الکترودهای پرمصرف شاخه کارودانش پاه سوم هنرستان خوارزمی

الکترودهای پرمصرف

برای آشنائی با چند الکترود که در کاربردهای ساختمانی و صنعتی بعنوان الکترودهای پرمصرف قلمداد می‌شوند، جزئیات بیشتری از الکترود E6010 (روپوش سلولزی) الکترود E6013 (روپوش روتیلی) و الکترود E7018 (روپوش قلیائی) ارائه می‌گردد.

E6010

الکترود‌های E6010 برای جوشکاری جریان مستقیم قطب معکوس (الکترود مثبت) بکار برده می‌شوند. این الکترودها برای جوشهای عمودی و سقفی و همچنین برای بعضی کاربردهای ورقهای نازک فلزی در هر حالت مناسب‌ترین هستند.

فلز جوش مذاب از طریق قوس‌ جوشکاری شبیه پیستوله رنگ‌پاش افشانده می‌شود. این فلزجوش مذاب از طریق قوس جوشکاری در حالتهای عمودی و سقفی کمک می‌نماید.احتمال سقوط گویچه‌های فلزجوش کم است، در حالی که فلزجوش به داخل اتصالات افشانده می‌شود. این نوع انتقال فلز تمایل به نقب‌زدن یا فرورفتن در فلز مبنا دارد. در نتیجه الکترود E6010 جوش با فلز عمیق می‌دهد، بدان معنی که بایستی در استفاده از الکترود مزبور بحداقل رسانیدن پاشش دقت شود.

الکترودهای E6010 تمایل به ایجاد بریدگی کناره جوش دارند که در صورت وقوع این پدیده، بایستی شدت جریان جوشکاری یا آمپر کاهش داده شود.

ــــــــــــــ تولید شده با الکترود E6010 نسبتاً         تخت است. فلس جوش حاصل از این الکترودها قدری زبر  و با فاصله‌های سطحی غیر یکنواخت می‌باشد.

ـ ـ‌ــــــــــ حانز اهمیت است، خصوصاً در اتصالات جوش چند پاسه در حالت‌های عمودی و سقفی و جائی که نیازمندیهای پرتونگاری ضرورت دارند، این الکترودها بطور زیادی توصیه می‌شوند.

بیشتر الکترودهای E6010 امروزه برای فولاد نرم مصرف می‌شوند. گرچه می‌توانند روی بیشتر ورقهای گالوانیزه نیز جوش زیبا بدهند. الکترود E6010 بدلیل قابلیت نرمی خوب فلز جوش و نفوذ عمیق برای خالجوش‌زنی موقت اتصالات جوش‌شونده، عالی است

وقتی بطور صحیح بکار برده شود، خواص مکانیکی عالی دارد، جوشهای تولید شده با الکترودهای E6010 از الزامات بعضی از استانداردهای خیلی سفت بازرسی را برآورده می‌نمایند.

ضخامت روپوش الکترود E6010 حداقل در نظر گرفته می‌شود تا جوش دادن حالت‌های عمودی و سقفی آسان باشد، ولی روپوش برای حصول جوش با کیفیت حفاظت کافی ارائه می‌دهد.

الکترود E6010 از نوع روپوش پُر سلولز است و معمولاً بیش از 30 درصد وزنی سلولز دارد. سایر مواد روپوش عموماً از اکسیدتیتانیوم  یا روتیل، سیلیکاتهای متعدد منیزیوم و آلومینیوم، اکسیژن‌گیرهای فلزی مثل فرومنگنز و سیلیکات سدیم مایع تشکیل شده است. در بعضی از روپوش‌ الکترودهای E6010 مقدار کمی (کمتر از 10 درصدوزنی) پودر آهن اضافه می‌شود تا خصوصیات قوس بهبود پیدا کند. با توجه به ترکیب مواد روپوش، الکترود E6010 عموماً بعنوان الکترود پُرسلولز نوع سدیم طبقه بندی می‌گردد حداکثر شدت جریانی که با قطرهای ـ ـ الکترودهای E6010 می‌تواند بکار برده شود، در مقایسه با سایر طبقات الکترود، بخاطر ـــ پاشیدگی زیادی که با شدت جریان زیاد پیش می‌آید، قدری محدودیت دارد.

در جدول     شدت جریان‌های جوشکاری، ولتاژهای تنظیمی و خواص مکانیکی بطور نمونه برای الکترود E6010 با قطرهای مختلف ارائه شده است.

