انواع الکترود و اهمیت آن در جوشکاری

از قوی‌ترین راه‌های اتصال فلزات و آلیاژسازی در صنعت گسترده جوشکاری، استفاده از الکترودهاست. در مطلب پیش‌رو از سایت ابزار توسن، با معرفی انواع الکترود بر اساس معیارهای مختلف، به اهمیت آن در جوشکاری پرداخته‌شده تا شناخت درست و دقیقی از این ابزار حاصل شود.
شرکت ابزار توسن در کنار معرفی محصولات و ابزارآلات تخصصی و خوش‌نام و آوازه خود، به آگاهی‌بخشی در زمینه استفاده و شناخت ابزارهای مکمل نیز همواره مشغول بوده و هست. بنابراین توسن را می‌توان یک راهنمای ابزار جامع نیز به‌خاطر داشت. در ادامه همراه باشید.

الکترود جوشکاری چیست؟

الکترود جوشکاری، ابزاری جدانشدنی از صنعت جوش و برش بوده که به عنوان واسطه‌ای برای انتقال جریان الکتریکی و ایجاد اتصال بین قطعات فلزی عمل می‌کند. این قطعه معمولاً از یک مفتول فلزی با روکشی به‌خصوص تشکیل شده است.
هنگامی که الکترود به دستگاه جوش متصل می‌شود و قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار ایجاد می‌گردد، حرارت بالایی تولید می‌شود که باعث ذوب شدن هسته فلزی و روکش الکترود می‌شود. در نتیجه این فرآیند و تولید گاز ناشی از آن، فضای بین قطعات پر شده و اتصالی محکم بین آن‌ها صورت می‌گیرد.

انواع الکترود جوشکاری

دسته‌بندی الکترودهای جوشکاری بر اساس معیارهای مختلفی صورت می‌گیرد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:

انواع الکترود جوشکاری بر اساس نوع پوشش

از تاثیرات نوع پوشش الکترود بر کیفیت و تمیزی جوش نمی‌توان غافل شد. از طرفی انتخاب نوع پوشش مناسب، بستگی به عواملی از جمله شرایط جوشکاری، نوع فلز پایه، موقعیت جوش و خواص مکانیکی مورد نیاز دارد. در صورت استفاده صحیح از الکترود با پوشش انتخابی مناسب کیفیت و استحکام جوش بهبود می‌یابد.
انواع پوشش الکترود عبارت است از:

• الکترود قلیایی:

این دسته از الکترودها از ترکیباتی مانند کربنات منیزیم، فلورید کلسیم و کربنات کلسیم ساخته می‌شوند. ویژگی‌های آن‌ها شامل کیفیت بالای جوش، کاهش رطوبت، کاهش اکسیژن فلز، ایجاد گاز محافظ کار، جداسازی ناخالصی‌هایی مانند گوگرد و فسفر از محل جوش و تشکیل سرباره چسبناک است.

• الکترود اسیدی:

در ساخت این الکترودها از موادی مانند اکسیدها، سیلیسیم و کربنات منگنز استفاده می‌شود. مزایای آن‌ها شامل سطح هموار و براق قطعه‌کار بعد از جوشکاری، جداسازی راحت سرباره پس از اتمام عملیات جوشکاری، شروع آسان جوشکاری، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر ضربه است.

• الکترود رتیلی:

این الکترودها با استفاده از اکسید تیتانیوم ساخته می‌شوند و برای جوشکاری کنج‌ها، گوشه‌ها، جوشکاری سازه‌های فلزی، لوله‌ها و اتصالات کوچک تا متوسط استفاده کرد.

• الکترود سلولزی:

الکترودهای با پوشش سلولزی، همانطور که از نام آن مشخص است دارای پوششی از مواد آلی و سلولز هستند که باعث تولید گازهای محافظ در هنگام جوشکاری می‌شود. این الکترودها از قابلیت نفوذ بالایی برخوردارند و در جوشکاری لوله‌های فشار قوی، خطوط لوله نفت و گاز، جوشکاری در فضای باز و مکان‌هایی با دسترسی دشوار کاربرد دارد.

• الکترود ترکیبی:

این دسته از الکترودها ترکیبی از مواد گفته شده مانند روتیل، سلولز و مواد بازی هستند که منجر به پایداری قوس، نفوذ بالا و کاهش ترک‌های هیدروژنی می‌شوند. از ویژگی‌های این نوع از پوشش الکترود این است که جوشکار با استفاده از یک الکترود، مزایای چندگانه‌ای را به به‌دست می‌آورد.

پیشنهاد توسن: مطالعه مقاله تفاوت دستگاه جوش و اینورتر جوشکاری

انواع الکترود جوشکاری از نظر نوع ساخت

از دیگر دسته‌بندی‌های الکترود می‌توان به تقسیم آن بر اساس نوع ساخت اشاره کرد که به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• الکترودهای با پوشش:

این الکترودها دارای پوششی هستند که وظایفی مانند ایجاد گاز محافظ، پایداری قوس الکتریکی و بهبود کیفیت جوش را بر عهده دارند.

• الکترودهای بدون پوشش:

این الکترودها فاقد پوشش هستند و معمولاً در جوشکاری‌های خاص و با استفاده از گاز محافظ خارجی به کار می‌روند.

 

انواع الکترود جوشکاری از نظر جنس مفتول

• فولاد کم کربن:

این الکترودها برای جوشکاری فولادهای کم کربن مناسب هستند و از مقاومت و انعطاف‌پذیری بالایی برخوردارند.

• فولاد ضد زنگ:

برای جوشکاری فولادهای ضد زنگ استفاده می‌شوند و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند.

• نیکل:

این الکترودها برای جوشکاری آلیاژهای نیکل و فولادهای مقاوم به حرارت مناسب هستند.

