انواع الکترود جوشکاری چیست؟
الکترود جوشکاری یک رسانای پوشش‌دار است که نقش اصلی آن انتقال جریان و ایجاد قوس برای ذوب و اتصال فلزات است. نوع، پوشش و قطر الکترود بر اساس جنس فلز پایه، ضخامت قطعه و موقعیت جوشکاری تعیین می‌شود. انتخاب صحیح الکترود باعث بهبود کیفیت اتصال، کاهش عیوب جوش و افزایش دوام سازه می‌شود. در مقابل، انتخاب نادرست می‌تواند منجر به نفوذ ناکامل، ترک یا تخلخل در جوش گردد. بنابراین، شناخت ویژگی‌های فنی و کاربردی هر الکترود برای دستیابی به جوشی استاندارد ضروری است. در این مطلب از سایت استیل مارکت به بررسی دقیق انواع الکترود جوشکاری میپردازیم.
محصول پیشنهادی: سیم جوش استیل
تقسیم بندی انواع الکترود جوشکاری
تقسیم‌بندی انواع الکترود جوشکاری را می‌توان از چند منظر فنی و ساختاری بررسی کرد، که هر کدام تأثیر مستقیمی بر عملکرد جوش و کیفیت اتصال نهایی دارند.
قطر
- قطرهای مختلف برای سطوح با ضخامت و جریان متفاوت
- قطر بیشتر مناسب قطعات ضخیم‌تر و جوش‌های سنگین‌تر
نوع پوشش فلاکس
- انواع پوشش: اسیدی، بازی، سلولزی، رتیلی
- نقش در حفاظت، پایداری قوس و خواص مکانیکی جوش
ساخت
- الکترودهای روپوش‌دار (دستی – SMAW)
- الکترودهای بدون پوشش (برای جوشکاری خودکار یا گاز محافظ)
جنس مفتول
- شامل فولاد کربنی، کم‌آلیاژ، استنلس استیل، آلومینیوم
- تطابق ترکیب مغزی با فلز پایه ضروری است
ضخامت پوشش
- پوشش نازک: مناسب جوش‌های سبک
- پوشش ضخیم: برای نفوذ بالا و جوشکاری سنگین
مطالعه بیشتر: جوشکاری چیست؟
انواع الکترود جوش بر اساس نوع پوشش
انواع الکترود جوشکاری بر اساس نوع پوشش، تنوع قابل‌توجهی دارند که هرکدام بسته به ساختار شیمیایی پوشش، تأثیر ویژه‌ای بر عملکرد جوش، خواص نهایی فلز جوش‌خورده، شرایط کاربرد و حتی نحوه اجرای عملیات جوشکاری می‌گذارند. پوشش‌ها نه‌تنها قوس الکتریکی و تشکیل سرباره را کنترل می‌کنند، بلکه از نفوذ اکسیژن و نیتروژن به مذاب جلوگیری کرده و پایداری ساختاری جوش را تضمین می‌کنند. در ادامه، به شکلی متفاوت، گسترده و دقیق به معرفی دسته‌های اصلی پوشش‌های الکترود جوشکاری و ویژگی‌های منحصر به‌فرد هرکدام پرداخته می‌شود:4
1. الکترودهای قلیایی (کم‌هیدروژن)
این دسته از الکترودها پوششی بر پایه مواد قلیایی مانند فلوراید کلسیم و کربنات کلسیم دارند. مهم‌ترین ویژگی آنها، کاهش چشمگیر هیدروژن در جوش است که از ایجاد ترک‌های سرد، به‌ویژه در فولادهای پرکربن یا مستعد تردی هیدروژنی، جلوگیری می‌کند. الکترودهای قلیایی اغلب برای جوشکاری سازه‌های حساس، تحت تنش یا ضخیم در صنایع سنگین نظیر نیروگاه‌ها، پتروشیمی، مخازن تحت فشار و ساخت پل‌ها استفاده می‌شوند. آنها قوس متمرکز، نفوذ عمیق، و فلز جوش با استحکام بالا ایجاد می‌کنند. اما به کنترل دقیق رطوبت و نگهداری خاص نیاز دارند.
2. الکترودهای روتیلی (اکسید تیتانیوم‌دار)
پوشش این الکترودها شامل مقادیر زیادی اکسید تیتانیوم است که موجب روان‌سازی قوس، پایداری بالا و ظاهر زیبا در جوش می‌شود. این الکترودها برای کارهای عمومی و غیرساختاری مانند تعمیرات، کارگاه‌های تولیدی، یا صنایع سبک ایده‌آل هستند. مزیت برجسته آنها کاربری آسان، سرباره جداشونده، پاشش کم و شروع قوس آسان است. محدودیت آنها در ضعف نسبت به ترک‌خوردگی و عملکرد ضعیف در شرایط شدید است. این گروه برای جوشکاری در تمام وضعیت‌ها مناسب است و الکترودهایی مانند E6013 در این دسته قرار دارند.
