الکترود چیست؟ 

الکترود یک ابزاری است که بیشتر در هنگام جوشکاری از آن استفاده می‌شود. الکترودها که رسانا بوده و برق را از خود عبور می‌دهند، انواع مختلفی دارند. در ادامه این مطلب قرار است به سوال الکترود چیست پاسخ داده و انواع الکترود و نحوه نگهداری و انبار کردن آن را بررسی کنیم. با ما همراه باشید.

الکترود چیست؟

سوال الکترود چیست این‌گونه پاسخ داده می‌شود الکترود ماده رسانایی است که از سمتی به بخش فلزی که غالبا از جنس سیم مسی است و از سمت دیگر به بخش غیر فلزی که امکان دارد نیمه رسانا، الکترولیت و یا خلأ باشد وصل می‌شود. این الکترود در مدار الکتریکی متصل شده و باعث برقراری ارتباط میان بخش‌های مختلف آن می‌شود.

به طور کلی می‌توان اینگونه گفت که الکترودها از دو قسمت مهم که شامل فلز جوشکاری و پوشش روی فلز است تشکیل شده‌اند. بیشترین استفاده‌ای که از الکترود می‌شود در صنعت جوشکاری است. جوشکاری به این معناست که دو یا چند قطعه فلز را از طریق الکترودهای جوشکاری به صورت پر کردن فضای خالی میان آنها به یکدیگر متصل می‌کنند. در واقع در جواب به سوال الکترود چیست می‌توان گفت یک مفتول فلزی است که روی این مفتول و دور تا دور آن یک پوششی به نام فلاکس وجود دارد و جریان برق را از خود عبور می‌دهد.

به طور معمول این پوشش‌ها از جنس آهک، سلولز، اکسید سدیم، خاک رس و آزبست است. علاوه بر آن، پوشش فلاکس الکترود کمک زیادی به ثابت بودن قوس الکتریکی در روند جوشکاری می‌کند. در ایران الکترود با نام‌های دیگری نیز همچون میل کاربیت و باری شناخته می‌شود.

تولید انرژی یکی از حوزه‌هایی است که الکترود در آن کاربرد داشته و برای تولید انرژی الکتریکی می‌توان از آن استفاده کرد. برای تبدیل انرژی الکتریکی به شیمیایی و یا برعکس، می‌توان از ابزارهایی مانند سلول‌های الکتروشیمیایی استفاده کرد که اجزای آن الکترود و الکترولیت است.

 

الکترود چیست: انواع الکترودها

همانطور که پیشتر بیان شد، الکترودها از دو بخش فلز یا مفتول و پوشش روی آن تشکیل می‌شوند. از همین رو الکترودها را می‌توان از جنبه‌های مختلفی تقسیم بندی نمود. مثلا الکترودها از حیث جنس مفتول به الکترودهایی با مفتول فولادی ضد زنگ، الکترودهایی با مفتول کربن پایین، مفتول آلیاژی نیکل‌دار و مفتول‌های آلومینیومی قابل تقسیم هستند.

 به علاوه الکترودها بر اساس بخش دوم آن که پوشش فلاکس است هم به دو دسته روکش دار و بدون روکش تقسیم می‌شوند. پوششی که بر روی الکترود وجود دارد ممکن است از جنس قلیایی، رتیلی، رتیلی با پودر آهن و سلولزی باشد. همچنین این پوشش از لحاظ ضخامت می تواند نازک، متوسط، ضخیم و یا خیلی ضخیم باشد.

چنانکه گفتیم از جنبه‌های مختلفی قابل دسته بندی است، اما در ادامه تصمیم دارین اصلی‌ترین دسته بندی آن یعنی الکترودهای پوشش دار و الکترودهای بدون پوشش را مورد بررسی قرار دهیم با ما همراه باشید.

