در فرآیند جوشکاری قوسی با الکترود دستی (SMAW)، پوشش الکترود یکی از عوامل مهم در کیفیت نهایی اتصال محسوب می‌شود. این پوشش علاوه بر ایجاد گاز محافظ و تشکیل سرباره، بر پایداری قوس، کنترل نفوذ، کاهش عیوب جوش و خواص مکانیکی اتصال تأثیر مستقیم دارد. انتخاب نوع پوشش مناسب، متناسب با جنس فلز پایه و شرایط کاری، نقش مهمی در دستیابی به یک جوش مطمئن دارد. در این مقاله، به بررسی کامل پوشش‌های الکترود در جوشکاری در جوشکاری و اهمیت آن در تولید جوش‌های باکیفیت می‌پردازیم.
وظیفه پوشش الکترود در جوشکاری چیست
۱. حفاظت از فلز جوش
یکی از مهم‌ترین وظایف پوشش الکترود، محافظت از حوضچه مذاب در برابر تماس با اکسیژن، نیتروژن و سایر گازهای موجود در هوا است. این محافظت باعث کاهش ایجاد عیوبی مانند تخلخل و ترک در جوش می‌شود.
۲. پایداری قوس الکتریکی
ترکیبات موجود در پوشش الکترود به ایجاد و پایدار ماندن قوس الکتریکی کمک می‌کنند و باعث می‌شوند فرآیند جوشکاری کنترل‌پذیرتر شود.
۳. محافظت با گازهای متصاعد شده
در هنگام سوختن پوشش، گازهای محافظ تولید می‌شوند که اطراف قوس و حوضچه مذاب را پوشش داده و مانع واکنش فلز مذاب با محیط می‌شوند.
۴. ایجاد سرباره
در حین جوشکاری، پوشش الکترود منجر به ایجاد سرباره می‌شود. این سرباره مانند لایه‌ای محافظ، جوش را از آسیب‌های خارجی حفظ می‌کند. سرباره علاوه بر محافظت از جوش، سرعت سرد شدن را کنترل کرده و به شکل‌گیری مناسب گرده جوش کمک می‌کند.
۵. کنترل حرارت
پوشش الکترود با کنترل فرآیند انتقال حرارت و سرعت سرد شدن فلز جوش، به کاهش تنش‌های داخلی و بهبود ساختار جوش کمک می‌کند.
۶. جلوگیری از سرد شدن سریع
سرد شدن کنترل‌شده جوش اهمیت زیادی دارد، زیرا سرد شدن سریع می‌تواند احتمال ایجاد ترک‌های هیدروژنی، به‌خصوص در فولادهای پرکربن و کم‌آلیاژ، را افزایش دهد.
۷. کنترل عمق نفوذ
پوشش الکترود به کنترل عمق نفوذ جوش کمک می‌کند. این عمق نفوذ صحیح باعث بهبود کیفیت و استحکام جوش می‌شود. نوع پوشش و ترکیب آن می‌تواند روی میزان نفوذ، شکل گرده جوش و نرخ رسوب فلز تأثیرگذار باشد.
8. تأثیر ضخامت پوشش
ضخامت پوشش الکترود باید متناسب با نوع کاربرد و استاندارد تولید انتخاب شود. پوشش بیش از حد یا کمتر از مقدار استاندارد می‌تواند بر رفتار قوس، میزان سرباره و کیفیت جوش تأثیر منفی بگذارد.
جنس مفتول فلزی الکترود
مفتول داخلی الکترود باید با جنس فلز پایه و کاربرد جوشکاری هماهنگ باشد. به همین دلیل الکترودها در جنس‌های مختلف برای جوشکاری فولادهای کربنی، فولادهای آلیاژی، چدن، آلومینیوم، مس و سایر فلزات تولید می‌شوند.
انواع الکترودها بر اساس جنس
الکترودها را می‌توان بر اساس جنس به دسته‌های زیر تقسیم کرد:
- الکترودهای آهنی (Iron electrodes)
- الکترودهای چدنی (Cast iron electrodes)
- الکترودهای آلیاژهای فولادی (Special alloy steel electrodes)
- الکترودهای فولادهای پر کربن (High carbon steel electrodes)
- الکترودهای غیرآهنی (Non-ferrous electrodes)
الکترودهای آهنی به دلیل کاربرد گسترده در جوشکاری آهن و آلیاژهای آن، بیشتر از سایر الکترودها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقابل، الکترودهای غیرآهنی برای جوشکاری فلزات متنوعی همچون آلومینیوم، مس، برنز و برنج به کار می‌روند. همچنین، در جوشکاری دو قطعه فلز، معمولاً الکترودهایی از جنس مشابه با فلز مبنا انتخاب می‌شوند.
تقسیم بندی الکترودها بر اساس نوع پوشش
الکترودها را می‌توان بر اساس نوع پوشش به شش دسته زیر تقسیم کرد:
- سلولزی: پوشش سلولزی مقدار زیادی گاز محافظ ایجاد می‌کند و معمولاً برای جوشکاری نفوذی و شرایطی که نیاز به نفوذ بالا وجود دارد استفاده می‌شود.
- روتیلی: الکترودهای روتیلی به دلیل قوس پایدار، ظاهر مناسب جوش و سهولت استفاده، کاربرد گسترده‌ای دارند.
- اسیدی: مهم‌ترین آن‌ها E7027.
- اکسیدی
- قلیایی یا بازی: الکترودهای قلیایی مانند E7018 برای ایجاد جوش‌های با کیفیت مکانیکی بالا و کاهش احتمال ترک هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- روتیلی به علاوه پودر آهن
فولاد حامیران و کیفیت در جوشکاری
انتخاب الکترود مناسب تنها به نوع فلز پایه محدود نمی‌شود و عواملی مانند نوع پوشش، شرایط جوشکاری، موقعیت جوش و خواص مکانیکی مورد نیاز نیز باید در نظر گرفته شود. شناخت انواع پوشش الکترود و عملکرد هرکدام، به جوشکاران و صنایع کمک می‌کند تا محصول مناسب‌تری برای هر کاربرد انتخاب کنند.
