الکترود مناسب برای جوش پروفیل
پروفیل ها محصولات فولادی هستند که در طول خود دارای سطح مقطع ثابت و بدون تغییر می باشند. پروفیل در یک دسته بندی کلی به دو نوع پروفیل باز و بسته تقسیم بندی می شوند. از جمله پروفیل های باز می توان انواع تیرآهن، ناودانی، نبشی و پروفیل زد را نام برد. لوله و قوطی پروفیل نیز نمونه هایی از پروفیل های بسته هستند.
در موارد زیادی لازم است تا دو پروفیل به یکدیگر متصل شوند. برای اتصال پروفیل ها می توان پیچ، پرچ یا جوش استفاده کرد. ممکن است این سؤال پیش بیاید که چرا باید از جوشکاری استفاده کرد و آیا روش هایی مانند استفاده از پیچ یا پرچ سادهتر نیستند؟ در پاسخ به این سؤال باید گفت که جوش در صورتی که به درستی انجام شود استحکام بسیاری بالایی دارد. به سرعت اجرا می شود و می توان به کمک آن عملیات آب بندی را نیز انجام داد. در ادامه ضمن معرفی اجمالی انواع روش های جوشکاری، به روش های متداول جوشکاری پروفیل اشاره خواهد شد.
تصویر شماره 1 – نمونه جوش پروفیل
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
- جوشکاری چیست؟
- روش های جوشکاری ذوبی
- مزایایی جوشکاری الکترود دستی
- نکات مهم در انتخاب الکترود
- علائم اختصاری روی الکترود
- انتخاب الکترود برای جوشکاری پروفیل
- چگونه جوشکاری کنیم الکترود نچسبد
جوشکاری چیست؟
جوشکاری از شاخه های مهم علم متالورژی ست. در عملیات جوشکاری فاصله ی بین دو قطعه برای اتصال دائمی بین اتم ها حذف می شود. بنابراین جوشکاری فرایندی ست که باعث درهم تنیدگی ساختاری در مقیاس اتمی و مولکولی در مواد می شود. در تعریفی سادهتر می توان جوشکاری را فرآیندی توصیف کرد که در آن دو قطعه فلزی از طریق ذوب کردن به صورت دائمی به یکدیگر متصل می شوند.
به طور کلی فرایندهای جوشکاری به دو دسته تقسیم می شود. جوشکاری ذوبی و غیر ذوبی. در جوشکاری ذوبی لبه های دو قطعه فلز ذوب می شوند. سپس مذاب حاصل از دو قطعه با مذاب فلز پرکننده مخلوط می شود. این مذاب پس از سرد شدن باعث اتصال دو قطعه می شود.
در جوشکاری غیر ذوبی لبه ها ذوب نمی شوند بلکه به صورت معمولی تحت فشار مکانیکی فاصله ی اتمی کم می شود و دو قطعه به هم متصل می شوند.
بنابر آنچه گفته شد در جوشکاری ذوبی اساس کار، ذوب کردن دو قطعه است. این کار با تولید حرارت انجام می شود و برحسب اینکه چگونه این حرارت ایجاد شود روش های متعددی برای جوشکاری وجود دارد.
بیشتر بخوانید: 5 روش اتصالات جوشکاری آهن
روش های جوشکاری ذوبی
از انواع روش های جوشکاری ذوبی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
جوش کاری الکترونی: در این روش از پرتوی الکترونی با انرژی بالا برای انتقال انرژی گرمایی متمرکز شده به ماده استفاده می شود.
جوشکاری لیزری: از اشعه ی لیزر برای ایجاد گرما و ذوب کردن ناحیه جوش استفاده می شود.
جوشکاری اکسی گاز: با سوختن یک گاز حرارت لازم برای ذوب کردن فلزات تولید می شود.
جوشکاری قوسی: در این روش از قوس الکتریکی برای تولید مذاب در محل اتصال کمک گرفته می شود.
برای اتصال پروفیل ها روش جوشکاری قوسی پرکاربردتر است. این روش جوشکاری خود انواع مختلفی دارد.
روش های جوشکاری قوسی
- جوشکاری الکترود دستی (SMAW)
- جوشکاری الکترود تنگستنی (GTAW)
- جوشکاری زیرپودری (SAW)
- جوشکاری توپودری (FCAW)
- جوشکاری کربنی (CAW)
- جوشکاری الکترود فلزی تحت پوشش گاز (GMAW)
- جوشکاری پلاسما (PAW)
در میان انواع مختلف جوشکاری، جوشکاری با الکترود دستی روکشدار بسیار پرکاربرد و یکی از قدیمی ترین فرایندهای جوشکاری ست. این روش اغلب موارد به صورت دستی انجام می شود و برای فولادهایی با ضخامت بیشتر از 3 میلیمتر مناسب است.
