الکترودهای جوشکاری جزو مهمترین تجهیزات صنعت جوشکاری هستند. این قطعات که از مفتول فلزی با روکشی خاص تولید می‌شوند، انواع مختلفی دارند. هر کدام از این الکترودها دارای مشخصات و ویژگی‌های خاصی هستند و به طور استانداردی نامگذاری شده‌اند. در این مطلب قرار است با نحوه نامگذاری الکترود جوشکاری FCAW آشنا شده و به بررسی جوشکاری FCAW بپردازیم.
جوشکاری FCAW چیست؟
جوشکاری قوس الکتریکی توپودری که به FCAW یا FCA معروف است، یکی از انواع مهم جوشکاری است. این فرایند، یک فرایند جوشکاری قوس الکتریکی نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیک است. در این جوشکاری نیاز است تا از الکترود حاوی پودر یا فلاکس، جریان برق ثابت و ولتاژ ثابت استفاده کرد تا جوشکاری به صورت اصولی انجام گیرد. علاوه بر این موارد، گاهی اوقات از یک گاز خارجی محافظ نیز در جوشکاری FCAW استفاده می‌شود. اما اغلب ماده فلاکس یا پودر موجود در داخل سیم الکترود، خود نقش محافظ را ایفا می‌کنند. فرایند جوشکاری FCAW مزایای زیادی دارد که همان‌ها باعث می‌شوند تا از این فرایند در صنایع ساخت و ساز به طور گسترده‌ای استفاده شود. از مزیت‌های مهم جوشکاری توپودری FCAW میتوان به سرعت بالا و حمل آسان آن اشاره کرد.
آشنایی با الکترود جوشکاری FCAW
الکترود جوشکاری FCAW، یکی از انواع الکترودهای پر مصرف بوده که شامل یک مغزی پودری است. الکترودهای کم آلیاژ و مغزی فولاد کربن، شامل اجزای پودری هستند. بیشتر الکترودهای فولادی کم آلیاژ، نیاز به گاز محافظ دارند. آن دسته از الکترودهایی که خودشان شامل گاز محافظ هستند، از اجزای پودری بیشتری برخوردار می‌باشند. زمانی که از الکترودهای مصرفی حاوی پودر جوش استفاده شود، دیگر نیازی به هیچگونه گاز محافظی در جوشکاری نمی‌باشد. دلیل آن هم این است که هسته این الکترودها علاوه بر پودر جوش، حاوی مواد دیگری نیز می‌باشد. این مواد زمانی که در معرض حرارت زیاد جوشکاری قرار می‌گیرند، باعث تولید گاز محافظ می‌شوند. گاز تولید شده، برای حفاظت از قوس الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نامگذاری الکترودهای جوشکاری بر چه اساسی صورت می‌گیرد؟
برای نامگذاری الکترودهای جوشکاری، استانداردهای مختلفی تعریف شده است. در میان استانداردهای موجود، استاندارد AWS مهمترین آنها است. استاندارد AWS در ابتدا به وسیله انجمن جوشکاری آمریکایی معرفی شد و پس از آن در کشورهای دیگر جهان نیز شناخته شد. برای همین در حال حاضر استاندارد AWS، اساس و پایه نامگذاری الکترودهای جوشکاری در جهان شناخته شده است. نامگذاری الکترودهای مختلف بر اساس این استاندارد، مراحلی دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم داشت.
E4040؛ E بیانگر الکترود، 40 فشار کشش گرده جوش، 2 حالات مختلف جوش و 0 نوع جریان است.
حرف E؛ بیانگر الکترود جوشکاری
افرادی که با الکترودها سروکار دارند، حتما متوجه شدند که در ابتدای نام آنها از حرف E استفاده شده است. حرف E اولین حرف از کلمه Electrode (کلمه انگلیسی الکترود) است. الکترودهای جوشکاری در جوشکاری با قوس الکتریکی مانند تیگ و میگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما در جوشکاری‌هایی چون جوش به روش گاز، نیازی به الکترود نبوده و برای همین از حرف E در آنها استفاده‌ای نمی‌شود. بنابراین در نامگذاری الکترود جوشکاری در ابتدای آنها حرف E و سپس یک عدد 4 یا 5 رقمی وجود خواهد داشت.
