بررسی کاربرد الکترود پایه نیکل

الکترودهای جوشکاری یکی از تجهیزات مهم صنعت جوش به حساب می‌آیند. این مواد انواع مختلفی دارند که هر کدام برای قطعات و شرایط خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از انواع الکترود جوشکاری، الکترود پایه نیکل است که بیشتر برای فولادهای بر پایه آلیاژ نیکل مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطلب با این الکترودها بیشتر آشنا شده و به کاربردهای آن در صنعت جوشکاری اشاره خواهیم داشت.

آشنایی با الکترود و آلیاژ نیکل

نیکل یکی از آلیاژهای پر مصرف در صنعت است که به مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسایش معروف است. همین ویژگی سبب شده تا از آلیاژ نیکل استفاده‌های زیادی شود. خاصیت مکانیکی آلیاژ نیکل مشابه فولادهای کم کربن است. با این تفاوت که مقاومت این آلیاژ بسیار بالا بوده و در برابر دماهای بالا بسیار مستحکم و مقاوم عمل می‌کند. علاوه بر این نیکل در دماهای پایین بسیار منعطف بوده و خیلی سریع شکل می‌گیرد. این آلیاژ برای ساخت الکترودهای پایه نیکل جهت جوشکاری فولادهای بر پایه نیکل کاربرد دارد. الکترودهایی که در جوشکاری آلیاژ نیکل استفاده می‌شوند، بر اساس ترکیب شیمیایی‌ آلیاژ تعیین شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیشتر الکترودهای نیکل برای کار در جریان مستقیم و حالت الکترود مثبت به کار برده می‌شوند. الکترودهای آلیاژ نیکل به پنج خانواده به نام‌های Ni، Ni-Cu، Ni-Cr-Fe، Ni-Mo و Ni-Cr-Mo تقسیم می‌شوند. هر خانواده شامل یک یا چند طبقه‌بندی الکترود بر اساس ترکیب شیمیایی فلز جوش رقیق نشده است.

موارد استفاده الکترودهای پایه نیکل

الکترودهای پوشیده شده با نیکل، برای اتصال نیکل خالص در فرم‌های فرفورژه و ریخته‌گری فولاد استفاده می‌شود. الکترودهای نیکل – مس برای جوشکاری این خانواده از آلیاژها به خود، به فولاد و همچنین اتصالات فلزی غیر مشابه شامل فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، نیکل و آلیاژهای مبتنی بر نیکل مورد استفاده قرار می‌گیرند. الکترودهای نیکل-کروم-مولیبدن نیز برای جوشکاری آلیاژهایی با ترکیب مشابه خود و فولاد استفاده می‌شوند. الکترودهای نیکل-مولیبدن برای جوشکاری آلیاژهای نیکل-مولیبدن به خود و سایر فلزات پایه نیکل، کبالت و آهن طراحی شده‌اند. محدودیت‌هایی مانند موقعیت و ضخامت فلز پایه در انواع مختلف الکترودها متفاوت است.

ترکیبات الکترود پایه نیکل چیست؟

بیشتر ترکیباتی که در پوشش الکترود پایه نیکل وجود دارد، تیتانیا و آهک می‌باشد. توجه داشته باشید که جریان جوشکاری به نوع آلیاژ مورد استفاده در ساخت الکترود بستگی دارد. این شاخصه روی بسته‌های الکترود درج می‌شود و هنگام خرید الکترود باید مورد توجه قرار بگیرد. در صورتی که به این مورد توجهی نشده و از جریان‌های بالاتر از مقدار درج شده روی بسته استفاده شود، الکترود بیش از حد گرم می‌شود که این عمل نتیجه خوبی در پی نخواهد داشت. گرم شدن بیش از حد الکترود سبب هدایت دشوار الکترود، اتلاف نیروی قوس و عدم تمرکز قوس در نوک الکترود می‌شود.