تصویر شماره 2 – جوشکاری با الکترود دستی
در این روش جوشکاری، قوس الکتریکی که بین الکترود و قطعه کار به وجود می آید باعث ذوب شدن قطعه کار می شود. قطعات ذوب شده با یکدیگر ادغام شده و عمل اتصال انجام می گیرد. در این فرایند می توان از جریان مستقیم (DC) و یا متناوب (AC) استفاده کرد. الکترودی که در این روش استفاده می شود یک هسته ی فلزی دارد که با موادی خاص پوشانده شده است. سوختن پوشش الکترود باعث ایجاد دودی می شود که وظیفه اش حفاظت از حوضچه ی مذابی ست که به وجود آمده است. همچنین این پوشش با ورود به حوضچه، ناخالصی ها را جذب می کند و در قالب سربازه از فلزجوش تا زمان سرد شدن محافظت می کند.
تصویر شماره 3 – الکترود جوشکاری
بیشتر بخوانید: جوشکاری ورق فلزی نازک
مزایایی جوشکاری الکترود دستی
- سادگی انجام
- ارزان قیمت بودن
- قابلیت حمل راحت
- مناسب برای جوشکاری در سازه هایی که محدودیت دسترسی دارند.
- بازه ی فولادهایی که می توان با این روش جوش داد بسیار وسیع است.
در فرایند جوشکاری الکترود دستی، الکترود نقش بسیار مهمی دارد. الکترود شامل میله ای فلزی است که دارای روکش هایی با ترکیبات مختلف است. الکترودها از نظر پوشش انواع مختلفی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:
- پوشش سلولزی
- پوشش روتایل (اکسید تیتانیوم)
- پوشش قلیایی
- پوشش اکسیدی
- پوشش با جایگزینی بالا
نکات مهم در انتخاب الکترود
در انتخاب نوع الکترود باید به نکات و عواملی توجه داشت که عبارتند از:
- ترکیب شیمیایی فلزی که جوشکاری می شود باید در انتخاب نوع الکترود لحاظ شود. برای فولادی های کربنی (درصد کربن بالاتر از 35) باید از الکترود نوع کم هیدروژن و یا الکترود با پوشش آهن و هیدروژن پایین استفاده کرد.
- کیفیت جوش: در صورتی که درز محل جوش باز است باید از الکترودهایی که سرباره ی حجیم دارد استفاده شود.
- شرایط جوشکاری: در وضعیتی که جوشکاری به صورت قائم و بالای سر انجام می شود از تمام الکترودها نمی توان استفاده کرد و نوع خاصی از الکترود باید به کار گرفته شود.
- شرایط کاربرد: اگر فلز مورد جوشکاری در معرض ضربه قرار دارد یا تحت بار است باید از نوع خاص الکترود استفاده کرد.
- قطر الکترود: قطر الکترود همواره از ضخامت فلزی که جوشکاری می شود کمتر است. البته در بعضی از موارد از الکترودهایی با ضخامت بیشتر نیز استفاده می شود اما در این حالت جوشکاری نیاز به مهارت بالایی دارد.
- عمق نفوذ جوش
- هزینه جوش: الکترودها قیمت های متفاوتی دارند که بر قیمت تمام شده ی پروژه ی جوشکاری تاثیر گذار است.
- مهارت جوشکار: کار کردن با برخی الکترودها راحت تر و با برخی دیگر دشوار است و نیاز به مهارت بالایی دارد.
بیشتر بخوانید: جوشکاری پروفیل سبک
علائم اختصاری روی الکترود
بر روی الکترود مجموعه ای از اعداد و حروف وجود دارد که بیان کننده مشخصات الکترود است. در این قسمت به بررسی این اعداد و حروف خواهیم پرداخت.
تصویر شماره 4 – نمونه علائم روی الکترود
علامت اول
علامت اول از سمت چپ یک حرف انگلیسی ست. حرف E نشان دهنده ی جریان برق است یعنی برای کار با این الکترود باید از جریان برق استفاده کرد. باید به این مساله توجه داشت که همه الکترود ها برای جوشکاری با برق نیستند و ممکن است از اکسی توسین برای کار با آنها استفاده شود.
