خط تولید الکترود جوشکاری

جوشكاری یكی از متداول ترين روشهای اتصال قطعات كار می باشد، ايجاد قوس الكتریكی عبارت از جريان مداوم الكترون بين دو الكترود و یا الكترود و كار بوده كه در نتيجه آن حرارت توليد می شود. بايد توجه داشت كه برای برقراری قوس الكتریک بین دو الكترود و یا كار و الكترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوريكه در شرايط معمولی نمی توان در خلاء جوشكاری نمود.
در قوس الكتريكی گرما و انرژی نوراني در مكان های مختلفی كسان نبوده بطوریكه تقریباً 43% از حرارت در آند و 21% بقيه بصورت قوس ظاهر می شود . دمای حاصله از قوس الكتريكی بنوع الكترودهای آن نيز وابسته است بطوريكه در قوس الكتريكی با الكترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتيگراد در كاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو كاتد برای الكترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتيگراد تا 2600 درجه تخمين 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 6 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 الكترودها

الكترودهائی كه در جوش اتصال فولاد به كار برده مي شوند مفتول های مغزی با آلياژ يا بدون آلياژ دارند كه جريان جوش را هدايت مي كند. شعله برق بين قطعه كار و سرآزاد الكترود مي سوزد و الكترود به عنوانيك ماده اضافی ذوب می شود.
الكترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده كه روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نكات مهمی كه در به كار بردن آن الكترود بايد مراعات شوند نشان می دهند.
ذيلا انواع الكترودهاي مورد استفاده در صنعت ارائه شده است .welding-electrod
– الكترودهای روتيلی
– الكترودهای قليائی
– الكترودهای سلولزی
– الكترودهای مخصوص فولاد زنگ نزن
– الكترودهای مخصوص آلياژ های نيكل
– الكترودهای مخصوص فولادهای مقاوم به خزش
– الكترودهای مخصوص لوله های نفت و گاز
– الكترودهای مخصوص فولادهای ساختماني ريز دانه
– الكترودهای مخصوص چدن
– الكترودهای مخصوص آلومينيوم و برنز
– الكترودهای مخصوص شيار زنی

مشخصات الكترودها

در جوشكاری مشخصات الكترودها بايک سری اعداد مشخص می گردند. اعداد مشخصه به ترتيب زير مي باشد.
E6010
E = جریان برق
60 = كشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اينچ مربع
1 = حالات مختلف جوشكاري
0 = نوع جريان مي باشد.

علامت اول

در علائم الكترود بالا E مشخص می نمايد كه اين الكترود براي جوشكاری برق استفاده می شود. ( بعضي از الكترودهای پوشش دار هستند كه در جوشكاری با اكسی استيلن از آنها استفاده می شوند مانند FC18)

علامت دوم

عدد 6 و 0 يعني مشخصه فشار كشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اينچ مربع بوده كه بايستي آن را در 1000 ضرب نمود يعني فشار كشش گرده جوش اين نوع الكترود 60000 پاوند بر اينچ مربع است.

علامت سوم

حالات جو را مشخص می كند كه هميشه اين علامت 1يا 2يا 3 مي باشد . الكترودهائی كه علامت سوم آنها 1 باشد در تمام حالات جوشكاری مي توان از آنها استفاده كرد. و الكترودهائی كه علامت سوم آنها عدد 2 می باشد در حالت سطحی و افقی مورد استفاده قرار می گيرند .
الكترودهائی كه علامت سوم آنها 3 باشد تنها در حالت افقی مورد استفاده قرار می گيرند .

علامت چهارم

خصوصيات ظاهري گرده جوش و نوع جريان را مشخص می نمايد كه اين علائم از 0 شروع و به 6 ختم می گردند.چنانچه علامت چهارم يا آخر صفر باشد موارد استعمال اين الكترودها تنها با جريان مستقيم یا DC و با قطب معكوس می باشد. نفوذ اين جوشكاری زياد و شكل مهره های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقريباً زياد می باشد.
چنانچه علامت چهارم يک باشد موارد استعمال اين الكترود با AC و DC می باشد . شكل ظاهری جوش اين الكترود صاف و در شكاف ها و درزها كمي مقعر و درجه سخت ی جوش كم ی زيادتر از گرده اول است.
اگر علامت چهارم 2 باشد موارد استعمال الكترود با AC و DC می باشد.نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش كم ی كمتر از دو گروه قبل مي باشد نما ی ظاهر ی آن محدب است . اگر علامت چهارم 3 باشد اين الكترود را مي توان با جريان AC متناوب يا جريان مستقيم به كار برد. درجه سختی گرده جوش اين الكترود كمتر از دو گرده اول و دوم و كمی بيشتر از گرده سوم می باشد و نيز در دارای قوس الكتريک خيلی آرام و نفوذ كم و شكل مهره های آن در درزهای شكل محدب می باشد.
اگر علامت چهارم 4 باشد اين الكترود را می توان با جريان AC , DC به کار برد موارد استعمال ا ين الكترود برا ي شكاف های عميق يا در جایی كه چندین گرده جوش به روی هم لازم است می باشد.
چنانچه علامت آخر 5 باشد مشخصه اين علامت اين است كه فقط جريان DC مورد استفاده قرار می گيرد و موارد استعمال آن در شكاف های باز و عميق است. درجه سختی گرده جوش اين الكترود كم و دارای قوس الكتريكی آرامی است و پوشش شيميايی آن از گروه پوشش الكترودهای بازی است.
چنانچه علامت آخر 6 باشد . خواص و مشخصه آن مطابق گروه 6 است با این تفاوت كه با جریان AC مورد استفاده قرار می گيرد.

فرآیند تولید الکترود جوشکاری

1. بخش تولید هسته فلزی الکترود

فلز اصلی الکترود به صورت رول وارد کارخانه می‌شود. و قطر سیم رول‌های مورد استفاده 5 تا 6 میلی متر می‌باشد. این رول‌ها ابتدا زنگ زدایی می‌شوند و به دستگاه کشش رفته و در آن جا مفتول به قطر مورد نظر 2/3 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 400 میلی متر در می‌آیند. این مفتول‌های فلزی توسط دستگاه پالت و لیفتراک به دستگاه تغذیه میله الکترود فرستاده می‌شود.

2. 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 120 کیلوگرم، و زمان هر شارژ 4 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.

3. 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 500 کیلوگرم در ساعت است. فشار دستگاه پرس حداقل 200 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 200 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 زير در مورد الكترود روپوش دار براي جوشكاری با قوس الكتريكی در جهان وجود دارد .
AWS E 6013 , JIS D 4313 , GB E 4313 , ESAB , DIN 1913 , EN 49