الکترودهایی که برای جوش اتصال فولاد استفاده می شوند، مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ هستند که جریان جوش را هدایت می نمایند. با سوختن شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود، الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود. بر روی الکترودهای جوشکاری علامت اختصاری هایی بیان شده، که نشانه میزان مقاومت در مقابل حرارت می باشد. در زیر به شرح الکترودها می پردازیم:
ویژگی های الکترودهای جوشکاری با مجموعه ای از اعداد مشخص می شود. اعداد مشخصه بدین شرح است: E 60 10
- E برابر با جریان برق
- 60 برابر با کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
- 1 برابر با حالات مختلف جوشکاری
- 0 برابر با نوع جریان
در علائم الکترود بالا E بیانگر نوع استفاده الکترو است که برای جوشکاری برق مورد استفاده قرار می گیرد. این در حالی است که برخی از الکترودهای پوشش دار مانند FC18، در جوشکاری با اکسی استیلن از آنها استفاده می شوند.
عدد 6 و 0 بیانگر فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع می باشد که باید آن را در 1000 ضرب کرد. به این معنا که فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود 60000 پاوند بر اینچ مربع می باشد.
این علام، بیانگر حالات مختلف جوش می باشد که همواره بصورت اعداد 1،2 و 3 نشان داده می شود. اگر علامت الکترودها، 1 باشد، به این معناست که می توان در تمام حالات جوشکاری از آنها استفاده نمود و در صورت که علامت سوم آنها عدد 2 باشد، به این معناست که الکترودهای جوشکاری می توانند در حالت سطحی و افقی مورد استفاده قرار بگیرند. الکترودهائی که علامت سوم آنها 3 باشد، تنها در حالت افقی قابل استفاده هستند.
این علامت، بیانگر خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان می باشد که از 0 شروع و به 6 ختم می شود. در رابطه با علامت چهارم می توان نکات زیر را ذکر نمود:
- اگر علامت چهارم یا آخر، صفر باشد، موارد استفاده الکترودهای جوشکاری تنها با جریان مستقیم یا DC و با قطب معکوس می شود. نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد است.
- در صورتی که علامت چهارم، 1 باشد، موارد استفاده از این الکترود با DC , AC می باشد. شکل ظاهری جوش این الکترود صاف و در شکافها و درزها کمی مقعر و درجه سختی جوش کمی زیادتر از گرده اول دارد.
- در صورتی که علامت چهارم، 2 باشد موارد استفاده از الکترود با AC , DC است و نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش از دو گروه قبلی کمتر می باشد و نمای ظاهری آن محدب است.
- چنانچه علامت چهارم 3 باشد این الکترود را می توان با جریان AC متناوب یا جریان مستقیم استفاده نمود. درجه سختی گرده جوش این الکترود از دو گرده اول و دوم کمتر است اما نسبت به گرده سوم، بیشتر می باشد و دارای قوس الکتریک خیلی آرام، نفوذ کم و شکل مهره های آن در درزهای شکل محدب است.
- در صورتی که علامت چهارم، 4 باشد می توان این الکترود را با جریان DC , AC استفاده نمود. این الکترودها برای شکافهای عمیق یا در جایی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است، قابل استفاده می شود.
- در صورتی که علامت آخر، 5 باشد، به این معناست که تنها جریان DC مورد استفاده می شود و موارد استعمال آن در شکافهای باز و عمیق می باشد. درجه سختی گرده جوش این الکترود کم است و از قوس الکتریکی آرامی برخودار است. همچنین پوشش شیمیایی آن از گروه پوشش الکترودهای بازی می باشد.
- اگر علامت آخر، 6 باشد. خواص و مشخصه آن به گروه 6 شباهت دارد اما با جریان Ac مورد استفاده می شود.
- نحوه انتخاب صحیح الکترود برای کار
الکترودهای جوشکاری با توجه به نوع قطب و حالت درز جوش انتخاب می شود. به عنوان مثال یک درز V شکل، با زاویه کمتر از 40 درجه، با ضخامت زیاد حداکثر و با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتر است، برای ردیف اول گرده جوش مورد استفاده قرار می گیرد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ کند. اما اگر از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود، مقداری تفاله در ریشه جوش باقی می ماند که قدرت و استحکام جوش را کاهش می دهد.