علاومت دوم
علامت دوم شامل دو عدد است. عدد 0 و عدد 6. این اعداد نشان دهنده ی فشار گرده ی جوش است. این عدد را باید در 1000 ضرب کرد. به عبارت دیگر عدد 60 نشان میدهد که فشار گرده ی جوش در این الکترود 60000 پاند بر اینچ مربع است.
علامت سوم
این عدد بیان کننده حالت جوش است و می تواند اعداد 1، 2 یا 3 باشد. الکترودهایی که علامت سوم آنها 1 است می توانند در همه ی حالت ها مورد استفاده قرار بگیرند. عدد 2 به این معنی ست که الکترود در حالت سطحی و افقی باید استفاده شود. الکترودهایی که عدد 3 دارند باید تنها در حالت افقی استفاده شوند.
علامت چهارم
این عدد که می تواند بین 0 تا 6 باشد خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را نشان می دهد.
در جدول زیر می توانید ویژگی های الکترود برای حالات مختلف عدد چهارم را مشاهده کنید.
شماره عدد |
نوع جریان |
ویژگی |
0 |
DC |
جوش با نفوذ زیاد و شکل مهره های جوش تخت ودرجه سختی گرده جوش زیاد |
1 |
DC, AC |
شکل ظاهری جوش صاف و در شکافها و درزها کمی مقعر و درجه سختی بیشتر از گروه اول |
2 |
DC, AC |
نفوذ جوش متوسط و درجه سختی کوش کمتر از دو گروه قبل و نمای ظاهری محدب |
3 |
DC, AC |
درجه سختی گرده جوش کمتر زا دو گروه اول و دوم و کمی بیشتر از گروه سوم، نفوذ کم و شکل مهره ها در درزها محدب |
4 |
DC, AC |
مورد استفاده در شکافهای عمیق |
5 |
DC |
مورد استفاده در شکافهای عمیق و باز درجه سختی گرده کم و دارای قوس الکتریکی خیلی آرام |
6 |
AC |
مانند گرده 5 |
انتخاب الکترود برای جوشکاری پروفیل
از آنجایی که فولادهای ساختمانی عموما از نوع کم کربن هستند مناسبترین الکترود برای ضخامت های کمتر از 1 اینچ گروه E-60XX و برای ضخامت های بیشتر از 1 اینچ گروه E-70XX می باشد.
چگونه جوشکاری کنیم الکترود نچسبد
برای کسانی که تجربه ای در جوشکاری دارند یکی از مشکلاتی که با آن برخورد کرده اند چسبیدن الکترود به قطعه کار است. این مساله می تواند دلایل مختلفی داشته باشد. برخی از آنها عبارتند از:
عدم انتخاب آمپر جوش مناسب
انتخاب آمپر جوش ارتباط مستقیم با قطر الکترود و ضخامت قطعه کار دارد. هر چه ضخامت قطعه بیشتر باشد باید از الکترود با قطر بیشتر و آمپر بالاتری استفاده کرد.
عدم انتخاب الکترود جوش مناسب
انتخاب الکترود با جنس نامناسب برای قطعه کار می تواند باعث چسبیدن الکترود شود. انتخاب الکترود جوشکاری باید با در نظر گرفتن جنس فولاد انجام شود. باید در نظر داشت که الکترود با قطعه کار هم جنس باشد.
از دیگر مواردی که باید به آن توجه داشت قطر الکترود است.
روش غیر صحیح جوشکاری
جوشکاری می تواند با حالت های مختلفی مانند افقی، قائم یا سقفی انجام شود. هر کدام از این حالات نیاز به مهارت و نوع خاص الکترود دارد. عدم توجه به روش جوشکاری می تواند از دلایل چسبیدن الکترود به قطعه کار باشد.
زاویه نامناسب جوشکاری
انتخاب زاویه مناسب نیز برای جلوگیری از چسبیدن الکترود بسیار مهم است. برای جوشکاری در حالت تخت توصیه می شود زاویه الکترود نسبت به قطعه کار 45 درجه در نظر گرفته شود. برای جوشکاری شیاری زاویه 90 درجه و در درزگیری زاویه شیب 45 درجه توصیه می شود.
بی کیفیت بودن الکترود جوشکاری
برای داشتن یک جوش سالم و تمیز باید از الکترودهای استاندارد و تایید شده استفاده کرد.
برای آنکه بخواهیم از چسبیدن الکترود جلوگیری کنیم باید مواردی که در بالا گفته شد را مد نظر قرار دهیم.