• آلومینیوم:

برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن به کار می‌روند و نیاز به تکنیک‌های خاصی دارند.

• پلی اتیلن:

این الکترودها برای جوشکاری لوله‌ها و اتصالات پلی‌اتیلن استفاده می‌شوند.

 

انواع الکترود جوشکاری از نظر ضخامت پوشش

• پوشش نازک:

این الکترودها برای جوشکاری‌های دقیق و با کیفیت بالا مناسب هستند و به راحتی ذوب می‌شوند.

• پوشش ضخیم:

برای جوشکاری‌های با شرایط سخت و مقاومت بالا به کار می‌روند و نیاز به حرارت بیشتری برای ذوب دارند.

 

 

تفاوت الکترود با سیم جوش

• سیم جوش:

سیم جوش نیز مانند الکترود یکی از قطعات مهم در فرآیند جوشکاری‌ست. این ابزار که طراحی آن به صورت یک سیم فلزی بدون روکش است، هنگام نیاز به پیوند دادن دو قطعه که غالباً از جنس فلز هستند به کار گرفته می‌شوند. به عبارتی سیم جوش‌ها سیم‌های فلزی نازک و بلندی هستند که به دور قرقره پیچیده شده و در فرآیندهای جوشکاری نیمه‌اتوماتیک یا اتوماتیک کاربرد دارند. سرعت بالای جوشکاری و ایجاد جوش‌های یکنواخت از ویژگی‌های کار با سیم جوش است.

• الکترود جوشکاری:

کمی قبل‌تر به تفصیل درباره این ابزار نوشته شد. در این بخش در کنار شناختی که از آن پیدا کرده‌ایم به مقایسه الکترود با سیم جوش می‌پردازیم. در فرآیند جوشکاری الکترود مابین شکاف‌هایی که میان قطعات وجود دارد، قرار گرفته و با ذوب شدن، اتصال و چسبندگی قطعات را رقم می‌زند. از این جهت، عملکرد الکترود جوشکاری به سیم جوش شباهت زیادی دارد. الکترودها سفت و مستقیم بوده و در جوشکاری‌های ساده و معمولی استفاده می‌شوند.

 

آشنایی با استانداردهای الکترود جوشکاری

استانداردهای بین‌المللی برای الکترودهای جوشکاری، مشخصات و الزامات لازم برای تولید و استفاده از این مواد مصرفی را تعیین می‌کنند. در ادامه، به سه استاندارد مهم در این زمینه می‌پردازیم:

• ISO 2560:

این استاندارد به “مواد مصرفی جوشکاری — الکترودهای روپوش‌دار برای جوشکاری دستی قوس الکتریکی فولادهای غیرآلیاژی و ریزدانه” می‌پردازد. ISO 2560 مشخصات فنی و الزامات مربوط به الکترودهای فولادی کربنی و کم‌آلیاژ را تعیین می‌کند. این استاندارد در ویرایش 2020 منتشر شده و در دسترس است.

• ISO 3581:

این استاندارد به “مواد مصرفی جوشکاری — الکترودهای روپوش‌دار برای جوشکاری فولادهای زنگ‌نزن” می‌پردازد. ISO 3581 مشخصات فنی و الزامات مربوط به الکترودهای فولاد ضد زنگ را تعیین می‌کند.

• ISO 18273:

این استاندارد به “مواد مصرفی جوشکاری — الکترودهای روپوش‌دار برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم” می‌پردازد. ISO 18273 مشخصات فنی و الزامات مربوط به الکترودهای آلومینیومی و آلیاژهای آلومینیوم را تعیین می‌کند.

اجزای اینورتر جوشکاری توسن را بشناسید.

 

راهنمای انتخاب بهترین الکترود

انتخاب الکترود جوشکاری مناسب، تأثیر بسزایی در کیفیت و استحکام جوش نهایی دارد. برای انتخاب صحیح، به نکات زیر توجه کنید:

• نوع فلز پایه:

الکترود باید با ترکیب شیمیایی فلز پایه سازگار باشد. استحکام کششی، سختی و انعطاف‌پذیری فلز پایه را نیز در نظر بگیرید. برای مثال، برای جوشکاری فولادهای کم‌کربن، الکترودهای با پوشش روتیلی یا سلولزی مناسب هستند.

• روش جوشکاری :

با توجه به روش جوشکاری مورد استفاده (مانند SMAW، GMAW، FCAW، SAW)، الکترود مناسب را انتخاب کنید. برخی الکترودها برای حالت‌های خاصی از جوشکاری طراحی شده‌اند.

• موقعیت جوش:

بسته به موقعیت جوش (افقی، عمودی، سقفی)، نوع الکترود می‌تواند متفاوت باشد. برخی الکترودها برای همه موقعیت‌ها مناسب هستند (مانند E6010)، اما برخی دیگر برای موقعیت‌های خاص کاربرد دارند.

• محیط و شرایط کاری:

برخی الکترودها برای شرایط کاری در فضای باز (مانند الکترودهای سلولزی) مناسب‌تر هستند. دمای محیط و رطوبت می‌تواند بر عملکرد الکترود تأثیر بگذارد.

• دستگاه جوشکاری :

نوع جریان AC یا DC و قدرت دستگاه را در نظر بگیرید. بعضی الکترودها با جریان AC یا DC بهتر عمل می‌کنند.

 

کلام توسن

الکترودهای جوشکاری بسته به نوع شرایط و نیاز، از مدل‌های متنوعی برخوردارند و انتخاب مناسب‌ترین آن‌ها نیازمند اطلاع داشتن و آگاهی است. در این مقاله از سری مقالات تخصصی توسن، انواع الکترود جوشکاری مورد بحث و تحلیل قرار گرفت.