راهنمای جامع انواع الکترود جوشکاری از کاربرد تا تفاوت ها

همانطور که احتمالا ‌می‌دانید الکترود که با نام سیم‌جوش نیز شناخته ‌می‌شود، ماده‌ای رسانا در جوشکاری است که از یک سمت به قسمت فلزی و از سمت دیگر به قسمت غیرفلزی متصل ‌می‌شود.

هدف اصلی از استفاده از الکترود، برقراری ارتباط بین دو شیء رسانا و نارسانا است. در این میان ‌می‌توان گفت که الکترودها انواع مختلفی دارند که هر کدام از آن‌ها براساس خصوصیاتشان، در موارد مختلفی مورد استفاده قرار ‌می‌گیرند. در این مقاله، انواع الکترود جوشکاری در دسته‌بندی‌های مختلف همراه با ویژگی‌ها و کاربردهایشان معرفی شده‌اند. برای آشنایی با انواع الکترودها، از شما دعوت می کنیم تا انتهای این نوشته با ما همراه باشید.

فهرست مطالب

• رایج‌ترین انواع الکترودهای جوشکاری
• انواع الکترود جوشکاری بر اساس نوع پوشش
  • الکترود با پوشش سلولزی
  • الکترود با پوشش رتیلی
  • الکترود با پوشش اسیدی
  • الکترود با پوشش قلیایی
• نقش روکش الکترود جوشکاری
• انواع الکترود جوشکاری بر اساس ضخامت
• انواع الکترود جوشکاری بر اساس جنس مفتول
• انواع الکترود جوشکاری بر اساس ساخت
• نام‌گذاری الکترودهای جوشکاری با استاندارد AWS
• انتخاب بهترین نوع الکترود جوشکاری
• جمع‌بندی

رایج‌ترین انواع الکترودهای جوشکاری

همانطور که گفته شد، الکترودهای جوشکاری انواع مختلفی را شامل ‌می‌شوند که رایج‌ترین و مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

1. الکترود جوشکاری قوسی
2. الکترود جوشکاری مداوم
3. الکترود جوشکاری مغزدار
4. الکترود جوشکاری روکش‌دار

 در جوشکاری، غالبا الکترود بسته به شدت جریانی که برای مصرف قابل دسترسی است، انتخاب ‌می‌شود. پس از اینکه افراد با حرفه جوشکاری آشنا شدند، متوجه شدند که میله فلزی مورد استفاده در جوشکاری باید توسط مواد مخصوصی پوشیده شود تا پایداری قوس الکتریکی بهبود یافته و جوش با کیفیت بهتری انجام شود. در این‌ صورت، ایجاد یک لایه نازک آهک روی سطح میله فلزی به منظور بهبود خواص قوس در جوشکاری بوده است. در سال 1956 برای اولین بار، «کیلبرگ» الکترودهای روکش‌دار را معرفی کرد و ثابت کرد که روکش علاوه‌ بر اینکه ‌می‌تواند قوس را پایدار کند، مزایای دیگری نیز به همراه دارد. در حال حاضر، با پیشرفت جوشکاری قوس الکتریکی با الکترودهای دستی، انواع الکترودهای کوتاه روکش‌دار تولید ‌می‌شوند که با انواع اولیه به‌ هیچ‌ عنوان قابل قیاس نیستند.

الکترودهای روکش‌دار که رایج‌ترین نوع الکترودهای جوشکاری هستند، مزایا و خصوصیات ویژه‌ای دارند که عبارتند از:

