جوشکاری با الکترود ذغالی یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال پرکاربردترین روش‌های جوشکاری قوسی است که در صنایع مختلف، به‌ویژه برای تعمیرات و کار با فلزات غیرآهنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این روش برخلاف جوشکاری با الکترودهای پوشش‌دار، از میله‌های کربنی یا گرافیتی استفاده می‌کند که در فرایند مصرف نمی‌شوند و تنها وظیفه آن‌ها ایجاد قوس و انتقال انرژی گرمایی به قطعه کار است.
اهمیت این نوع جوشکاری بیشتر در سادگی تجهیزات، هزینه پایین و قابلیت ایجاد حرارت متمرکز نهفته است.
به همین دلیل، اگرچه روش‌های پیشرفته‌تری مانند جوشکاری MIG و TIG توسعه یافته‌اند، اما جوشکاری با الکترود ذغالی هنوز هم در بسیاری از کارگاه‌ها جایگاه خود را حفظ کرده است.
الکترود ذغالی چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
الکترود ذغالی یا کربنی به صورت میله‌های فشرده از جنس کربن یا گرافیت ساخته می‌شود و این الکترودها مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت دارند و می‌توانند دماهای بیش از ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد را بدون تغییر شکل یا ذوب شدن تحمل کنند.
طبق گزارش سایت خبری ایلنا:
عبور جریان برق از الکترودهای جوشکاری باعث ذوب شدن آن‌ها و پر شدن فاصله بین دو قطعه فلزی می‌شود و با ایجاد گاز مناسب، لایه پوششی مناسبی شکل می‌گیرد که اتصال قوی و پایدار در نقطه جوش ایجاد می‌کند. بنابراین انتخاب الکترود مناسب و باکیفیت در صنعت جوش اهمیت بالایی دارد.
از مهم‌ترین ویژگی‌های الکترود ذغالی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت حرارتی بالا: مناسب برای قوس‌های طولانی و پایدار.
- دوام بیشتر: نسبت به الکترودهای مصرفی، در طولانی مدت قابل استفاده‌اند.
- قابلیت استفاده با جریان AC و DC: انعطاف در کاربرد صنعتی.
- عدم آلودگی فلز پایه: چون روکش فلزی ندارند، فلز جوش نهایی تمیزتر است.
این ویژگی‌ها سبب شده‌اند که الکترود ذغالی انتخابی مناسب برای جوشکاری فلزات رنگین، لحیم‌کاری سخت و حتی برخی عملیات حرارتی باشد.
الکترود ذغالی در انواع مختلف ساده و مسی اندود تولید می‌شود و هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و برای مشاهده و بررسی انواع الکترود ذغالی می‌توانید به بخش مربوط در فروشگاه پاشاجوش مراجعه کنید.
نحوه انجام جوشکاری با الکترود ذغالی
فرایند جوشکاری با الکترود ذغالی به ظاهر ساده است؛ اما در عمل نیاز به مهارت بالایی دارد، چرا که کنترل قوس الکتریکی و میزان حرارت بسیار مهم است.
در گام نخست، الکترود ذغالی به یکی از قطب‌های دستگاه جوش (معمولاً قطب منفی در جریان مستقیم) متصل می‌شود و قطعه کار یا میز فلزی به قطب دیگر وصل می‌گردد.
پس از برقراری این اتصال، اپراتور نوک الکترود را به سطح قطعه نزدیک می‌کند تا قوس الکتریکی شکل بگیرد.
قوسی که ایجاد می‌شود حرارتی معادل چند هزار درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند که به‌راحتی می‌تواند سطح فلز پایه را ذوب کند.
در بسیاری از موارد، برای پر کردن درز یا اتصال کامل، از سیم جوش یا فلز پرکننده استفاده می‌شود که در این حالت، الکترود ذغالی صرفاً نقش تولید قوس و گرما را دارد و سیم جوش وظیفه ایجاد اتصال فلزی بین قطعات را بر عهده می‌گیرد.
کنترل فاصله میان الکترود و سطح کار (که معمولاً در حد چند میلی‌متر است) اهمیت زیادی دارد؛ چرا که فاصله زیاد باعث ناپایداری قوس و فاصله کم باعث چسبیدن الکترود به سطح می‌شود.
همچنین، اپراتور باید قوس را با حرکت یکنواخت هدایت کند تا ذوب فلز به صورت یکنواخت پخش شده و جوش مناسبی ایجاد شود.