مطالعه بیشتر: نقطه ذوب استیل
3. الکترودهای سلولزی (پوشش ارگانیک)
این گروه دارای پوشش ضخیم از مواد سلولزی (آلی) مانند ترکیبات کاغذ، نشاسته یا خاک‌اره همراه با مواد معدنی است. ویژگی کلیدی آنها، ایجاد نفوذ فوق‌العاده بالا، قوس بسیار پرانرژی و گاز زیاد برای محافظت طبیعی است. الکترودهای سلولزی برای جوشکاری در موقعیت‌های دشوار، به‌ویژه عمودی پایین یا سربالا بسیار مناسب‌اند و در پروژه‌های لوله‌کشی، خطوط نفت و گاز و صنایع دریایی پرکاربرد هستند. این الکترودها، مانند E6010 و E6011، نیاز به مهارت بالا دارند و دود زیادی تولید می‌کنند. سرعت پیشروی بالا و توانایی نفوذ در لایه‌های زنگ‌زده یا رنگ‌خورده از دیگر مزایای آنهاست.
4. الکترودهای اکسیدی (پایه اکسید آهن و منگنز)
پوشش این الکترودها بیشتر از اکسیدهای فلزی سنگین تشکیل شده و عملکرد آنها با تولید سرباره نرم و گسترده با جدایش آسان مشخص می‌شود. جوش‌های حاصل از این گروه از نظر ظاهری بسیار صاف، براق و یکنواخت‌اند، ولی از نظر مکانیکی، استحکام و چقرمگی کمتری دارند. بنابراین، استفاده از آنها به کاربردهای تزئینی، پروژه‌های سبک یا قطعاتی که تحت بارگذاری شدید نیستند، محدود می‌شود. الکترودهای اکسیدی معمولاً در وضعیت‌های افقی یا تخت استفاده می‌شوند، زیرا کنترل سرباره آنها در حالت‌های عمودی دشوار است.
5. الکترودهای با پوشش مخلوط یا چندترکیبی
برخی الکترودها ترکیبی از چند نوع پوشش دارند تا مزایای هم‌زمانی را فراهم کنند؛ مثلاً پوششی که هم خواص روتیلی (کارکرد آسان) و هم ویژگی‌های قلیایی (استحکام بالا) را ترکیب می‌کند. این نوع پوشش‌ها معمولاً برای جوشکاری سازه‌های نیمه‌حساس، پروژه‌های صنعتی متوسط، یا مکان‌هایی با نیاز به عملکرد متوسط و ظاهری قابل‌قبول طراحی می‌شوند.
پوشش الکترود تنها یک روکش محافظ نیست، بلکه مغز متفکر عملکرد آن در جوشکاری است. بسته به نوع پروژه، ضخامت فلز پایه، وضعیت جوشکاری، خواص مکانیکی نهایی، و شرایط محیطی، انتخاب صحیح نوع پوشش الکترود به‌عنوان یک فاکتور کلیدی در موفقیت جوش محسوب می‌شود. هر نوع پوشش، با ترکیبات شیمیایی خاص خود، رفتاری منحصربه‌فرد در برابر قوس، مذاب، گازهای محافظ و فلز پایه از خود نشان می‌دهد. شناخت دقیق این پوشش‌ها، تفاوتی حیاتی میان یک اتصال جوش موفق و یک شکست فنی خواهد بود.
مطالعه بیشتر: جوشکاری آرگون
انواع الکترود جوشکاری بر اساس جنس مفتول
در جوشکاری، جنس مفتول الکترود نقش مهمی در استحکام، انعطاف‌پذیری و دوام جوش دارد. انواع الکترودها بر اساس جنس مفتول به‌صورت خلاصه شامل موارد زیر هستند:
- الکترود فولادی کم‌کربن: برای جوشکاری عمومی؛ جوش‌پذیری بالا و مناسب سازه‌های سبک.
- الکترود فولاد کربن متوسط: استحکام بیشتر از نوع کم‌کربن؛ مناسب قطعات صنعتی و ماشین‌آلات.
- الکترود فولادی با کربن بالا: بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش؛ نیازمند پیش‌گرم.
- الکترود چدنی: مخصوص جوش چدن؛ معمولاً حاوی نیکل یا ترکیبات خاص برای جلوگیری از ترک.
- الکترود فولادی ضدزنگ: مقاوم در برابر خوردگی؛ مناسب صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی.
