دانلود,بررسی پاورپوینت الکترودهای جوشکاری و کاربرد آنها در صنعت,pptx

بخشی از مطلب
 تأثیر پوشش الکترود بر عمق نفوذ و کیفیت جوش :
پوشش الکترود دارای چندین نقش اساسی و خصوصیت ویژه است :
۱- باید پایدار کننده قوس باشد
۲- یک فضای گازی، همچنین لایه سرباره ای را به وجود آورده تا قوس و حوضچه مذاب جوش را از ناخالصی ها و تماس با اتمسفر محافظت می کند .
۳- کنترل واکنش های سرباره – مذاب فلز – گاز و گاهی اوقات عمل تصفیه یا اضافه کردن عناصر آلیاژی را انجام دهد .
۴۴- سرباره باید دارای آنچنان خواص فیزیکی نظیر ویسکوزیته و کشش سطحی و غیره باشد تا شکل گرده ی جوش دارای برآمدگی و صافی مورد نظر باشد .
۵- از طرف دیگر پس از کنترل سرعت سرد شدن جوش و پس از انجماد جوش ، سرباره شیشه ای شکل که به گل جوش هم مرسوم است به راحتی از سطح جوش جدا شود .
همانطور که می توان انتظار داشت الکترودی ساخته نشده است که کلیه خواسته ها را در تمام شرایط پاسخگو باشد. خوبی و بدی الکترودها را معمولا از روی نرخ فلزی که رسوب می دهند، خواص مهندسی جوش حاصل، هزینه واحد حجم یا وزن فلز رسوب داده شده و راحتی کاربرد الکترود توسط جوشکار می سنجند.
شناسایی الکترودها از طریق حروف یا اعداد:
1-طبقه بندی الکترودهای آمریکایی :
انجمن جوشکاران آمریکا که علایم اختصاری الکترودهای آمریکایی را تحت قوانین ویژه ای تهیه و تعیین کرده است و کارخانجات سازنده الکترود نیز عضو انجمن مذکور می باشند روی جعبه الکترودها علامت A.W.S یعنی American Welding Society را حک کرده اند. همچنین انجمن آزمایش فلزات نیز با انجمن مذکور همکاری داشته و غیر از علایم فوق، علایم دیگری نیز روی جعبه های الکترودها دیده میشود که عبارتند از:
A.S.T.M یعنی American Society Testing Materials
غیر از علایم فوق علامت دیگری نیز وجود دارد که با هر کدام از آنها روش یا نوع بخصوصی می باشند مثلا E-6010 که این علامت به شرح زیر رده بندی می گردد:
حرف E یعنی الکترود جوش برق، عدد اول که همیشه یک عدد دو یا سه رقمی می باشد نشان دهنده استحکام کششی فلز الکترود، عدد دوم که یک عدد یک رقمی است نشان دهنده حالت جوش و بالاخره عدد سوم که باز عددی است یک رقمی صفات مشخصه جوش را معلوم می کند.
عدد دورقمی اول:
مثلأ 60 که نشان دهنده استحکام کششی فلز الکترود است باید در عدد 100 ضرب شود تا استحکام کششی جنس الکترود را بر حسب پوند بر اینچ مربع بیان کند در سیستم متریک کافی است عدد 60 را در عدد 0/7 ضرب نمود تا استحکام کششی فلز الکترود بر حسب کیلو گرم بر میلی متر مربع به دست آید.
از آنجایی که در کشورهای صنعتی اروپایی و در کشور ایران فولادها را براساس استحکام کششی آنها طبقه بندی می کنند در نتیجه چنانچه دو رقم سمت چپ علایم مذکور عدد 60 باشد یعنی اینکه فلز این نوع الکترودها از فولاد ساخته شده است و اگر دو رقم سمت چپ علامت مذکور 700 باشد یعنی جنس الکترود از فولاد می باشد.
عدد دوم :
حالت جوش را بیان می کند و در این مرتبه عدد مورد نظر همیشه اعداد 1 و2 و3 می باشند
الکترودهایی که عدد دوم آنها رقم 1 باشد می توانند در تمامی حالات جوش مورد استفاده قرار گیرند.
الکترودهایی که عدد دوم آنها عدد 2 باشد فقط در حالات سطحی و افقی می توان از آنها استفاده کرد
و بالاخره اگر عدد دوم آنها 3 باشد یعنی اینکه از این الکترودها فقط در حالت سطحی می توان استفاده کرد.
