الکترودهای تخصصی
الکترود در جوشکاری یا قوس الکتریکی عبارت است از، میله ی فلزی ای که اطراف آن را پوششی از ترکیبات شیمیایی مخصوصی متناسب با نوع مصرف آن احاطه کرده است. انواع پوشش ها بسته به نوع فلز مورد جوش کاری و همچنین مراحل مختلف جوش کاری متفاوت است و برای جوش کار اضطراری است که آن ها را شناخته وموارد استفاده صحیح آن ها را نیز از هم دیگرمتمایز می کند.
طبقه بندی الکترودهای تخصصی از لحاظ جنس فلز
به طور کلی الکترودهای تخصصی از لحاظ جنس فلز به پنج گروه تقسیم می شوند :
الکترودهای تخصصی
آهنی hild steel
الکترودهای تخصصی
چدنی cast iron
الکترودهای تخصصی
آلیاژهای فولادیspecial alloy steel
الکترودهای تخصصی
فولادهای پرکربن high carbon steel
الکترودهای تخصصی
غیر آهنی none ferrouse
از آنجایی که اکثر جوشکاری ها بر روی آهن و آلیاژهای آن انجام می گیرد الکترودهایی که برای آهن مصرف می شوند ، نسبت به انواع دیگر زیادترند. آلیاژهای فولاد در جوشکاری فولادی و الکترودهای تخصصی غیر آهنی برای جوشکاری فلزات مختلف از قبیل : آلومینیم – مس – برنز – برنج و … مورد استفاده قرار می گیرد. برای جوشکاری دو قطعه فلز به یکدیگر معمولا از الکترودهای تخصصی استفاده می شود که باید جنس آنها با فلز یکی باشد. الکترودهای تخصصی نه تنها نسبت به فلزات مختلف متفاوت اند ، بلکه نسبت به نوع جریان وحالت های مختلف جوشکاری و مقدار نفوذ جوش نیز موارد مختلفی دارند. چنانچه الکترودهای تخصصی نسبت به نوع کار درست انتخاب نشوند ، حداکثر مقاومت و استقامت را در برابر فساد تدریجی نداشته ، و در بعضی موارد موجب شکنندگی فلز نیز خواهند شد. البته استثنائات نیز وجود دارد که برای آن ها الکترودهای تخصصی ویژه ای تهیه شده است. مانند اتصال قطعات برنج و چدن یا برنج به یکدیگر.
بطور کلی الکترودهای فلزی به دو دسته تقسیم می شود :
الکترودهای تخصصی
پوشش دار و بدون پوشش
الکترودهای تخصصی
پوشش دار:
پوشش این نوع الکترودها از ترکیبات شیمیایی متنوعی است ، که مقداری از آنها معین ومقداری دیگر نا مشخص می باشند. علت مشخص نبودن برخی ترکیبات الکترودهای تخصصی به دلیل ارزش اقتصادی آنها است که کارخانه سازنده فرمول کامل الکترودهای تخصصی خود را محرمانه نگهداری می کند. با اهمیت ترین ترکیبات شیمیایی پوشش این نوع الکترودها عبارتند از : سولفورید – فرومنگنز – دی اکسید تیتانیوم – کربنات کلسیم انواع سیلیکات ها و غیره برای چسبندگی آنها به سیم جوش از سیلیکات سدیم استفاده می کنند و تمام ترکیبات شیمیایی پوشش الکترودهای تخصصی هر کدام به تنهایی نقش مهمی را در جوشکاری ایفا می کنند که مهمترین آنها محافظت منطقه جوش از اکسیداسیون ، یکنواخت و پایدار کردن قوس الکتریکی و تشکیل ترکیبات معین در ناحیه جوش می باشند.
