انواع الکترود جوشکاری؛ معرفی، کاربرد و تفاوت الکترودها

انواع الکترود جوشکاری از پرکاربردترین مواد مصرفی در فرآیند جوشکاری قوس دستی هستند و برای ایجاد اتصال میان قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرند. الکترود از یک مغزی فلزی و پوشش مخصوص تشکیل شده است و نوع این دو بخش، روی نحوه ایجاد قوس، شکل جوش، میزان نفوذ، سرباره و خواص مکانیکی اتصال تاثیر می گذارد.

انتخاب الکترود مناسب به عواملی مانند جنس فلز پایه، ضخامت قطعه، وضعیت جوشکاری، نوع جریان برق، خواص مکانیکی مورد نیاز و شرایط کاری اتصال بستگی دارد. به همین دلیل، نمی توان یک الکترود را برای تمام کاربردها مناسب دانست.

برای بررسی قیمت و انواع محصولات موجود می توانید به صفحه قیمت الکترود فولاد حامیران مراجعه کنید.

الکترود جوشکاری چیست؟

الکترود جوشکاری در فرآیند جوشکاری قوس دستی، همزمان نقش ایجاد قوس و تامین فلز پرکننده اتصال را بر عهده دارد. در زمان جوشکاری، حرارت ایجاد شده بین الکترود و قطعه کار باعث ذوب شدن نوک الکترود و بخشی از فلز پایه می شود.

پوشش الکترود نیز در هنگام جوشکاری وظایف مختلفی دارد. این پوشش می تواند به ایجاد گاز محافظ، تشکیل سرباره، پایدار کردن قوس و کنترل شرایط حوضچه مذاب کمک کند.

به همین دلیل، انتخاب الکترود فقط بر اساس قطر آن انجام نمی شود و نوع پوشش، جنس مغزی و طبقه بندی الکترود نیز باید بررسی شود.

انواع الکترود جوشکاری چگونه دسته بندی می شوند؟

الکترودها را می توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی کرد. مهم ترین آنها عبارتند از:

• نوع پوشش

• جنس مغزی

• قطر الکترود

• نوع فلز پایه

• نوع جریان و قطبیت

• وضعیت جوشکاری

• خواص مکانیکی فلز جوش

• استاندارد و سیستم طبقه بندی

در بازار، یکی از رایج ترین روش ها برای شناسایی الکترودهای فولاد کربنی، استفاده از کدهایی مانند E6010، E6011، E6013، E7016 و E7018 است.

انواع الکترود بر اساس نوع پوشش

نوع پوشش یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده رفتار الکترود در زمان جوشکاری است. الکترودهای پوشش دار را می توان بر اساس نوع اصلی پوشش به گروه هایی مانند روتیلی، قلیایی و سلولزی تقسیم کرد.

الکترود روتیلی

الکترودهای روتیلی دارای پوششی با پایه اکسید تیتانیوم هستند و معمولا قوس نرم و پایدار، شروع آسان و ظاهر مناسبی در جوش ایجاد می کنند.

این گروه برای بسیاری از کاربردهای عمومی و تعمیراتی مناسب است و از الکترودهای شناخته شده آن می توان به E6013 اشاره کرد.

از ویژگی های رایج الکترودهای روتیلی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• شروع آسان قوس

• ظاهر مناسب جوش

• سرباره نسبتا آسان برای جدا شدن

• قابلیت استفاده در کاربردهای عمومی

• مناسب بودن برای بسیاری از جوشکاری های ساختمانی و کارگاهی

انتخاب دقیق الکترود همچنان باید بر اساس جنس قطعه و الزامات اتصال انجام شود.

الکترود قلیایی

الکترودهای قلیایی یا کم هیدروژن دارای پوششی هستند که میزان هیدروژن قابل نفوذ در فلز جوش را کاهش می دهد. این ویژگی در اتصالاتی که احتمال ترک هیدروژنی اهمیت دارد، بسیار مهم است.

E7016 و E7018 از الکترودهای شناخته شده این گروه هستند.

این الکترودها در سازه های فولادی، اتصالات حساس و قطعاتی که به خواص مکانیکی مشخصی نیاز دارند استفاده می شوند.

یکی از نکات مهم درباره الکترودهای کم هیدروژن، شرایط نگهداری آنهاست. جذب رطوبت توسط پوشش می تواند عملکرد الکترود را تحت تاثیر قرار دهد و در کاربردهای حساس باید دستورالعمل سازنده برای خشک کردن و نگهداری رعایت شود.

الکترود سلولزی

الکترودهای سلولزی دارای پوشش با مقدار بالای مواد سلولزی هستند و به ایجاد قوس با نفوذ زیاد کمک می کنند.

از نمونه های شناخته شده این گروه می توان به E6010 اشاره کرد. این نوع الکترود به ویژه در جوشکاری خطوط لوله و پاس ریشه کاربرد دارد.