با کاربردهای الکترود پایه نیکل بیشتر آشنا شوید

الکترودهای پایه نیکل بیشتر در محیط‌های خورنده با دمای بالا کاربرد دارند. برای درک بهتر این موضوع بهتر است چند مورد از الکترودهای پایه نیکل را بررسی کنیم. الکترودهای ENi1 یکی از پرکاربردترین الکترودها در صنایع شیمیایی هستند. دلیل این امر این است که این الکترودها از ترکیبات شیمیایی خاصی برخوردارند که سبب مقاومت بالای آنها در برابر دما و خوردگی شده است. علاوه بر این از این الکترودها در صنعت کاغذسازی نیز استفاده می‌شود. الکترودهای ENiCu7 نیز از مقاومت بسیار زیادی در برابر خوردگی برخوردارند. همین امر سبب شده تا از این دسته الکترودها در صنایع کشتی‌سازی مانند جوشکاری پروانه، پمپ و شفت کشتی استفاده زیادی شود. الکترود ENCM3 یکی دیگر از الکترودهای پایه نیکل بوده که موارد استفاده زیاد و متنوعی دارد. از این الکترود بیشتر برای اتصال آلیاژهای نیکل کروم به فولادهای زنگ‌نزن استفاده می‌شود. همچنین از آن برای اتصال سوپر آلیاژ اینکونل 600 به خود یا فولادهای زنگ‌نزن و کربنی استفاده می‌شود. الکترود ENCM3 بیشتر در صنایع شیمیایی و اتصال مخازن نیکل کروم به لوله‌های فولادی کاربرد دارد.

آشنایی با الکترود پایه نیکل ENiCrFe-3 – E Ni 6182 و کاربردشان

الکترود پایه نیکل از نوع Ni-Cr-Fe، برای تعمیر و اتصال آلیاژهای نیکل، فولادهای نیکل 5 تا 9 درصد، فولادهای ضد زنگ برودتی با دمای کار تا 196- درجه سانتیگراد، Incoloy 800 و سایر فولادهای با دمای بالا استفاده می‌شود. این الکترودها یک فلز جوش فراهم می‌کنند که دمای عملیاتی آن از 196- درجه سانتی‌گراد تا 800 درجه سانتی‌گراد است. برای اتصال مواد غیرمشابه مانند فولادهای زنگ نزن، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای ضد زنگ آلیاژهای نیکل و بافر کردن فولادهای سخت جوش استفاده می‌شود. فلز جوش تشکیل شده نسبت به ترک‌ها حساس نبوده و مقاومت بسیار خوبی در برابر اسیدها، نمک‌ها و محلول‌های قلیایی، نمک مذاب (مانند سیانید) در اتمسفرهای اکسیدکننده و کربوریزه دارد. به طور کلی از الکترودهای پایه نیکل این سری برای جوشکاری بر روی قطعات کوره، مشعل‌ها، تجهیزات عملیات حرارتی، سیمان‌کاری، قالب‌ها، مخازن حمل و نقل و ذخیره‌سازی گاز مایع استفاده می‌شود. این دسته از الکترودها دارای طیف گسترده‌ای از کاربردها در صنایع شیمیایی، صنایع پتروشیمی، شیشه‌سازی، عمران، کارگاه‌های تعمیر و نگهداری می‌باشند. برای همین است که الکترودهای پایه نیکل جزو یکی از پرمصرفترین الکترودها شناخته می‌شوند و از آنها در موارد مختلفی استفاده می‌شود.

آشنایی با الکترود پایه نیکل ENiCrMo-4 – E Ni 6275 و کاربردشان

این دسته الکترود دارای روکش سنگین با بازیابی بالا (170%) است که برای جوشکاری فلز نیکل-کروم-مولیبدن استفاده می‌شود. فلز جوش حاصل در برابر سایش، ضربه، خوردگی و دماهای بالا مقاوم است. از این دسته آلیاژها در جوشکاری ابزارهای پرس گرم که تحت شرایط خاص قرار دارند، استفاده می‌شود. الکترودهای پایه نیکل برای استفاده در جوشکاری تعمیر و نگهداری ابزارها، چکش‌های پرس گرم، قالب‎ها و قطعات آهنگری و اکستروژن، پیستون‌ها و قالب‌های ریخته‌گری تحت فشار، رول‌های نورد، ابزارهای داغ، روتور و شیر پمپ مناسب هستند. بسته به اندازه، شکل و تجزیه و تحلیل شیمیایی قطعه مورد جوش، نیاز به پیش گرم کردن تا 400-500 درجه سانتیگراد دارند. جوش حاصل شده دارای قوس پایدار، سطح صاف و یکنواخت و عاری از ترک و تخلخل است. جوشکاری با این الکترودهای پایه نیکل باید با فاصله کوتاه و عمود بر فلز پایه انجام شود و دهانه‌ها باید به خوبی پر شوند. این دسته از الکترودها ترجیحاً برای استفاده با DC، الکترود مثبت (+) مناسب هستند و امکان استفاده از آنها در AC نیز وجود دارد.

