3/5
8رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

کلیات انتخاب الکترود جوشکاری

انتخاب مناسب ترین الکترود جهت جوشکاری لوله فولادی همواره یکی از سوالات اساسی فعالان این حوزه بوده است. ضرورت کاری همیشه مبنای انتخاب الکترود است. مطالعه چک لیست انتخاب الکترود، کار انتخاب را آسان می سازد. اگر عوامل موثر در کار الکترود به دقت مورد بررسی قرار گیرد، آنگاه در انتخاب الکترودی که پایداری قوس، همواری جوش، سهولت تمیز کردن سرباره و حداقل پاشیدگی را داشته باشد یا جوش مرغوبی بدهد، مشکلی وجود نخواهد داشت. برای اطمینان از در نظر گرفتن تمام انتخاب های ممکن خصوصیات ویژه سایر الکترودها در گروه های مختلف نیز بایستی مورد بررسی قرار گیرند. اگر برای کار معینی بیش از یک الکترود با شرایط مساوی مناسب به نظر برسد، برتری آن ها نسبت به یکدیگر بایستی با انجام جوشکاری آشکار شود.

مشاهده نسخه pdf مقاله : انتخاب مناسب ترین الکترود برای جوشکاری لوله

بهترین الکترود جوشکاری لوله

بسیاری از الکترودهای جوشکاری قوسی به وسیله مشخصات کمیته مشترک AWS و ASTM طبقه بندی می شوند. ذیلا نمونه هایی از این مشخصات ارائه می گردد.

مشخصات الکترودهای جوشکاری قوسی فولاد ساده کربنی

ASTM-A233           AWS-A5.1

مشخصات الکترودهای جوشکاری قوسی فولاد کم آلیاژ

ASTM-A316           AWS-A5.5

مشخصات الکترودهای جوشکاری فولاد مقاوم خوردگی کرم دار و کرم نیکل

ASTM-A298            AWS-A5.5

مشخصات الکترودهای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم

ASTM-B104            AWS-A5.5

مشخصات الکترودهای جوشکاری مس و آلیاژهای مس

ASTM-A226            AWS-A5.6

توضیح علایم حک شده بر روی الکترودها

راهنمای کد الکترود جوشکاری

انتخاب الکترود جوشکاری

راهنمای انتخاب الکترود مناسب جوشکاری لوله

انتخاب درست الکترود برای کار جوشکاری معمولی یکی از مهمترین تصمیماتی است که بایستی گرفته شود. طبیعت فلز جوش و مناسب بودنش به عنوان ماده اتصال دهنده برای قطعات جوش شونده به انتخاب درست نوع الکترود بستگی دارد. امروزه پیشرفت خیلی زیاد فرآیند جوشکاری قوسی فلزی محافظت شده تا حدود زیادی مرهون کیفیت بالای الکترودهای موجود است.

الکترودها را می توان طبق موارد ذیل طبقه بندی نمود

  • خصوصیات کاری
  • نوع روپوش
  • خصوصیات جوش

مدنظر قرار دادن اندازه الکترود نیز حائز اهمیت است. بایستی خاطر نشان شود که الکترودهای زیادی دارای سیم مغزه یکسان هستند ولی خصوصیات کاری و طبیعت فیزیکی و شیمیایی فلز جوش آن ها با هم فرق دارد و این تفاوت از روپوش آن ها ناشی می شود. مطالعه دقیق خصوصیات اساسی الکترودهای جوشکاری نه تنها به کسب دانش فنی برای انتخاب الکترود کمک می نماید بلکه در تسلط بر فنون استادانه جوشکاری مفید خواهد بود.

نکات انتخاب الکترود

اندازه الکترود

انتخاب درست اندازه الکترود برای استفاده در کار مشخصی به اندازه انتخاب درست طبقه بندی الکترود اهمیت دارد. نکات ذیل بایستی در مورد اندازه الکترود مورد توجه قرار گیرد.

طراحی اتصال

یک جوش گوشه ای را می توان نسبت به یک جوش لب به لب باز با الکترود بزرگ تری جوش داد.