عدد سوم:
خصوصیات ظاهری گرده جوش و روش بکار بردن الکترودها را نشان می دهد و این علامت معمولأ از رقم صفر شروع و به رقم 8 خاتمه می یابد و در نتیجه خصوصیات الکترودها را به شرح زیر بیان میکند:
الف- اگر عدد سوم رقم صفر باشد موارد استعمال الکترودها تنها در ژنراتور با قطب معکوس می باشد. به استثناء الکترودهایی که علایم آنها به اعداد 20 یا 30 ختم میشوند که این دو گروه الکترودها با  هر دو قطب جریان مستقیم قابل جوشکاری هستند. نفوذ این الکترودها زیاد، شکل گرده جوش تخت یا مقعر و درجه سختی جوش زیاد است.
تذکر:
نمای جوش از لحاظ محدب، مقعر یا تخت بودن تنها در اتصال سپری و زاویه ای مشخص می باشد در غیر این صورت در روی ورق صاف یا اتصالات لب به لب همه الکترودها دارای گرده جوش محدب خواهند بود.
ب- چنانچه علامت آخر عدد 1 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان مستقیم با قطب معکوس می باشند. شکل ظاهری این جوشها صاف و در بعضی مواقع کمی مقعر و درجه سختی آنها زیاد است. موارد استعمال این نوع الکترودها معمولأ در مواقعی است که قطعه جوش شده نیاز به استقامت زیادی در برابر فشارهای وارده داشته باشد.
ج- چنانچه علامت آخر عدد 2 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان متناوب و جریان مستقیم با قطب مستقیم می باشند. نفوذ این نوع الکترودها متوسط، سختی جوش کمتر از گروه قبلی بوده و ظاهر جوش محدب و در بعضی مواقع تخت است.
د- چنانچه علامت آخر 3 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریانهای متناوب و مستقیم می باشند. این الکترودها دارای قوس الکتریکی آرام و نفوذ کم هستند شکل گرده جوش آنها معمولأ محدب می باشد.
ه- چنانچه علامت چهارم عدد 3 باشد یعنی اینکه این الکترودها قابل جوشکاری با جریان متناوب و جریان مستقیم می باشند. موارد استعمال این نوع الکترودها در شکافهای عمیق و یا در جاهایی است که  نیاز به ساختن چندین گرده جوش روی هم باشد.
و- چنانچه علامت و چهارم عدد 5 باشد نشان دهنده این است که در ترکیبات پوشش این الکترودها هیدروژن کم مصرف شده است. که برای شکافهای باز و پاسهای او مناسب اند. شکل گرده جوش این  نوع الکترودها محدب و تنها با جریان مستقیم و قطب معکوس قابل جوشکاری می باشند. درجه سختی جوش در این الکترودها کم و در جوش نفوذ آنها بسیار زیاد و دارای قوس الکتریکی بسیار آرام می باشند.
ز- چنانچه علامت آخر عدد 6 باشد یعنی اینکه صفات مشخصه جوش نظیر گرده قبلی است با این تفاوت که با جریان متناوب قابل جوشکاری می باشند و در  بعضی مواقع می توان از قطب معکوس ژنراتور استفاده کرد.
ح-همچنین چنانچه علامت آخر عدد 7و8 باشد نشان دهنده این است که در ساخت این الکترودها پودر آهن بکار رفته است. با این تفاوت که الکترودی که عدد آخر آن 8 است الکترود کم هیدروژنه می باشد و در استفاده از این الکترود باید از جریان متناوب و مستقیم با قطب معکوس استفاده کرد.
علاوه بر این شماره آخر الکترودها نیز مشخص کننده ترکیب شیمیایی الکترودها نیز می باشند که به صورت زیر می توان آنها را طبقه بندی کرد:
0 پوشش پر سلولز و کربنات سدیم
1 پوشش پر سلولز و کربنات پتاسیم
2 پوشش پر تیتان و کربنات سدیم
3 پوشش پر تیتان و کربنات پتاسیم
4 پوشش پر تیتان و پودر آهن
5  پوشش کم هیدروژنه
7 پوشش کم هیدروژنه
8 پوشش کم هیدروژنه و حاوی پودراهن
با توجه به نکات فوق می توان از روی علائم روی جعبه موارد استعمال الکترودهای آمریکایی را مشخص نمود.
2-طبقه بندی الکترودهای انگلیسی:
براساس استاندارد BS-630 انگلیسی کدهای طبقه بندی الکترودها از دو قسمت اجباری و اختیاری تشکیل می گردد.
