از الکترودهای دیگر است .

کلاس ششم یا بازی : احتمالا مهمترین نوع الکترود از نظر متالوژیکی است . پوشش الکترود شامل مقدار قابل ملاحضه ای کربنات کلسیم و فلورید آهک و فلوراسپار می باشد . به علت می زان رطوبت کم در پوشش الکترود جوش حاصل دارای می نیمم مقدار هیدروزن شده است . همه الکترودهای هیدروزن پائین لزوما از این نوع نیست . به علت تولید فلز جوش با هیدروزن کم ، این نوع الکترود برای جوشکاری فولادی کم آلیاژی که در مقابل (ترک برداشتن) منطقه مجاور جوش حساس هستند .بسیار مناسب می باشد همچنین جوش حاصل مقاومت خوبی در برار (ترک گرم) دارد و برای فولادهای ضخیم و کربن بالا نیز مناسب است . فلز جوش دارای خواص مکانیکی خوب بویزه مقاومت ضزبه ای است . الکترودهای بازی ممکن است براحتی الکترودهای دیگر قابل بکار بردن نباشد . اما از آنها می توان در تمام وضعیت ها و جریان دائم متناوب استفاده کرد . چون این نوع الکترود برای جوش با کیفیت بالا استقاده می شود . برای پائین نگهداشتن رطوبت حتی الامکان باید آنها را در جای خشک نگهداری کرد و حتی بهتر است قبل از استفاده چند ساعتی آنها را در اجاق پخت (بویزه در مورد جوشکاری فولادهای آلیاژی )

* شرط لازم برای حصول یک جوش عالی ،داشتن الکترود سالم است .*

انتخاب نوع الکترود Selecting the Electrode

عوامل موثر در انتخاب الکترود عبارتند از :

الف : ترکیب شیمیایی فلز مورد جوشکاری : به عنوان مثال در فولادهای کربنی ( بالاتر از 35 % کر بن ) و استحکام کششی بیشتر از PSI 60000 یا به عبارتی (2 MM/Kg 42) الکترود باید از نوع کم هیدروزن و یا الکترود با پوشش پودر آهن و هیدروزن پا ئین ا نتخا ب شو د .

ب :گیفیت محل جوش : چنا نچه فا صله ریشه درز اتصال باز باشد باید از الکترود های مشخص و معینی که سرباره حجیم ایجاد می کنند استفاده کرد .

ج : وضعیت جوشکاری:در جوشکاری حالت قائم verticalوبالای سر یا سقفی overhead تعداد معدودی از الکترودها قابل استفاده هستند .

د :شرایط کاربری : بعنوان مثال در مواردیکه جوش باید دارای استحکام زیاد ویا استحکام ضربه ای بالا در درجات زیر صفر باشد . نوع الکترود مصرفی با مواردی که فقط ظاهر تمیز و صاف مورد انتظار است متفاوت خواهد بود .

ه : میزان نفوذ جوش یا عمق نفوذ

و : هزینه جوش : هزینه عمل جوش در انواع الکترود ها بر دو مبنا بر آورد و مقایسه می شود . یکی از نظر میزان بازدهی و نرخ رسوب و دیگری از دیدگاه قیمت الکترود . الکترودهای پودر آهن دار دارای نرخ رسوب بالا و بطور کلی هزینه عمل کمتری نسبت به الکترود های دیگر هستند هر چند که ممکن است کمی گرانتر باشند .

ز : مهارت جوشکاری : کار کردن با بعضی الکترودها راحت تر و نیاز به مهارت کمتری دارد و حتی سرعت عملیات جوشکاری بیشتر است . علاوه بر انتخاب نوع الکترود . اندازه الکترود از نظر اقتصادی وعملیات جوشکاری نیز حائز اهمیت و قابل توجه است که بر حسب طراحی اتصال ضخامت لایه جوش وضعیت جوشکاری حرارت داده شده مجاز (شدت جریان ) و مهارت جوشکار تعیین میشود .

قاعده کلی آن است که هرگز نباید از الکترودی که اندازه آن از ضخامت کار است استفاده کرد .

جوشکار الکترود بزرگتر رابه علت اینکه می تواند جوش را با سرعت بیشتری با تعداد تعویض کمتری انجام دهد ترجیح می دهد و سعی می کند حتی الامکان بزگترین اندازه الکترود مجاز را استفاده کرند که این امر مستلزم مهارت جوشکار در تشخیص صحیح اندازه می باشد .

الکترود کلفت برای جوشکاری در وضعیت عمودی یا قائم و بالاسریا سقفی مناسب نیست چون کنترل حوضچه جوش حجیم در آن شرایط مشکل است . الکترود" 1875/0 (5/4 میلیمتر) تقریبا بزرگترین الکترود قابل استفاده در این وضعیت ها است . در مورد جوشکاری ورق های ضخیم با لبه های آماده سازی شده v یا جناقی و k باید اولین " پاس " جوش از الکترود نازک و برای ردیف های بعدی به ترتیب از الکترود های کلفت تر استفاده کرد .

عوامل فساد الکترود :

الف : عدم هم محوری پوشش و هسته یکی از عوامل فساد است .