کاربردهای جوشکاری با الکترود ذغالی
با وجود اینکه روش‌های مدرن جوشکاری امروزه جایگزین بسیاری از شیوه‌های سنتی شده‌اند، اما جوشکاری با الکترود ذغالی همچنان کاربردهای خاص خود را دارد.
یکی از مهم‌ترین موارد استفاده، تعمیر قطعات ریخته‌گری چدنی است؛ چرا که این قطعات اغلب دچار ترک یا حفره می‌شوند و با استفاده از حرارت متمرکز قوس ذغالی می‌توان آن‌ها را به‌راحتی پر و ترمیم کرد.
همچنین در صنایع برقی و مکانیکی، از این روش برای لحیم‌کاری سخت (Brazing) فلزات غیرآهنی مانند مس، برنج و آلومینیوم استفاده می‌شود.
از دیگر کاربردها می‌توان به پیش گرم کردن سطوح قبل از اجرای جوشکاری اصلی اشاره کرد که در برخی موارد، به ویژه در جوشکاری قطعات ضخیم، لازم است سطح قطعه قبل از جوشکاری به دمای معینی برسد تا از ایجاد ترک‌های ناشی از انقباض جلوگیری شود.
در این شرایط، استفاده از الکترود ذغالی روشی سریع و اقتصادی برای پیش گرم کردن است.
همچنین در کارگاه‌های آموزشی، از این نوع جوشکاری به عنوان یک روش ساده برای آموزش اصول اولیه قوس الکتریکی به هنرجویان استفاده می‌شود.
مزایا و معایب جوشکاری با الکترود ذغالی
مانند هر روش صنعتی دیگر، جوشکاری با الکترود ذغالی نیز مزایا و معایب خاص خود را دارد و مهم‌ترین مزیت آن هزینه پایین تجهیزات و مواد مصرفی است؛ زیرا الکترود ذغالی نسبت به الکترودهای روکش‌دار دوام بیشتری دارد و مصرف نمی‌شود.
همچنین این روش امکان کار بر روی فلزات غیرآهنی را فراهم می‌کند که با بسیاری از روش‌های دیگر دشوار است.
علاوه بر این، تجهیزات مورد نیاز ساده‌اند و نیازی به دستگاه‌های پیچیده وجود ندارد، بنابراین برای کارگاه‌های کوچک یا تعمیرات سریع، انتخابی ایده‌آل محسوب می‌شود.
در مقابل، کیفیت جوش حاصل از این روش نسبت به روش‌های مدرن پایین‌تر است و به‌ویژه در اتصال قطعات ضخیم یا در پروژه‌هایی که استحکام بالا ضروری است، نمی‌توان تنها به جوشکاری با الکترود ذغالی اکتفا کرد.
کنترل قوس نیز برای افراد تازه‌کار دشوار است و اگر اپراتور مهارت کافی نداشته باشد، جوش نهایی ممکن است دارای حفره، اکسیداسیون یا پاشش زیاد باشد.
همچنین در مقایسه با روش‌هایی مانند TIG، دقت و تمیزی جوش بسیار کمتر است.
نکات ایمنی در جوشکاری با الکترود ذغالی
قوس الکتریکی تولیدشده در جوشکاری با الکترود ذغالی بسیار شدید است و علاوه بر حرارت بالا، اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز زیادی ساطع می‌کند.
بنابراین، رعایت نکات ایمنی در این فرایند اهمیت بالایی دارد. استفاده از ماسک جوشکاری با شیشه تیره و استاندارد برای محافظت از چشم در برابر اشعه ضروری است؛ چرا که حتی نگاه کوتاه به قوس می‌تواند باعث آسیب قرنیه و بیماری معروف به «چشم جوشکار» شود.
همچنین استفاده از دستکش نسوز و لباس کار مقاوم به جلوگیری از سوختگی کمک می‌کند.
تهویه مناسب محیط نیز اهمیت زیادی دارد. هرچند الکترود ذغالی فاقد پوشش است و دود کمتری نسبت به الکترودهای روکش‌دار تولید می‌کند، اما در صورت استفاده از سیم جوش یا در اثر ذوب فلز پایه، گازها و دودهای مختلفی آزاد می‌شوند که استنشاق آن‌ها برای سلامتی خطرناک است.
رعایت فاصله ایمن میان الکترود و سطح کار، اطمینان از اتصال محکم کابل‌ها و استفاده از تجهیزات ایمنی الکتریکی از دیگر موارد ضروری برای جلوگیری از خطرات احتمالی هستند.