الف) قسمت اجباری:
قسمت اجباری از قسمتهای زیر تشکیل یافته است:
1-حرف E به معنای الکترود پوشش دار قوس الکتریکی
2- یک عدد دو رقمی نشان دهنده استحکام کششی و تنش تسلیم فلز جوش بر حسب N/mm2
3- یک عدد دو رقمی بیان کننده مقادیر افزایش طول و مقاومت در برابر ضربه فلز جوش
4- حرف یا حروف مربوط به نوع پوشش الکترود
ب) قسمت اختیاری:
قسمت اختیاری از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
1-یک عدد سه رقمی برای راندمان اسمی الکترود
2- یک عدد یک رقمی بیان کننده حالات جوشکاری
3- یک عدد یک رقمی بیان کننده شدت جریان و شرایط ولتاژ توصیه شده
4- حرف H برای الکترودهای با هیدروژن کنترل شده
* چنانچه عدد مذکور 1 باشد یعنی اینکه قابل جوشکاری در تمامی حالات است.
* چنانچه عدد مذکور 2 باشد یعنی تمامی حالات جوشکاری به استثنای حالت عمودی ار بالا به پایین
* چنانچه عدد مذکور 3 باشد یعنی حالت تخت برای جوشهای لب به لب، تخت، افقی و عمودی و برای جوشهای گوشه ای
* چنانچه عدد مذکور 4 باشد یعنی اینکه قابل جوشکاری فقط در حالت تخت
* چنانچه عدد مذکور 5 باشد یعنی حالات تخت، عمودی از بالا به پایین برای جوشهای لب به لب، افقی و عمودی برای جوشهای گوشه ای
* چنانچه عدد مذکور 6 باشد یعنی قابل جوشکاری در هر حالت یا ترکیب حالات مختلف که در بالا طبقه بندی نگردیده است.
در مورد شدت جریان و شرایط ولتاژ باید با توجه به جدول زیر عمل نمود:
برای روشن شدن موارد فوق به مثال کلی زیر اکتفا می شود :
E     51   33   B   160   2    0      H
E الکترود پوشش دار قوس الکتریکی_دستی
51 مقاومت کششی نش تسلیمی بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع
33 افزایش طول بر حسب درصد و مقاومت ضربه ای
B  روپوش از نوع اهکی
160 راندمان الکترود
2  جوشکاری در تمام حالات به جز عمودی از بالا به پایین
0  جریان مستقیم و قطب توصیه شده به وسیله ی سازنده
H   هیدروژن کنترل شده
 تذکر:در مورد اعداد دو رقمی مربوط به مقاومت کششی و تنش تسلیمی باید دو عدد مورد نظر را در 10 ضرب نمود تا مقاومت کششی آن بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع حاصل شود.
3- طبقه بندی الکترودهای آلمانی:
الکترودهای آلمان براساس برگ فرم شماره 1913 آن کشورDIN 1913 به شرح فوق طبقه بندی می شوند.
حرف مشخص کننده پوشش       عدد یک رقمی   عدد دو رقمی
دو طبقه بندی فوق حرف E به معنای الکترود پوشش دار عدد دو رقمی اول نشان دهنده مقاومت کششی و تنش تسلیمی فلز الکترود عدد دوم نشان دهنده افزایش طول و مقدار ضربه فلز جوش- عدد سوم نمایشگر حالات جوشکاری حروف آخر بیانگر نوع پوشش شیمیایی الکترود می باشند. در مورد حالات جوشکاری:
عدد 1 یعنی قابل جوشکاری در تمامی حالات
عدد 2 قابل جوشکاری در تمامی حالات به استثنای عمودی سرازیر
عدد 3 یعنی جوشکاری لب به لب و گوشه ای تخت و گوشه ای افقی
عدد 4 یعنی جوشکاری در حالات لب به لب و گوشه ای تخت  خواهد بود
4- طبقه بندی الکترودهای ایرانی:
در مورد طبقه بندی الکترودهای ایرانی می توان به نحوه طبقه بندی الکترودهای ساخت کارخانجات الکترودسازی آما اکتفا کرد. الکترودهای متنوعی که در این کرخانجات ساخته میشوند بصورت خال رنگهای مختلف در انتها و کناره انتهایی الکترودها تقسیم بندی گردیده اند.
الف- الکترودهای سلولزی برای فولادهای غیر آلیاژی:
ب- الکترودهای روتایلی برای فولادهای غیر آلیاژی:
ج- الکترودهای آهکی برای فولادهایی با مقاومت کششی بالا و غیر آلیاژی:
د- الکترودهای کم آلیاژی برای فولادهای با مقاومت کششی زیاد و فولادهای مخصوص:
ه- الکترودهای جوشکاری کم آلیاژ و مقاوم در برابر حرارت:
شناسایی الکترودها بوسیله رنگ:
الکترودها را علائم حک شده روی جعبه آنها و یا بوسیله رنگی که در سطح مقطع الکترود و یا بصورت خال در قسمت بدون پوشش آن گذاشته میشود شناسایی میکنند.
