انواع الکترود

به طور عموم و جامع الکترود یا سیم جوش در جوشکاری عبارت است از ماده ای رسانا که از یک طرف به قسمت فلزی و از قسمت دیگر به قسمت غیر فلزی متصل می گردد. کار اصلی این قطعه برقراری ارتباط بین دو شی رسانا و نا رسانا است. اما هدف ما از تولید این مقاله معرفی انواع الکترود است. الکترود طبق دسته بندی های خاصی به چندین نوع تقسیم می شود که در مطلب زیر آن ها را به طور مختصر توضیح داده ایم.

انواع الکترود جوشکاری از نظر کاربرد

• الکترود با مفتول فولاد کم کربن: این نوع از الکترود ها با عنوان الکترود با فولاد زنگ نزن نیز شناخته می شود. از این دسته از الکترود ها در جوشکاری به منظور اتصال قطعات استنلس استیل استفاده می شود. بیشترین کاربرد این دسته از الکترود ها مربوط به محیط هایی است که دچار خوردگی شده و دمای بالایی دارند.

انواع سیم جوش از لحاظ پوشش

• الکترود جوشکاری پوشش قلیایی : این دسته از الکترود ها دارای پوشش قلیایی بوده و در جهت قطبیت DC+ مورد استفاده قرار می گیرد و با این هدف نیز طراحی شده است. از این دسته از الکترود ها معمولا در تمامی حالت جوشکاری استفاده شده و کاربرد فراوانی دارد. سرباره ی تولید شده در آن نیز سبک تر از الکترود های دیگر است.
• الکترود رتیلی : پایه ی این پوشش از نوع رتیلی بوده و برای هر دو نوع قطبیت DC و AC مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که نوع جوشکاری به صورت سر بالا، مستقیم و حتی مایل است از این دسته الکترود استفاده می شود از این رو کاربرد متنوع و زیادی در جوشکاری دارد. یکی از خواص مهم در این الکترود ها توانایی تحمل ترک گرم بالا بوده و با استفاده از این الکترود می توان قوسی پایدار ایجاد نمود.
• الکترود جوشکاری رتیلی با پودر آهن :این دسته از الکترود ها با عنوان الکترود اکسید سیلیس نیز شناخته می شوند و همانند الکترود های رتیلی استفاده ی زیادی در صنعت جوشکاری دارند.

• الکترود با پوشش سلولزی : دلیل نامگذاری این دسته از الکترود ها پوشش سلولزی می باشد که بر روی آن ها کشیده شده است. سطح این دسته از الکترود ها به دلیل پوشش آن اصولا خشن بوده و از آن جایی که آن ها نمگیر هستند امکان فاسد شدن ماده سلولز به کار رفته در ترکیب زیاد است. از این رو این الکترود ها را معمولا در جعبه هایی که رطوبت به درون آن ها نفوذ نمی کند به فروش می رسانند. یکی دیگر از ویژگی های این الکترود ها عدم خشک کردن آن ها به دلیل پوشش سلولزی روی آن هاست. اما لازم به ذکر است که در کنار این معایب خواص مکانیکی و نفوذ پذیری عالی داشته و برای جوشکاری های سرازیر استفاده می شود.
• الکترود با پوشش اسیدی :منگنز و سیلیکات آهن مهم ترین موادی هستند که در روکش این الکترود ها به کار رفته اند. با توجه به سرباره ضخیمی که دارند برای جوشکاری استفاده ی زیادی داشته و دارای سطحی مناسب هستند. علاوه بر این برای رفع عیب های موجود در ریخته گری می توان از این دسته الکترود ها استفاده نمود.

دسته بندی الکترود ها از نظر ضخامت و جنس مفتول

دسته ای دیگر از الکترود ها وجود دارند که بر اساس موارد دیگر دسته بندی می شوند. اولین دسته از الکترود ها در این قسمت الکترود هایی هستند که بر اساس ضخامت پوششی خود دسته بندی می شوند که شامل انواع الکترود های جوشکاری ضخیم، خیلی ضخیم، متوسط و نازک هستند. دسته ی دوم که الکترود هایی بر اساس جنس مفتول می باشند معمولا شامل الکترود های آلومینیومی، ضد زنگ، نیکلی و کم کربن هستند. در ادامه در مورد دسته بندی الکترود ها بر اساس ساخت سخن می گوییم.