- الکترود غیرآهنی: ساخته‌شده از فلزاتی مانند آلومینیوم، مس یا برنز؛ برای کاربردهای خاص.
- الکترود آلیاژی: شامل فلزات خاص مثل نیکل، مولیبدن یا کبالت؛ برای شرایط کاری ویژه مانند دمای بالا یا محیط خورنده.
مطالعه بیشتر: جوشکاری CO2
انواع الکترود جوشکاری بر اساس ضخامت پوشش
میزان پوشش الکترودها یکی از عوامل حیاتی در تعیین رفتار قوس، کیفیت جوش و حفاظت از منطقه مذاب است. ضخامت فلاکس یا روکش الکترود، حاصل ترکیب نوع ساخت، مواد استفاده‌شده در پوشش، و تنظیمات کارخانه‌ای تولیدکننده است. این پوشش نه‌تنها محافظت از قوس و مذاب را تضمین می‌کند، بلکه در ایجاد پایداری قوس، کنترل پاشش، تشکیل سرباره، و خواص متالورژیکی نهایی جوش نقش اساسی دارد.
الکترودها از نظر ضخامت پوشش به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
- پوشش نازک (Thin Coated): دارای کمترین مقدار روکش؛ مناسب برای جوش‌های سبک و موقتی، قوس ناپایدارتر اما کاربرد آسان.
- پوشش متوسط (Medium Coated): تعادل میان نفوذ و کنترل قوس؛ مناسب برای مصارف عمومی و سازه‌های سبک تا نیمه‌سنگین.
- پوشش ضخیم (Heavy Coated): تولید قوس پایدار، محافظت مؤثرتر از مذاب، مناسب برای قطعات ضخیم‌تر و شرایط سخت.
- پوشش بسیار ضخیم (Extra Heavy Coated): ایجاد حداکثر پایداری قوس، مقاومت بالا در برابر آلودگی‌ها و پاشش، استفاده در محیط‌های صنعتی سنگین.
مطالعه بیشتر: الکترود جوشکاری ورق گالوانیزه
استانداردهای بین‌المللی مربوط به الکترودها:
- ISO 2560: برای الکترودهای پوشش‌دار مورد استفاده در جوشکاری دستی فولادهای کربنی و کم‌آلیاژ، خصوصاً با تمرکز بر خواص مکانیکی و قابلیت جوشکاری در شرایط مختلف.
- ISO 3580: مخصوص الکترودهای طراحی‌شده برای فولادهای ضدزنگ؛ تضمین خواص مقاومتی در برابر خوردگی و گرما.
این طبقه‌بندی و استانداردسازی به مهندس جوش کمک می‌کند تا دقیقاً بر اساس نوع پروژه، محیط کاری، و خصوصیات فلز پایه، الکترود مناسب را انتخاب کند.
انواع سیم جوش
سیم جوش، در واقع همان ماده مصرفی اصلی در فرآیندهای جوشکاری ذوبی است که به عنوان “پل فلزی” بین دو قطعه عمل می‌کند و پس از ذوب‌شدن، با فلز پایه ترکیب می‌شود تا یک اتصال یکپارچه، مقاوم و بادوام ایجاد کند. برخلاف تصور عمومی، انتخاب سیم جوش تنها به نوع فلز محدود نمی‌شود، بلکه طیفی از ویژگی‌ها مانند رفتار حرارتی، سازگاری شیمیایی، روش انتقال فلز مذاب، نوع پوشش و حتی ساختار فیزیکی سطح سیم نیز در تعیین کیفیت نهایی جوش مؤثر هستند.
محصول پیشنهادی: میلگرد استیل
۱. بر اساس ساختار فیزیکی سیم
سیم جوش توپر (Solid Wire): بدون هیچ‌گونه هسته یا پوشش داخلی، مناسب برای جوشکاری دقیق با گاز محافظ، معمولاً در صنایع خودروسازی و خطوط تولید اتوماتیک.
سیم جوش توپُر پوشش‌دار: سیم‌های فولادی با روکشی نازک از مس یا آلیاژهای محافظ که موجب کاهش اکسیداسیون می‌شود.
سیم جوش پُر شده (Flux-Cored Wire): دارای مغزی پودر فلاکس؛ به دو نوع گازدار و بدون گاز تقسیم می‌شود؛ گزینه‌ای ایده‌آل برای جوشکاری در محیط‌های بیرونی یا بادگیر.
سیم جوش روکش‌دار (Metal Cored Wire): ترکیبی از سیم توپُر و مغزی فلزی؛ برای افزایش رسوب و سرعت جوشکاری استفاده می‌شود.
۲. بر اساس ویژگی‌های کاربردی و صنعتی
- سیم‌های مقاوم به حرارت: مناسب برای تجهیزات حرارتی، دیگ‌های بخار و کوره‌ها.
