الکترودهای فولاد ساده کربنی برای جوشکاری قوس الکتریکی دستی (SMAW)

بدون شک اگر شما یک مهندس متالورژ باشید، با فولادهای ساده کربنی آشنایی دارید. دسته ای از فولادها که کربن، عنصر اصلی سازنده آن هاست و از آن جهت به آن ساده می گوییم که به جز عنصرکربن، درصد سایر عناصر آلیاژی آن‌‌ها چندان چشمگیر نیست. به منظور جوشکاری فولادهای ساده کربنی، آگاهی از درصد کربن و سایر عناصر آلیاژی، سرعت سرد کردن، نوع عملیات حرارتی فولاد و … ضروری است. به عبارت دیگر برای جوشکاری، آشنایی با گرید و شناسنامه فولاد لازم است.

در این مطلب قصد داریم به معرفی انواع الکترود فولاد ساده کربنی که در جوشکاری قوس الکتریکی دستی (SMAW) مورد استفاده قرار می‌گیرند، بپردازیم. مبنای دسته بندی ما برای این الکترودها بر اساس نوع جریان جوشکاری (AC/DC، مستقیم، معکوس)، نوع روکش، وضعیت جوشکاری (تخت، قائم یا افقی) و خواص مکانیکی فلز جوش خواهد بود.

در جدول زیر، الکترودهای مصرفی برای این دسته از فولادها را به همراه وضعیت جوشکاری و نوع جریان قابل استفاده مشاهده می کنید. این دسته بندی توسط انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) صورت گرفته است. برای آشنایی بیشتر شما با این جدول، در زیر آن تعریف علائم اختصاری که در این جدول ارائه شده را نیز آورده ایم.

الکترودنوع روکشوضعیت جوشکارینوع جریان
E6010سلولوزی سدیم بالاF,V,OH,HDCEP
E6011سلولوزی پتاسیم بالاF,V,OH,HDCEP/AC
E6012اکسید تیتانیومی سدیم بالاF,V,OH,HDCEN/AC
E6013اکسید تیتانیومی پتاسیم باباF,V,OH,HAC/DCEP/DCEN
E6019اکسید تیتانیومی پتاسیم دار با اکسید آهنF,V,OH,HAC/DCEP/DCEN
E6020اکسید آهن زیادH FILLET,F

AC/DCEP/DCEN
AC/DCEN

E6022اکسید آهن زیادF,HAC/DCEN
E6027اکسید آهن زیاد و پودر آهنH FILLET,F

AC/DCEP/DCEN
AC/DCEN

E7014پودر آهن و اکسید تیتانیومF,V,OH,HAC/DCEP/DCEN
E7015کم هیدروژن، سدیمیF,V,OH,HDCEP
E7016کم هیدروژن، پتاسیمیF,V,OH,HDCEP/AC
E7018کم هیدروژن، پتاسیمی و پودر آهنF,V,OH,HDCEP/AC
E7018Mکم هیدروژن و پودر آهنF,V,OH,HDCEP
E7024پودر آهن و اکسید تیتانیومH FILLET,FAC/DCEP/DCEN
E7027اکسید آهن زیاد و پودر آهنH FILLET,F

AC/DCEN

AC/DCEP/DCEN

E7028کم هیدروژن پتاسیومی و پودر آهنH FILLET,FDCEP/AC
E7048کم هیدروژن پتاسیومی و پودر آهن

F,OH,H

V-DOWN

DCEP/AC

دقت داشته باشید، الکترودهایی که در این جدول با علامت قرمز مشخص شده اند، بالاترین انعطاف پذیری، مقاومت به ضربه، مقاومت در برابر رطوبت و عدم نفوذ پذیری هیدروژن را در این خانواده دارند.

جدول زیر استحکام کششی، تنش تسلیم و انعطاف پذیری خانواده الکترود فولاد ساده کربنی را نشان می دهد.

الکترودحداقل استحکام کششیتنش تسلیمانعطاف پذیری(درصد)
KSIMPaKSIMPa
E6010۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۲۲
E6011۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۲۲
E6012۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۱۷
E6013۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۱۷
E6019۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۲۲
E6020۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۲۲
E6022۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۱۷
E6027۶۰۴۱۴۴۸۳۳۱۲۲
E7014۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۱۷
E7015۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۲۲
E7016۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۲۲
E7018۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۲۲
E7024۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۱۷
E7027۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۲۲
E7028۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۲۲
E7048۷۰۴۸۲۵۸۳۹۹۲۲
E7018M۷۷-۷۰۵۳۱-۴۸۲۷۲-۵۳۳۶۵-۴۹۶۲۴

شماره گذاری الکترود فولاد ساده کربنی بر اساس استاندارد AWS

شماره گذاری الکترود فولاد ساده کربنی بر اساس استاندارد AWS

وضعیت جوشکاری (دومین رقم از سمت راست)