• روکش با ایجاد سپر گازی و جدا کردن هوا، قوس الکتریکی را پایدار و تثبیت ‌می‌کند.
• روکش الکترود‌ها یک فضای گازی و لایه سرباره‌ای را به وجود ‌می‌آورد که در این شرایط قوس و حوضچه مذاب، جوش را از ناخالصی‌ها و تماس با اتمسفر حفظ کرده و از سرد شدن سریع جوش جلوگیری ‌می‌کند.
• روکش الکترودها ‌می‌تواند با وارد کردن احیاءکننده‌ها در فلز جوش، بافتن ساختمانی جوش را بهبود بخشیده و همچنین ‌می‌تواند واکنش‌های سرباره با مذاب فلز و گاز را انجام دهد. البته سرباره باید خواص فیزیکی مانند کشش سطحی و حتی چسبندگی داشته باشد تا در نهایت شکل گرده جوش صاف باشد.
• در پوشش الکترودهای مصرفی برای جوشکاری فولاد معمولی، غالبا از عناصری مانند سلولز، برخی از کانی‌ها مانند اکسید تیتانیم، فرومنگنز، سیلیکات‌های سدیم و پتاسیم، سنگ آهک و فروسیلسیم استفاده ‌می‌شود. همچنین در الکترودهای امروزی، پودر آهن نیز در مقادیر مختلف 5 تا 50 درصد در پوشش الکترود مورد استفاده قرار ‌می‌گیرد.

کیفیت الکترودهای مورد استفاده در جوشکاری غالبا توسط نرخ فلزی که رسوب ‌می‌دهد، هزینه واحد حجم، خواص مکانیکی جوش حاصل، آسانی کاربرد آن توسط جوشکاری و وزن فلز رسوب داده‌ شده سنجیده ‌می‌شود.

انواع الکترود جوشکاری بر اساس نوع پوشش

الکترودهای جوشکاری بر اساس نوع پوشش مورد استفاده در آن‌ها نیز قابل دسته‌بندی هستند. در این‌ صورت ‌می‌توان تقسیم‌بندی الکترودها بر اساس نوع پوشش آن‌ها را در موارد زیر ذکر کرد:

1- الکترود جوشکاری با پوشش سلولزی

پوشش برخی الکترودها از مقدار زیادی سلولز تشکیل ‌می‌شود که در اثر سوختن آن برای محافظت قوس و حوضچه جوش، مقدار زیادی هیدروژن و اکسید کربن از اتمسفر تولید ‌می‌شود.

وجود گازهای اکسید کربن و هیدروژن در قوس الکتریکی با قدرت یونیزه‌ شدن زیاد، منجر به ایجاد ولتاژ بالا در قوس شده و در نتیجه آن، انرژی تولید شده نیز افزایش پیدا ‌می‌کند. این مورد در نهایت، منجر به نرخ بالای سوختن و همچنین عمق نفوذ مناسب برای جوش ‌می‌شود.

2- الکترود جوشکاری با پوشش رتیلی

پوشش برخی دیگر از الکترودها نیز از اکسید تیتانیم با حالت طبیعی آن یا همان رتیلی ‌می‌باشد. وجود رتیل و عناصر یونیزکننده در پوشش الکترود باعث ‌می‌شود که استفاده از آن آسان‌تر شده و همچنین نفوذ متوسط همراه با یک قوس ملایم و آرام را در جوشکاری به همراه خواهد داشت.

الکترودهایی که با پوشش رتیلی ساخته شده‌اند، خواص مکانیکی مناسبی دارند و ‌می‌توانند نفوذ جوش را افزایش دهند. استفاده از این نوع الکترودها منجر به ریزتر شدن قطره‌های جوش شده که در نتیجه آن، سطح جوش صاف‌تر و پل‌زنی روی درز نیز آسان‌تر خواهد شد.

در اغلب موارد، الکترودهای با پوشش رتیلی اسیدی برای جوشکاری عادی در محل‌های نامناسب و به منظور جلوگیری از ترک‌خوردگی در حالت گرم مورد استفاده قرار ‌می‌گیرند. همچنین کاربرد الکترودهای رتیلی غیراسیدی یا بازی برای جوشکاری‌های با کربن زیاد مانند جوشکاری فولادهای مقاوم و همچنین اتصالات با صلیبت زیاد ورق‌های ضخیم است.