پوشش الکترودهای تخصصی از نظر کلی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند :
- پوشش های پایدارکننده یا پوشش های نازک
- پوشش های کیفی یا پوشش های ضخیم
پوشش های پایدار کننده :
عناصری که این پوشش ها را ایجاد میکنند فضای قوس الکتریکی را یونیزه نموده و جوشکاری با جریان متناوب را آسان تر می نمایند. بهترین و مطمئن ترین عنصر برای این کار پتاسیم می باشد که در سنگ های معدنی طبیعی ( گرافیت فلدسپات ) و به صورت شیمیایی ( کرومات پتاسیم و دی کرمات پتاسیم ، پتاس و شوره ) یافت می شود.
پوشش های کیفی :
این پوشش ها گاز و سرباره برای محافظت 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 مورد نظر می گردد .
این پوشش ها دارای خواص زیر هستند :
- هنگام ذوب ،سرباره و گازهای محافظ تولید می کنند.
- قوس الکتریکی پایدار و پیوسته می گردد.
- سرباره و تفاله جوش دارای خواص احیا کنندگی می باشد.
- تفاله جوش دارای خاصیت انقباضی بیشتری نسبت به فلز مورد نظر بوده و درنتیجه به راحتی از روی گرده جوش جدا می شود.
- در جوشکاری های عمودی و بالای سر، تفاله به سرعت منجمد می شود و موجب جلوگیری از سقوط مواد مذاب بر اثر جاذبه زمین می گردد.
تقسیم بندی اكترودهای تخصصی پوشش دار بر اساس تركیبات شیمیایی پوشش ها :
الکترودهای تخصصی
اسیدی یا گرم، بازی یا قلیایی، دی اکسید تیتانیم یا روتیلی، سلولزی، اکسیدی و مرکب
الكترودهای تخصصی
اسیدی یا گرم:
الكترودهای اسیدی الكترودهایی هستند كه موارد استعمالشان در درزهای بسته ، مانند اتصالات سپری می باشند. با اینكه در دسته الكترودهای مرغوب هستند ، اما اكثر جوشكارها از كار كردن با این الكترودها امتناع می ورزند چرا که شكل ظاهری جوش یكنواخت نبوده و در هنگام كار جرقه هایی به اطراف پراكنده می كنند. علت اینكه نمی توان از آنها در درزهای باز استفاده نمود، نسبت به الكترودهای هم قطر خود احتیاج به شدت جریان زیادی داشته قطرات مذاب آنها کوچک هستند و ریز بودن قطرات مذاب باعث سوزاندن لبه های قطعه كار می گردد. سرباره حاصل از جوشكاری این الكترودها خاصیت اسیدی دارند. مقاومت كششی جوش حاصل از این الكترودها كمتر از الكترودهای روتایلی بوده اما افزایش طول و استحكام ضربه ای آنها بیشتر است.
الكترودهای تخصصی
بازی یا قلیایی (آهكی یا سرد):
این نوع الكترودها با اینكه محاسن زیادی از نظر جوشكاری دارند. چنانچه بطور صحیح بكار برده نشوند ، گرده جوش معایب زیادی پیدا كرده و از جمله تمامی آن متخلخل و در انتهای آن حفره بزرگی ایجاد می گردد. با توجه به نفوذ خیلی خوب آنها بیشتر در فازهای اول جوشكاری مورد استفاده قرار می گیرند در جوشكاری به صورت عمودی سرعت جوش آنها بیشتر از سایر الكترودها است فلز جوش حاصل از این نوع الكترودها هیدروژن كمتری داشته و معمولأ در حرارت پایین از استحكام خوبی برخوردار است در مقایسه با سایر الكترودهای تخصصی احتمال ترك خوردن گرم یا سرد با الكترودهای آهكی كمتر است. از این نظر در جوشكاری فولادهای ساختمانی پر منگنز، مخازن تحت فشار و امثال آنها نسبت به سایر الكترودها اولویت دارد.