جدول   - تنظیم عوامل جوشکاری برای الکترود E6010

قطر الکترود (میلیمتر)	شدت جریان (آمپر)	ولتاژ قوس (ولت)
4/2	80-40	25-23
25/3	75-125	26-24
4	170-110	26-24
5	215-140	30-26
6	250-170	30-26
7	320-210	34-28
8	425-275	34-28
مشخصات مکانیکی	بصورت جوشکاری شده	تنش‌زدائی شده
مقاومت کششی (پوند بر اینچ مربع) مقاومت تسلیمی (پوند بر اینچ مربع) ازدیاد طول در دو اینچ (%) ضربه شیاری جناغی شارپی	70000-62000 58000-52000 30-22 20 فوت پوند در منهای 29 درجه سانتیگراد	67000-60000 54000-47000 35-28

E6013

الکترودهای E6013  خیلی شبیه الکترودهای E6012 هستند ولی چند فرق مهم دارند. الکترودهای E6013 برای جوشکاری در تمام حالات ذبا جریان متناوب یا جریان مستقیم اتصال مستقیم یا معکوس طراحی شده اند. الکترودهای E6013 حداقل پاشیدگی را ایجاد کرده و کمترین بریدگی کناره بوجود می‌آورند. جوش دارای چین زیر بوده و پرداخت سطحی عالی است.

پاک شوندگی سرباره قدری بهتر بوده و قوس خیلی آسانتر از قوس‌ الکترودهای E6012 روشن می‌شود و نگهداشته می‌شود. خصوصاً وقتی که الکترودهای کوچکتر با قطر 6/1 و 5/2 میلیمتری استفاده گردد. الکترودهای E6013 برای کارکردن با آمپر کم‌تر خیلی خوب هستند. هر چه آمپر کمتر باشد ورودی حرارت کمتر است و فلز مبنا پیچیدگی کمتری پیدا می کند. از این‌رو الکترودهای E6013 برای جوشکاری فلزات نازک برازنده هستند.

خواص مکانیکی جوش الکترود E6013 قدری از خواص مکانیکی جوش الکترود E6012 بهتر است و شانس قبولی در پرتونگاری نیز بیشتر است.

با آنکه الکترودهای E6013 اساساً برای فلزکاری طریف طراحی شده‌اند، قطرهای بزرگتر آن برای بیشتر کارها جانشین الکترودهای E6012 گردیده‌اند.

در حالی که کار الکترود E6013 کاملاً مشابه با الکترود E6012 است، قوس آن آرامتر، جوش صاف‌تر و چین جوش ریزتر است. گاهی سازنده الکترود E6013 که عوض می‌شود، نحوه انتقال فلز مذاب از طریق قوس نیز عوض می‌شود که می‌تواند تأثیر بسزایی بر مقدار پاشش بگذارد و حتی امکان استفاده یا عدم امکان استفاده از الکترود در حالت‌های غیر استاندارد را دگرگون نماید.

بعضی از سازندگان الکترود E6013 را طوری می‌سازند که فلزجوش از طریق قوس بصورت افشانکی ریز انتقال پیدا می‌کند. بعضی از سازندگان دیگر ترکیب روپوش الکترود E6013 را طوری تعیین می‌کنند که فلزجوش بصورت گلوله‌ای از طریق قوس انتقال می‌یابد. انتقال افشانکی برای جوشکاریهای عمودی یا سقفی بهتر است و انتقال گلوله‌ای برای جوشکاری در حالت تخت مناسب است.

بین الکترود E6013 با نام تجارتی مختلف فرقهای دیگری هم وجود دارد. بعضی از الکترودهای E6013 که برای فلزکاری ظریف توصیه شده‌اند، در حالت عمودی از بالا به پایین (عمودی سرازیر) خوب جوش می‌دهند در حالی که سرباره الکترودهای دیگر E6013 سیال‌تر بوده و برای جوشهای گلوئی در حالت افقی و جوشکاری‌های عمودی بکار می‌روند.

الکترودهای E6013 مشابه الکترودهای E6020 جوش گلوئی تخت ایجاد می‌کنند. این الکترودها به دلیل معقر و گودبودن جوش و پاک‌شوندگی آسان سرباره به راحتی برای جوشهای شیاری استفاده می‌شوند.

بعلاوه فلزجوش الکترود E6013 در مقایسه با فلزجوش الکترود E6012 قطعاً آخال سرباره و آخال اکسیدی کمتری دارد و احتمال قبولی جوش در پرتونگاری بیشتر است.

در حقیقت الکترودهای E6013 در مواقعی که جوش فولاد کربنی با کیفیت بالا مورد نظر است و جوش با پرتونگاری بازرسی می‌گردد؛ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روپوش الکترود E6013 خیلی به روپوش الکترود E6012 شبیه است. روپوش الکترود E6013 دارای: روتیل، سیلیکات‌ها، سلولز، اکسیژن‌های فرومنگنز و چسب سیلیکات مایع می‌باشد.

در روپوش الکترود E6013 از مواد آسان یونیزه شونده استفاده می‌شود بطوری که روشن‌کردن و نگهداری قوس در شدت جریان‌های کم و ولتاژ مدار باز کم نیز مقدور است.

