جوشکاری الکترود: ساده، چند منظوره، موثر
جوشکاری الکترود که با نام‌های دیگر جوشکاری قوس دستی، جوشکاری الکترود دستی، جوشکاری قوس فلزی دستی یا جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) هم شناخته می‌شود معمولاً اولین فرآیند جوشکاری است که جوشکارها در حین آموزش یاد می‌گیرند. یادگیری این جوشکاری آسان است و تقریبا بطور همزمان در مورد نحوه کار سیستم‌های جوشکاری و همچنین نسبت فلزات به ولتاژ الکتریکی هم بینشی ارائه می‌دهد.
جوشکاری با الکترود میله‌ای در مقایسه با فرایندهای میگ/مگ و شاخه‌های تیگ (MIG / MAG, TIG) مزایای بیشماری دارد. در اصل، تقریباً تمام مواد را می‌توان با استفاده از جوشکاری الکترود جوش داد. این فرآیند که عمدتا در ساخت فولاد و خطوط لوله استفاده می‌شود، در تجارت و صنایع فلزی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. جوشکاری قوس فلزی دستی امکان ایجاد هر نوع درز و موقعیت جوش را فراهم می‌کند، صرف نظر از اینکه این شامل موقعیت‌های محدود یا سربار، درزهای عمودی بالا یا جوشکاری انتهای عمودی هم هست. بعلاوه، در این روش جوشکار متکی به گازهای محافظ نیست و به راحتی می‌تواند در فضاهای بیرونی، حتی در شرایط جوی نامساعد مثل باد یا باران، هم کار کند.
جوشکاری قوس فلزی دستی
در جوشکاری الکترود، تماس بین الکترود میله‌ای و قطعه کار باعث روشن شدن قوس می‌شود. این حالت، برای کسری از ثانیه، بین دو قطب یک اتصال کوتاه ایجاد می‌کند، به این معنا که سپس جریان می تواند ادامه یابد. قوس بین قطعه کار و الکترود می‌سوزد و همین، گرمای همجوشی مورد نیاز را ایجاد می‌کند. از طریق سیم ِهستهء قابل مصرف و پوشش، که آن هم قابل مصرف است، الکترود، سرباره محافظ و کف گاز را هم تأمین می‌کند.
جوشکاری قوس دستی به ولتاژ کم و آمپراژ بالا نیاز دارد. سیستم جوشکاری، ولتاژ شبکه موجود را به ولتاژ پایین و مناسب جوشکاری تبدیل می‌کند. در عین حال، با تامین آمپراژ مورد نیاز اجازه می‌دهد که منبع تغذیه هم تنظیم شود. برای کیفیت اتصالات در جوشکاری قوس فلزی دستی، آمپراژ مهمترین پارامتر است. بنابراین باید حتی الامکان ثابت بماند، حتی اگر طول قوس تغییر کند. به منظور اطمینان از این امر، منابع تغذیه‌ای برای جوشکاری الکترود همیشه دارای ویژگی افتادگی هستند.
ساختار سیستم جوشکاری الکترود
- اتصال اصلی
- منبع تغذیه
- قدرت جوشکاری سرب (الکترود)
- کابل اتصال به زمین (قطعه کار)
- نگهدارنده الکترود
- گیره زمینی
- الکترود میله ای
- قطعه کار
مزایای جوشکاری الکترود
- دستکاری آسان
- قابلیت استفاده جهانی صرفنظر از موقعیت مکانی
- آسان برای یادگیری
- کم صدا/ نویز پایین
- کم هزینه
- محافظت از درز جوش در اثر تشکیل سرباره
- عدم حساسیت به آلودگی‌هایی مثل زنگ زدگی، پوسته پوسته شدن، روغن یا گریس
- قابلیت تقریباً تمام مواد فلزی برای این جوشکاری
- کیفیت درز جوش بالا و خواص مکانیکی بالا
معایب جوشکاری الکترود
- سرعت کم ِجوشکاری
- تولید دود زیاد
- وقوع ضربه قوس
- منابع خطای افزایش یافته به دلیل دهانه‌های انتهایی و موقعیت‌های تماس
- تعیین قطر الکترود بر اساس ضخامت ورق و موقعیت جوشکاری
- زمان راه‌اندازی و خرابی زیاد: بازپخش الکترودهای بسته‌بندی شده استاندارد
- نصب الکترودها، برداشتن استامپ باقیمانده، حذف سرباره و پاشیدگی
- غیر قابل مکانیزه شدن
چگونگی تشکیل قوس جوشکاری (ARC)
برای تشکیل قوس باید مدار بین الکترود و قطعه کار شکسته شود. در جوشکاری قوس فلزی دستی این اتفاق با استفاده از لمس یا اشتعال تماسی رخ می‌دهد. قوس با لمس الکترود میله روی قطعه کار مشتعل می‌شود. به منظور تولید یک پلاسمای قوس، مواد و پوشش باید به دلیل جریان بالای کوتاه‌مدار، ذوب یا تبخیر شود. در عین حال، ولتاژ (کاتد ، آند و ولتاژ طول قوس) باید به اندازه کافی بالا باشد تا بتواند قوس را تشکیل دهد. جریان و ولتاژهای مورد نیاز، به قطر الکترود و پوشش الکترود بستگی دارد.
وظایف پوشش الکترونیکی
- یونیزه شدن فاصله تماس
- تشکیل پوشش گازی
- تشکیل سرباره
- تثبیت قوس
- کنترل اکسیداسیون
- کنترل فرآیندهای آلیاژی و خوردگی آلیاژی در استخر جوشکاری
- تأثیر بر سرعت خنک شدن درز جوش
- افزایش میزان رسوب (تولید)
منبع: fronius.com