نمایش استحکام و مقاومت کششی جوش در نامگذاری الکترودها
پس از حرف E در نامگذاری الکترودها، اعداد 2 یا 3 رقمی مشاهده می‌شوند که مربوط به استحکام کششی محل جوش هستند. میزان کشش محل جوش با واحد پوند بر متر مربع مشخص می‌شود. برای محاسبه این مقدار، عدد 2 یا 3 رقمی پس از حرف E را باید در 1000 ضرب کرد تا مقدار فشار کششی جوش بدست آید. برای مثال در الکترود E6010 که یکی از الکترودهای مصرفی در جوشکاری با قوس الکتریکی است، میزان فشار کشش جوش آن تقریبا برابر با 6000 پوند بر متر مربع خواهد بود.
دومین عدد از سمت راست در نامگذاری الکترودها به چه معناست؟
اگر به نامگذاری بیشتر الکترودهای پر کاربرد دقت کنید، متوجه می‌شوید که دومین عدد از سمت راست الکترودها را بیشتر اعداد 1 تا 4 تشکیل می‌دهد. حال باید دید که این اعداد بیانگر چه چیزی هستند و به چه خصوصیتی از الکترودها اشاره دارند. در پاسخ باید گفت که این اعداد به حالات مختلف جوشکاری اشاره دارند. در واقع یک تا چهار حالتی که میتوان از این الکترود برای جوشکاری استفاده کرد را با توجه به این اعداد میتوان متوجه شد. این حالات شامل جوشکاری در حالت افقی، عموری، سطحی و غیره می‌شوند. حال هر کدام از اعداد 1 تا 4 به چه حالتی از جوشکاری اشاره دارند؟
عدد 1 بیانگر این است که الکترود مورد نظر، در تمامی حالات جوشکاری قابل استفاده است.
عدد 2 بیانگر این است که از الکترود می‌توانید تنها برای حالات سطحی و افقی جوشکاری استفاده نمایید.
عدد 3 بیانگر این است که الکترود برای حالات افقی قابل استفاده بوده و برای حالات دیگر قابل استفاده نمی‌باشد.
و عدد 4 هم به این معنا است که از الکترود میتوان برای تمام حالات جوشکاری به اضافه V-down استفاده کرد.
مفهوم اولین عدد از سمت راست در نامگذاری الکترودها
اولین عدد از سمت راست، به نوع جریان الکتریکی اشاره دارد. جریان الکتریکی می‌تواند به صورت جریان مستقیم (DC) و یا جریان متناوب (AC) باشد. همچنین با توجه به عدد سمت راست، میتوان به ویژگی‌های فیزیکی و ظاهری گرده جوش نیز پی برد. این عدد شامل یکی از اعداد 0 تا 6 بوده که هر کدام نشان‌دهنده جریان الکتریکی خاص و ویژگی‌های ظاهری متفاوتی هستند.
عدد 0 در اینجا به معنی این است که الکترود تنها با جریان مستقیم کار کرده و میزان سختی گرده جوش آن به طور معمول زیاد است. همچنین شکل و ظاهر آن به صورت تخت می‌باشد.
عدد 1 به معنی این است که از الکترود مورد نظر میتوان برای هر دو جریان الکتریکی، یعنی مستقیم و متناوب استفاده کرد. سختی گرده جوش در این الکترود نسبت به نوع 0 بیشتر است و شکل ظاهری آن معمولا صاف است. اما گاهی اوقات شکاف‌های موجود در حین جوشکاری منجر به دیده شدن حالت مقعر در آن می‌شود.
اعداد 2 تا 4 بیانگر این هستند که از الکترود میتوان برای جریان‌های متناوب و مستقیم استفاده کرد. اگر عدد 2 یا 3 باشد، شکل ظاهری گرده جوش محدب خواهد بود.