خواص شکل‌پذیری جوش توسط این الکترودها نیز مناسب بوده و جوش آن‌ها به‌ صورت قوس گنبدی خواهد بود. الکترودهای رتیلی به دلیل وجود رتیل و عناصر یونیزکننده در پوشش الکترود ‌می‌توانند با جریان متناوب نیز مورد استفاده قرار بگیرند.

3- الکترود جوشکاری با پوشش اسیدی

پوشش الکترودهای اسیدی شامل اکسیدها، کربنات‌های منگنز، آهن و مقداری سیلسیم است. با استفاده از این پوشش‌ها یک سرباره حجیم و روان تولید شده که در نتیجه ‌می‌توان گفت جوش توسط این الکترودها دارای یک ظاهر صاف و تمیز خواهد بود.

در این موارد سرباره به‌سادگی از روی جوش جدا شده و ایجاد ذرات سرباره محبوس‌ شده در جوش‌های با چند پاس را کاهش ‌می‌دهد. در این نوع الکترودها نیز ‌می‌توان از جریان متناوب و مستقیم نیز استفاده کرد.

4- الکترود جوشکاری با پوشش قلیایی

از لحاظ متالوژیکی، الکترودهای با پوشش قلیایی که الکترود بازی یا غیراسیدی نیز نامیده ‌می‌شوند، مهم‌ترین نوع الکترودها هستند که پوشش آن‌ها دارای مقدار زیادی کربنات کلسیم، فلورید و آهک است. در پوشش این الکترودها به میزان ناچیزی رطوبت وجود دارد که به همین دلیل، جوش حاصل از آن‌ها دارای حداقل مقدار هیدروژن نسبت به سایر الکترودها خواهد بود.

به دلیل تولید فلز جوش با هیدروژن کم، الکترودهای قلیایی برای جوشکاری فولادهای کم آلیاژی که در برابر ترک‌خوردگی منطقه مجاور جوش حساس هستند، بسیار مناسب ‌می‌باشند. همچنین جوش حاصل از این الکترودها در برابر ترک‌ برداشتن گرم مقاومت بالایی داشته و برای فولادهای ضحیم و کربن بالا نیز کاربردی هستند.

الکترودهای قلیایی شکل‌پذیری جوش را افزایش ‌می‌دهند و فلز جوش حاصل دارای خواص مکانیکی بالا در برابر بارهای ضربه‌ای خواهد بود. گرچه استفاده از این الکترودها به‌سادگی سایر الکترودها نیست؛ اما ‌می‌توان از آن‌ها هم در جریان‌های یکنواخت و هم در جریان‌های متناوب استفاده کرد.

به دلیل استفاده از این الکترودها برای جوش‌های باکیفیت بالا، بهتر است به منظور پایین نگه‌ داشتن میزان رطوبتشان، در جای خشک نگهداری شوند. همچنین غالبا توصیه ‌می‌شود چند ساعت قبل از استفاده از این الکترودها (به‌ خصوص در جوشکاری فولادهای آلیاژی) آن‌ها را در اجاق خشک‌کن برای مدت زمان 2 تا 5 ساعت در دمای 300 تا 500 درجه سانتی‌گراد قرار دهید.

(بهتر است سایر الکترودها نیز در محل‌های خشک که در آن هوا جریان دارد نگهداری شده و هنگام استفاده در صورت نیاز، گرم شوند.)

علاوه‌ بر آن، در مناطق مرطوب نیز توصیه ‌می‌شود الکترودها در کارتن‌های با روکش پلاستیکی ضخیم، سالم و بدون درز نگهداری شده و در صورت نیاز هنگام استفاده به مدت 30 دقیقه در دمای 250 درج سانتی‌گراد، گرم شوند. در غیر این‌ صورت، استفاده از الکترودهای مرطوب امکان تردی و ایجاد حباب در داخل جوش را افزایش خواهد داد.