قطر الکترود باید از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترودهایی با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را استفاده می کنند زیرا سرعت کار بیشتر می شود. اما این کار به مهارت و تخصص نیاز دارد. علاوه بر این، به منظور انتخاب صحیح قطر الکترود، باید به نوع قطب ( + یا - ) و حالت درز جوش دقت نمود. به عنوان نمونه اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد، برای ردیف اول گرده جوش، باید از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ، استفاده کرد تا بتوان عمق درز را جوش داد. در صورتی که از الکترود با قطر زیادتر استفاده گردد، مقداری تفاله در جوش باقی می ماند که قدرت و استحکام جوش را تنزل می دهد. ممکن است در زمان جوشکاری، جرقه هائی به اطراف پخش شود که دلیل آن:
- عدم انتخاب صحیح قطب برای جوشکاری
- آمپر بالای غیرضروری و یا آمپر بیش از حد
- زیاد شدن فاصله الکترود نسبت به سطح کار
- ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی
براساس استاندارد پاکت ها و کار، باید بر روی الکترود علامت ها و نوشته هائی باشد تا بتوان مصرف کننده را از کیفیت مطلوب جوش مطلع و وی را راهنمایی کرد. همچنین باید نام کارخانه سازنده، نوع جنس نیز درج گردد. بر روی هر پاکت الکترود باید، اسم تجارتی الکترود، طبقه بندی آن الکترود حداقل مطابق یکی از استانداردهای مهم ذکر شود.
به منظور آگاهی از طول زمان ماندگی الکترود در کارخانه، بازار یا انبار، شماره ساخت یا تاریخ تولید باید بر روی پاکت نوشته شود. ذکر قطر سیم مغزی الکترود، با توجه به ضخامت فلز، زاویه سیار، ترتیب پاس و ... مصرف کننده را در نحوه استفاده از الکترود راهنمایی می کند. بیان نوع جریان برق، دائم یا جریان متناوب، حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است، درج حدود شدت جریان برق (بر حسب آمپر) جهت انتخاب اولیه (تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود) بر روی پاکت الکترود الزامی می باشد.
تعداد و وزن الکترودهای داخل هر بسته بر روی پاکت یا بر چسب آن ذکر می گردد. خواص مکانیکی و شیمیائی، وضعیت ذوب و کیفیت قوی، نحوه نگهداری و انبار کردن، درجه حرارت خشک کردن، مواد استعمال بخصوص و پاره ای توصیه های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف کننده باید ذکر شود. بطور کلی درج این موارد بر روی پاکت، مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.
الکترودهای جوشکاری از نظر جنس، ضخامت و پوشش شیمیایی بصورت زیر می باشند:
- جنس الکترود: آلیاژهاي فولاد؛ نیکل؛ فولاد نرم؛ فولاد پرکربن؛ فلزات غیر آهنی
- ضخامت پوشش: پوشش ضخیم؛ پوشش خیلی ضخیم؛ پوشش نازک؛ پوشش متوسط
- پوشش شیمیایی: با پوشش اسیدی؛ قلیایی؛ روتیلی؛ سلولزي و مرکب
- الکترودهاي با پوشش اسیدي:
دارای پوشش شامل اکسید ها؛ کربنات هاي منگنز؛ آهن و مقداري سیلیسیم می باشند از جمله ویژگی های این نوع الکترود:
- تولید سرباره حجیم و روان
- جوش با ظاهري صاف و تمیز
- جدا شدن آسان سرباره از روي جوش
- قابل استفاده در هر دو جریان یکنواخت و متناوب
- روشن کردن الکترود راحت تر از قلیايي و سخت تر از رتیلی
- انبساط طولی نسبي و استحکام ضربه اي بیشتر از الکترودهاي روتیلی
- مقاومت کششی فلز جوش کمتر از مقاومت کششی الکترودهاي روتیلی
- الکترود هاي با پوشش قلیايي
- لزوم پیش گرم کردن و خشک کردن الکترود
- قابل استفاده جهت فولادهاي کم آلیاژ و پرآلیاژ
- دارای مقدار زیادی کربنات کلسیم، فلورید و فلداسپار
- رطوبت کم پوشش الکترود و میزان کم هیدروژن در جوش
- خواص مکانیکی مناسب و دارای مقاومت ضربه اي
- الکترودهاي با پوشش رتیلی
- نفوذ جوش متوسط
- پاشیدگی و ترشح کم
- عدم حساسیت به رطوبت
- وجود مقداری پتاسیم و سدیم در الکترود
- گرده ظریف و قابلیت جدا شدن آسان سرباره
- ایجاد قوس آرام با نفوذ کمتر به واسطه پتاسیم
- رتیلی یا اکسید تیتانیوم، ترکیب اصلی پوشش است.
- به دلیل غلظت سرباره، قابل استفاده جهت جوش هاي نبشی، افقی و عمودي
- الکترود هایي با پوشش سلولزي
- سرباره نازک
- امکان جوشکاري در شرایط مختلف
- پاشیدگی، سطح جوش خشن و دود زیاد
- ایجاد مقدار زیادی گاز هیدروژن در اثر سوخت پوشش
- محدودیت استفاده الکترود با جریان یکنواخت و الکترود مثبت
- ولتاژ بالاي قوس، قدرت يونيزه شدن بالا، نفوذ جوش خوب و تولید انرژي زیاد
- داشتن پوشش الکترود از جنس سلولز (ترکیب شیمیایی غیرکامل از خمیر چوب)