- سیم‌های مقاوم به خوردگی: مخصوص محیط‌های اسیدی، دریایی یا صنایع غذایی.
- سیم‌های پر استحکام: برای اتصال قطعاتی که تحت بار مکانیکی یا ضربه قرار دارند.
۳. بر اساس نوع فرایند جوشکاری
- برای GMAW (MIG/MAG): نیاز به گاز محافظ خارجی دارند، انتخاب آن به ترکیب گاز (CO₂ یا آرگون مخلوط) و جنس سیم بستگی دارد.
- برای GTAW (TIG): در این روش سیم به‌صورت دستی وارد منطقه جوش می‌شود؛ بیشتر در قطعات حساس یا نازک استفاده می‌شود.
- برای FCAW (جوشکاری سیم پودری): به دلیل وجود پودر فلاکس در داخل سیم، می‌تواند بدون گاز محافظ خارجی هم مورد استفاده قرار گیرد؛ مناسب محیط‌های صنعتی با تهویه ضعیف.
- برای SAW (جوش زیر پودری): سیم جوش به همراه فلاکس خشک روی محل جوش وارد می‌شود و در فرآیند اتوماتیک کاربرد دارد.
مطالعه بیشتر: روش جوشکاری ورق استیل
۴. بر اساس ترکیب شیمیایی
- کم‌کربن، کم‌منگنز، کم‌سیلیکون: مناسب برای جوش‌های تمیز با حداقل گازهای حل‌شده در فلز مذاب.
- آلیاژی (مولیبدن‌دار، نیکل‌دار، کروم‌دار): برای افزایش چقرمگی، مقاومت به دما یا خوردگی.
- آلومینیوم آلیاژی (4045، 5356): بر اساس درصد منیزیم یا سیلیسیم برای کاربردهای خاص دریایی یا انتقال حرارت بالا.
۵. بر اساس عملکرد الکتریکی و رسانایی
- سیم‌هایی با رسانایی بالا برای جوشکاری با جریان‌های بالا و انتقال سریع حرارت.
- سیم‌هایی با مقاومت الکتریکی بیشتر برای کنترل‌پذیری بهتر حوضچه مذاب.
انتخاب سیم جوش، یک فرآیند دقیق و چند‌بعدی است که باید با توجه به جنس فلز پایه، نوع فرآیند، خواص مکانیکی مورد انتظار، شرایط محیطی، موقعیت جوشکاری و حتی تجهیزات مورد استفاده صورت گیرد. یک سیم جوش مناسب می‌تواند ضمن افزایش راندمان کاری، از بروز ترک، خلل و فرج، پاشش، و خوردگی در آینده جلوگیری کند.
انتخاب الکترود و سیم جوش مناسب
انتخاب الکترود و سیم جوش مناسب در فرآیند جوشکاری بسیار اهمیت دارد و باید با توجه به عواملی مانند نوع فلز پایه، ضخامت قطعه، شرایط محیطی و نوع جوشکاری انجام شود. انتخاب درست مواد، کیفیت و استحکام جوش را تضمین کرده و مشکلاتی مانند ترک‌خوردگی و جوش‌های ضعیف را کاهش می‌دهد. انتخاب نامناسب می‌تواند به بروز مشکلات جدی در جوش‌ها منجر شود.
مطالعه بیشتر: تفاوت سیم جوش و فیلر جوشکاری
جمع بندی
جوشکاری فرآیندی حیاتی برای اتصال قطعات فلزی در سازه‌های مهندسی است که نیازمند دقت و مهارت بالا است. این عملیات به‌ویژه در ساختارهای فلزی ساختمان‌ها و پروژه‌های بزرگ اهمیت دارد. جوشکاری نادرست می‌تواند باعث ایجاد جوش‌های ضعیف و خطرناک شود که منجر به ضعف سازه و حوادث می‌شود. جوشکاران باید با انواع مختلف جوشکاری و اصول ایمنی آشنا باشند. برای اطمینان از کیفیت و ایمنی، این کار باید تنها توسط جوشکاران متخصص و با رعایت دقیق اصول فنی انجام شود.
مجموعه استیل مارکت به عنوان تولید کننده تخصصی محصولات استنلس استیل، انواع محصولات استنلس استیل مانند سیم جوش استیل 316، 314، میلگرد استیل، میلگرد استیل 316، میلگرد استیل 304، مفتول استیل، توری استیل را با بهترین قیمت در فروشگاه خود عرضه کرده است. جهت خرید محصولات استنلس استیل کافی است با شماره 09122139868 تماس گرفته و انواع محصولات استنلس استیل را با بهترین قیمت از سراسر کشور خریداری کنید.