نقش روکش الکترود جوشکاری

روکش‌های الکترودهای جوشکاری کاربردهای مختلفی دارند و در موارد مختلف، کاربرد‌ها یا همان نقش‌های مختلفی خواهد داشت. معمولا نقش روکش‌ها موارد زیر را شامل ‌می‌شود:

• نقش الکتریکی: در این قسمت، الکترودها نقش ایجاد پایداری یا ثبات را در قوس ایفا ‌می‌کنند. از دیگر نقش‌های الکتریکی الکترودها ‌می‌توان به هدایت الکتریسیته در قوس اشاره کرد.
  
• نقش فیزیکی: عملیاتی نظیر میزان ویسکوزیته روکش، کشش سطحی در روکش، سرعت انجماد بالای سرباره و ضخامت کافی سرباره از نقش‌های فیزیکی استفاده از الکترودها محسوب ‌می‌شوند که در جوشکاری بسیار تاثیرگذار ‌می‌باشند.
  
• نقش متالوژیکی: حفاظت از قوس و مذاب، مهم‌ترین نقش متالوژیکی روکش‌ها است. علاوه‌ بر آن، آلیاژسازی، افزایش نرخ رسوب و راندمان، اکسیژن‌زدایی و مواردی مانند کاهش سرعت سرد شدن از دیگر نقش‌های متالوژیکی الکترودها هستند که در هنگام کاربرد بسیار تاثیرگذار ‌می‌باشند.

انواع الکترود جوشکاری بر اساس ضخامت

دسته‌بندی دیگر انواع الکترودها مربوط به ضخامت پوشش آن‌ها است. الکترودهای جوشکاری بسته به ضخامتشان دارای چهار نوع، نازک، متوسط، ضخیم و خیلی ضخیم هستند که هر کدام در کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار ‌می‌گیرند.

انواع الکترود جوشکاری بر اساس جنس مفتول

الکترودهای جوشکاری بسته به جنس مفتولشان نیز دارای انواع مختلفی هستند. برای این دسته‌بندی نیز می‌توان الکترودهای آلومینیومی، الکترودهای کم‌کربن، نیکلی و ضدزنگ را معرفی کرد. 

انواع الکترود جوشکاری بر اساس ساخت

دسته‌بندی الکترودهای جوشکاری براساس ساخت، شامل موارد زیر ‌می‌شود:

• الکترودهای کم‌ هیدروژن

همانطور که از نام این الکترودها پیداست، پوشش فلاکس به‌ کار رفته در این الکترودها، هیدروژن بسیار کمی ‌دارد. به همین دلیل از این الکترودها برای فولادهای پرکربن استفاده ‌می‌شود. از پرکاربردترین الکترودهای کم‌هیدروژن ‌می‌توان الکترودهای E7018 و E7028 را نام برد.

• الکترودهای چسبان

این الکترودها پوشش فلاکس سنگینی روی سیم دارند. نرخ رسوب‌گذاری در این الکترودها نیز بسیار سریع است. از پرکاربردترین الکترودهای چسبان ‌می‌توان به الکترودهای E6027 و E6028 اشاره کرد.

• الکترودهای سریع انجماد

از ویژگی‌های منحصر به‌ فرد این الکترودها ‌می‌توان به قابلیت ایجاد قوس قوی در آن‌ها، ایجاد سرباره کم و قابلیت استفاده در محیط‌های مختلف اشاره کرد. الکترودهای E6010 رایج‌ترین نوع الکترودهای سریع انجماد محسوب ‌می‌شوند.

• الکترودهای انجماد پرشده

این الکترودها فلاکس سنگینی دارند. علاوه‌ بر خارج‌ کردن سرباره، در این الکترودها ‌می‌توان دانه‌هایی با ترکیب‌های یکنواخت را ایجاد کرد. الکترودهایی با کدهای E7014 ، E6013  و E6012 از جمله انواع الکترودهای انجماد پرشده هستند.

