دستگاه جوش

الکترود ماده‌ای رسانا است که از یک سو به بخش فلزی (مانند سیم مسی) و از سوی دیگر به بخش غیرفلزی نیمه‌رسانا (الکترولیت و یا خلأ) مدار الکتریکی متصل شده و بین آنها ارتباط برقرار می کند.

الكترود جوشکاری مفتول فلزی است که دور آن توسط پوشش فلاکس (Flux Coating) احاطه گردیده. قطر آن از روی قطر مفتول آن محاسبه میگردد. روکش الكترود ها از آهک، سلولز، اکسید سدیم، خاک رس و یا آزبست تشکیل گردیده است. از الكترود جهت پرکردن فضای اتصال مابین دو سطح مورد جوشکاری استفاده می گردد
پوشش فلاکس
پوشش فلاکس الکترود کمک بسیار 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

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 ویژگی اصلی هستند. ضمن ایجاد قوس بالا، سرباره(گل) 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 گروه 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 ها 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 گروه الکترودهای کم هیدروژن هستند.

امپر و قطر الکترود:
هرچقدر قطعه کار ضخیم تر باشد، آمپر مورد نیاز بیشتر و ضخامت الکترود نیز بیشتر خواهد بود. کاتالوگ سازنده الکترود
می تواند اطلاعات مفیدی در انتخاب مناسب و تنظیمات دستگاه جوش در اختیار جوشکار قرار دهد.
الکترودهایی که در جوشکاری فولاد به کار میروند مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. قوس الکتریکی بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود
الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.

چگونگی انتخاب الکترود
جوش حاصل از الکترود باید از نظر مقدار ونوع عناصر، حداقل با فلز پایه برابری کند .
به غیر از الکترودهای سخت پوشی کربن الکترود باید از ۰٫۱۵% وزنی کمتر باشد .
برای فلزات با کربن معادل بالای ۰٫۳۵% فقط مجاز به استفاده از الکترودهای قلیایی خواهیم بود.
برای موارد ضخامت بالا باید برای افزایش سرعت جوشکاری و کاهش تنشهای پسماند از الکترودهای با جایگزینی بالا استفاده نمود .

فولاد ها
– درصد عناصر آلياژي =۰(ساده كربني ( plain carbon steel
– درصد عناصر آلياژي ≥۱ ( ميكرو آلياژي ( steel micro alloy
۱≥ درصد عناصر آلياژي ≥ ۵ (كم آلياژي ( low alloy steel
۵≥ درصد عناصر آلياژي ≥۵۰ (پر آلياژي ( high alloy steel

انواع فولاد ساده كربني
درصد كربن ≥ ۰٫۱% (كم كربن ( low carbon steel
۰٫۱ ≥ درصد كربن ≥ ۰٫۳ ( نرم كربني (steel mild
۰٫۳≥ درصد كربن ≥ ۰٫۶(كربن متوسط ( medium carbon steel
۰٫۶≥ درصد كربن ≥۱٫۷ (پر كربن ( high carbon steel

جدول ذیل جهت انتخاب الکترود از استاندارد می باشد

اثرات عناصر آلیاژی اصلی در فولاد
منگنز: استحکام بخشی – تافنس زایی – حذف اثرات مخرب گوگرد
کروم: افزایش مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی – استحکام بخشی
مولیبدن: افزایش مقاومت به خزش – تافنس زایی
نیکل: تافنس زایی به ویژه در دماهای پایین – مقاومت به خوردگی
وانادیوم: تافنس زایی

ترکیبات شیمیایی را در الکترودها در جدول ذیل دریابید

فولادهای کم کربن ساختمانی
مهمترین فولادهای این گروه عبارتند از:
ST 37- ST44- ST12- CK10- CK20
مناسبترین الکترود برای ضخامت های کمتر از ۱ اینچ E60XX