ضخامت قطعه

بدیهی است هرچه ضخامت قطعه بیشتر باشد از الکترود بزرگ تری می توان استفاده نمود.

ضخامت لایه های جوش

ضخامت قطعه جوش شونده و حالت جوشکاری در انتخاب اندازه الکترود موثر است. در حالت های تخت و افقی نسبت به حالت های عمودی و سقفی، فلز جوش بیشتری می توان رسوب داد.

حالت جوشکاری

در حالت های تخت و افقی نسبت به حالت های عمودی و سقفی الکترود بزرگ تری را می توان مورد استفاده قرار داد.

مقدار شدت جریان

هرچه شدت جریان بیشتری برای جوشکاری در نظر گرفته شود اندازه الکترود بزرگ تر است.

شدت جریان جوشکاری

انتخاب الکترودمهارت جوشکار

بعضی از جوشکاران به قدری مهارت دارند که قادرند الکترودهای با اندازه بزرگ را در حالت های عمودی و سقفی اداره نمایند. تمام الکترودهای روپوشدار برای جوشکاری چند پاسه طراحی شده اند. اندازه الکترود با نوع اتصال و حالت جوشکاری تغییر می کند. اولین پاس برای جوشکاری لوله و سایر اتصالات لب به لب با لبه پخ زده با الکترود ۲٫۵ یا ۳٫۲ میلی متری جوش داده می شود.

انتخاب قطر الکترود برای پاس اول بایستی طوری باشد که ذوب خوب در ریشه به دست آید و از سوختگی لبه پرهیز شود. پاس های باقی مانده را می توان با الکترودهای ۴ میلی متری یا ۵ میلی متری در تمام حالت ها و ۵ میلی متری یا بزرگ تر در حالت تخت جوشکاری نمود. برای جوشکاری اتصالات لب به لب با لبه یخ زده که دارای تسمه پشت بند هستند. برای اولین پاس از الکترود ۴ و برای بقیه پاس ها از الکترود ۵ و ۶ میلی متری می توان استفاده نمود. برای جوش های گوشه ای در حالت تخت الکترودهای ۴، ۵ یا ۶ میلی متری می تواند مورد استفاده قرار گیرد. ورق های خیلی ضخیم را می توان با الکترودهای بزرگ تر جوشکاری نمود.

جوشکاری گوشه ای و لب به لب در حالت غیر عادی با الکترودهای به قطر ۴ میلی متر انجام می شود. برای بعضی از این جوشکاری ها الکترودهای ۵ میلی متری می تواند مورد استفاده قرار گیرد. اندازه معمولی الکترودهای کم هیدروژن برای جوشکاری در حالت عمودی و سقفی ۳٫۲ میلی متر و ۴ میلی متر می باشد. این الکترودها برای جوشکاری در حالت های تخت و افقی می توانند ۴ میلی متر، ۵ میلی متر یا بزرگ تر باشند.

شرایط کاری

شرایط کاری مبنای انتخاب درست الکترود می باشد. بازبینی همه جانبه کار برای تعیین آنچه که از الکترود انتظار می رود حائز اهمیت است.

ذیلا چند شرط برای بررسی شرایط کاری ارائه می شود.

  1. مهارت جوشکار
  2. خواسته های کد ( در صورت لزوم)
  3. خواص فلز مبنا
  4. حالت اتصال
  5. نوع و آماده سازی اتصال
  6. خواسته های عملیات حرارتی
  7. شرایط محیطی کار
  8. مسائل انبساط و انقباض
  9. مقدار جوش لازم
  10. ضخامت و شکل فلز مبنا
  11. مشخصات و شرایط بهره برداری
  12. درخواست تولید و ملاحظات هزینه
  13. خصوصیات کاری الکترودها

مواد تشکیل دهنده روپوش الکترود نه تنها خواص فیزیکی و شیمیایی جوش را تعیین می کنند بلکه خصوصیات کاری الکترود را نیز روش می سازند.

انواع الکترود جوشکاری لوله

استفاده از الکترودهای مختلف نیاز به فنون مختلفی دارد بنابراین این الکترودها را می توان مطابق خصوصیات کاری و شرایط اتصالات جوش شونده به عنوان پرکن سریع ، پیگیر و شکل گیر سریع طبقه بندی نمود.

