خط تولید الکترود جوشکاری

جوشکاری یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.
در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکان های مختلفی کسان نبوده بطوریکه تقریباً ۴۳% از حرارت در آند و ۲۱% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود . دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا ۳۲۰۰ درجه سانتیگراد در کاتد و تا ۳۹۰۰ در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد تا ۲۶۰۰ درجه تخمین زده شده است.

مواد تشکیل دهنده الکترود‌ها

رفتار و خصوصیات یک الکترود فقط در ترکیب شیمیایی عناصر تشکیل دهنده آن خلاصه نمی شود، بلکه منبع تهیه این مواد و تقسیم بندی و عملیات انجام گرفته بر روی آن‌ها نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
به طور کلی مواد تشکیل دهنده الکترود‌ها به ۶ دسته اصلی تقسیم می‌شود:
– مواد سرباره ساز که به صورت سنگ‌های معدنی می‌باشند. مانند سنگ تیتان، سنگ منگنز، فلوراسپار، اکسید آهن و بعضی سیلیکات ها.
– مواد تشکیل دهنده‌ی گاز محافظ، مانند نشاسته، خاک اره، ذغال چوب، آرد و یا خمیر چوب.
– عوامل احیا کننده یا اکسیژن زدا که برای احیای برخی اکسیدها کاربرد دارند. مثل فرومنگنز، فروکروم، فروتیتانیوم و آلومینیوم پولکی.
– عوامل آلیاژ کننده که برای رسیدن به ترکیب نهایی مورد انتظار از جوش به پوشش اضافه می‌شوند.
– عوامل چسباننده که باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مغزی می‌شوند.مانند سیلیکات سدیم.
– در بعضی الکترود ها مقداری پودر فلز پایه نیز اضافه می‌شود. به این دلیل که نرخ رسوب، راندمان و بازدهی را افزایش دهد. به طور مثال در الکترود‌های فولادی، مقادیری آهن به پوشش اضافه می‌شود.
– در نهایت، پس از انتخاب و اختلاط مواد تشکیل دهنده پوشش در مخلوط کن، ماده ای خمیری شکل به وجود می‌آید که به آن “گل الکترود” گویند. این ماده را به وسیله پرس‌های مخصوصی روی میله مغزی الکترود پرس می‌کنند. و پس از خشک شدن کامل الکترود در کوره خشک کن، آماده‌ی استفاده یا بسته بندی می‌شود.

انواع الکترودها

الکترودهائی که در جوش اتصال فولاد به کار برده می شوند مفتول های مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوانیک ماده اضافی ذوب می شود.
الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.
ذیلا انواع الکترودهای مورد استفاده در صنعت ارائه شده است .welding-electrod
– الکترودهای روتیلی
– الکترودهای قلیائی
– الکترودهای سلولزی
– الکترودهای مخصوص فولاد زنگ نزن
– الکترودهای مخصوص آلیاژ های نیکل
– الکترودهای مخصوص فولادهای مقاوم به خزش
– الکترودهای مخصوص لوله های نفت و گاز
– الکترودهای مخصوص فولادهای ساختمانی ریز دانه
– الکترودهای مخصوص چدن
– الکترودهای مخصوص آلومینیوم و برنز
– الکترودهای مخصوص شیار زنی

مشخصات الکترودها

در جوشکاری مشخصات الکترودها بایک سری اعداد مشخص می گردند. اعداد مشخصه به ترتیب زیر می باشد.
E6010
E = جریان برق
۶۰ = کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
۱ = حالات مختلف جوشکاری
۰ = نوع جریان می باشد.

علامت اول

در علائم الکترود بالا E مشخص می نماید که این الکترود برای جوشکاری برق استفاده می شود. ( بعضی از الکترودهای پوشش دار هستند که در جوشکاری با اکسی استیلن از آنها استفاده می شوند مانند FC18)

علامت دوم

عدد ۶ و ۰ یعنی مشخصه فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع بوده که بایستی آن را در ۱۰۰۰ ضرب نمود یعنی فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود ۶۰۰۰۰ پاوند بر اینچ مربع است.

علامت سوم

حالات جو را مشخص می کند که همیشه این علامت ۱یا ۲یا ۳ می باشد . الکترودهائی که علامت سوم آنها ۱ باشد در تمام حالات جوشکاری می توان از آنها استفاده کرد. و الکترودهائی که علامت سوم آنها عدد ۲ می باشد در حالت سطحی و افقی مورد استفاده قرار می گیرند .
الکترودهائی که علامت سوم آنها ۳ باشد تنها در حالت افقی مورد استفاده قرار می گیرند .