 در تعریف الکترودهای بدون روکش باید گفت که از این نوع الکترود برای مدت خیلی طولانی استفاده می‌شده است ولی به علت آن که در آن جوش‌هایی ایجاد می‌شود از  ظاهر خوبی برخوردار نبوده و در مقابل ضربه نیز آن‌چنان مقاومت و دوامی ندارد.

 

الکترود روکش دار

t

بعد از آن که الکترودهای روکش دار به وجود آمد، دیگر مشکلاتی که از استفاده‌ی الکترودهای بدون روکش ایجاد می شد مثل حفظ فلز جوش و قوس الکتریکی از مرحله ذوب تا انجماد، در مقابل هوای اطراف بود، برطرف شد.

الکترودهای روکش دار وظیفه دارند تا شکل ظاهری نوار جوش را در برابر آلودگی‌ها و اکسیدها حفظ کرده و علاوه بر آن به راحتی و سرعت جوشکاری بی افزایند و میزان پاشیدگی جوشکاری را بسیار کمتر کنند.

تفاوت الکترود بدون روکش با روکش‌دار

در تفاوت این دو گفته می‌شود که مقاوت الکترودهای بدون روکش از الکترودهای روکش دار بسیار کمتر بوده و همانگونه که گفتیم ظاهر الکترودهای بدون پوشش بر اثر جوش‌های ایجاد شده نامناسب است. به علاوه الکترودهای روکش دار برخلاف بدون روکش عملیات جوشکاری را راحت‌تر و سریع‌تر کرده و میزان پاشیدگی جوش را کاهش می‌دهد.

الکترود چیست: انواع الکترودها از جنبه‌های مختلف

در فوق اشاره کردیم که الکترودها از لحاظ‌های مختلفی دسته بندی می شوند و به برخی از آن‌ها هم اشاره کردیم، اما در ادامه قرار است کامل‌تر به این مبحث پرداخته و تمامی دسته بندی‌ها را نام ببریم.

انواع الکترود از حیث ضخامت پوشش

• الکترود‌‌های جوشکاری با پوشش نازک
• الکترود‌‌های جوشکاری با پوشش متوسط
• الکترود‌‌های جوشکاری با پوشش ضخیم
• الکترود‌‌های جوشکاری با پوشش خیلی ضخیم

انواع الکترود از حیث ساخت

• الکترود انجماد سریع
• الکترود انجماد پرشده
• الکترود چسبان سریع
• الکترود کم هیدروژن

انواع الکترود از لحاظ جنس مفتول

• الکترود با مفتول فولاد زنگ نزن
• الکترود با مفتول فولاد کم کربن
• الکترود با مفتول نیکلی
• الکترود جوشکاری با مفتول آلومینیومی

انواع الکترود از لحاظ پوشش فلاکس

• الکترود جوشکاری با پوشش قلیایی
• الکترود رتیلی
• الکترود جوشکاری رتیلی با پودر آهن
• الکترود سلولزی

در ادامه مطلب برخی از این پوشش‌های الکترود را تعریف می‌کنیم.

الکترود جوشکاری با پوشش قلیایی

از پرکاربردترین الکترودها برای جوشکاری‌های فولادی با آلیاژ کم و کربن بالا الکترود با پوشش قلیایی است. الکترود با پوشش قلیایی از کلسیم و مقدار کمی فلورید کلسیوم ساخته می شود. به این نوع از الکترود، الکترود کم هیدروژن نیز گفته می‌شود زیرا که در این نوع الکترود اصلا ماده سلولزی استفاده نشده و تنها مقدار کمی هیدروژن دارد.

الکترود با پوشش قلیای برای هر نوع جوشکاری مناسب بوده و برای قطبیت DC+ طاحی شده است.

 

پوشش الکترود اسیدی

پوشش الکترود اسیدی از مقدار بسیار زیادی سلیکات آهن و منگنز تشکیل شده که باعث می شود زمان جوشکاری سرباری ضخیمی ایجاد گردد. گفته می‌شود که الکترود اسیدی کاربرد کمی دارد به خصوص در شرایط حساس که اصلا کاربرد ندارد. معمولا از این نوع الکترود در جوشکاری‌های که سطحی بوده و برای برطرف کردن عیب قطعات ریخته گری است به کار برده می‌شود.