الکترود پرکن سریع(Fast-Fill Electrode)

الکترود پرکن سریع سرعت جوشکاری بالایی دارد و نقطه متقابل الکترود شکل گیر سریع (الکترود با انجماد سریع) می باشد. گروه الکترود پرکن سریع شامل الکترودهای روپوشدار ضخیم ، پودر آهنی می باشند که به طور گسترده ای برای جوش های گوشه ای و شیاری عمیق مورد استفاده قرار می گیرند. الکترود پرکن سریع به طور ویژه ای برای جوشکاری سریع در حالت تخت طراحی شده اند. سرعت جوشکاری آن زیاد و پاک کردن سرباره آن آسان است. بریدگی کناره کمی دارد. قوس آن نرم و نفوذ آن کم است یعنی به مقدار کمی فلز مبنا و فلز جوش را مخلوط می نماید. ظاهر جوش خیلی صاف است. رویه تخت تا قدری محدب دارد و پاشیدگی آن کم است.

بعضی از این الکترودها برای جوشکاری حالت غیر عادی تدارک شده اند که خصوصیات منجمدشوندگی آن ها سریع تر است مثل الکترود EXX14 الکترودهای EXX24 و EXX27 عموما برای جوشکاری گوشه ای تخت و شیاری به کار برده می شوند.

انتخاب الکترود جوشکاری

الکترود پی گیر سریع (Fast Follow Electrode)

این گروه از الکترودها به عنوان الکترودهای پر کن – زودگیر نیز معروف هستند. آن ها خصوصیات ترکیبی پرکنی سریع و شکل گیری سریع را دارا می باشند. در انجام جوش های لب رو لب یا جوش های ورق نازک فلزی برای تشکیل جوش، فلز اضافی کمی لازم است. اقتصادی ترین راه جوشکاری این نوع اتصال حرکت سریع می باشد. به علت آن که به دنبال حرکت قوس، لازم است هرچه سریع تر چاله تشکیل شود. این نوع الکترود به الکترود پی گیر سریع معروف است. این الکترود قوس نسبتا قوی و نفوذ متوسط دارد.

این الکترود همراه با شدت جریان کمتر و ورودی حرارت کمتر، مساله سوختگی درونی را کاهش می دهد. عموما الکترودهای پی گیر سریع به عنوان الکترودهای قطبیت مستقیم معروف هستند ولی می توانند با جریان متناوب نیز کار کنند. این الکترودها سرباره کاملی دارند و مهره های جوش فلس های صاف دارند. این الکترود در کارگاه های تولیدی مصارف عمومی داشته و برای کار تعمیر نیز به طور گسترده استفاده می شوند.

در کارگاه هایی که با ورق نازک سر و کار دارند از الکترود پی گیر سریع برای جوشکاری عمومی به صورت سرازیر استفاده می کنند. مثال این الکترودها برای جوشکاری با جریان مستقیم EXX12 و برای جوشکاری با جریان متناوب EXX13 می باشد.

الکترود سریع انجماد (Fast Freeze Electrode)

الکترودهای شکل گیر سریع یا الکترود با انجماد سریع جوشی تولید می کنند که به سرعت منجمد می شود و شکل می گیرد (E6011, E6010) . این موضوع برای جوشکاری در حالت های عمودی و سقفی حائز اهمیت است و از ریزش فلز مذاب جلوگیری می شود. الکترودهای شکل گیر سریع قوس قوی و نفوذ عمیق دارند و به الکترودهای با قطبیت معکوس معروفند گرچه بعضی از آن ها با جریان متناوب هم کار می کنند. سرباره این الکترودها کم است و مهره های تخت تولید می کنند.

با چند استثنا این الکترودها جوشکاری عکسی (کنترل کیفیت جوش با پرتونگاری) تولید می کنند و در کارهای کدی لوله و مخزن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند. این الکترودها در ساخت و تعمیر و برای جوشکاری در همه حالت ها به طور گسترده ای به کار برده می شوند.