نام‌گذاری الکترودهای جوشکاری با استاندارد AWS

همانطور که احتمالا ‌می‌دانید، AWS مخفف کلمات American Welding Society به معنی جامعه جوشکاران آمریکا است. الکترودهای جوشکاری بر اساس استاندارد این نهاد طبقه‌بندی ‌می‌شوند و این مسئله به دلیل شناخته‌ شدن آن به عنوان یک استاندارد بین‌المللی است. به همین دلیل، این استاندارد در اکثر کشورها از جمله ایران به عنوان استاندارد طبقه‌بندی و شناسایی الکترودها در نظر گرفته ‌می‌شود و الکترودها برای اساس اسامی الکترودها شناخته و تقسیم بندی می شوند.

اگر به روی الکترود دقت کنید عبارتی مشابه EXXXXX را مشاهده ‌می‌کنید. هر کدام از اعداد به‌ کار رفته در این عبارت نشان‌دهنده ویژگی‌های مختلف در الکترود هستند.

اما حرف E که قبل از عدد چهار رقمی ‌یا پنج‌ رقمی ‌این عبارت به‌کار رفته است، به معنای الکترود ‌می‌باشد که در این‌صورت می‌توان گفت به معنای کاربرد الکترود در روش جوشکاری با قوس الکتریکی است. همچنین در صورتی‌که جوشکاری با روش گاز انجام شود، به جای حرف E، حروف RG قبل از اعداد قرار ‌می‌گیرند.

دو یا سه رقم بعدی حرف E در عبارت چهار یا پنج‌ رقمی، نشان‌دهنده استحکام کششی جوش است. به عنوان مثال، در عبارت E100XX 100 ksi یا 100.000 نشان‌دهنده استحکام کششی جوش است که برحسب Welded As یا Stress Relieved بیان شده و این مسئله توسط دستورالعمل سازنده مشخص خواهد شد.

دومین عدد عبارت از سمت راست، نشان‌دهنده موقعیت جوشکاری است که الکترود برای آن موقعیت طراحی شده است. در این‌صورت ‌می‌توان گفت:

• در عبارت EXX1X، عدد 1 به معنای قابلیت استفاده از الکترود جوشکاری در تما‌می‌ موقعیت‌ها ‌می‌باشد.
• در عبارت EXX2X، عدد 2 به معنای قابلیت استفاده از الکترود جوشکاری در حالات تخت و افقی است.
• در عبارت EXX3X، عدد 3 به معنای قابلیت استفاده از الکترود جوشکاری تنها برای حالت تخت ‌می‌باشد.
• در عبارت EXX4X، عدد 4 به معنای قابلیت استفاده از الکترود جوشکاری در تما‌می‌ موقعیت‌ها و در حالت V-down ‌می‌باشد.

عدد اول از سمت راست نیز، خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را مشخص ‌می‌کند که ‌می‌تواند عددی بین 0 تا 6 باشد.

• اگر عدد آخر (یا عدد اول از سمت راست) صفر باشد، از این الکترود جوشکاری تنها ‌می‌توان با جریان مستقیم برق یا DC یا قطب معکوس استفاده کرد. نفوذ این جوشکاری زیاد بوده و شکل مهره‌های جوش آن نیز تخت ‌می‌باشد. همچنین درجه سختی گرده جوش در این حالت نیز تقریبا زیاد است.
  
• اگر عدد آخر یک باشد، به معنای کاربرد الکترود در جوشکاری هم با جریان متناوب یا AC و هم با جریان مستقیم یا همان DC است. شکل ظاهری جوش این الکترود نیز صاف بوده و در شکاف‌ها و درزها نیز کمی‌ مقعر ‌می‌باشد. درجه سختی جوش نیز در این حالت کمی ‌بیشتر از گروه اول خواهد بود.
  
• اگر عدد آخر دو باشد، به معنای کاربرد الکترود هم با جریان مستقیم و هم با جریان متناوب است. اما نفوذ جوش در این حالت متوسط بوده و درجه سختی جوش نیز از دو حالت قبل کمی ‌کمتر خواهد بود. نمای ظاهری جوش نیز در این الکترودها محدب است.
  