عدد 5 بیانگر این است که این الکترود تنها برای جریان مستقیم قابل استفاده است. این الکترودها دارای عایق قلیایی هستند.
و در آخر عدد 6 هم نشانگر این است که این الکترود تنها برای جریان متناوب می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در صورتی که از جریان‌های خلاف استفاده شود، ممکن است الکترود آسیب دیده و قابل استفاده نباشد.
سیستم نامگذاری AWS A5.36 چیست؟
سیستم A5.36 یا A5.36M در AWS، برای نامگذاری الکترودهای جوشکاری قوسی توپودری کم آلیاژ FCAW، فولاد کم کربن و جوشکاری قوسی تو پودری فلزی MCAW استفاده می‌شود. علاوه بر این، از این سیستم در موارد دیگری نیز استفاده شده که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم:
- از این سیستم در ESAB Dual Shield (ESAB دو شیلدی)، Coreshield (شیلد مغزی) و Coreweld یا همان محصولات جوشکاری مغزی استفاده می‌شود.
- این سیستم برای نامگذاری الکترودهای تو پودری کم آلیاژ و فولاد کربن که قبلا با سیستم‌های دیگری دسته‌بندی می‌شدند، نیز کاربرد دارد.
نامگذاری الکترود جوشکاری FCAW با سیستم A5.36 در AWS، توسط دسته‌بندی آنها صورت می‌گیرد. این سیستم قوانین خاصی دارد و باید در نامگذاری الکترود از آنها تبعیت کرد. قوانین این سیستم شامل موارد زیر است:
EX1X2TX3-X4X5X6-X7
- E = بیانگر الکترود
- X1 = بیانگر قدرت کششی الکترود
- X2 = بیانگر حالت قرارگیری. در اینجا عدد 0 به معنای حالت افقی و صاف و عدد 1 برای تمام حالات و موقعیت‌ها است.
- TX3 = بیانگر کاربرد الکترود و نوع آن
- X4 = بیانگر گاز محافظ
- X5 = بیانگر شرایط اعمال گرما.
- X6 = تعیین کننده ضربه یا همان Impact designator
- X7 = ترکیب بندی جوشکاری
نحوه نامگذاری الکترود جوشکاری FCAW طبق استاندارد A5.20
نامگذاری الکترودهای جوشکاری FCAW بر اساس استاندارد A5.20 نیز قوانین خود را دارد. برای نامگذاری الکترودها با این استاندارد، باید قوانین زیر رعایت شود:
E-X1X2T – X3MJHZ
- E = بیانگر الکترود جوشکاری
- X1 = بیانگر قدرت کششی
- X2 = موقعیت و حالت جوشکاری. در اینجا عدد 0 به معنای حالت افقی و صاف و عدد 1 بیانگر تمام حالات جوشکاری است.
- T = بیانگر توپودری یا لوله‌ای بودن الکترود
- X3 = بیانگر کارایی و قابلیت استفاده
- M = به معنای Ar/CO2
- J = بیانگر اثر ضربه
- HZ = بیانگر هیدروژن اختیاری
جمع بندی
الکترودهای جوشکاری از لوازم پر کاربرد صنعت جوشکاری هستند. افرادی که در این صنعت مشغول به کار هستند، باید با نحوه نامگذاری الکترودهای جوشکاری آشنایی داشته باشند تا بتوانند از آنها بهترین استفاده را داشته باشند. نامگذاری الکترودهای جوشکاری، قوانین و قواعد خاصی دارد که باید مورد توجه قرار بگیرد. همچنین در نامگذاری الکترود جوشکاری FCAW استانداردهایی مطرح است که در این مطلب به طور کامل به آنها اشاره داشتیم. سیستم A5.36 یا A5.36M در AWS و استاندارد A5.20 از جمله استانداردهای جهانی برای نامگذاری الکترود جوشکاری FCAW یا قوس الکتریکی توپودری می‌باشد.