آشنایی با الکترود پایه نیکل ENiCu-7 – E Ni 4060 و کاربردشان

این دسته از الکترود دارای سیم هسته مونل بوده که برای اتصال و روکش جوش فولادهای Monel-clad طراحی شده است. سطح جوش فولادی با پوشش مونل در برابر خوردگی مقاوم بوده و فلز جوش عاری از هر گونه تخلخل است. همچنین این سطح در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است و دچار تزلزل نمی‌شود. الکترودهای پایه نیکل این دسته برای کاربردهایی با دمای کار از -196 درجه سانتیگراد تا 450 درجه سانتیگراد مناسب هستند. آماده‌سازی و تمیز کردن شیار جوش باید با دقت انجام شود و جوشکاری باید در حالت افقی با فاصله کوتاه بدون بافت صورت گیرد.

کاربرد الکترود پایه نیکل در صنایع مختلف

جوشکاری با الکترودهای پایه نیکل از روش‌های بسیار پرطرفدار است که بسیاری از جوشکاران از آن استفاده می‌کنند. محبوبیت این الکترودها به قدری زیاد است که از آن در صنایع مختلفی استفاده می‌شود و با استفاده از آن به با کیفیت‌ترین جوش‌ها دست پیدا می‌کنند. از جمله صنایعی که در آن از الکترود پایه نیکل نیز استفاده می‌شود، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• الکترود پایه نیکل مناسب برای صنایع هسته ای
• الکترود پایه نیکل مناسب برای صنایع شیمیایی
• الکترود پایه نیکل مناسب برای صنعت کشتی سازی
• الکترود پایه نیکل مناسب برای فضانوردی و ساخت قطعات
• الکترود پایه نیکل برای ساخت سیستم‌های برودتی
• الکترود پایه نیکل مناسب برای ساخت بسیاری از لوازم خانگی
• و غیره

ویژگی‌های مهم الکترود پایه نیکل

یکی از مواردی که سبب استفاده زیاد از الکترودهای پایه نیکل و افزایش محبوبیت آن میان جوشکاران شده است، مربوط به ویژگی‌ها و مشخصات مطلوب آن است. این دسته از الکترودهای جوشکاری از خصوصیاتی برخوردار هستند که آنها را به یک گزینه مناسب در صنعت جوشکاری تبدیل کرده است. در این رابطه هم میتوان به چند خصوصیت زیر اشاره کرد:

• الکترودهای پایه نیکل قادرند در دماهای بسیار بالا هم از خود مقاومت خوبی نشان دهند.
• این دسته از الکترودهای جوشکاری در برابر خوردگی و اکسایش بسیار مقاوم هستند.
• کاربردهای الکترود پایه نیکل بسیار گسترده بوده و در بسیاری از صنایع میتوان از آنها استفاده کرد.
• قیمت الکترود پایه نیکل هم مناسب بوده و هزینه زیادی را بر دوش جوشکار اعمال نمی‌کند.

در رابطه با قیمت الکترود پایه نیکل باید اشاره شود که قیمت این مواد بر اساس موارد مختلفی محاسبه شده و با تغییراتی همراه است. از این رو جهت اطلاع دقیق از قیمت خرید الکترود پایه نیکل، بهتر است با یک فروشگاه معتبر در این زمینه تماس حاصل فرمایید.