دسته بندی سیم جوش بر اساس ساخت

• الکترود های کم هیدروژن : فلاکس به کار رفته در این الکترود ها از هیدروژن بسیار کمی برخوردار است. از این رو از آن ها برای فولاد های پر کربن استفاده می گردد و الکترود های E7018 و E7028 پرکاربرد ترین الکترود ها از این دسته می باشند.

• الکترود های چسبان : دارای پوشش فلاکس سنگین بر روی سیم بوده و رسوب گذاری سریعی را به همراه دارند. الکترود های E6027 و E6028 از کد های پر کاربرد در این نوع الکترود ها می باشند.
• الکترود های سریع انجماد : الکترود های سریع انجماد سه ویژگی منحصر به فرد داشته که شامل ایجاد قوس قوی، ایجاد سرباره کم و استفاده در محیط های مختلف است. از انواع سیم جوش سریع انجماد می توان به الکترود های E6010 اشاره نمود.
• الکترود های انجماد پر شده : الکترود های انجماد پر شده همان طور که از نامشان پیداست. دارای فلاکسی سنگینی می باشند. در این الکترود ها علاوه بر خارج کردن سرباره می توان دانه هایی با ترکیب های یکنواخت ایجاد نمود. الکترود هایی که دارای کد ها E7014، E6013 و E6012 هستند در دسته ی الکترود های انجماد پر شده قرار دارند.

نقش روکش الکترود جوشکاری چیست ؟

روکش های الکترود جوشکاری دارای استفاده های متنوعی بوده و کاربرد های مختلفی را در این باره دارا هستند. معمولا نقش این روکش ها به شرح زیر بوده و در موارد مختلف دارای نقش های گوناگونی هستند:

• نقش الکتریکی: در این قسمت الکترود ها نقش ایجاد ثبات و پایداری در قوس را ایفا می کنند. علاوه بر این هدایت الکتریسیته در قوس از نقش های الکتریکی دیگر در الکترود های جوشکاری است.
• نقش فیزیکی: الکترود ها علاوه بر نقش های الکتریکی دارای نقش فیزیکی نیز هستند. انجام عملیاتی نظیر میزان ویسکوزیته ی روپوش، کشش سطحی در روپوش، برقراری ضخامت کافی سرباره و سرعت انجماد بالای سرباره جزو اهداف فیزیکی استفاده از الکترود هاست. این اهداف در جوشکاری و استفاده از الکترود بسیار مهم و تاثیر گذار می باشد.
• نقش متالوژیکی: علاوه بر نقش های گفته شده نقش متالوژیکی نیز از نقش روکش الکترود ها به حساب می آید.اولین نقش در این قسم حفاظت از قوس و مذاب می باشد. از طرفی آلیاژ سازی، افزایش راندمان و نرخ رسوب، اکسیژن زدایی و مواردی نظیر کاهش سرعت سرد شدن در قسمت نقش متالوژکی یک روکش الکترود قرار می گیرد.

الکترود قطعه ای مهم است که در جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرد. الکترود ها دارای انواع گوناگونی بوده که هر یک در موارد خاصی مورد استفاده قرار گرفته و کاربرد های متنوعی دارد. کاربرد الکترود ها با توجه به ویژگی های آن متنوع می باشد. اما علاوه بر کاربرد الکترود ها هر کدام از آن ها نیز دارای مشخصاتی خاص هستند که در این مقاله می خواهیم در مورد مشخصات و نحوه ی نامگذاری الکترودها توضیحات دهیم.

مشخصات الکترود ها بر اساس نامگذاری الکترودها چیست؟

در جوشکاری مشخصات الکترود ها شامل یک سری اعداد است که توسط این اعداد می توان موارد زیادی را در مورد الکترود ها دریافت نمود. معمولا نام الکترود ها با یک سری اعداد و حروف انگلیسی نوشته می شود که در این قسمت می خواهیم بررسی کنیم هر یک از این اعداد و حروف نشان دهنده ی چیست؟ به طور مختصر این اعداد و حروف به شرح زیر است:

به طور مثال الکترود E60 10: حرف انگلیسی E در این قسمت نشان دهنده ی جریان برق است. عدد 60 در کنار حرف کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع، عدد 1 بیانگر حالا متخلف جوشکاری و عدد0 نوع جریان را نشان می دهد. این خلاصه ای از حروف و اعداد مشخص شده در الکترود ها است.تعریف مفصل آن را در ادامه ی بحث آورده ایم.

