الکترود جوشکاری و کاربرد آن در هات تپ

الکترود جوشکاری نوعی مفتول فلزی یا گرافیتی است که دور تا دور آن را پوششی به نام فلاکس دربر گرفته است. الکترود جوشکاری انواع و اقسام گوناگونی دارد و انتخاب هر کدام از آن ها برای عملیات جوشکاری بستگی به ماهیت عملیات و جنس قطعاتی دارد که با آن ها سر و کار دارند.

الکترود جوشکاری
الکترود جوشکاری

وظیفه ی الکترودها پر کردن فضای خالی بین دو قطعه یا سازه ی فلزی است تا اتصالی محکم به صورت موقت یا همیشگی بین آن ها برقرار شود.

انواع الکترود جوشکاری

الکترود جوشکاری از دو قسمت تشکیل می شود: قسمت بیرونی و درونی؛ قسمت درونی الکترود جوشکاری فلزی است و قسمت بیرونی آن پوششی است که فلز را می پوشاند. قسمت بیرونی یا پوشش الکترود به این دلیل متفاوت است که این پوشش می تواند با تنوع در جنس ساختاری خود عملکردها و استفاده های گوناگون و کاربردی داشته باشد. برای مثال پایدار کردن و ثبات قوس و هم چنین هدایت الکتریسیته در قوس می تواند نمونه ای از کاربرد الکتریکی پوشش الکترود باشد. (قوس الکتریکی به معنای انتقال جریان الکتریسیته توسط یک نارسانا مثل هوا است. در واقع برای استفاده از قوس الکتریکی در جوشکاری دو قطعه را تا حدی به هم نزدیک می کنند اما آن را به هم تماس نمی دهند. سپس از جریان هوایی که بین دو قطعه وجود دارد برای انتقال جریان الکتریکی و ایجاد جوش استفاده می کنند). 

هم چنین این پوشش می تواند به لحاظ خواص فیزیکی دارای خصوصیات و نقش های متنوعی از جمله میزان ویسکوزیته ، کشش سطحی ، ضخامت سرباره و سرعت بالای سرباره ( فرایند جوش با سرعت بالا بین دو قطعه با ضخامت نازک و حدودا در جهت عمودی است) اشاره کرد.

این پوشش ها از نظر متالوژیکی نیز می توانند نقش هایی داشته باشند. حفاظت از ستون قوس و مذاب ، آلیاژسازی ، اکسیژن زدایی و کاهش سرعت سرد شدن از جمله ی این نقش ها هستند.   

اما الکترود جوشکاری را براساس فاکتورهای مختلفی دسته بندی می کنند. این این دسته بندی به شکل زیر می باشد.

  • بر اساس نوع پوشش فلاکس
  • براساس ضخامت پوششی
  • براساس جنس مفتول
  • و براساس نوع ساخت

در این قسمت در نظر داریم انواع الکترود جوشکاری را در این چهار دسته به اختصار توضیح دهیم.

انواع الکترود جوشکاری بر حسب نوع پوشش فلاکس می تواند متنوع باشد. جنس فلاکس ها عموما از آهک ، سلولز ، اکسید سدیم ، خاک رس و یا آزبست می باشد.

ضخامت پوششی الکترود جوشکاری به انواع خیلی ضخیم ، ضخیم ، متوسط و نازک تقسیم می شوند.

جنس مفتول الکترود جوشکاری نیز اصولا از نوع آلومینیومی ، ضد زنگ ، نیکلی و کم کربن است و با نام های زیر شناخته می شود:

  • سلولزی DC
  • سلولزی DC/AC
  • رتیلی DC
  • رتیلی DC/AC
  • رتیلی با پودر آهن DC/AC
  • قلیایی DC
  • قلیایی DC/AC
  • پودر آهن و اکسید آهن DC/AC
  • قلیایی با پودر آهن DC/AC

 

الکترود جوشکاری براساس نوع ساخت خود نیز در چهار زیر مجموعه ی جدا دسته بندی می شود.