بعضی از سازندگان همچنین مقادیر کمی پودر آهن در روپوش E6013 وارد می‌کنند تا کنترل قوس‌ بهتر شود و نرخ رسوب فلزجوش قدری بالاتر رود.

حداکثر شدت جریان الکترود E6013 از حداکثر شدت جریان الکترودهای E6012 کمتر است. در جوشکاری عمودی و سقفی شدت جریان و ولتاژ برای دو نوع الکترود خیلی مشابه است.

جدول ـ ـ محدوده‌های شدت جریان، تنظیم ولتاژ و خواص مکانیکی الکترودهای E6013 با قطرهای مختلف را نشان می‌دهد.

جدول    - تنظیم عوامل جوشکاری برای الکترود E6013

قطر الکترود (میلیمتر)	شدت جریان (آمپر)	ولتاژ قوس (ولت)
6/1	40-20	20-17
2	60-25	21-17
4/2	90-45	21-17
25/3	120-80	22-18
4	180-105	22-18
5	230-150	24-20
6	300-210	25-21
7	350-250	26-22
8	430-320	27-23
مشخصات مکانیکی	بصورت جوشکاری شده	تنش‌زدائی شده
مقاومت کششی (پوند بر اینچ مربع) مقاومت تسلیمی (پوند بر اینچ مربع) ازدیاد طول در دو اینچ (%) ضربه شیاری جناغی شارپی	72000-67000 60000-55000 17-20 لازم نیست	71000-65000 56000-50000 30-25

E7018

آنچه که الکترود E6010  برای جوشکاری فولادهای کربنی فراهم می‌نمایدف الکترود پودر اهنی، کم‌هیدروژن E7018  برای جوشکاری فولادهای کم‌آلیاژ فراهم می‌سازد.

الکترود E7018 پُرمصرف‌ترین الکترود کم‌هیدروژن است. الکترود E7018 از نوع کم هیدروژن بوده، برای جوشکاری در همه حالتها با جریان متناوب یا جریان مستقیم قطب معکوس مناسب است و 25 تا 45 درصد پودرآهن در روپوش دارد.

تمام ویژگی‌های مطلوب الکترود کم‌هیدروژن منجمله تولید جوشهای سالم روی فولادهای «سخت‌جوش» پُرگوگرد و پُرکربن را دارد. کاربرد اصلی این الکترود برای جوشکاری فولادهای کم‌آلیاژ با مقاومت زیاد(با همان محدوده مقاومتی) می‌باشد. اگر قرار باشد فقط دو نوع الکترود فولادی انتخاب شود، شاید بتوان گفت یکی E6010 و دیگری E7018 است.

کارکردن با الکترود E7018 به آسانی کارکردن با الکترود E6010 نیست. برای الکترود E7018 قوس کوتاه لازم است که برای جوشکاران غیر ماهر کوتاه نگهداشتن قوس آسان نیست.

نیمرخ جوشهای گلوئی با الکترود E7018 (در حالت افقی یا حالت تخت) قدری محدب است. سطح مهره جوش صاف بوده و چین های ریز دارد.

ویژگی الکترودهای E7018 : جوش صاف،قوس آرام، نفوذ کم (بداخل فلز مبنا)، پاشش خیلی کم و سرعت جوشکاری زیاد است.

روپوش الکترود E7018 از فلوئور کلسیم، کربنات کلسیم، سیلیکات منیزیوم – آلومینیوم، فروآلیاژهای متعدد و چسب سیلیکات سدیم و پتاسیم تشکیل شده است.

الکترودهای E7018 چون از ترکیبات آهکی (کلسیم) عموماً در روپوش استفاده می‌کنند، الکترودهای آهکی – فریتی نیز نامیده می‌شوند.

چون روپوش الکترودهای E7018 ضخیم‌تر از نرمال است، برای جوشکاری در حالت عمودی و سقفی محدودیت قطر دارد و از قطرهای کوچک‌تر آنها استفاده می‌شود.

شدت جریان جوشکاری الکترودهای E7018 قدری بالاتر از شدت جریان جوشکاری الکترودهای E6010 با همان اندازه است.

در الکترودهای هیدروژن توسعه‌های بسیار اختصاصی حاصل شده است. یکی از مهم‌ترین توسعه‌ها مربوط به روپوش مقاوم رطوبت است که با الکترود E7018 شروع گردید و اکنون به سایر الکترودهای کم‌هیدروژن حتی الکترودهای با مقاومت بالاتر تعمیم داده شد. روپوش‌های مقاوم رطوبت نسبت به الکترودهای کم‌هیدروژن معمولی مدت زمان خیلی طولانی‌تری خشک باقی می‌مانند.