الکترود مرکب

بعضی از اتصالات خصوصیات الکترودهای پرکن سریع و شکل گیر سریع را یکجا لازم دارند. بهترین الکترودهای شکل گیر سریع یا الکترودهای با انجماد سریع، الکترودهای EXX10 ، EXX11 هستند. الکترود پودر آهنی و مناسب برای همه حالت ها که خصوصیات پرکنی سریع و انجماد سریع را با هم دارد. الکترود EXX14 می باشد. الکترود EXX14 به اندازه EXX24 پرکنی سریع دارد و نه به اندازه EXX10 انجماد سریع دارد بلکه ترکیبی بین این دو می باشد و از این رو به الکترود EXX14 الکترود مرکب گفته می شود.

الکترود کم هیدروژن

روپوش این الکترودها کم هیدروژن یا عملا بی هیدروژن هستند. الکترودهای کم هیدروژن جوش های بدون ترک ریز و زیر مهره ای تولید می کنند و قابلیت نرمی استثنایی دارند. در جوشکاری فولادهای گوگرددار تخلخل ایجاد ننموده و جوش ها از نظر پرتونگاری دارای کیفیت مطلوبی هستند. به دلیل اینکه استفاده از الکترود کم هیدروژن نیاز به پیش گرمایش را کاهش می دهد مصرف عمده آن در جوشکاری فولادهای سخت جوش و فولادهای آلیاژی با مقاومت کششی بالا می باشد. به عنوان مثال این الکترودها عبارتند از EXX18 و EXX28

الکترود پودر آهنی

پودر آهن در روپوش بسیاری از الکترودها اضافه می شود.  پودر آهن در حرارت شدید قوس تبدیل به مذاب شده و به فلز جوش اضافه می شود. وقتی پودر آهن در مقادیر نسبتا زیاد (۳۰ درصد یا بیشتر) به روپوش اضافه می شود سرعت جوشکاری به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد و پاک کردن سرباره آسان تر می گردد. ظاهر جوش خیلی صاف است. به عنوان مثال برای الکترودهای پودر آهنی می توان الکترودهای EXX24 و EXX27 را نام برد.

الکترود جوشکاری لوله گالوانیزه

نوع فلز مبنا

ماهیت فلز جوش شونده از اهمیت عمده ای برخوردار است. اگر فلز جوش حاصله همان کیفیت فیزیکی و شیمیایی جسم جوش شونده را نداشته باشد، جوش مزبور رضایت بخش نمی باشد. اگر مشخصات فلز معلوم نباشد می توان با آزمایش های ساده ای نظیر آزمایش جرقه، آزمایش شعله، آزمایش تراش، آزمایش مغناطیسی، آزمایش رنگ، آزمایش شکست و آزمایش سلامت پاره ای از خصوصیات فلز جوش شونده را معلوم نمود.

اطلاعات مربوطه برای تشخیص فلزات مختلف مطابق خصوصیات آن فلزات، مفید است. با این اطلاعات فقط شناسایی گروهی حاصل می شود و مثلا تشخیص داده می شود که قطعه ای فولاد است یا چدن. ولی در بسیاری موارد دانستن ترکیب شیمیایی فولاد لازم است. مثلا اگر فولاد دارای گوگرد یا کربن زیاد باشد یا بعضی از عناصر آلیاژی را داشته باشد، توصیه می شود از الکترودهای E7018، E7015، E7016 و E7028 استفاده شود. این الکترودها تمایل به ترک زیرمهره ای که از خصوصیات چنین فولادهایی است را کاهش می دهد. این الکترودها بدون تنش زدایی جوش های با مقاومت کششی و قابلیت نرمی بالایی به دست می دهند و نیاز به پیش گرمایش را کم کرده یا حذف می نمایند.

ماهیت جریان جوشکاری

ماشین های جوشکاری دو نوع جریان جوشکاری متناوب و مستقیم تولید می کنند. در جوشکاری با جریان مستقیم دو نوع اتصال قطبی (مستقیم و معکوس) امکان دارد یعنی می توان الکترود را به مثبت و قطعه کار را به منفی وصل نمود یا الکترود ممکن است منفی و قطعه کار مثبت باشد.