پوشش الکترود رتیل (دی‌اکسید تیتانیوم)

دی اکسید تیتانیومی که در این نوع از پوشش الکترود وجود دارد موجب می‌شود که پایداری قوس الکتریکی در کلیه حالات جوشکاری حفظ شود و افزون بر آن سرباره اسیدی نیز تشکیل می دهد. سرباره اسیدی با گازهای کربن، اکسید نیتروژن و هیدروژنی که در پوشش الکترود وجود دارد ترکیب شده  و به محافظ حوضچه مذاب تبدیل می‌گردد.

پوشش الکترود اکسیدی

الکترودهایی که پوشش اکسیدی دارند همچون الکترودهای اسیدی، نفوذ کم و سرباره اسیدی ضخیم دارند. این نوع از پوشش، دارای اکسید های فلزی از قبیل اکسید منگنز، سیلیکات و اکسید آهن است. با این نوع الکترود است که جوشکاری با دو جریان مستقیم و متناوب انجام می‌شود. از آن‌جایی که در این پوشش اکسیژن زیادی وجود دارد جوش‌ها استحکام کمی دارند.

الکترود جوشکاری رتیلی با پودر آهن یا اکسید سیلیس

الکترود با پوشش رتیلی هم در قطبیت AC و هم DC به کار می‌رود. این پوشش پودر آهن یا همان اکسید سیلیس دارد و همین وجود سیلیسیوم مقاومت غشای دور حوضچه مذاب را افزایش می‌دهد. از همین رو در مقایسه با فولاد کربنی در زمان جوشکاری غشای کمتری دارد.

الکترود سلولزی

همانطور که از نام این الکترود مشخص است، پوشش آن بیشتر از سلولز ساخته شده و دارای سطحی ناهموار است. از آنجایی که این نوع از پوشش الکترود نم گیر است، ماده سلولزی موجود در آن در معرض فاسد شدن قرار دارد. این نوع از الکترود چون که از ویژگی مکانیکی خوب بهره‌مند بوده، در جوشکاری پارس ریشه و به علت انجماد سریع مذاب جوش در جوشکاری سرازیر در اتصالات به کار برده می‌شود.

زمانی که این نوع الکترود بر اثر بالا رفتن دما و تشکیل قوس هیدروژن و اکسیژن آزاد می‌کند، باعث خواهد شد که گازهای مخرب وارد حوضچه مذاب نشوند. از همین رو این نوع الکترود در نخستین پاس جوشکاری خطوط انتقال نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد پوشش الکترود چیست

پوشش فلاکس امکان دارد بر روی الکترود مثل جوشکاری « SMAW » و یا داخل هسته آن مثل جوشکاری « FCAW » قرار بگیرد.

 

وظایفی که پوشش الکترود دارد:

• جلوگیری کردن از تلف شدن حرارت و انرژی
• بهبود بخشیدن به خواص فیزیکی جوش و آلیاژ سازی
• جلوگیری از سرد شدن سریع جوش
• محافظت از پایداری قوس الکتریکی و هدایت جریان الکتریسته
• بهتر کردن و افزایش دادن بازدهی رسوب گذاری
• حذف کردن ناخالصی موجود در فلز مذاب
• به وجود آوردن سرباره و محافظت از جوش
• جلوگیری از آلوده شدن و زنگ زدن میله الکترود
• کنترل و ایمن کردن تشعشعات ناشی از جوشکاری
• ایجاد نمودن امکان انجام فرایند جوشکاری در حالت‌های مختلف همچون جوشکاری سربالا

نکته‌ی مهمی که در این بخش از مقاله الکترود چیست؟ باید بیان کرد این است که محافظت از پوشش الکترودها در برابر آسیب دیدگی بسیار مهم است. زیرا حتی اگر یک ضربه کوچک با آن برخورد کند ممکن است پوشش الکترود را از بین برده و در استفاده از آن هنگام جوشکاری مشکل ایجاد کند.