مقایسه الکترود های پوشش دار و بدون پوشش:
برای اگاهی از اهمیت انواع پوشش های مختلف شیمیایی الکترودها ، ذیلا الکترودهای پوشش دار با الکترودهای بدون پوشش در بعضی از موارد مقایسه می گردند:
انتخاب الکترود مناسب
انتخاب نوع الکترود علاوه بر نوع جریان مصرفی به عوامل زیر بستگی دارد:
1- کیفیت محل جوش
2-  ترکیب شیمیایی فلز مبنا
3- وضعیت جوشکاری: الکترودهایی که برای جوشکاری در حالات عمودی یا بالای سر انتخاب میشوند انواع آنها به مراتب محدودتر از جوشکاری در حالات تخت و افقی می باشد.
4- شرایط کاربردی یعنی اینکه نوع الکترودهایی که برای ظاهر تمیز بکار برده میشود با الکترودی که برای استحکام زیاد بکار برده میشود متفاوت خواهد بود.
5- میزان نفوذ یا عمق نفوذ جوش در قطعه کار
6- هزینه جوشکاری
7- مهارت جوشکار
گاهی اوقات علاوه بر نوع الکترود اندازه الکترود نیز از نظر اقتصادی و سرعت عمل جوشکاری حائز اهمیت است.
 الکترودهای ذغالی:
جوشکاری با الکترود ذغالی:
با وجود اینکه روشهای جوشکاری با الکترودهای فلزی مورد استعمال بیشتری دارند اما در بعضی موارد استفاده از الکترودهای ذغالی مزایای بیشتری را دارا می باشند.
جوشکاری با الکترود ذغالی چیست؟
جوشکاری با الکترود ذغالی فرایندی است که در آن عمل ذوب بوسیله حرارت ایجاد شده از قوس الکتریکی که بین الکترود ذغالی و قطعه کار ایجاد میشود انجام میشود. قوس ایجاد شده بوسیله الکترود ذغالی فقط به عنوان یک منبع حرارتی انجام وظیفه می کند. برخلاف جوشکاری با الکترودهای فلزی که در آن قوس الکتریکی فلز مذاب الکترود را روی کار منتقل می کرد، در اینجا خود الکترود اصولأ ذوب نمیشود. اگر برای فلز جوش دادنی به فلز جوش زیادی احتیاج باشد در این صورت از سیم جوش استفاده میشود. این سیم جوش بوسیله حرارت قوس الکتریکی ذوب شده و درز قطعه کار را پر میکند.
جوشکاری بوسیله الکترود ذغالی و با جریان مستقیم:
تمام ماشینهای جریان مستقیم که برای جوشکاری ساخته شده اند می توانند جریان لازم برای جوشکاری با الکترود ذغالی را تأمین کنند. برای اینکه نتیجه رضایت بخش تری بدست آید بهتر است از ژنراتور با ولتاژ زیاد استفاده شود زیرا در این روش به جوشکاری با قوس بیشتری نیاز داریم.
مقدار شدت جریان: انتخاب قطر الکترود بسته به شدت جریانی دارد که برای انجام کار مورد نیاز است و نیز مقدار شدت جریان بستگی به ضخامت صفحات فلزی جوش دادنی دارد. در هر صورت پس از  انتخاب صحیح شدت جریان باید قبلا مقداری تمرین کرد و ضمن تمرین مشاهده خواهد شد که اگر شدت جریان زیاد باشد نوک الکترود به سرعت می سوزد و فلز جوش دادنی نیز به شدت گرم میشود. اگر نوک الکترود گداخته بیشتر از یک چهارم اینچ باشد نشان دهنده شدت جریان بیش از مورد نیاز می باشد.
چنانچه شدت جریان صحیح انتخاب شود قوس الکتریکی مرتب و ارام و پیوسته خواهد بود
انتخاب قطب:
برای انجام جش با الکترود ذغالی بوسیله ماشینهای جریان مستقیم باید از قطب مستقیم ژنراتور استفاده کرد. اگر ماشینی که تعویق قطب نداشته باشد مورد استفاده قرار گیرد باید مطمئن بود که انبر جوشکاری به قطب منفی و فلز مبنا به قطب مثبت جریان وصل شده اند استفاده از قطب معکوس نه تنها باعث نامنظم بودن قوس الکتریکی میشود بلکه مقداری از ذرات ذغالی وارد فلز مذاب شده و به آن خاصیت شکنندگی می دهد. جنس سیم جوش باید با جنس فلز مبنا یکی باشد.