الكترودهای تخصصی
دی اكسید تیتانیم یا روتیلی:
این نوع الكترودها كه مقدار قابل توجهی دی اكسید تیتانیم در تركیبات پوشش خور دارند الكترودهایی هستند كه شروع جوش و مصرف آسانی داشته و برای حالت های متنوع جوشكاری بسیار مناسب اند. گرده جوش این الكترودها دارای خاتمه ظریف بوده و افت فلز از نظر پاشیدگی كمتر می باشند. نفوذ این الكترودها متوسط و قوس الكتریكی آنها آرام است. برخی از این الكترودهای تخصصی برای جوشكاری عمودی از بالا به پایین بكار برده می شوند.
الكترودهای سلولزی:
این نوع الكترودها دارای نفوذ بسیار زیاد بوده و برای جوشكاری مختلف مناسب می باشند. سرباره آنها نازك بوده و به آسانی از روی گرده جوش كنده می شوند. جوش حاصل از این نوع الكترودهای تخصصی دارای خواص مكانیكی خوبی بوده و از نظر آزمایش رادیوگرافی نتیجه خوبی دارند. ماده اصلی تشكیل دهنده پوشش آنها سلولز است كه موقع جوشكاری تولید گاز محافظ می كند. این الكترودها دارای دود زیاد بوده و سطح جوش ناهموار و خشن است.
الكترودهای تخصصی
اكسیدی:
پوشش این نوع الكترودها بیشتر از اكسید آهن و اكسید منگنز می باشد. تفاله جوش براحتی از روی گرده جوش كنده می شود. از آنجایی كه فلز جوش این الكترودهای تخصصی سیال است لذا بیشتر برای اتصالات گوشه ای و درزهای بسته مورد مصرف قرار می گیرند. این الكترودها در جاهایی كه ظاهر جوش بر كیفیت آن اولویت دارند مورد استفاده قرار می گیرند.
الكترودهای تخصصی
مركب:
علاوه بر پوشش های مذكور از مخلوط كردن مواد مختلف نیز پوشش های مركبی با خواص متفاوت حاصل می شود. مانند پوشش های اسیدی-روتایلی یا روتایلی- قلیایی كه برای فولادهایی با مقاومت زیاد بهترین الكترودها می باشند.
شناسایی الكترودهای تخصصی :
برای سهولت كار و چگونگی اجرای الكترودها بطور كلی الكترودهای تخصصی را بوسیله رنگ یا خال رنگ و یا هولوگرامی كه روی جعبه آنها حك یا نوشته شده است، شناسایی می كنند. هدف از ایجاد لکه رنگ روی برچسب الکترودهای تخصصی شناسایی سریع است . وقتی الکترود در سرپیک باشد ،باز هم این لکه به آسانی دیده می شود. معمولأ هر یک از کشورهای صنعتی روش خاصی را با توجه به مراتب فوق در شناسایی و نحوه استفاده از الکترودهای تخصصی بکار می برند.
الکترودهای تخصصی
پر مصرف الکترودهای تخصصی برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً سربالا جوش دادن با این الکترودها 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. الکترودهای تخصصی جوشکاری مخازن، ماشین سازی، پل سازی و کشتی سازی این الکترودها 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 تخصصی برای رنده های ماشین تراش و صفحه تراش یا فولادهای تنه بر .
طرز کار :
- گرم کردن سریع 600 تا 700 درجه سانتیگراد
- جوش دادن
- سائیدن مقدماتی ( در صورت تاباندن جهت نرم شدن عملیات براده برداری هم ممکن است)
- آب دادن در حرارت 1280 درجه سانتیگراد (در روغن)
- رنگ گیری نیم ساعت در 560 درجه سانتیگراد
- 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. الکترودهای تخصصی روکش سخت و مقاوم در برابر فرسودگی 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 تخصصی مقاوم در برابر حرارت برای ساختمان تاسیسات نفتی و شیمیائی آماجی این الکترودها 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.
الکترودهای تخصصی برای جوشکاری سربالا :
این الکترودها به آسانی روشن می شود. پاشیدن کم دارد، در همه حالات جوش می دهد و سرباره آن به آسانی جدا می گردد .