EXXIX

برای تمام وضعیت ها به غیر از سرازیر

EXX2X

وضعیت های تخت و افقی

EXX3X

تخت

EXX4X

تخت، سقفی، افقی، عمودی سرازیر

نوع الکترود (رقم سمت راست)

جنس الکترود

نماد

نوع پوشش

سلولزی

EXXX0
EXXX1

پوشش سلولوزی سدیم دار
پوشش سلولوزی پتاسیم دار

رتیلی

EXXX2
EXXX3
EXXX4

پوشش اکسید تیتانیوم، سدیم دار
پوشش اکسید تیتانیوم،پتاسیم دار
پوشش اکسید تیتانیوم محتوی پودر آهن

قلیایی

EXXX5
EXXX6

پوشش کم هیدروژن دار، سدیم دار
پوشش کم هیدروژن، پتاسیم دار

اسیدی

EXXX7

پوشش اکسید آهن محتوی پودر آهن

پودر آهن

EXXX8

پوشش کم هیدروژن حاوی پودر آهن

آزمایشات معمول روی الکترودهای خانواده SFA-5.1

تست لایه انباشته شده از فلز جوش

از این تست به منظور آگاهی از ترکیب شیمیایی فلز جوش استفاده می شود.

تست لایه انباشته شده از فلز جوش

تست سلامت فلز جوش الکترود فولاد ساده کربنی

از یک جوش لب به لب با پخ V شکل برای آزمایش خواص مکانیکی و سلامت فلز جوش استفاده می شود. مطابق شکل زیر یک نمونه آزمون کشش در طول جوش و ۴ نمونه آزمون خمش عمود بر خط جوش قرار می گیرد.

تست سلامت فلز جوش

تست سلامت الکترود الکترود فولاد ساده کربنی

به منظور آزمایش قابل استفاده بودن و سهولت کار با الکترود، از یک جوش گوشه مطابق شکل زیر استفاده می شود.

تست سلامت الکترود

تست های مربوط به الکترود E6022

از یک جوش تخت، لب به لب با یخ V شکل، برای انجام آزمایشات کشش عرضی (عمود بر خط جوش) و آزمایش خمش طولی (به موازات خط جوش) برای جوشکاری یک پاسی با الکترود E6022 استفاده می شود.

تست های مربوط به الکترود E6022

تست های مربوط به الکترود E7018 M

از یک جوش تخت، لب به لب با پخ V شکل، برای انجام آزمایش‌های مکانیکی الکترود E7018 M استفاده می شود. بدین منظور از عدد نمونه کششی طولی (به موزازات طول چرخش) و چهار عدد نمونه خمشی (عمود بر خط جوش) استفاده می شود.

تست های مربوط به الکترود E7018 M

آنالیز شیمیایی فلز جوش هنگام استفاده از الکتروهای خانواده SFA-5.1

الکترودعدد UNSکربنمنگنزسیلیسیمفسفرگوگردنیکلکروممولیبدنوانادیم
E6010W06010

استاندارد تهیه نشده

E6011W06011
E6012W06012
E6013W06013
E6019W06019
E6020W06020
E6022W06022
E6027W06027
E7016W07016استاندارد تهیه نشده۱/۶۰/۷۵استاندارد تهیه نشده۰/۳۰/۲۰/۳۰/۰۸
E7018W07018
E7027W07027
E7014W07014استاندارد تهیه نشده۰/۹۱/۲۵استاندارد تهیه نشده۰/۳۰/۲۰/۳۰/۰۸
E7015W07015
E7024W07024
E7028W07028استاندارد تهیه نشده۰/۹۱/۶استاندارد تهیه نشده۰/۳۰/۲۰/۳۰/۰۸
E7048W07048
E7018 MW07018۰/۱۲۰/۸۰/۴-۱/۶۰/۰۳۰/۰۲۰/۲۵۰/۱۵۰/۳۵۰/۰۵

انجمن های SAE و ASTMیک سیستم مشترک تانگذاری برای فلزات و آلیاژهای آن ها تدوین کرده اند که به نام سیستم UNS معروف است. دقت داشته باشید که برای به دست آوردن فلز جوش، از جریان DCEN استفاده می شود و کل مقادیر فلزات کروم + نیکل + منگنز + وانادیوم + مولیبدن نباید از ۱/۷۵ درصد تجاوز کند.

Cr + Ni + V + Mo ≤۱٫۷۵

تأثیر رطوبت بر روکش الکترود

قرار گرفتن الکترود فولاد ساده کربنی در معرض رطوبت مشکلات زیادی برای آن به وجود می آورد و باعث تخریب الکترود می گردد. الکترودهای قلیایی به طور معمول اگر یک شبانه روز درمعرض رطوبت بالا قرار گیرند، کاملا مرطوب شده و غیر قابل استفاده می شوند. پیشنهاد شده که برای چلوگیری از آسیب و تخریب الکترود، رطوبت هوا باید کمتر از ۴۰ درصد باشد.