علامت چهارم

خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را مشخص می نماید که این علائم از ۰ شروع و به ۶ ختم می گردند.چنانچه علامت چهارم یا آخر صفر باشد موارد استعمال این الکترودها تنها با جریان مستقیم یا DC و با قطب معکوس می باشد. نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد می باشد.
چنانچه علامت چهارم یک باشد موارد استعمال این الکترود با AC و DC می باشد . شکل ظاهری جوش این الکترود صاف و در شکاف ها و درزها کمی مقعر و درجه سخت ی جوش کم ی زیادتر از گرده اول است.
اگر علامت چهارم ۲ باشد موارد استعمال الکترود با AC و DC می باشد.نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش کم ی کمتر از دو گروه قبل می باشد نما ی ظاهر ی آن محدب است . اگر علامت چهارم ۳ باشد این الکترود را می توان با جریان AC متناوب یا جریان مستقیم به کار برد. درجه سختی گرده جوش این الکترود کمتر از دو گرده اول و دوم و کمی بیشتر از گرده سوم می باشد و نیز در دارای قوس الکتریک خیلی آرام و نفوذ کم و شکل مهره های آن در درزهای شکل محدب می باشد.
اگر علامت چهارم ۴ باشد این الکترود را می توان با جریان AC , DC به کار برد موارد استعمال ا ین الکترود برا ی شکاف های عمیق یا در جایی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است می باشد.
چنانچه علامت آخر ۵ باشد مشخصه این علامت این است که فقط جریان DC مورد استفاده قرار می گیرد و موارد استعمال آن در شکاف های باز و عمیق است. درجه سختی گرده جوش این الکترود کم و دارای قوس الکتریکی آرامی است و پوشش شیمیایی آن از گروه پوشش الکترودهای بازی است.
چنانچه علامت آخر ۶ باشد . خواص و مشخصه آن مطابق گروه ۶ است با این تفاوت که با جریان AC مورد استفاده قرار می گیرد.

فرآیند تولید الکترود جوشکاری

۱. بخش تولید هسته فلزی الکترود

فلز اصلی الکترود به صورت رول وارد کارخانه می‌شود. و قطر سیم رول‌های مورد استفاده ۵ تا ۶ میلی متر می‌باشد. این رول‌ها ابتدا زنگ زدایی می‌شوند و به دستگاه کشش رفته و در آن جا مفتول به قطر مورد نظر ۲/۳ میلی متر در می‌آید. بعد از شست و شو و جرم گیری این رول ها، توسط دستگاه برش، به طور اتوماتیک به مفتول‌های فلزی با طول ۴۰۰ میلی متر در می‌آیند. این مفتول‌های فلزی توسط دستگاه پالت و لیفتراک به دستگاه تغذیه میله الکترود فرستاده می‌شود.

۲. بخش تولید پوشش الکترود

ابتدا مواد پوشش دهنده از انبار آورده شده و پس از سرند شدن در دستگاه الک الکتریکی هر کدام در ظروف فلزی ذخیره می‌شوند. سپس طبق فرمولاسیون، وزن و در مخلوط کن ریخته می‌شوند. این دستگاه فرمولاسیون می‌تواند هم به صورت خشک و هم به صورت تر عمل کند.
شارژ دستگاه در هر مرحله ۱۲۰ کیلوگرم، و زمان هر شارژ ۴ دقیقه می‌باشد. حال مخلوطی که تهیه شد، در سیلندر‌های دستگاه روکش دهنده ریخته می‌شود، سپس می‌توان به صورت دستی آن را متراکم نموده و بر روی دستگاه جداگانه ای، جهت انجام عمل پرس و تراکم و هواگیری پودر استفاده نمود.

۳. مراحل تولید الکترود

در این مرحله به صورت اتوماتیک، در دستگاه پوشش دهنده الکترود ها، روکش را به مقدار مورد نظر به مفتول‌های فلزی می‌دهند.ظرفیت خروجی الکترود‌های پوشش داده شده از این دستگاه، حداقل ۵۰۰ کیلوگرم در ساعت است. فشار دستگاه پرس حداقل ۲۰۰ بار می‌باشد.
پس از این، الکترود جهت تمیز شدن از ذرات و زوائد توسط تسمه ای نقاله ای شکل به دستگاه پاک کن برده می‌شود. حال الکترود در دستگاه کوره ای قرار گرفته و در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد خشک می‌شود. سپس از کوره خارج شده و توسط ماشین مارک زنی، مارک علائم لازم بر روی آن زده می‌شود. و در نهایت بسته بندی می‌گردد و به انبار فرستاده می‌شود.

استانداردهای جهانی تولید الکترود جوشکاری

استانداردهای زیر در مورد الکترود روپوش دار برای جوشکاری با قوس الکتریکی در جهان وجود دارد .
AWS E 6013 , JIS D 4313 , GB E 4313 , ESAB , DIN 1913 , EN 49