علامت اول در نام الکترود ها

همان طور که گفته شد حرف E نشان دهنده ی جریان برق است. هنگامی که این حرف در ابتدای نام الکترود قرار می گیرد یعنی الکترود مورد نظر برای جوشکاری برق می باشد. چرا که بعضی از این الکترود ها معمولا پوشش دار بوده و قالب استفاده ی آن ها در جوشکاری با اکسی توسین می باشند که با حروف و اعداد دیگر قابل رویت هستند.

علامت دوم در نام الکترود ها

علامت دوم شامل دو عدد 0 و 6 می باشد که نشان دهنده ی فشار گرده ی جوش است. این علامت فشار گرده ی جوش را بر حسب پاوند بر اینچ مربع محاسبه کرده و به طور معمول می بایست آن را در 1000 ضرب نمود. به طور دقیق تر مفهوم این است که فشار گرده ی جوش در این الکترود 60000 پاوند بر اینچ مربع می باشد. که واحد آن در فارسی کیلوگرم در متر مربع می باشد.

علامت چهارم در نامگذاری الکترود ها

این علامت معمولا از صفر شروع شده و به عدد 6 ختم می شود. دلیل اصلی استفاده از این علامت در نام الکترود ها نشان دادن خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان می باشد. وجود علامت 0 یا 6 در انتها هر یک نشان دهنده ی مورد خاصی است. یعنی در صورتی که علامت آخر در نام 0 باشد موارد استعمال آن دسته از الکترود ها تنها با جریان مستقیم یا در اصطلاح DC یا قطب معکوس می باشد. میزان نفوذ در این جوشکاری معمولا زیاد بوده و شکل مهره ها در آن تخت است. از طرفی درجه ی سختی گرده جوش در این دسته از الکترود ها اصولا بالاست.

اما در صورتی که علامت آخر آن یک باشد موارد استعمال در این الکترود ها در با DC,AC است. شکل ظاهری در جوش دادن این دسته از الکترود صاف بوده و میزان درز و شکاف و قعر آن و همچنین درجه ی سختی در آن ها زیاد تر از گرده ی اول می باشد.

در صورتی که علامت چهارم عدد 2 باشد موارد استعمال الکترود همانند نوع قبل به صورت AC,DC می باشد. میزان نفوذ جوش در این الکترود ها معمولا به صورت متوسط بوده و درجه ی سختی به میزان الکترود های دیگر کمتر است. نمای ظاهری در الکترود های این دسته معمولا به شکل محدب است. اما  در صورتی که علامت چهارم در آن 3 باشد  این الکترود تنها قادر است با جریان AC  متناوب و مستقیم به کار برده شود. درجه ی سختی گرده جوش در این دسته از الکترود ها به میزان دو دسته ی اول کمتر می باشد اما از دسته ی سوم معمولا بیشتر است. قوس الکتریک در آن ها معمولا خیلی آرام و کم نفوذ است. شکل مهره های آن نیز به صورت محدب است.

دسته ی بعدی شامل الکترود هایی است که علامت آخر عدد 4 است. این الکترود قادر است با هر دو جریان AC,DC  به کار برده شود. و موارد استعمال در آن نیز برای شکاف های عمیق و یا قسمت هایی که چندین گرده جوش می بایست بر روی هم باشند استفاده می شود. دسته ی آخر شامل الکترود هایی است که عدد پایانی آن ها عدد 5 است. این الکترود ها به تنهایی برای جریان های DC مورد استفاده قرار می گیرد. موارد استعمال آن نیز برای شکاف هایی به صورت باز و عمیق می باشد. درجه ی سختی در گرده جوش این الکترود ها کم و دارای قوس الکتریکی آرامی هستند. پوشش شیمیایی آن ها نیز جزو پوشش های شیمیایی الکترود های بازی است.