ماهیت جریان برق در انتخاب الکترود موثر است. برای مثال اگر فقط ماشین های جوشکاری جریان متناوب (ترانسفورماتور) در دسترس باشد استفاده از الکترود E6010 و E7015 مقدور نیست زیرا این الکترودها فقط برای کار کردن با جریان مستقیم طراحی شده اند.

اگر فقط ماشین های جوشکاری جریان مستقیم در دسترس باشد نوع جریان برق عامل محدودکننده نمی باشد با آنکه الکترودهای E6011، E6013، E7016، E7014 و E7018 و اصول برای کار با جریان متناوب طراحی شده اند با جریان مستقیم هم به قدر کافی قابل استفاده هستند.

ضخامت و شکل فلز جوش شونده

ضخیم بودن یا نازک تا حدودی اندازه الکترود را تعیین می کند. به عنوان یک قاعده کلی هرگز از الکترود دارای قطر بیشتر از ضخامت فلز جوش شونده استفاده نشود. برای جوشکاری ورق نازک فلزی به ضخامت ۲٫۵ میلی متر یا کمتر الکترود E6013 انتخاب خوبی است. گرچه از الکترود E6012 هم می توان استفاده نمود. الکترود E6013 برای این قبیل کارها طراحی شده و در سری الکترودهای E60XX کم نفوذترین الکترودها است.

طراحی اتصال و جفت و جوری

اتصال جوشکاری انواع زیادی دارد که هر نوع از آن شرایط ویژه ای برای جوشکاری نیاز دارد. جوش های گوشه ای تفاوت زیادی با جوش های لب به لب دارند. اتصال لب به لب ممکن است ساده یا شیاری باشد. فاصله دو لبه ممکن است زیاد باشد یا دو لبه ممکن است به هم چسبیده باشد. در مواردی که جفت و جوری لبه ها ضعیف است، الکترود E6012 برای جریان مستقیم و الکترود E6013 برای جریان متناوب به کار برده می شود.

حالت جوشکاری

حالت جوشکاری از عوامل مهم برای انتخاب الکترود است. بعضی از الکترودها فقط می توانند در حالت تخت خوب جوش دهند. بعضی از الکترودهای دیگر در همه حالت ها می توانند با شرایط مساوی جوش دهند. حالت جوشکاری روی هزینه جوش نیز تاثیر دارد. اقتصادی ترین حالت برای جوشکاری حالت تخت است و پس از آن به ترتیب افقی و عمودی قرار دارند. حالت سقفی کم صرفه ترین حالت جوشکاری است. جوشکار ماهر محدودیت های جوشکاری در حالت های عمودی و سقفی را برای انتخاب الکترود درک می کند. حالت جوشکاری تاثیر زیادی روی انتخاب اندازه الکترود دارد.

مناسب ترین الکترود جوشکاری

اتصال لب به لب جناغی در حالت های عمودی و سقفی به منظور حصول نفوذ کامل در ریشه جوش با الکترود قطر کوچک تر جوش داده می شوند. در جوشکاری چند لایه ای، پاس های دیگر را می توان با الکترودهای بزرگ جوش داد. جوشکاری در حالت های عمودی و سقفی با استفاده از الکترود با قطر بزرگ تر از ۵ میلی متر مطلوب نیست.

برای کار تولیدی بایستی از بزرگ ترین الکترود مجاز استفاده نمود تا با شدت جریان بیشتر بتوان سرعت جوشکاری را بالا برد.

هرچه قطر الکترود بزرگ تر باشد مقدار جوش رسوب داده شده در واحد زمان بزرگ تر است. هزینه مستقیم جوشکار نیز به دلیل توقف های کمتر لازم برای تعویض الکترود پیدا می کند. اگر قرار است جوشکاری در حالت های سقفی ، عمودی یا افقی انجام شود نمی توان از الکترودهای با طبقه بندی EXX20، EXX24، EXX28 استفاده نمود.

الکترودهای EXX15، EXX16 و EXX18 گرچه برای همه حالت ها طبقه بندی شده اند ولی جوشکاری با آن ها در حالت های عمودی و سقفی مشکل است.

