الکترود های جوشکاری

[bigbang]

الکترودهای روپوش دار

جوشکاری قوس الکتریکی برای اولین بار و با الکترود زغالی در سال 1881 میلادی انجام شد و 7 سال بعد ،یعنی در سال 1888 میلادی ، الکترود زغالی با یک میله فولادی لخت جایگزین گردید .کیفیت اتصال به مراتب از قبل بهتر شده بود، اما ورود گازهای موجود در اتمسفر، به ویژه اکسیژن و نیتروژن به صورت غیر قابل کنترل به داخل مذاب جوش و تاثیرات متالورژیکی و مکانیکی آن ها،کیفیت درونی جوش را به سبب ایجاد ترددی و سختی و شکنندگی بیش از حد ونیز وجود حفرات گازی داخلی ،به شدت کاهش می داد. علاوه برآن ،قطع ووصل شدن های قوس ،حالتی ناپایدار پدید آورد که برای این منظور ،به یک جوشکار با مهارت های بالا نیازبود.درضمن جرقه های جوشی که به اطراف پاشیده می شد، کیفیت سطح فلز و ایمنی جوشکار را به خطر می انداخت، از این رو در سال 1904 برای نخستین بار در سوئد ،روپوشی از آهک همراه با افزودنی های دیگر به روی مفتول فلزی لخت چسبانده شد که مشکلات گفته شده را تا حدی کاهش داد. این فرآیند تا سال 1950 سیر ترقی خود را پیمود تا در این دهه، شناخت نسبتا کاملی از روپوشها مزایا و محدودیت های هر کدام به دست آمد.آن چه مشخص است، هرچه پوشش الکترود ضخیم تر باشد ،جوش از کیفیت بالاتری برخودار خواهدبود ،اما قیمت تمام شده تولید آن نیز بیشتر خواهدشد.

جنس مفتول فلزی الکترود(مغزی الکترود)


با وجود آن که برای دستیابی به یک جوش مناسب، نزدیک بودن ترکیب شیمیایی الکترود به ترکیب شیمیایی فلز پایه از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اما وجود پوشش های متنوع وفراوان، سبب شده تا سازندگان الکترود فقط از تعداد معدودی مغزی الکترود (با تنوع محدود ) برای تولید صدها نوع الکترود اقدام نمایند.عوامل چسباننده که باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مغزی می گردند، مثل سیلیکات سدیم و سیلیکات پتاسیم و یا چسب نشاسته .

الکترود سلولزی
بیش از 40 درصد وزنی پوشش این نوع الکترودها را سلولز تشکیل می دهد که در اثر سوختن ،مقدار زیادی هیدروژن واکسید کربن آزاد می کند. گازهای حاصل حوضچه مذاب وقوس الکتریکی را از نفوذ گازهای مخرب موجود در اتمسفر محافظت می نمایند .از این رو ،استفاده از این خانواده الکترودها ،اغلب در جوشکاری پاس ریشه خطوط لوله انتقال نفت و گاز و سایر سیالات که در فضای باز انجام می شوند کاربرد وسیعی پیدا کرده است .وجود گازهای فعال آزاد شده حاصل ازسوختن سلولز مثل هیدروژن و اکسید کربن ،درداخل حوضچه جوش، علاوه بریونیزاسیون آن ها که قوسی با ولتاژ بالا پدید می آورند،به دلیل انرژی فزاینده خود ،حرارت حوضچه جوش را نیز تاحد قابل توجهی افزایش داده وسبب نفوذ بسیار خوب جوش مذاب درداخل ساختار فلز پایه می گردند(الکترودهای نفوذی) .نظربه این که اغلب حجم مواد تشکیل دهنده پوشش های سلولزی را مواد فرار و سوزنده تشکیل می دهند، در نتیجه ،سرباره حاصل از جوشکاری با این الکترودهاکه روی جوش تشکیل می شود ،بسیار نازک و غیر چسبنده بود وبه آسانی ازسطح جوش برداشته می شود.