ب :رطوبت :بصورت مستقیم و یا غیر مستقیم ، در حین حمل و نقل یا ا نبارداری رطوبت جذب پوشش می شود در هر حالت چنین الکترودی فاسد تلقی می شود . چرا که وقتی الکترود با پوشش مرطوب را استفاده می کنیم رطوبت بخار شده این بخار باعث افزایش تر شح یا پاشیدگی شده و ضمنا رطوبت ایجاد شده باعث متخلخل شدن جوش (( porosity )) گشته و از اینها بدتر تجزیه بخار آب است که تردی هیدروزن ودر نتیجه ترکید گی سر و قطعه را در پی خواهد داشت .

میزان رطوبت و قدرت جذب رطوبت در الکترود ها متفاوت است . الکترودها ی سلولزی یا روتیلی فدرت جذب کمی دارند و اکثرا در فرایند ساخت اندکی رطوبت می گیرند . الکترودهایی داریم که قدرت جذب رطوبت بالایی دارند مثل الکترودهای قلیایی :بسته بندی این الکترودها کاملا آب بندی شده و ایزوله است بعضی از الکترودها را بعد از باز شدن جعبه بایستی در گرم کن یا oven قرار داده و آنها را همواره خشک نگه داشت . بطور کلی الکترودهایی که دو رقم اول بعد ازE آن بزرگتر باشد از نظر جذب رطوبت بسیار حساس هستند . اگر الکترود مرطوب تا حد معین و مشخصی رطوب زیاد طولانی باشد ممکن است هسته زنگ زده باشد و یا در پوشش هایی که پودر آهن دارند . پودر آهن موجود اکسد شده و در حین جوشکاری تنظیم آ نالیز شیمیایی را به هم می زند گاهی اوقات در حین پروسه خشک کردن ، ترکیب پوشش تغییرات بنیادی میکند .

((مثلا اگر الکترود سلولزی تا 400 درجه گرم شود ممکن است سلولز بسوزد واز بین برود ))

الکترود مرطوب را چگونه تشخیص میدهند :

1 : به روش سنتی : a - از روی صدای برخورد الکترود با قطعه فلزی سالم ( صدای خفه میدهد )

b - با گرفتن الکترود به سنگ و از روی گرد و خاک حاصله نم دار بودن الکترود بررسی میشود.

2 :به روش آ زمایشی : اندازه گیری میزان رطوبت با روشهای شیمیایی

3 : تغییر رنگ : تغییر رنگ پوشش الکترود یا طبله زدن پوشش ( در صورت بالا بودن رطوبت )

ج : عامل دیگر چربی و روغن است که الکترودها را فاسد می کند

چری در حین جوشکاری می سوزد و بخش عمده آن خارج می شود ولی بخش جزئی آن می ماند خصوصا در مورد فولادهای ضد زنگ چربی می تواند کربن را تغییر دهد . لذا خیلی مهم است چون ممکن است کل کربن فولاد 3% باشد ولی با وجود چربی این مقدار به 4 یا 5 صدم درصد برسد که مضر است در مورد الکترودهای چرب گرفتاری های مرطوب را نیز داریم مثل پا شش (SPLASH) و تخلخل ( POROSITY)

4 : شکسته شدن پوشش الکترود : این پدیده گاهی اوقات در پروسه ساخت صورت می گیرد اما در مواردی در ضمن حمل و نقل و استفاده و نگهداری این حالت روی میدهد . الکترودی که پوشش آن شکسته شده ولی نریخته باشد در حین جوشکاری پوشش کنده شده و روی حوضچه می افتد و آن قسمتی که پوشش ندارد پر از حفرات و آخال اکسید ی خواهد شد .

5 نیم سوز بودن پوشش الکترود : اگر الکترود به کار به چسبد و جدا نشود گداخته شده و حرکت های چپ و راست جوشکار برای کندن الکترود پوشش را خراب نموده و گداخته شدن پوشش باعث نیم سوز شدن آن می شود .

شناسايی الکترود بر اساس کد بندی :

انجمن جوشکاری امریکا ((AWS)) برای الکترودهای نورد شده پوشش دار مورد مصرف در جوشکاری قوس الکتریکی دستی کد بندی به صورت ذیل ارائه کرده است : XXXX(X)E

دو رقم اول با سه رقم اول بعد از علامت E ((اکر چهار عدد بود دو رقم اول و اگر پنج عدد بود سه رقم اول ) استحکام کشتی فلز جوش بر اساس و واحد PSI که بر هزار تقسیم شده را نشان میدهد .

مثال: E60XX یعنی نمونه ای که از محل جوشکاری خارج شده و به ماشین وصل شده است حداقل 60000 پوند بر اینچ مربع استحکام کششی دارد

معمولا اعداد ذیل را دارند : 45-60-70-80-90-100-120

اگر پنج حرفی بود X چهارم و اگر چهار حرفی بود X سوم نشان دهند موقعییت جوشکاری است

1- همه موقعیت ها (وضعیتها )

2- فقط FLAT (تخت ) یا افقی (( HORIZONTAL ))

3- فقط FLAT (تخت )