جوش قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش دار ( SMAW )

جوش قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش دار ( SMAW )

جوش قوس الکتریکی با الکترود دستی (Shielded Metal Arc Welding) یا به اختصار جوشکاری الکترود دستی که با نام (MMA (Manual Metal Arc نیز شناخته میشود یکی از قدیمی ترین و همچنین پرکاربردترین فرآیند های جوشکاری می باشد که اغلب به صورت دستی انجام می شود. این فرآیند برای جوشکاری فولاد هایی با ضخامت بیش از ۳ میلیمتر مناسب می باشد.

در این روش برای ایجاد قوس بین قطعه کار و الکترود میتوان از دو جریان مستقیم ( DC ) و جریان متناوب ( AC ) استفاده کرد. الکترود و قطعه ی کار ذوب شده و حوضچه مذاب را تشکیل میدهند . در طی فرآیند جوشکاری پوشش فلاکس الکترود سوخته و تشکیل لایه ی سرباره را میدهد. همچنین دود ایجاد شده در اثر سوختن فلاکس ، از طرفی وظیفه محافظت از حوضچه مذاب را برعهده داشته و از سوی دیگر با جذب تشعشعات مضر قوس، جوشکار را محافظت می نماید. سرباره ی ایجاد شده از سرد شدن ناگهانی جوش جلوگیری کرده و باعث میشود جوش حالت ترد و شکننده پیدا نکند.

تجهیزات مورد استفاده در فرآیند جوش قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش دار :

تجهیزات مورد استفاده در این فرآیند به شرح زیر می باشند :

  • دستگاه جوش ( منبع قدرت )
  • کابل اتصال
  • انبر نگهدارنده الکترود ( الکترود گیر )
  • الکترود
  • تجهیزات ایمنی جوشکار ( دستکش- ماسک جوشکاری – روپوش )

دستگاه جوش

دستگاه جوش (اینونتر (Imvnter  ) – رکتیفایر ( Rectifier ) – موتور جوش) توان الکتریکی و جریان مورد نیاز برای ایجاد قوس الکتریکی مناسب را تامین میکند . این دستگاه ها میتواند با توجه به نوع الکترود مورد استفاده ، جریان مستقیم یا متناوب ایجاد کند.  نوع جریان ر عملکرد الکترود ها تاثیر مستقیم دارد.

جریان مستقیم ( DC )

در این جریان جهت الکترونها در مدار همیشه در یک جهت منفی به مثبت است و همیشه قطب مثبت و منفی ثابت است.

در جریان مستقیم از دو نوع قطب می توان استفاده کرد :۱- قطب مستقیم ۲- قطب معکوس

  • قطب مستقیم : زمانی که الکترود به قطب منفی و قطعه کار به قطب مثبت متصل شود به این فرآیند جوشکاری با قطب مستقیم میگویند. حرکت الکترون ها از الکترود به قطعه کار است. در این حالت قطعه کار نسبت به الکترود بیشتر حرارت میبیند. حدودیک سوم حرارت در الکترود و دو سوم حرارت در قطعه کار می باشد.
  • قطب معکوس : زمانی که الکترود به قطب مثبت و قطعه کار به قطب منفی متصل گردد به این فرآیند جوشکاری با قطب معکوس می گویند. در این حالت دو سوم حرارت در الکترود و یک سوم حرارت در قطعه کار است.

به صورت کلی انتخاب قطب در جوشکاری بسته به عواملی مانند نوع جوش ، جنس الکترود، جنس فلز جشو شونده بستگی دارد.

مزایای جریان مستقیم
  • امکان جوشکاری با آمپر کم وجود دارد.

  • برقراری قوس الکتریکی راحت تر است.
  • هر نوع الکترودی با آن قابلیت جوشکاری را دارد.
  • امکان انتخاب قطب را دارد.
  • خطر برقگرفتی آن کمتر است.

معایب جریان مستقیم
  • امکان انحراف قوس وجود دارد.
  • دستگاه های آن نسبت به جریان متناوب گرانتر است.
  • ضریب بهره بری الکترود در این جریا از جریان متناوب کمتر است.

جریان متناوب ( AC )

در جریان متناوب با توجه به اینکه جریان به تناوب تغییر پیدا میکند ، بنابر قطب ها همیشه ثابت نیستند و به همین علت در این جریان از انواع قطب ها نمیتوان استفاده کرد و نیمی از حرارت در الکترود و نیمی دیگر در قطعه کار آزاد میشود. چون در این جریان به صورت متناوب جای قطب ها تغییر پیدا میکند ، قوس ایجاد شده چندینبار به صفر میرسد که باعث قطع جوشو در نتیجه سخت شدن فرآیند جوشکاری می شود.

مزایا جریان متناوب
  • دستگاه های آن نسبت به جریان مستقیم ارزانتر است
  • امکان وزش قوس وجود ندارد ( وزش قوس : به علت بوجود آمدن میدان های مغناطیسی در اطراف الکترود ، قطعه کار و کار حالتی بوجود می آید که به آن وزش قوس می گویند. وزش قوس باعث عدم تکمیل جوش و جرقه های زیاد می شود. )
معایب جریان متناوب
  • امکان تغییر قطب وجود ندارد
  • برقراری قوس سخت است
  • امکان جوشکاری با آمپر پایین دشوار است
  • با همه نوع الکترود نمیتوان جوشکاری نمود.