تاثیر رطوبت بر روکش الکترودها


وجود رطوبت بیش ازحد در روپوش الکترود، معایب بسیاری را در جوش به دست آمده ایجاد می کند، به همین دلیل باید در خشک نگه داشتن الکترودها کوشش بسیاری به عمل آورد .به طور کلی ،الکترودها پس ازساخت و خروج از کارخانه سازنده، آماده جذب رطوبت از اتمسفر می باشند.اگر میزان رطوبت نسبی هوا ،بیش از 80 درصد باشد ،روپوش الکترود ،جذب رطوبت را با شدت آغاز می کند و اگر این میزان از 90 درصد بیشتر شود ،جذب رطوبت شدت بسیار زیادی پیدا خواهد کرد . الکترودهای قلیایی به طور معمول در شرایطی که فقط 24 ساعت درمعرض رطوبت قرارگیرند، کاملا مرطوب شده و غیرقابل استفاده می شوند و در صورتی که درصد رطوبت از 80 درصد کمتر باشد، مدت زمان لازم برای تخریب روکش الکترودهای قلیایی ، یک هفته در معرض هوا قرارداشتن است .فقط در صورتی که رطوبت نسبی هوا کمتر از 40 درصد باشد، الکترودها هیچگونه آسیبی نخواهند دید.


ساختار دندریتی


سرعت های رشد بالا که در بسیاری از فرایندهای انجماد دیده می شوند غالبا سبب می شوند رشد دانه در صفحات کریستالوگرافی ترجیحی رخ دهد .دانه ها می توانند ظاهر سلولی داشته باشند. یاشاخه هایی که می توانند برروی تنه سلولی پیشروی کنند تاظاهر درخت مانند را ایجادکنند.این ساختار که به ساختار دندریتی معروف است .باافزایش سرعت انجماد،تمایل به تشکیل دندریت افزایش می یابد.آلیاژهای دارای محدوده انجماد وسیع نیز تمایل به داشتن رشد دندریتی دارند، بنابراین ترکیب شیمیایی آلیاژ می تواند تعین کند که آیا جهبه انجمادصفحه ای سلولی یا دندریتی است.
شیب های دما جهات کلی رشد را برای دانه ها تعیین می کنند،اما اتم های مذاب برروی صفحات بلوری خاصی می توانند به راحتی جای گیرند و این صفحات سریعتر رشد می کنند.دانه هایی با چنین صفحاتی درامتداد شیب دما(موازی ) قرارگرفته و از دانه های ضعیف جهت یافته پیش می گیرند و جهات رشد دانه ای در نتیجه همین اثر منحرف می شود. صفحات رشد دندریتی به ساختاربلوری فلز وابسته اند.انشعاب دومین وسومین شاخه ها درساختارهای دندریتی نیزبرروی صفحات بلوری ویژه ای رخ می دهد.درساختارهای بلوری مکعبی،شاخه های ثانوی عمود بردندریت های اولیه وشاخه ها در نتیجه فوق تبرید،ودرآلیاژها به علت فوق تبرید ترکیبی است.با افزایش سرعت انجماد شاخه ای شدن افزایش یافته و فاصله های کاهش می یابد که با مهیا کردن سطح لازم، سردشدن سریع راممکن می سازند. دندریتها یا سلولها تا وقتی که به یکدیگر برخورد کنند یا این که مذاب بین شاخه ای به دمای انجماد خود برسد به رشد خوددرداخل مذاب و رشد عرضی خود ادامه می دهند.


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 یا حرف اول الکترود
60 = کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
1 = حالات مختلف جوشکار ی
0 = نوع جریان یا قطبیت می باشد.


علامت اول


در علائم الکترود بالا E مشخص می نماید که این الکترود برای جوشکاری برق بوده یا 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 ۶۰ 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.

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.