ارتباط عدد آخر در نامگذاری الکترود با پوشش شیمیایی الکترود

علاوه بر موارد گفته شده شماره ی آخر در الکترود ها می تواند نشان دهنده ی ترکیب شیمیایی در الکترود ها باشد که شامل موارد زیر می باشد:

• اگر عدد آخر 0 باشد پوشش الکترود پر سلولز و کربنات سدیم است.
• اگر عدد آخر 1 باشد پوشش الکترود پر سلولز و کربنات پتاسیم می باشد.
• عدد 2 در آخر نام الکترود حاکی بر پوشش پر تیتان و کربنات سدیم است.
• عدد 3 در آخر نام الکترود حاکی بر پوشش پر تینان و کربنات سدیم است.
• عدد 4 نیز می تواند نشان دهنده ی پوشش پر تینان به همراه پودر آهن باشد.
• عدد 5 پوشش بدنه ی کم هیدروژنه را نشان می دهد.
• عدد 6 و 7 و 8 به ترتیب نشان دهنده ی پوشش های کم هیدروژنه، پوشش های کم هیدروژنه و حاوی پودر آهن می باشند.

با توجه به نکات گفته شده شما می توانید به راحتی مشخصات یک الکترود را تشخیص داده و کاربرد آن را نیز مشخص کنید. تمامی اعداد و حروف در الکترود ها نشان دهنده ی موارد زیادی است که در بالا گفته شد. این حروف و اعداد علاوه بر مشخص نمودن کاربرد و مشخصات کامل الکترود می توانند پوشش های الکترود ها را نیز نشان دهند.

پیشتر ما راجع به الکترود جوشکاری صحبت کردیم و تلاش ما براین بود که بتوانیم تا حد امکان اطلاعاتی در این زمینه در اختیار شما قرار عزیزان قرار دهیم و شما را با انواع الکترود آشنا کنیم. با توجه به مقالات قبل که در مورد الکترود جوش کاری ( سیم جوش ) صحبت کردیم، حال در این مقاله شما اطلاعات خوبی در مورد اجزا و مواد تشکیل دهنده یک الکترود و همچنین مراحل مختلف تولید آن نیز به دست خواهد آورد. این سوالی است که شاید در ذهن شما نیز مطرح شده باشد، که اکنون به آن می‌پردازیم.

مواد تشکیل دهنده الکترود‌ها

رفتار و خصوصیات یک الکترود فقط در ترکیب شیمیایی عناصر تشکیل دهنده آن خلاصه نمی شود، بلکه منبع تهیه این مواد و تقسیم بندی و عملیات انجام گرفته بر روی آن‌ها نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

به طور کلی مواد تشکیل دهنده الکترود‌ها به 6 دسته اصلی تقسیم می‌شود:

1. مواد سرباره ساز که به صورت سنگ‌های معدنی می‌باشند. مانند سنگ تیتان، سنگ منگنز، فلوراسپار، اکسید آهن و بعضی سیلیکات ها.
2. مواد تشکیل دهنده‌ی گاز محافظ، مانند نشاسته، خاک اره، ذغال چوب، آرد و یا خمیر چوب.
3. عوامل احیا کننده یا اکسیژن زدا که برای احیای برخی اکسیدها کاربرد دارند. مثل فرومنگنز، فروکروم، فروتیتانیوم و آلومینیوم پولکی.
4. عوامل آلیاژ کننده که برای رسیدن به ترکیب نهایی مورد انتظار از جوش به پوشش اضافه می‌شوند.
5. عوامل چسباننده که باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مغزی می‌شوند.مانند سیلیکات سدیم.
6. در بعضی الکترود ها مقداری پودر فلز پایه نیز اضافه می‌شود. به این دلیل که نرخ رسوب، راندمان و بازدهی را افزایش دهد. به طور مثال در الکترود‌های فولادی، مقادیری آهن به پوشش اضافه می‌شود.

در نهایت، پس از انتخاب و اختلاط مواد تشکیل دهنده پوشش در مخلوط کن، ماده ای خمیری شکل به وجود می‌آید که به آن "گل الکترود" گویند. این ماده را به وسیله پرس‌های مخصوصی روی میله مغزی الکترود پرس می‌کنند. و پس از خشک شدن کامل الکترود در کوره خشک کن، آماده‌ی استفاده یا بسته بندی می‌شود.

فرآیند تولید الکترود جوشکاری

بیش از یک قرن پیش جوشکار‌ها دو سطح فلزی را با ذوب کردن یک میله‌ی فلزی بر روی آن ها، با استفاده از جریان الکتریکی به هم متصل کردند. آن میله امروزه الکترود جوشکاری نامیده می‌شود.