  • الکترودهای کم هیدروژن که به علت پایین بودن میزان هیدروژن در فلاکس (پوشش) خود به این نام شهرت یافته و به همین دلیل از آن ها برای جوشکاری فولادهای پر کربن استفاده می کنند.
  • الکترودهای چسبان سریع که دارای پوشش فلاکس بسیار سنگین بوده و نرخ رسوب گذاری سنگین دارند.
  • الکترودهای انجماد سریع که علاوه بر ایجاد قوس قوی در جوشکاری سرباره کمی ایجاد می کنند که همین امر موجب می شود از این الکترودها در تمام موقعیت های جوشکاری استفاده شود.
  • الکترود انجماد پر شده نیز دارای فلاکس سنگین است که در آن ها علاوه بر خارج کردن سرباره می توان دانه هایی با ترکیب یکنواخت ایجاد کرد.

نام گذاری الکترود

از روی نام لاتین یک الکترود می توان به برخی از خصوصیات الکترود و عملیات جوش پی برد. برای مثال فرض کنید نام یک الکترود E-6011 است. اطلاعاتی که از نام این الکترود می توان استخراج کرد شامل ، الکترود E= ، استحکام کششی جوش = ۶۰ ، حالت جوشکاری = ۱ و نوع پوشش = ۱ هستند. حرف E در این نام گذاری نشان دهنده ی جوشکاری با جریان الکتریسیته بوده و اگر به جای آن عبارت RG بنشیند ، نشان دهنده ی جوشکاری با گاز خواهد بود.

انواع حالت های جوشکاری الکترودها

  • تمام حالات به جز عمود رو به پایین
  • نفوذی تخت و فیات افقی
  • فقط نفوذی تخت
  • نفوذی تخت و عمود رو به پایین

برای نام گذاری یک الکترود هر یک از این حالات را با یک عدد مشخص می کنند که عدد مربوطه در یک عبارت اسمی الکترودی را در بالا توضیح دادیم اما شماره ی حالات ذکر شده در حالات جوشکاری الکترودها در بالا به ترتیب ۲ ، ۳ ، ۴ و ۵ خواهد بود. عدد یک نشان دهنده ی الکترودی است که تمامی حالات جوشکاری می تواند روی آن انجام شود.

در تمامی پروژه های هات تپ که در آن ها نیازمند عملیات جوشکاری هستند از الکترود جوشکاری متناسب با شرایط و تجهیزات استفاده می شود. برای شروع عملیات جوشکاری ابتدا باید پارامترهایی را مشخص کرده و پس از آن جوشکاری را طراحی کرد. جنس لوله و اینکه لوله از چه متریال هایی ساخته شده ، محدوده ی قطر و ضخامت دیواره ی لوله ، مشخصات هندسی اتصال مثل زاویه ی پَخ یا شکل و اندازه ی جوش های گوشه ای ، اندازه و شماره ی طبقه بندی فلز پرکننده ، حداقل تعداد پاس ها و ترتیب و توالی پاس ها پیش از شروع عملیات جوشکاری باید مشخص شود.

خصوصیات جوشکاری نیز پیش از شروع عملیات به جوشکار اطلاع رسانی می شود. اینکه نوع برق مصرفی متناوب باشد یا مستقیم. در صورت مستقیم بودن برق مصرفی قطب معکوس یا مستقیم باید معین شود. محدوده ی ولتاژ و آمپراژ نیز برای هر الکترود یا سیم جوشی ارائه خواهد شد.

جهت جوشکاری نیز یکی دیگر از مواردی است که باید پیش از شروع عملیات مد نظر قرار دارد. اطلاع از اینکه جهت جوشکاری از بالا به پایین است یا از پایین به بالا مهم و ضروری خواهد بود.  

تمامی موارد ذکر شده پیش از آغاز عملیات مورد سنجش و بررسی قرار خواهد گرفت و سپس عملیات جوشکاری طراحی خواهد شد. جوشکار پیش از شروع عملیات جوشکاری از چگونگی عملکرد خود و همچنین انواع جوش و الکترود جوشکاری مصرفی در حین عملیات کاملا باخبر است و عملیات را با دانشی از پیش طراحی شده انجام خواهد داد. جوشکاری اتصالات اسپلیت تی ، سدل نیپل و غیره و همچین نصب این اتصالات روی خطوط لوله می تواند تنوع در عملیات جوشکاری و الکترودها را طلب کنند.