• اگر عدد آخر 3 باشد، به معنای کاربرد الکترود هم در جریان مستقیم و هم در جریان متناوب است. درجه سختی گرده جوش در این الکترودها از دو الکترود اول و دوم کمتر است؛ اما از الکترود حالت سوم کمی‌ بیشتر ‌می‌باشد. قوس الکتریکی با استفاده از این الکترود بسیار آرام بوده و نفوذ کمی ‌نیز دارد. شکل مهره‌های آن نیز در درزها شکل محدب خواهد بود.
  
• اگر عدد آخر 4 باشد، به معنای کاربرد الکترود هم در حالت جریان مستقیم و هم در حالت جریان متناوب است. این الکترود برای شکاف‌های عمیق یا در مواردی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است، مورد استفاده قرار ‌می‌گیرد.
  
• اگر عدد آخر 5 باشد، به معنای کاربرد الکترود در جریان DC یا همان جریان مسقیم برق ‌می‌باشد. این الکترودها در شکاف‌های باز و عمیق کاربرد دارند. درجه سختی گرده جوش این الکترود نیز کم بوده و قوس الکتریکی آرا‌می‌ دارد. پوشش شیمیایی آن نیز از پوشش‌های قلیایی است.
  
• اگر عدد آخر 6 باشد، مشخصات آن دقیقا همانند الکترودهای گروه قبلی خواهد بود با این تفاوت که این الکترودها در جریان AC یا جریان متناوب برق مورد استفاده قرار ‌می‌گیرند.

انتخاب بهترین نوع الکترود جوشکاری

در اکثر مواقع، برای یک نوع خاص جوشکاری ‌می‌توان از الکترودهای مختلفی استفاده کرد؛ اما به‌ طور قطع ‌می‌توان گفت که انتخاب نوع مناسب الکترودها و بهترین الکترود جوشکاری تا حد زیادی به نوع جریان مصرفی بستگی دارد.

سایر نکات موثر در انتخاب بهترین نوع الکترود جوشکاری عبارتند از:

• ترکیب شیمیایی فلز مورد جوشکاری
• کیفیت مورد نیاز در محل جوش
• وضعیت جوشکاری
• مقاومت مکانیکی و ضربه‌ای مورد انتظار جوش
• میزان نفوذ یا عمق موردنظر برای جوش
• هزینه عملیات جوشکاری اعم از میزان بازدهی، نرخ رسوب، قیمت الکترود و…

جوشکاران حرفه ای و متخصص می توانند بهترین و مناسب ترین الکترود را برای جوشکاری انتخاب کنند و کار شما را به بهترین شکل ممکن انجام دهند. برای ثبت درخواست جوشکاری، روی دکمه های زیر کلیک کنید:

جمع‌بندی

در این مقاله انواع مختلف الکترودهای جوشکاری بر اساس پارامترهای مختلف به همراه ویژگی‌هایشان معرفی شدند. بسته به ویژگی‌ها و شرایط مختلف جوشکاری، ‌می‌توان از انواع الکترودها با کاربردهای متفاوت استفاده کرد. به عبارتی، در تما‌می‌ شرایط توصیه ‌می‌شود به نکات موثر در انتخاب بهترین نوع الکترود جوشکاری دقت کنید تا کیفیت نهایی جوشکاری افزایش یافته و خسارات جانبی احتمالی کاهش پیدا کند. چنانچه به دنبال جوشکار سیار هستید و یا برای جوش پلاستیک آینه بغل ماشین به این خدمات نیاز دارید و یا در جستجوی آهنگر حرفه ای هستید و یا قصد دارید حفاظ برای پنجره ها بسازید شما می توانید به سهولت به تیم حرفه ای و همیاران متخصص هوم سرویز اطمینان کنید تا خیلی سریع و با هزینه مناسب این کار را برای شما انجام دهند.

جدول زیر، شامل قیمت خدمات جوشکاری توسط تیم هوم سرویز است:

قیمت جوشکاری