به طور کلی می توان گفت که الکترودهای EXX12، EXX13، EXX20، EXX27 و EXX28 راحت ترین الکترود برای حالت های افقی و تخت هستند. الکترودهای EXX12 و EXX11 راحت ترین الکترود برای جوشکاری در حالت های عمودی و سقفی هستند ولی در جوشکاری عمودی سرازیر EXX12 و EXX13 الکترودهای راحت تر هستند.

شرایط استفاده

شرایط بهره برداری حائز اهمیت فراوانی است. نوع سازه و تنش مورد اعمال به قطعه جوش شونده بایستی مورد توجه قرار گیرد. مقاومت کششی ، قابلیت نرمی و مقاومت خستگی از خصوصیات مهمی هستند که به انتخاب الکترود کمک می کند.

مشخصات فنی

تمام خواسته های کد و مشخصات فنی بایستی دقیقا در تعیین الکترود مورد توجه قرار گیرد.

بازده تولید

تعدادی از الکترودها دارای نرخ جایگزینی زیاد هستند. به دلیل ماهیت جسم، نوع اتصال و حالت کار همیشه نمی توان از الکترودهای با نرخ جایگزینی زیاد استفاده نمود. الکترودهای با نرخ جایگزینی زیاد فقط برای جوش های گوشه ای تخت و افقی می باشند.

عامل اصلی در هزینه جوشکاری سرعت جوشکاری است. هزینه الکترود در مقایسه با عوامل دیگر کم است. الکترودهای E6027 و E7024 بالاترین نرخ جایگزینی را دارند و E6020، E6012، E6013، E6011 و E6010 به ترتیب بعد از آن ها قرار گرفته اند. نوع فولاد بایستی حاکم بر انتخاب E7015 یا E7018 باشد. E7028 مشابه E7018 است ولی روپوش خیلی ضخیم تر دارد. یعنی پودر آهن بیشتری در روپوش دارد بنابراین نرخ جایگزینی E7028 خیلی بالاتر است.

به وسیله استفاده از الکترودهای با قطر بزرگ خصوصا برای جوشکاری در حالت تخت و افقی سرعت جوشکاری افزایش می یابد. با بزرگ تر شدن قطر الکترود E7024، E6020 و E7027 به ترتیب بالاترین افزایش را در سرعت به دست می آورند.

شرایط کار

تمیزی قطعه، گرد خاکی بودن، زنگ خوردگی یا آغشتگی به گریس و روغن در انتخاب الکترود موثر است. نوع عملیات سطحی لازم برای قطعه جوش داده شده و اینکه آیا قطعه پس از جوشکاری مورد تنش زدایی یا عملیات حرارتی قرار می گیرد بر انتخاب الکترود تاثیر می گذارد. میزان اهمیت ظاهر جوش نیز در انتخاب الکترود بی تاثیر نیست. در هر صورت مشخصات فنی ارائه شده از طرف سازنده الکترود حائز اهمیت است.

جمع بندی عوامل موثر در انتخاب الکترود

انتخاب درست اندازه و نوع الکترود برای کار معلومی به اطلاعات جامع و فنی نیاز دارد. مطالعه دقیق خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و کاری الکترودها و نحوه استفاده از الکترودها کار انتخاب شایسته الکترود را آسان می سازد.

  • نوع اتصال و حالت جوشکاری
  • نوع جریان جوشکاری
  • خواص فلز مبنا
  • ضخامت فلز مبنا
  • عمق مطلوب برای نفوذ جوش
  • ظاهر مطلوب جوش
  • لزوم یا عدم لزوم رعایت مفاد کد
  • مقاومت کششی، قابلیت نرمی و مقاومت ضربه ای لازم برای جوش
  • طراحی و جفت و جوری اتصال جوش شونده
  • چگونگی پاک کردن سرباره
۳
۸رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • ۵عالی بود
  • ۳خوب بود
  • ۲معمولی بود
  • ۱بد بود

پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید

0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
    0

    سوالات و نظرات کاربران

    اختیاری