بررسی چند الکترود پرکاربرد پایه نیکل

• الکترود ENI CU-7: الکترودهای سری ENI CU-7 بیشتر برای جوشکاری آلیاژهای نیکل مس به هم کاربرد دارند. آلیاژهایی چون B127 و B164 با عدد UNS NO4400، اغلب توسط این الکترود پایه نیکل جوشکاری می‌شوند. الکترودهای پایه نیکل ENI CU-7 با قطر کم در تمام حالات جوشکاری قابل استفاده هستند. اما انواع ضخیم‌تر آن در حالات تخت و افقی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• الکترود پایه نیکل E NI CR Fe -7: از الکترودهای سری E NI CR Fe -7، برای جوشکاری آلیاژهای نیکل کروم حاوی آهن استفاده می‌شود. همچنین از آنها جهت لایه‌دهی روی سطوح و جوشکاریشان به سطوح clad شده فولادها استفاده می‌شود. جوش‌های حاصل شده با این الکترودها مقاومت در برابر خوردگی و استحکام زیادی دارند؛ اما این مقاومت تنها تا دمای 820 درجه بوده و در دماهای بیشتر از آن سبب از دست رفتن مقاومت به خوردگی و استحکام می‌شود. این دسته از الکترودهای پایه نیکل نیز در قطر کم برای تمام حالات جوشکاری مناسب هستند. اما قطر زیاد آنها (بیش از 3.2 میلی‌متر) برای حالات تخت و افقی مناسب می‌باشد.
• الکترود E NI CR FE -2: از الکترودهای پایه نیکل این سری، برای جوشکاری آلیاژهای حاوی نیکل، کروم و آهن، فولادهای ضد زنگ و نیکل خالص استفاده می‌شود. جوش حاصل شده از این الکترودها تا دمای 820 درجه از مقاومت به خوردگی و استحکام برخوردار است و با افزایش دما این مقدار مقاومت کم می‌شود.
• الکترود E NI MO-1: از الکترودهای پایه نیکل این سری، برای جوشکاری آلیاژهای نیکل مولیبدن استفاده می‌شود. همچنین از آن جهت جوشکاری فولادهای روکش شده و آلیاژهای نیکل کاربید نیز استفاده می‌شود. از الکترودهای سری E NI MO-1 تنها برای حالت تخت میتوان استفاده کرد.

چگونه بهترین الکترود جوشکاری را انتخاب کنیم؟

برای اینکه بتوان به جوش‌های بسیار با کیفیت و مقاومی دست پیدا کرد، باید به موارد مهمی از جمله خرید الکترود مناسب دقت شود. خرید الکترود جوشکاری باید بر اساس فاکتورهای مختلفی صورت گیرد تا بتوان از بهترین الکترود جوشکاری استفاده کرد. در این رابطه هم میتوان به مواردی چون جنس الکترود، ضخامت و جنس روکش الکترود، سرعت چسبیدن و قطر الکترود اشاره کرد.

• جنس الکترود: هنگام خرید هر نوع الکترود جوشکاری باید به جنس آن توجه داشته باشید و بدانید که از آن در چه مواردی میتوان استفاده کرد.
• ضخامت و جنس روکش الکترود: الکترودهای پوشش‌دار در ضخامت‌ها و جنس‌های مختلفی موجود هستند که هر یک برای شرایط و نوع خاصی از جوشکاری مناسب می‌باشند. از این رو باید به این مورد نیز توجه شود.
• سرعت چسبیدن: در برخی از حالات جوشکاری، میزان رسوب جوش بالا است. در این شرایط باید به سرعت الکترود را تغذیه کرده و بدین منظور از نوع مناسبی از آن استفاده کرد.
• قطر الکترود: از دیگر موارد مهم برای رسیدن به بهترین الکترود جوشکاری، توجه به قطر و ضخامت آن است. قطر الکترود باید بر اساس ضخامت فلز پایه در نظر گرفته شود.

جمع بندی

الکترودها از مهمترین تجهیزات صنعت جوشکاری هستند که انواع مختلفی دارند. هر کدام از این الکترودها برای جوشکاری فولادهای خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. الکترودهای پایه نیکل یکی از انواع پرکاربرد الکترودهای جوشکاری هستند و از درصد زیادی آلیاژ نیکل برخوردار می‌باشند. این الکترودها به 5 دسته اصلی به اسامی Ni، Ni-Cu، Ni-Cr-Fe، Ni-Mo و Ni-Cr-Mo تقسیم می‌شوند. هر کدام از این دسته‌ها خود دارای چند طبقه‌بندی هستند که بر اساس ترکیب شیمیایی فلز جوش صورت می‌گیرد. از الکترودهای پایه نیکل جهت جوشکاری این خانواده از آلیاژها به خود، به فولاد و همچنین اتصالات فلزی غیر مشابه شامل فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، نیکل و آلیاژهای مبتنی بر نیکل استفاده می‌شود.