 

راه‌هایی برای شناسایی الکترودهای پوشش دار

کارخانه‌هایی که الکترود تولید می‌کنند، باید محصولات خود را نام گذاری کنند علاوه بر آن لازم است تا محصول خود را با یکی از استاندارهایی که مورد قبول جهان است تطبیق است. از جمله استانداردهای جهای که در خصوص الکترودهای پوشش دار وجود دارد می توان به « A51 »، « AWS »، « 13.DIN19 »، « ISO02560 » و « BS639 » اشاره کرد.

ساده‌ترین آن‌ها « AWS » بوده که استانداردهای آن با « ASME » یکسان است و بیشتر تولید کننده‌هایی که الکترود تولید می‌کنند، محصولات خود را با این استاندارد مطابقت داده و بر روی جعبه‌های آن درج می‌نمایند. در نتیجه بر اساس این استاندارد می توان الکترودهایی که دارایی روپوش هستند را شناخت. به عنوان مثال الکترودهای روپوش دار بر طبق این استاندارد با حرف « E » به همراه 4 یا 5 عدد نام گذاری می شود.

به عنوان نمونه  الکترود E 40 2 0

• « E » به معنای الکترودی که به شیوه جوشکاری برقی مورد استفاده قرار می‌گیرد، است.
• عدد 40 نشان دهنده میزان فشار کشش گرده جوش است که محاسبه آن به این شکل است که آن را در 1000 ضرب می‌کنند. در این نمونه، میزان فشار کشش 40000 پوند بر اینچ مربع است.
• عدد 2 نشان از تعداد حالت‌های جوش دارد. این عدد امکان دارد به 1، 2 و یا 3 نیز تغییر کند. اگر 1 باشد یعنی در تمامی حالات می‌توان جوشکاری را انجام داد. اگر 2 باشد یعنی فقط جوشکاری به صورت عمودی و افقی ممکن بوده و 3 یعنی صرفا جوشکاری به صورت افقی امکان پذیر است.
• عدد 0 نیز نمایان گر نوع جریان است که امکان دارد بین اعداد 0 تا 6 باشد. ( عدد 0 = جریان مستقیم یا DC. عدد 1= هم جریان مستقیم و هم جریان متناوب و مهره جوش‌های به صورت تخت است. 2= نوع جریان مانند 1 بوده با این تفاوت که میزان سختی آن کمتر است. 3= نوع جریان مستقیم و مهره‌های جوش به شکل محدبی است. 4= قابل استفاده هم در جریان مستقیم و هم در جریان متناوب و در حالت‌هایی که نیاز به چند جوش دارد به کار برده می‌شود. 5= نوع جریان متناوب است و در شکاف‌های عمیق به کار رفته و دارای قوس الکتریکی آرامی است. 6= نوع جریان متناوب است.)

نحوه‌ی نگهداری کردن از الکترود چیست

الکترودهای دارای پوشش لازم است تا بر اساس مقررات سازنده و به عنایت به نوع روپوش آن‌ها نگهداری شوند. همچنین لازم به ذکر است که الکترودها باید از رطوبت و صدمات مکانیکی و آلوده شدن به روغن و چربی نیز  محافظت شوند.

برای آن که بتوانیم مقدار رطوبت موجود در الکترود را تشخیص بدهیم دو راه پیش رو داریم:

1. اولین راه این است که الکترود را پیش از خشک کردن و پس از آن به صورت دقیق وزن کنیم و به این طریق میزان رطوبتی که در آن وجود داشته است به دست می‌آید.