ویژگی های رایج الکترودهای سلولزی عبارتند از:

• نفوذ زیاد

• قوس متمرکز

• سرباره نسبتا کم

• مناسب برای برخی وضعیت های دشوار جوشکاری

• کاربرد در جوشکاری خطوط لوله

در مقابل، میزان دود و پاشش می تواند نسبت به برخی الکترودهای روتیلی بیشتر باشد.

الکترود اکسیدی

الکترودهای دارای پوشش اکسیدی در برخی کاربردهای خاص استفاده می شوند و معمولا سرباره ای روان و ظاهر مناسبی ایجاد می کنند. این گروه نسبت به الکترودهای روتیلی، قلیایی و سلولزی در کاربردهای عمومی فولاد کربنی کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

الکترودهای E6010، E6013 و E7018 چه تفاوتی دارند؟

این سه الکترود از شناخته شده ترین الکترودهای فولاد کربنی هستند، اما رفتار و کاربرد یکسانی ندارند.

این جدول یک راهنمای عمومی است و انتخاب نهایی باید با توجه به دستورالعمل جوشکاری و مشخصات فلز پایه انجام شود.

الکترود E6013 چیست؟

E6013 یکی از پرمصرف ترین الکترودهای جوشکاری فولادهای کربنی است. این الکترود معمولا به دلیل قوس پایدار، شروع مناسب و ظاهر قابل قبول جوش در کارهای عمومی مورد استفاده قرار می گیرد.

از کاربردهای آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تعمیرات فلزی

• سازه های سبک

• ساخت قطعات فلزی

• ورق کاری

• برخی اتصالات ساختمانی

قطر الکترود و آمپراژ باید متناسب با ضخامت قطعه و وضعیت جوشکاری انتخاب شود.

الکترود E6010 چیست؟

E6010 یک الکترود سلولزی با نفوذ بالا است که در بسیاری از کاربردهای مربوط به جوشکاری خطوط لوله شناخته می شود.

این الکترود برای ایجاد پاس ریشه و جوشکاری در شرایطی که نفوذ مناسب اهمیت دارد، کاربرد دارد. نوع جریان و قطبیت قابل استفاده باید بر اساس مشخصات سازنده و فرآیند جوشکاری تعیین شود.

الکترود E7018 چیست؟

E7018 یک الکترود کم هیدروژن است که برای ایجاد اتصالات با خواص مکانیکی مناسب در فولادهای کربنی و برخی فولادهای کم آلیاژ استفاده می شود.

این الکترود در مواردی مانند:

• سازه های فولادی

• اتصالات صنعتی

• ساخت تجهیزات

• پروژه های عمرانی

• اتصالاتی که کنترل هیدروژن اهمیت دارد

کاربرد دارد.

نگهداری صحیح E7018 اهمیت زیادی دارد، زیرا جذب رطوبت توسط پوشش می تواند ویژگی های مورد انتظار از الکترود را تغییر دهد.

قطر الکترود جوشکاری

قطر الکترود یکی از عوامل موثر بر انتخاب جریان جوشکاری و میزان فلز رسوب داده شده است. الکترودها در قطرهای مختلف تولید می شوند و انتخاب قطر مناسب به ضخامت قطعه، وضعیت جوش و نوع اتصال بستگی دارد.

به صورت کلی:

• قطرهای کوچک تر برای قطعات نازک تر و برخی جوش های ظریف مناسب هستند.

• قطرهای متوسط در بسیاری از کاربردهای عمومی استفاده می شوند.

• قطرهای بزرگ تر برای قطعات ضخیم تر و رسوب فلز بیشتر کاربرد دارند.

انتخاب قطر تنها بر اساس ضخامت قطعه انجام نمی شود و باید محدوده آمپراژ اعلام شده توسط سازنده نیز بررسی شود.

آمپراژ مناسب الکترود جوشکاری

آمپراژ جوشکاری به عواملی مانند قطر الکترود، نوع الکترود، وضعیت جوشکاری و ضخامت قطعه بستگی دارد.

به همین دلیل نمی توان برای تمام الکترودها یک آمپراژ ثابت تعیین کرد. برای مثال، محدوده جریان مناسب یک الکترود E6013 با یک E7018 در قطر یکسان می تواند متفاوت باشد.

هنگام تنظیم دستگاه باید محدوده پیشنهادی سازنده الکترود بررسی و سپس بر اساس شرایط واقعی جوش تنظیم شود.

انواع الکترود بر اساس جنس مغزی

جنس مغزی الکترود باید با فلز پایه و خواص مورد انتظار از اتصال هماهنگ باشد. بر همین اساس، الکترودها برای مواد مختلف تولید می شوند، از جمله:

• فولادهای کربنی

• فولادهای کم آلیاژ

• فولادهای زنگ نزن

• چدن

• آلیاژهای پایه نیکل

• برخی فلزات غیرآهنی

برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن نیز الکترودهای اختصاصی مانند E308L، E316L و انواع دیگر وجود دارند که باید متناسب با گرید فلز پایه انتخاب شوند.

الکترود جوشکاری بر اساس نوع جریان

از نظر منبع جریان، الکترودها می توانند برای شرایط مختلف AC، DC+ یا DC- طراحی شده باشند.