روپوش بیشتر الکترودها وقتی در معرض هوا قرار گرفتند، پس از چند ساعت رطوبت جذب می‌کنند و این رطویت می‌تواند مستقیماً به شکنندگی هیدروژنی فلز مبنای فولادی کم‌آلیاژ منتهی شود.

معمولاً تمام الکترودهای کم‌هیدروژن در قوطی‌های آلومینیومی یا فولادی ضد رطوبت بطور محکم بسته‌بندی می‌شوند. در عوض الکترودهای E6010 اغلب در جعبه‌های مقوائی بسته‌بندی می‌شوند.

وقتی قوطی باز شد، الکترودها از هوای محیط رطوبت جمع می‌کنند. بعد از مدت معینی معمولاً چهار ساعت یا کمتر بسته به رطوبت نسنی محل کار در حالی که هنوز الکترود استفاده نشده است ناچاراً الکترودها برای پخت به کوره پخت الکترود برگردانده می‌شوند تا بمدت یکساعت یا بیشتر دوباره خشک شوند.

الکترودهای مقاوم رطوبت کم هیدروژن نیز از هوا(نظیر محیط رطوبت ساحل دریا) رطوبت جذب می‌کنند ولی با سرعت چندین برابر کمتر از الکترودهای کم‌هیدروژن عادی. جوشکار غالباً الکترودهای مقاوم رطوبت را فقط موقع نهار یا حتی در پایان روز پخت مجدد می‌دهد.

امروزه بوسیله بعضی از سازندگان الکترودهای بسیار مقاوم رطوبت (SUPER MR) تولید می‌شود که قادر است چندین روز رطوبت جذب شونده را زیر محدوده رطوبت مجاز برای روپوش نگهدارد.

انجمن جوشکاری امریکا برای مقدار رطوبت مجاز الکترود کم هیدروژن قبل از نیاز به پخت مجدد محدوده‌های سخت و دقیق قائل شده است.

رطوبت مجاز الکترودهای E7018 – X تا 4/0 درصد است.

حتی الکترودهای قوی‌تر E9018 – X، E10018 – X و E11018 – X اگر رطوبت موجود در روپوششان به 2/0 برسد بایستی برای پخت مجدد برگردانده شوند.

کُد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME نیز در زمینه چگونگی الکترود کم هیدروژن محدوده‌های خیلی سخت و دقیقی دارد.

مشخصات نظامی در مورد رطوبت مجاز در روپوش الکترودهای کم هیدروژن از بقیه سخت‌گیر تر است. طبق مشخصات نظامی MIL – E – 0022200/ID وقتی رطوبت موجود در روپوش الکترودهای E9018 – M و E11018 – M به 15/0 درصد برسد بایستی الکترودها برای پخت مجدد برگردانده شوند.

بعضی از درجات نظامی نظیر E12028 – M و حتی الکترودهای جوشکاری با مقاومت بالاتر برای جوشکاری بدنه زیردریائی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پیدا شدن مقدار کمی ترک زیر مهره‌ای در جوش کوچک بدنه مخزن تحت فشار بزرگ می‌تواند سبب از دست‌دادن همه خدمه قایق شود. بنابراین به دلیل پرتونگاری صدرصد جوشهای بحرانی تا حدودی روشن می‌گردد.

خواص کششی (منجمله مقاومت ضربه‌ای در درجات حرارت زیر صفر) الکترودهای کم هیدروژن از خواص کششی الکترودهای E6010 و الکترودهای دارای جوش با ترکیب مشابه عالیتر است.

مصرف الکترود کم‌هیدروژن غالباً نیاز به پیش‌گرم‌کردن و پس گرم‌کردن را کاهش می‌دهد. با وجود بر این هر جا که پیش‌ گرم‌ کردن توصیه شده باشد بایستی انجام گیرد.

خواص نمونه‌ای و اطلاعات کاری الکترودهای E7018 در جدول     درج شده است.

جدول     - تنظیم عوامل جوشکاری برای الکترود E7018

قطر الکترود (میلیمتر)	شدت جریان (آمپر)	ولتاژ قوس (ولت)
4/2	100-70	21-17
25/3	165-115	22-18
4	220-150	24-20
5	275-200	25-21
6	340-260	26-22
7	400-315	27-23
8	470-375	28-23
مشخصات مکانیکی	بصورت جوشکاری شده	تنش‌زدائی شده
مقاومت کششی (پوند بر اینچ مربع) مقاومت تسلیمی (پوند بر اینچ مربع) ازدیاد طول در دو اینچ (%) ضربه شیاری جناغی شارپی	78000-72000 66000-60000 28-22 20 فوت پوند در منهای 29 درجه سانتیگراد	74000-68000 61000-55000 33-28

                                                                                                                                        سرابیان مقدم

                                             مربی جوشکاری مرکز آموزش فنی وحرفه ای قوچان