وبرای ضخامت بالای ۱ اینچ سری E70XX

فولادهای کربن متوسط
این نوع فولاد ها ناقل بار میباشند.معروف ترین این فلزات
CK35 ,CK45
برای جبران کاهش کربن جوش، مناسب ترین گزینه گروه الکترودهای
استفاده E80XX میباشدو دربعضی موارد نیزازE70XX
برای خال جوش زدن نیز بهتر است از الکترودهای نیکلی و یا زنگ نزن آستنیتی استفاده نمود
مانند: ENiFe-C1, E308, E309
فولاد های پرکربن
این فولادها مقاوم به سایش بوده و معروفترین کدهای آنها عبارتند از
CK60-CK75-CK100
برای جبران کاهش کربن جوش بهترین گروه ازالکترودها
E100XX-D
فولادهای منگنز دار
این فولادها در مواردی که استحکام و تافنس بالا مد نظر باشد جایگزین فولادهای ساده کربنی می شوند. معروفترین فولادهای این گروه عبارتند از:
۳۰Mn5- 40Mn4- ST52- A515- A516
مناسبترین الکترود این گروه الکترودهای E70XX-C ,E70XX میباشند.
فولادهای نيکل دار
این فولادها مناسب برای کاربرد در دمای پایین می باشند معروفترین کد این گروه عبارتنداز
A353-A553-2120-2320
فولادهای کروم – نیکل – مولیبدن دار
این فولادها زمانی که به بالاترین سطح استحکام و تافنس نیاز می باشد مورد استفاده واقع می شوند. معروفترین کدهای این گروه عبارتند از: ۴۳۴۰,۴۳۳۰,VCN150,VCN200
مناسبترین الکترود جوشکاری این آلیاژها .E110XX-M, E120XX-M, E140Xمیباشد.

• مشخصات الکترودها

ویژگی های الکترودهای جوشکاری با مجموعه ای از اعداد مشخص می شود. اعداد مشخصه بدین شرح است:
E6010
• E برابر با جریان برق
• ۶۰ برابر با کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
• ۱ برابر با حالات مختلف جوشکاری
• ۰ برابر با نوع جریان

• علامت اول
در علائم الکترود بالا E بیانگر نوع استفاده الکترو است که برای جوشکاری برق مورد استفاده قرار می گیرد. این در حالی است که برخی از الکترودهای پوشش دار مانند FC18، در جوشکاری با اکسی استیلن از آنها استفاده می شوند.

• علامت دوم
عدد ۶ و ۰ بیانگر فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع می باشد که باید آن را در ۱۰۰۰ ضرب کرد. به این معنا که فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود ۶۰۰۰۰ پاوند بر اینچ مربع می باشد.

• علامت سوم
این علام، بیانگر حالات مختلف جوش می باشد که همواره بصورت اعداد ۱،۲ و ۳ نشان داده می شود. اگر علامت الکترودها، ۱ باشد، به این معناست که می توان در تمام حالات جوشکاری از آنها استفاده نمود و در صورت که علامت سوم آنها عدد ۲ باشد، به این معناست که الکترودهای جوشکاری می توانند در حالت سطحی و افقی مورد استفاده قرار بگیرند. الکترودهائی که علامت سوم آنها ۳ باشد، تنها در حالت افقی قابل استفاده هستند.

• علامت چهارم
این علامت، بیانگر خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان می باشد که از ۰ شروع و به ۶ ختم می شود. در رابطه با علامت چهارم می توان نکات زیر را ذکر نمود:

۱٫ اگر علامت چهارم یا آخر، صفر باشد، موارد استفاده الکترودهای جوشکاری تنها با جریان مستقیم یا DC و با قطب معکوس می شود. نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد است.

۲٫در صورتی که علامت چهارم، ۱ باشد، موارد استفاده از 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 دارد.

۳٫در صورتی که علامت چهارم، ۲ باشد موارد استفاده از الکترود با AC , DC است و نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش از دو گروه قبلی کمتر می باشد و نمای ظاهری آن محدب است.

۴٫چنانچه علامت چهارم ۳ باشد این الکترود را می توان با جریان AC متناوب یا جریان مستقیم استفاده نمود. درجه سختی گرده جوش این الکترود از دو گرده اول و دوم کمتر است اما نسبت به گرده سوم، بیشتر می باشد و دارای قوس الکتریک خیلی آرام، نفوذ کم و شکل مهره های آن در درزهای شکل محدب است.

۵٫ در صورتی که علامت چهارم، ۴ باشد می توان این الکترود را با جریان DC , AC استفاده نمود. این الکترودها برای شکافهای عمیق یا در جایی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است، قابل استفاده می شود.

۶٫در صورتی که علامت آخر، ۵ باشد، به این معناست که تنها جریان DC مورد استفاده می شود و موارد استعمال آن در شکافهای باز و عمیق می باشد. درجه سختی گرده جوش این الکترود کم است و از قوس الکتریکی آرامی برخودار است. همچنین پوشش شیمیایی آن از گروه پوشش الکترودهای بازی می باشد.

۷٫اگر علامت آخر، ۶ باشد. خواص و مشخصه آن به گروه ۶ شباهت دارد اما با جریان Ac مورد استفاده می شود.