کابل اتصال

برای ایجاد اتصال ، کابل را به قطعه و یا به میز کار متصل میکنند.

انبر نگهدارنده الکترود

 برای  جوشکار نگه داشتن و کنترل الکترود توسط انبر جوشکاری براحتی امکان پذیراست. جریان برق از مسیر کابل جوشکاری و سپس از طریق انبر جوشکاری به الکترود منتقل میشود و علت اینکه انتهای الکترود را حدود یک سانتی متر پوشش ندارد این است که الکترود، جریان برق را از انبر جوشکاری بگیرد. برای جلوگیری از شوک الکتریکی به دست جوشکار، دسته انبر جوش عایق است. انبرهای جوش بسته به کاربرد و مصرفشان با ظرفیتهای مختلف در شدت جریان های مختلف ساخته میشوند.

الکترود

الکترود (فلز پر کننده) یا به اصطلاح سیم جوش هی این روش از دو قسمت هسته (فلزی یا غیر فلزی) و پوشش فلاکس تشکیل شده است. معمولا قطر هسته الکترود بین ۲ تا ۸ میلیمتر و طول الکترود بین ۲۵ تا ۴۰ سانتی متر می باشد.

پوشش فلاکس موجود در الکترود وظایف زیر را بر عهده دارد :

  • محافظت از جوش در برابر اکسیده شدن
  • کنترل سرعت سرد شدن جوش
  • کنترل ترکیبات شیمیایی جوش
  • کمک به ایداری قوس الکتریکی
  • ایجاد خواص فیزیکی مشخص در سرباره جوش
  • کمک به افزایش راندمان جوشکاری

نوع پوشش الکترود

سه نوع روپوش برای الکترودهای SMAW وجود دارد : ١- روتیلی ۲- سلولزی ۳- قلیایی

  • روتیلی : علت انتخاب نام روتیلی بخاطر وجود مقدار زیاد تیتانیوم در روپوش الکترود است. این نوع روپوش الکترود دارای نفوذ کم ولی برای مصارف عمومی و انواع حالات جوشکاری کاربرد زیادی دارد
  • سلولزی : اسم سلولز بخاطر نسبت زیاد سلولز در روپوش الکترود است. این نوع الکترود حفاظت حوضچه جوش را توسط تولید حجم زیادی از دی اکسید کربن، منوکسید کربن و هیدروژن انجام میدهد. الکترودهای سلولزی هم چنین دارای یک نفوذ خیلی زیادی هستند و به همین خاطر برای پاس های ریشه در خطوط لوله و مخازن به کار می روند و این نفوذ به حدی است که اگر تکنیک جوشکاری مناسب نباشد می تواند باعث بریدگی کناره جوش شود این الکترودها گل جوش خوبی تولید نمی کنند. روپوش الکترود سلولز دارای ۱۰ درصد رطوبت است و بنابراین نباید آن را قبل از مصرف باز پخت (پیش گرم کردن الکترود) نمود.
  • قلیایی : به خاطر وجود مقدار زیاد آهک یا کربنات کلسیم در روپوش، این الکترودها به الکترودهای قلیایی معروف هستند. با باز پخت کردن الکترود در کوره های مخصوص، مقدار آب در روپوش کمتر شده و بنابراین فلز جوش ته نشین شده دارای هیدروژنی کم میباشد به همین خاطر به الکترودهای کم هیدروژن نیز معروف هستند. الکترود های قلیایی برای حفاظت حوضچه جوش، دی اکسید کربن تولید نکرده و بنابراین با یک قوس کوتاه باید جوشکاری شوند تا از ایجاد تخلخل در جوش جلوگیری شود . در جایی که ایجاد ترک به سبب وجود هیدروژن وجود دارد مانند جوشکاری فولادها با کربن زیاد و یا آلیاژی می توان از الکترودهای کم هیدروژن استفاده نمود . الکترودها به رطوبت حساس بوده و باید در پاکت های مخصوص مقاوم به نگهداری شوند زیرا هیدروژن وارد فلز جوش می شود. مقدار جذب رطوبت ان نیز در این الکترودها مهم است. بطور کلی برای بازپخت الکترود، از آون (oven ) یک کوره الکتریکی سبک و قابل حمل و نقل است استفاده می کنند.

نام گذاری الکترود

برای نام گذاری و یا خواندن صحیح نام الکترود مراحل زیر انجام می شود :

                                 نشان دهنده نام الکترود             E XX YY

                               حداقل استحکام کششی فلز جوش           E XX YY

                                 نشان دهنده وضعیت جوشکاری            E XX YY

   مناسب برای تمام وضعیت های جوشکاری                   Y=1

   مناسب برای جوشکاری در وضعیت های تخت و افقی                   Y=2

   مناسب برای جوشکاری در وضعیت تخت                   Y=3

   مناسب برای تمام جوشکاری ها به جز جوشکاری عمودی رو به پایین                   Y=4

                            نشان دهنده نوع الکترود جوشکاری            E XX YY

   پوشش اکسیدی ( اکسید آهن )                   Y=7

   پوشش قلیایی کم هیدروژن ( حاوی آهک)             Y=5,6,8

   پوشش سلولزی                 Y=0,1

  پوشش خاص                   Y=9

نظرات بسته شده است، اما بازتاب و پینگ باز است.