چه نوع الکترودی استفاده کنیم؟ – راهنمای انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری

خواص فلز جوش ترسیب شده در درز به انتخاب صحیح الکترود بستگی زیادی دارد. شاید برای شما هم این سوال پیش آمده است که برای انتخاب الکترود برای جوشکاری یک متریال خاص چه پارامترهایی مهم است و باید مدنظر قرار بگیرد؟ برای مثال، چرا در دستورالعمل جوشکاری یک درز اتصال فولاد کم آلیاژ، از الکترود ۷۰۱۸ استفاده شده و از الکترود ۶۰۱۳ استفاده نشده است؟

پاسخ به این سوال، هدف این نوشته از عصر مواد است. طراح برای اینکه یک الکترود مناسب برای نوع کار خود انتخاب کند، موارد ذیل را در نظر داشته و انتخاب مناسب را انجام می دهد:

۱- جنس، نوع و رده ی آلیاژی و خواص فلز پایه مثل ترکیب شیمیایی، مقدار کربن و خواص فیزیکی و مکانیکی آن

الکترودی که انتخاب می شود، فلز جوش حاصل از آن، باید نزدیک ترین ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی و مکانیکی را به فلز پایه داشته باشد. مثلاً برای جوشکاری فولاد کم آلیاژ کروم مولیبدن دار، استفاده از الکترود ۶۰۱۳ مناسب نیست.

۲- وضعیت جوشکاری (تخت، افقی، قائم و بالای سر)

مثلاً برای وضعیت عمودی رو به پایین یا بالای سر، هر الکترودی مناسب نیست و باید الکترودهای مناسب با آن را با توجه به جنس قطعه کار به کار برد. برای مثال، الکترودهای EXX20,24,27,28 برای موقعیت های عمودی و بالای سر همه جوش ها و موقعیت افقی در جوش شیاری قابل استفاده نیستند و یا الکترودهای EXX12,13 نسبت به سایر الکترودها در جوشکاری عمودی رو به پایین به سهولت مورد استفاده قرار می گیرند.

نوشته های مرتبط در عصر مواد برای مطالعه بیشتر:

۳- نوع اتصال و هندسه درز

با توجه به نوع اتصال (سر به سر، لبه روی هم، T شکل، لبه ای و لبه برگشته)، اندازه و هندسه درز، فاصله بین قطعات و مقدار جوش مورد نیاز برای پر کردن درز، برخی الکترودها مناسب تر هستند، مثلاً الکترودهای پرجوش که دارای روکش ضخیم محتوی پودر آهن هستند برای درزهای بزرگ مناسب هستند تا درز را زود پر کنند یا در صورتی که فاصله قطعات از هم زیاد و درز عریض باشد، الکترودهایی با قابلیت پل زنی مثل ۶۰۱۲ و ۶۰۱۳ مناسب هستند.

نوشته های مرتبط در عصر مواد برای مطالعه بیشتر:

۴- نوع جریان جوشکاری قابل دسترس

با هر دو نوع جریان متناوب AC و مستقیم DC می توان جوشکاری نمود ولی برخی الکترودها با جریان AC و برخی دیگر با جریان DC عملکرد بهتری دارند. با توجه به دستگاه های جوشکاری و جریانی که در دسترس جوشکار است، نوع الکترود مناسب با آن جریان انتخاب می شود.

جریان مستقیم، جریان متناوب و قطبیت یا پلاریته (DCEN و DCEP) در جوشکاری چیست؟

۵- شرایط کاربری و شرایط بهره برداری اتصال جوش داده شده

شرایط کاربری و بهره برداری اتصال جوش داده شده از قبیل نوع سازه/قطعه/تجهیز، مقدار تنش ایجاد شده در آن، ظاهر جوش، انتظاراتی که طراح از فلز جوش در ناحیه اتصال دارد مثل مقاومت کششی، شکل پذیری، مقاومت خستگی و مقاومت به خوردگی فلز جوش و سازه/قطعه/تجهیز جوش داده شده، دمای محیط و غیره از فاکتورهای موثر بر انتخاب الکترود است. برای مثال وقتی قطعه در دماهای پایین تر از صفر درجه استفاده می شود، الکترودهای کم هیدروژن که جوش های حاصل از آن مقاومت به ضربه بالاتری دارد، به کار می روند یا برای جوشکاری قطعات تحت فشار فولاد کربنی برای کاربرد در دماهای بالا به جای رده E60XX از E70XX استفاده می شود.

۶- میزان نفوذ جوش

میزان نفوذی که از جوش مورد انتظار است در الکترودهای مختلف متفاوت است. از نظر نفوذ، الکترودها به سه گروه نفوذی یا نفوذ عمیق (مثل الکترودهای سلولزی E6010 و E6011)، نفوذ متوسط (مثل الکترودهای کم هیدروژن) و کم نفوذ یا غیر نفوذی (مثل الکترود روتیلی ۶۰۱۳) تقسیم می شود. برای مثال در مواردی چون لوله و مخزن که پاس ریشه جوشکاری می شود یا در درزهای اتصال باریک که مشکل پاک کردن شلاکه وجود دارد یا در برخی قطعات که مجبور هستیم بدون پخ جوشکاری کنیم، الکترودهای نفوذی (سلولزی) مناسب تر هستند.

۷- دقت مونتاژ

در برخی سازه ها یا قطعات به هر دلیلی دقت مونتاژ پایین است و قطعات را به خوبی نمی توان در فاصله مناسب مونتاژ و هم محور نمود، در این شرایط برخی الکترودها که قابلیت پل زنی بین اتصالات را دارند مثل الکترودهای E6012 و ۶۰۱۳ عملکرد مناسبی دارند.

۸- مهارت و صلاحیت جوشکار

جوشکاری با برخی الکترودها مشکل تر و نیاز به مهارت بیشتری دارد. از سوی دیگر ممکن است جوشکار صلاحیت لازم برای جوشکاری با برخی الکترودها را نداشته باشد، بنابراین با توجه به مهارت و صلاحیت جوشکار، الکترود مناسبی برای نوع کار انتخاب می شود.

۹- شرایط سطحی و محیطی قطعه و شرایط اجرایی جوشکاری

تمیزی سطحی، زنگ زدگی، رنگ خوردگی، پوشش های سطحی مثل گالوانیزه، روغن ها و کثیفی های سطحی و امکان یا عدم امکان رفع آن ها، تنش های پسماند در قطعه و امکان تنش گیری، امکان پخت و خشک نگهداشتن الکترود، امکان اعوجاج و تاب برداشتن، ضخامت قطعه، شکل ظاهری جوش و برخی عوامل دیگر در انتخاب الکترود موثر هستند.

۱۰- هزینه اجرای جوشکاری

با مدنظر داشتن عوامل فنی و در کنار آن، اقتصاد مهندسی از اهمیت بسزایی در انتخاب مواد مصرفی جوشکاری از جمله الکترودها دارد. با توجه به تفاوت قیمت انواع الکترودها و تاثیر آن بر هزینه اجرای جوشکاری، قیمت از فاکتورهای مهم و موثر در انتخاب یک الکترود مناسب است.