سازگاری الکترود با نوع جریان و قطبیت اهمیت زیادی دارد، زیرا می تواند روی نفوذ، پایداری قوس، میزان پاشش و کیفیت جوش اثر بگذارد.

بنابراین پیش از شروع جوشکاری باید اطلاعات روی بسته بندی و دیتاشیت محصول بررسی شود.

استاندارد الکترود جوشکاری

برای طبقه بندی و مشخص کردن الزامات الکترودهای جوشکاری استانداردهای مختلفی وجود دارد. یکی از سیستم های شناخته شده برای الکترودهای فولاد کربنی و کم آلیاژ، استانداردهای سری AWS A5 است.

استاندارد ISO 2560 نیز به الکترودهای پوشش دار برای جوشکاری دستی قوسی فولادهای غیرآلیاژی و ریزدانه مربوط می شود.

برای الکترودهای فولاد زنگ نزن نیز استانداردهای اختصاصی وجود دارد و باید استاندارد متناسب با نوع فلز پایه و محصول انتخاب شود.

تفاوت الکترود جوشکاری و سیم جوش

الکترود پوشش دار و سیم جوش دو ماده مصرفی متفاوت هستند و نباید آنها را به جای یکدیگر استفاده کرد.

الکترودهای پوشش دار معمولا در فرآیند SMAW یا جوشکاری قوس دستی استفاده می شوند و پوشش آنها بخشی از عملکرد فرآیند را بر عهده دارد.

سیم جوش در فرآیندهایی مانند MIG/MAG به صورت پیوسته تغذیه می شود و در TIG نیز می توان از سیم یا فیلر جداگانه برای تامین فلز پرکننده استفاده کرد.

برای آشنایی با انواع سیم جوش می توانید صفحه سیم جوش حامی جوش را بررسی کنید.

چگونه الکترود مناسب انتخاب کنیم؟

برای انتخاب الکترود مناسب باید چند عامل اصلی را بررسی کرد:

جنس فلز پایه

ابتدا باید مشخص شود قطعه از چه فولادی یا آلیاژی ساخته شده است.

ضخامت قطعه

ضخامت قطعه روی انتخاب قطر الکترود و جریان مناسب تاثیر دارد.

وضعیت جوشکاری

حالت تخت، افقی، عمودی و بالاسری می توانند نیازهای متفاوتی ایجاد کنند.

خواص مکانیکی مورد نیاز

استحکام کششی، استحکام تسلیم، چقرمگی و مقاومت در برابر ترک از جمله مشخصاتی هستند که در اتصالات حساس باید بررسی شوند.

نوع جریان و قطبیت

باید مشخصات الکترود با منبع برق و قطبیت قابل استفاده در دستگاه مطابقت داشته باشد.

شرایط محیطی و حساسیت اتصال

در اتصالات حساس، کنترل رطوبت الکترود، پیش گرم، دمای بین پاسی و سایر الزامات فرآیند اهمیت بیشتری دارد.

اشتباهات رایج در انتخاب الکترود

برخی از اشتباهات رایج عبارتند از:

• انتخاب الکترود فقط بر اساس قیمت

• توجه نکردن به جنس فلز پایه

• استفاده از قطر نامناسب

• انتخاب آمپراژ بدون توجه به دیتاشیت

• نگهداری نامناسب الکترودهای کم هیدروژن

• استفاده از الکترود نامتناسب با وضعیت جوشکاری

• بی توجهی به الزامات استاندارد و WPS پروژه

در پروژه های حساس، انتخاب الکترود باید بر اساس مشخصات فنی اتصال و دستورالعمل جوشکاری انجام شود.

قیمت الکترود جوشکاری

قیمت الکترود به عواملی مانند نوع الکترود، قطر، برند، جنس مغزی، نوع پوشش، استاندارد، بسته بندی و شرایط بازار بستگی دارد.

برای مثال، قیمت یک الکترود روتیلی عمومی را نمی توان مستقیما با یک الکترود کم هیدروژن یا الکترود مخصوص فولاد زنگ نزن مقایسه کرد.

جمع بندی

انواع الکترود جوشکاری بر اساس نوع پوشش، جنس مغزی، قطر، نوع جریان، وضعیت جوشکاری و استاندارد دسته بندی می شوند. الکترودهای روتیلی مانند E6013 بیشتر در جوشکاری های عمومی، الکترودهای سلولزی مانند E6010 در برخی کاربردهای نفوذ عمیق و پاس ریشه و الکترودهای کم هیدروژن مانند E7016 و E7018 در اتصالاتی که خواص مکانیکی و کنترل هیدروژن اهمیت دارد، استفاده می شوند.

انتخاب الکترود مناسب باید بر اساس جنس و ضخامت قطعه، نوع اتصال، وضعیت جوشکاری، جریان و خواص مورد نیاز انجام شود. در کنار انتخاب صحیح، نگهداری مناسب الکترود و تنظیم درست پارامترهای جوش نیز برای دستیابی به اتصال باکیفیت اهمیت دارد.