جوشکاری بوسیله الکترودهای ذغالی و ماشینهای جریان متناوب:
 در این جوشکاری به انبرهای ویژه ای نیاز می باشد که مخصوص این کار ساخته شده اند انبر به الکترود ذغالی احتیاج دارد در جوشکاری با ماشینهای جریان مستقیم قوس الکتریکی بین الکترود ذغالی و فلز مبنا برقرار میشود و به محض اینکه الکترود را از قطعه کار دور کنیم شعله جوشکاری قطع می شود اما در جوشکاری با جریان متناوب قوس الکتریکی بین دو الکترود ذغالی ایجاد میشود اگر این الکترودها را از قطعه جوش دادنی دور کنیم باز قوس الکتریکی برقرار می ماند انتخاب قطر الکترودها در این نوع جوشکاری بستگی به نوع کار دارد.
روش انجام کار با دستگاههای جریان متناوب همان است که برای دستگاههای جریان مستقیم گفته شد. برای برقرار کردن قوس الکتریکی دو الکترود را به هم نزدیک میکنند تا قوس الکتریکی بین آنها برقرار شود. کنترل قوس الکتریکی بوسیله فشار آوردن جوشکار روی پیچ مخصوص انجام می گیرد. موقعی که فاصله صحیح و مناسبی بین دو الکترود بوجود آید. شعله منظم و آرامی برقرار خواهد شد و به تدریج که نوک الکترود می سوزد باید فشار وارد بر روی پیچ نیز افزایش یابد تا فاصله بین الکترودها ثابت بماند. موقعی که الکترودها می سوزند ایجاد قوس الکتریکی بین آنها امکان پذیر نمیشود در این موقع باید کار را متوقف کرد و فاصله الکترودها را مجددأ تنظیم کرد.
انبرهای جوش در الکترودهای ذغالی:
انبرهای معمولی که در جوشکاری با الکترودهای فلزی مورد استفاده قرار می گیرند برای جوشکاری با  الکترودهای ذغالی مناسب نیستند زیرا الکترود ذغالی در اثر عبور جریان گرم شده و انبرهای معمولی را از بین می برند. برای اینکه از سوختن دست جوشکار جلوگیری شود دسته انبر الکترود ذغالی طوری ساخته میشوند که بوسیله هوا خنک شوند و در مواقعی که کارهای زیاد و مداوم با این روش جوشکاری مورد نظر باشد معمولا از انبرهایی استفاده میشود که دسته آنها بوسیله جریان آب خنک میشوند.
انواع الکترودهای ذغالی:
برای جوشکاری با الکترودهای ذغالی دو نوع الکترود ساخته شده است که یکی از گرافیت خالص و دیگری از ذغال پخته است الکترودهایی که با ذغال خالص ساخته میشوند در مقابل جریانهای زیاد جوشکاری دارای دوام بیشتری هستند اما قیمت آنها گران بوده و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند. الکترودهای ذغالی باید بصورت مخروطی ناقص تراشیده شوند و قطر آنها باید برابر ضخامت فلز جوش دادنی باشند. قطر نوک الکترود باید بین 1/5 الی 2 میلی متر و طول قسمت تراشیده شده آن 16 الی 20 میلی متر باشد.
نکاتی که در این نوع جوشکاری با الکترودهای ذغالی باید مورد توجه قرار گیرند:
1-از انبرهای معمولی در این نوع جوشکاری نباید استفاده کرد.
2- برای اغلب کارهای جوشکاری باید از الکترودهای ذغالی پخته استفاده شود.
3- قطر الکترودها باید تقریبأ برابر ضخامت صفحات جوش دادنی باشند.
4- سیم جوش اضافه چنانچه مورد مصرف قرار گیرد باید جنس آن با جنس فلز مبنا مطابقت داشته باشد.
5- طول قوس الکتریکی حدود 3 الی 4 برابر ضخامت صفحات جوش دادنی انتخاب شود.
وضعیت های جوش کاری(welding position):
بر حسب وضعیت قطعه مورد  جوش و الکترود نسبت به هم چهار وضعیت جوشکاری و جود دارد :
1- وضعیت تخت یا کفی (1F در جوش گوشه و 1G در جوش شیاری)
2- وضعیت افقی (2F در جوش گوشه و 2G در جوش شیاری)
3- وضعیت سر بالا یا قائم (3F در جوش گوشه و 3G در جوش شیاری)
4- وضعیت سقفی (4F در جوش گوشه و 4G در جوش شیاری)