در جدول زیر می توانید مقدار رطوبت مجاز روکش انواع الکترودهای فولادی خانواده ۱٫۵-SFA را مشاهده کنید.

الکترودمقدار رطوبت مجاز موجود در روکشرطوبت نسبی هوای انبار در دمای ۲۶۶ درجه سانتیگرادحرارت توصیه شده برای ovenدرجه حرارت درباره خشک کردن در زمان یک ساعت
E6010۵/۳-۵/۵۲۰-۶۰
E6011۲-۴۲۰-۶۰
E6011-E6012-E6013۱>۶۰≥۴۸-۳۷۱۳۵
E6027-E7014-E7024۰/۵>۶۰≥۴۸-۳۷۱۳۵
E7015-E7016۰/۴>۵۰≥۵۵-۱۶۵۲۹۰
E7018-E7028۰/۶>۵۰≥۵۵-۱۶۵۳۴۵

همان گونه که درجدول بالا مشاهده می کنید، الکترودهای با روپوش سلولزی ۲ تا ۱۵ برابر بیش از سایر الکترودها مجاز به دریافت و جذب رطوبت هستند، نگهداری آسان تری نیاز دارند و در عین حال، نیازی به پخت مجدد ندارند. بنابراین تا زمانی که مقدار رطوبت آن ها از حد مجاز بیشتر نشود، قابلیت جوشکاری مناسبی خواهند داشت.

الکترودهای با روپوش رتیلی و اسیدی نیز شرایط مشابهی در برابر میزان رطوبت از خود نشان می دهند. دمای نگه داری آن ها در انبار باید بین ۳۷ تا ۴۸ درجه سانتیگراد باشد و پس از بازکردن جعبه برای استفاده مجدد، در ۱۳۰ تا ۱۴۰ درجه سانتیگراد، پخت مجدد شوند.

درجه حرارت دوباره خشک کردن الکترودها، به ترکیب، نوع و ضخامت روکش بستگی دارد. روکش های قلیایی و به ویژه قلیایی محتوی پودر آهن (کم هیدروژن)، حساس ترین الکترودهای این خانواده به حساب می آیند. برای نگه داری ای الکترودها، باید دمای انبار یا OVEN بین ۵۵ تا ۱۶۵ درجه سانتی گراد حفظ شود، درغیر این صورت برای پخت مجدد آنها باید دما را تا ۳۳۵ تا ۳۵۵ درجه سانتی گراد بالا برد!

دقت داشته باشید که برای برای جلوگیری از دوباره خشک کردن، نباید الکترودها را برای مدتی بیش از ۱ ساعت بیرون از کوره نگه دارید. گرچه سازندگان معتبر، الکترودهای قلیایی را که به طور خصوصی خشک شده اند، در لایه محافظی از پوشش پلاستیکی بدون حضور هوا و جعبه های مقوایی مخصوص بسته بندی می کنند.

علاوه بر رطوبت مستقیم هوا، عمل تقطیر رطوبت نیز به الکترودها آسیب می رساند. اگر اختلاف زیادی بین حداکثر و حداقل درجه حرارت شبانه روز باشد، مغزی فولادی الکترود که تحت گرمایش و سرمایش قرار می گیرد، تشکیل شبم می دهد که پاکت الکترود را خیس کرده و جذب روکش الکترود خواهد شد.

راهنمای تشخیص کیفیت الکترود

هر جوشکار ماهر ، باید با چگونگی تشخیص الکترودهای مرطوب آشنایی داشته باشد. در صورتی که امکانات آزمایشگاهی در دسترس نباشد، می توانید از روش های زیر برای تشخیص مرطوب بودن الکترود استفاده کنید:

یک دسته الکترود را بین انگشت شست و انگشت نشان دو دست قرار دهید و آن‌ها را به آهستگی تکان دهید. در صورت خشک بودن الکترود، برخورد آن ها صدای تیزی تولید می کند. اما در صورت مرطوب بودن، صدا بم خواهد بود. این اختلاف صدا برای الکترودهای قلیایی که به رطوبت حساس ترند، به مراتب بیشتر است.

راه عملی دیگر، ملاحظه جرقه ها و پاشش و گوش دادن به صدای جوشکاری الکترود است. در صورتی که میزان پاشش از حد معمول بیشتر و صدای جوشکاری به صورت صدای ترکیدن حباب و انفجارات خفیف باشد، الکترود مرطوب خواهد بود. یعنی الکترود، به طور یقین مرطوب است.

راه سوم شناسایی الکترود مرطوب این است که اگر در هنگام جوشکاری زمانی که نیمی از یک شاخه الکترود ذوب و استفاده شده، الکترود را مشاهده کنید، ترک های طولی در روکش آن (از نوک به طرف انبر) مشاهده خواهید کرد که نشان دهنده بالا بودن رطوبت آن است.

آیا مقاله برای شما مفید بود ؟
5/
5
0 نظر ثبت شده
مواد کنکور

مطالب مرتبط

دیدگاه کاربران