الکترود فولاد ساده کربنی | جوشکاری فولاد ساده کربنی | انتخاب الکترود روکش دار


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.

الکترود نوع روکش وضعیت جوشکاری نوع جریان
E6010 سلولوزی سدیم بالا F,V,OH,H DCEP
E6011 سلولوزی پتاسیم بالا F,V,OH,H DCEP/AC
E6012 اکسید تیتانیومی سدیم بالا F,V,OH,H DCEN/AC
E6013 اکسید تیتانیومی پتاسیم بابا F,V,OH,H AC/DCEP/DCEN
E6019 اکسید تیتانیومی پتاسیم دار با اکسید آهن F,V,OH,H AC/DCEP/DCEN
E6020 اکسید آهن زیاد H FILLET,F

AC/DCEP/DCEN
AC/DCEN

E6022 اکسید آهن زیاد F,H AC/DCEN
E6027 اکسید آهن زیاد و پودر آهن H FILLET,F

AC/DCEP/DCEN
AC/DCEN

E7014 پودر آهن و اکسید تیتانیوم F,V,OH,H AC/DCEP/DCEN
E7015 کم هیدروژن، سدیمی F,V,OH,H DCEP
E7016 کم هیدروژن، پتاسیمی F,V,OH,H DCEP/AC
E7018 کم هیدروژن، پتاسیمی و پودر آهن F,V,OH,H DCEP/AC
E7018M کم هیدروژن و پودر آهن F,V,OH,H DCEP
E7024 پودر آهن و اکسید تیتانیوم H FILLET,F AC/DCEP/DCEN
E7027 اکسید آهن زیاد و پودر آهن H FILLET,F

AC/DCEN

AC/DCEP/DCEN

E7028 کم هیدروژن پتاسیومی و پودر آهن H FILLET,F DCEP/AC
E7048 کم 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.

الکترود حداقل استحکام کششی تنش تسلیم انعطاف پذیری(درصد)
KSI MPa KSI MPa
E6010 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۲۲
E6011 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۲۲
E6012 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۱۷
E6013 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۱۷
E6019 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۲۲
E6020 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۲۲
E6022 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۱۷
E6027 ۶۰ ۴۱۴ ۴۸ ۳۳۱ ۲۲
E7014 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۱۷
E7015 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۲۲
E7016 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۲۲
E7018 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۲۲
E7024 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۱۷
E7027 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۲۲
E7028 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۲۲
E7048 ۷۰ ۴۸۲ ۵۸ ۳۹۹ ۲۲
E7018M ۷۷-۷۰ ۵۳۱-۴۸۲ ۷۲-۵۳ ۳۶۵-۴۹۶ ۲۴

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

الکترود عدد UNS کربن منگنز سیلیسیم فسفر گوگرد نیکل کروم مولیبدن وانادیم
E6010 W06010

استاندارد تهیه نشده

E6011 W06011
E6012 W06012
E6013 W06013
E6019 W06019
E6020 W06020
E6022 W06022
E6027 W06027
E7016 W07016 استاندارد تهیه نشده ۱/۶ ۰/۷۵ استاندارد تهیه نشده ۰/۳ ۰/۲ ۰/۳ ۰/۰۸
E7018 W07018
E7027 W07027
E7014 W07014 استاندارد تهیه نشده ۰/۹ ۱/۲۵ استاندارد تهیه نشده ۰/۳ ۰/۲ ۰/۳ ۰/۰۸
E7015 W07015
E7024 W07024
E7028 W07028 استاندارد تهیه نشده ۰/۹ ۱/۶ استاندارد تهیه نشده ۰/۳ ۰/۲ ۰/۳ ۰/۰۸
E7048 W07048
E7018 M W07018 ۰/۱۲ ۰/۸ ۰/۴-۱/۶ ۰/۰۳ ۰/۰۲ ۰/۲۵ ۰/۱۵ ۰/۳۵ ۰/۰۵

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.

الکترود مقدار رطوبت مجاز موجود در روکش رطوبت نسبی هوای انبار در دمای ۲۶۶ درجه سانتیگراد حرارت توصیه شده برای oven درجه حرارت درباره خشک کردن در زمان یک ساعت
E6010 ۵/۳-۵/۵ ۲۰-۶۰
E6011 ۲-۴ ۲۰-۶۰
E6011-E6012-E6013 ۱> ۶۰≥ ۴۸-۳۷ ۱۳۵
E6027-E7014-E7024 ۰/۵> ۶۰≥ ۴۸-۳۷ ۱۳۵
E7015-E7016 ۰/۴> ۵۰≥ ۵۵-۱۶۵ ۲۹۰
E7018-E7028 ۰/۶> ۵۰≥ ۵۵-۱۶۵ ۳۴۵

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.

امیرمحمد دارابی

دیدگاه کاربران ۰دیدگاه

دیدگاه خود را بنویسید