همانطور که پیشتر نیز اشاره شد، محصول تولیدی الکترود جوشکاری می‌باشد. اکنون به مراحل تولید الکترود جوشکاری که به شرح زیر می‌باشد می‌پردازیم.

1. بخش تولید هسته فلزی الکترود

فلز اصلی الکترود به صورت رول وارد کارخانه می‌شود. و قطر سیم رول‌های مورد استفاده 5 تا 6 میلی متر می‌باشد. این رول‌ها ابتدا زنگ زدایی می‌شوند و به دستگاه کشش رفته و در آن جا مفتول به قطر مورد نظر 2/3 میلی متر در می‌آید. بعد از شست و شو و جرم گیری این رول ها، توسط دستگاه برش، به طور اتوماتیک به مفتول‌های فلزی با طول 400 میلی متر در می‌آیند. این مفتول‌های فلزی توسط دستگاه پالت و لیفتراک به دستگاه تغذیه میله الکترود فرستاده می‌شود.

2. بخش تولید پوشش الکترود

ابتدا مواد پوشش دهنده از انبار آورده شده و پس از سرند شدن در دستگاه الک الکتریکی هر کدام در ظروف فلزی ذخیره می‌شوند. سپس طبق فرمولاسیون، وزن و در مخلوط کن ریخته می‌شوند. این دستگاه فرمولاسیون می‌تواند هم به صورت خشک و هم به صورت تر عمل کند.

شارژ دستگاه در هر مرحله 120 کیلوگرم، و زمان هر شارژ 4 دقیقه می‌باشد. حال مخلوطی که تهیه شد، در سیلندر‌های دستگاه روکش دهنده ریخته می‌شود، سپس می‌توان به صورت دستی آن را متراکم نموده و بر روی دستگاه جداگانه ای، جهت انجام عمل پرس و تراکم و هواگیری پودر استفاده نمود.

3. مراحل تولید الکترود

در این مرحله به صورت اتوماتیک، در دستگاه پوشش دهنده الکترود ها، روکش را به مقدار مورد نظر به مفتول‌های فلزی می‌دهند.

ظرفیت خروجی الکترود‌های پوشش داده شده از این دستگاه، حداقل 500 کیلوگرم در ساعت است. فشار دستگاه پرس حداقل 200 بار می‌باشد.

پس از این، الکترود جهت تمیز شدن از ذرات و زوائد توسط تسمه ای نقاله ای شکل به دستگاه پاک کن برده می‌شود. حال الکترود در دستگاه کوره ای قرار گرفته و در دمای 200 درجه سانتی گراد خشک می‌شود. سپس از کوره خارج شده و توسط ماشین مارک زنی، مارک علائم لازم بر روی آن زده می‌شود. و در نهایت بسته بندی می‌گردد و به انبار فرستاده می‌شود.

با توجه به مطالب گفته شده، الکترود جوشکاری یکی از مواد و احتیاجات تولید صنعتی محسوب می‌گردد. از این رو تولید الکترود در بسیاری از کشور‌های صنعتی جهان انجام می‌گیرد. لیکن در این جا با استفاده از آمار ارائه شده سازمان تجارت جهانی، کشور‌های عمده تولید کننده این محصول به صورت زیر استخراج شده است.

_ چین

_ آمریکا

_ سوئد

_ آلمان

_ انگلستان

_ کانادا

_ ترکیه

کلام آخر

در مقاله‌ی فوق مطالبی که در خصوص الکترود گفته شده، اطلاعاتی راجب مواد تشکیل دهنده و فرآیند تولید این محصول را ارائه داد. شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این محصول و همچنین خرید آن، با کارشناسان شهر مفتول تماس حاصل فرمایید. برای برقراری ارتباط جهت مشاوره رایگان فروش و همچنین خرید از شهر مفتول، می‌توانید با شماره‌ی 37556-021  تماس بگیرید. قطعا شهر مفتول بهترین محصولات مفتولی مانند مفتول گالوانیزه و  انواع توری ها مانند توری حصاری و توری پرسی و  را به بالاترین کیفیت در خدمت شما عزیزان قرار خواهد داد.