تفاوت جوشکاری با الکترود ذغالی و سایر روش‌ها
برای درک بهتر جایگاه جوشکاری با الکترود ذغالی باید آن را با سایر روش‌های جوشکاری مقایسه کنیم.
در مقایسه با جوشکاری با الکترود پوشش‌دار (SMAW)، روش ذغالی تجهیزات ساده‌تری دارد؛ اما کیفیت جوش پایین‌تری ارائه می‌دهد.
در مقایسه با جوشکاری TIG، هزینه بسیار کمتر است؛ اما دقت و تمیزی جوش قابل مقایسه نیست.
همچنین در مقابل جوشکاری MIG، سرعت و استحکام کمتری دارد؛ اما همچنان به دلیل هزینه پایین و قابلیت استفاده در شرایط کارگاهی ساده، جایگاه خود را حفظ کرده است.
این مقایسه نشان می‌دهد که انتخاب روش جوشکاری به شرایط پروژه، نوع فلز و میزان بودجه بستگی دارد.
برای پروژه‌های صنعتی بزرگ و حساس، روش‌های مدرن انتخاب بهتری هستند، اما برای تعمیرات سبک و کارهای آموزشی، جوشکاری با الکترود ذغالی همچنان یکی از بهترین گزینه‌ها محسوب می‌شود.
جمع‌بندی
جوشکاری با الکترود ذغالی به عنوان یکی از پایه‌ای‌ترین روش‌های قوس الکتریکی، همچنان در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این روش با وجود قدمت زیاد، به دلیل سادگی تجهیزات، هزینه پایین و قابلیت ایجاد حرارت متمرکز، جایگاه ویژه‌ای در تعمیرات، آموزش و کار با فلزات غیرآهنی دارد.
با این حال، محدودیت‌هایی مانند کیفیت پایین‌تر جوش و نیاز به مهارت بالا باعث می‌شود که در پروژه‌های سنگین‌تر، استفاده از روش‌های پیشرفته‌تر ترجیح داده شود.
آشنایی دقیق با اصول این روش، مزایا و معایب آن و همچنین رعایت نکات ایمنی، کمک می‌کند تا جوشکاری با الکترود ذغالی همچنان به عنوان ابزاری ارزشمند در جعبه ابزار صنایع باقی بماند.
سؤالات متداول (FAQ) درباره جوشکاری با الکترود ذغالی
۱. جوشکاری با الکترود ذغالی چیست؟
جوشکاری با الکترود ذغالی یکی از روش‌های قدیمی جوشکاری قوسی است که در آن از میله کربنی یا گرافیتی برای ایجاد قوس الکتریکی و انتقال حرارت استفاده می‌شود. این روش بیشتر برای تعمیرات سبک و کار با فلزات غیرآهنی کاربرد دارد.
۲. الکترود ذغالی چه تفاوتی با الکترود فلزی دارد؟
برخلاف الکترودهای فلزی روکش‌دار که در فرآیند جوشکاری مصرف می‌شوند، الکترود ذغالی نقش مصرفی ندارد و فقط قوس و حرارت تولید می‌کند. همچنین جوش حاصل از آن تمیزتر است زیرا فاقد آلودگی ناشی از پوشش الکترود است.
۳. کاربردهای اصلی جوشکاری با الکترود ذغالی کدامند؟
این روش برای تعمیر قطعات ریخته‌گری، لحیم‌کاری سخت فلزات رنگین مثل مس و برنج، پیش‌گرم کردن سطوح و آموزش اصول جوشکاری به هنرجویان کاربرد دارد.
۴. مزایای استفاده از الکترود ذغالی چیست؟
مزیت‌های اصلی آن شامل هزینه پایین، تجهیزات ساده، دوام بالای الکترود و امکان کار روی فلزات غیرآهنی است.
۵. معایب جوشکاری با الکترود ذغالی چیست؟
این روش کیفیت پایین‌تری نسبت به جوشکاری TIG یا MIG دارد، برای قطعات ضخیم مناسب نیست و نیازمند مهارت بالا در کنترل قوس است.
۶. آیا جوشکاری با الکترود ذغالی ایمن است؟
بله، در صورتی که از تجهیزات ایمنی مانند ماسک جوشکاری، دستکش نسوز و تهویه مناسب استفاده شود، خطری نخواهد داشت. اما بی‌توجهی به نکات ایمنی می‌تواند منجر به آسیب چشم و سوختگی شود.