2. راه دوم آن است که چند عدد الکترود را میان دست‌ها قرار داده و آن ها را به هم مالش دهیم و به این طریق تشخیص دهیم که آیا الکترودها مرطوب است یا خیر. نحوه تشخیص به این شکل است که اگر صدای مالش آن‌ها به هم شبیه صدای فلزات باشد الکترود فاقد رطوبت بوده و خشک است و اگر در زمان مالش صدای خفه و بمی بدهد نشان از مرطوب بودن آن دارد.

در صورتی که الکترود به آب و روغن یا چربی آلوده شود باعث خواهد شد که این آلودگی‌ها در گرمای قوس تجزیه شده و هیدروژن تولید کند. هیدروژنی که از این تجزیه ایجاد می‌شود در فلز جوش وارد شده و در آن شکست یا مُک ایجاد می‌کند.

نکته مهم این است که الکترودها باید با احتیاط بسیار حمل و نقل گردد زیرا اگر ضربه‌ای به آن بخورد روپوش آن خورد شده و یا ترک بر می‌دارد و به این ترتیب زمان جوشکاری به صورت تکه‌ای از الکترود جدا می‌گردد. این جدا شدن روپوش از الکترود علاوه بر آنکه قوس را دچار انحراف می‌کند، آن تکه جدا شده وارد حوضچه مذاب می شود.

شیوه‌های انبار کردن الکترودها

• برای انبار کردن الکترودها لازم است که آن‌ها را در جایی که خشک و خنک بوده و دمایی حداکثر ° C 10 دارد نگهداری شود.
• الکترودهای قلیایی لازم است در دمای ° C15 و رطوبت حداکثر 40% انبار شود.
• الکترودها تنها به میزان مورد نیاز برای مصرف باید از انبار خارج گردد و چنانچه رطوبت آن زیاد بود، آن‌ها را در دستگاه الکترود خشک کن قرار داد.
• دستگاه‌های الکترود خشک کن‌ از طریق المنت برقی کار کرده و کلید تنظیم دما یا ترموستات دارند.  
• آن بخش از الکترون‌هایی که رطوبت زیادی دیده و مدت زیادی از تاریخ تولید آن‌ها گذشته و یا آن که با روش‌هایی غیر اصولی انبار شده است، حتی اگر در دستگاه الکترود خشک کن هم قرار داده شود قابل استفاده نیست زیرا مغز فلزی و پودر فلزی داخل روپوش زنگ زده است.
• الکترودها باید به نحوی در انبار چیده شوند که به ترتیب ورود به انبار مورد استفاده قرار بگیرند تا به این طریق از نگهداری زیاد از حد برخی از آن‌ها جلوگیری شده و فاسد نشوند.
• چنانچه از الکترودهایی که زنگ و یا سفیدک زده استفاده گردد کیفیت جوش پایین آمده و آن را متخلخل و مُک دار می‌کند. همچنین موجب خواهد شد که اکسید در فلز جوش باقی بماند.

نتیجه گیری از الکترود چیست

از مطالبی که در مقاله الکترود چیست بیان شد می‌توان چنین نتیجه گرفت که الکترود ماده رسانایی است که جریان برق از آن عبور می‌کند. الکترودها به دو دسته ذوب شونده و غیر ذوب شونده تقسیم می‌شوند که الکترودهای ذوب شونده فلز جوش را ایجاد می‌کنند.

الکترودها از دو بخش تشکیل شده‌اند فلز جوشکاری و پوشش روی فلز. الکترودها براساس هر یک از این دو قسمت به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. به عنوان مثال از حیث جنس مفتول به مفتول فولادی ضد زنگ، مفتول آلومینیومی و مفتول با کربن پایین تقسیم می‌شوند. از حیث جنس پوشش نیز به دو دسته با روکش و بدون روکش قابل تقسیم هستند.با ما تماس بگیرید.

مقالات پیشنهادی : ورق فولادی چیست و چه کاربردی دارد

پیج اینستاگرام ما: navard.mohammad@