تعریف الکترود


الکترود
تعریف الکترود: الکترود مفتولی فلزی است که دورتادور آن با مواد شیمیایی پوشش داده شده است و ضمن هدایت جریان از انبر به فلز مبناپرکننده درز جوش وتامین کننده مواد آلیا‍ژی میباشد. بعبارت دیگر الکترود فلزی و یا زغالی است که بین آن میله و قطعه ی مورد جوشکاری قوس الکتریکی برقرار میگردد. الکترود ممکن است به عنوان فلز پر کننده یا واسطه ی عمل یونیزه یعنی ذوب شونده، وارد جوش گردد و یا اینکه فقط عاملی جهت ایجاد حرارت باشد و به صورت کمکی عمل نماید.

الکترود را میتوان به چهارصورت دسته بندی کرد:
1-ازنظرقطر
2-ازنظرطول
3-از نظرمغزی فلزی
4-ازنظرپوشش

انتخاب صحیح الکترود ( از نظر قطر)
بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترود با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را به کار می برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادتر باشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق العاده جوشکار دارد. قطر استاندارد الکترود از 1.6 تا 8 میلی متر می باشد. اما پرکاربردترین آنهاعبارتند از 2- 3.2 – 4 – 5 میلیمتر.
همچنین انتخاب صحیح قطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب ( + یا – ) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوش داد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهد ماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. در حین جوشکاری گاهی وقتها جرقه هائی به اطراف پخش می شود که دلایل آن چهار مورد زیر است.
1.       ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی
2.       ازدیاد فاصله الکترود نسبت به سطح کار
3.       آمپر بیش از حد یا آمپر بالای غیر ضروری
4.       عدم انتخاب قطب صحیح برای جوشکاری

انتخاب صحیح الکترود ( از نظر طول)
طول استاندارد الکترودها از 230 تا 455 میلی متر تغییر می کند. الکترودهایی با قطر کوچکتر، طول کوتاهتری دارند.

جنس هسته الکترود :
بطور کلی مواد مورد استفاده در ساخت هسته الکترود را به دو گروه عمده تقسیم می کنند :
الف)گروه آهنی : نظیر فولاد
ب)گروه غیر آهنی : نظیر مس ، آلومینیوم
لازم به توضیح است که در گروه آهنی هم از فولاد های ساده کم کربن بهره می گیرند و هم از فولادهای آلیاژی. مثلا برای جوشکاری فولاد های ضد زنگ از الکترودهایی استفاده می کنند که جنس هسته آن از فولاد پر آلیاژ باشد. این الکترودها در بازار به الکترودهای استیل معروفند .
جنس مفتول فلزی الکترود(مغزی الکترود)
با وجود آن که برای دستیابی به یک جوش مناسب، نزدیک بودن ترکیب شیمیایی الکترود به ترکیب شیمیایی فلز پایه از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اما وجود پوشش های متنوع وفراوان، سبب شده تا سازندگان الکترود فقط از تعداد معدودی مغزی الکترود (با تنوع محدود) برای تولید صدها نوع الکترود اقدام نمایند. عوامل چسباننده که باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مغزی می گردند، مثل سیلیکات سدیم و سیلیکات پتاسیم و یا چسب نشاسته .

الکترود ازنظرمغزی فلزی

در مورد فلزات غیرآهنی از الکترودها و
آلیاژهای مانند مس – آلومینیوم – آب نقره
برنج و برنز می توان نام برد.

مواد سازنده پوشش الکترود

الف:سلولز: ترکیب شیمیایی غیر کامل از خمیر چوب که تولید کننده گاز COو H2 می باشد . ب: اکسید تیتانیوم که نام دیگر آن روتایل است . (Tio2) ج: اکسید آلومینیوم که نام دیگر آن آلومنیی است . (Al2o3) د: اکسید آهن . ه: کربنات آهن – کربنات کلسیم – کربنات منیزیم . و: فلدسپات (که ترکیبی از آلومنینیم سیلسکات است) ز: بعضی از سیلسکات ها که سرباره ساز هستند . ح: بعضی از سیلسکات ها که نقش چسب را دارند مثل سیلیکات سدیم و سیلیکات پتاسیم . ط: فرو آلیاژ ها مثل فرمنگنز و فرو سیلیس . ی: پودر آهن از 5 تا 50 در صد .

تقسیم بندی الکترودها از نظر ضخامت پوشش:
سازندگان الکترود در گوشه و کنار دنیا، براساس استانداردهای مختلف و سفارش مشتریان ، الکـترودهای مختلفی با ضخامت های گوناگون تولید می کنند . اگر قطر خارجی پوشش الکترود D و قطر مفتول فلزی الکترود d فرض شود ، تقسیم بندی الکترودها براساس ضخامت پوشش آن ها به قرار زیر خواهد بود:

آن چه مشخص است این است که هرچه پوشش الکترود ضخیم تر باشد، جوش از کیفیت بیشتری برخوردار خواهد بود .
– الکترودهای با پوشش نازک   D/d ≤ 2.1  
– الکترود با پوشش متوسط 2.1 < D/d ≤ 4.51
– الکترودهای با پوشش ضخیم 4.51 < D/d < 8.1

الکترودها در جوش قوس الکتریکی
انواع قوس ها در جوشکاری با قوس الکتریکی:
تهیه قوس الکتریک به دو صورت با الکترودهای مصرفی و یا با الکترودهای غیر مصرفی مثلاً الکترودهای ذغالی و تنگستنی انجام می گیرد.
قوس الکتریک را می توان هم با جریان مستقیم و هم با جریان متناوب ایجاد کرد. ولی عملاً دیده می شود که جوشکاری با جریان مستقیم راحت تر و بهتر انجام می گیرد.

جنس الکترودها در جوشکاری با قوس الکتریک
چنانچه الکترود از نوع غیر مصرفی باشد الکترود از کربن – گرافیت یا تنگستن اختیار می گردد. الکترودهای کربنی یا گرافیتی مورد استعمالشان فقط در جوشکاری با جریان مستقیم می باشد در حالیکه الکترودهای غیر مصرفی از فلز تنگستن یا ولفرام را می توان برای هر دو نوع جریان بکار برد.

الکترود مصرفی و غیر مصرفی
از نظر جوشکاری دو نوع قوس الکتریکی بر حسب ذوب الکترود و یا عدم ذوب آن وجود دارد . اگر الکترود از جنس کربن یا تنگستن باشد هنگام ایجاد قوس الکتریکی الکترود ذوب نشده و قوس یا الکترود را غیر مصرفی Non consumable می نامند .اما اگر الکترود از جنس فلز با نقطه ذوب پائین تر باشد همزمان با ایجاد قوس الکتریکی انتهای الکترود ذوب شده و قطرات فلز مذاب می تواند از الکترود جدا شده و در فاصله قوس الکتریکی به طرف حوضچه جوش با سرعت زیاد منتقل شود در این حالت آنرا مصرفی consumable یا قوس الکتریکی فلزی Metal – arc  می نامند .چون در روش قوس یا الکترود مصرفی قسمتی از جوش نتیجه ذوب الکترود است، معمولا ترکیب شیمیایی الکترود باید شبیه فلز مورد جوش باشد. در الکترود مصرفی مقداری حرارت مقاومتی در اثر عبور جریان برق در الکترود تولید می شود که در این حرارت باعث بالا رفتن نرخ ذوب الکترود شده و به حوضچه جوش بر می گردد؛به همین دلیل مقدار بیشتری از حرارت تولید شده در قوس یا الکترود مصرفی به حوضچه جوش منتقل می شود و راندمان حرارتی  در الکترود های غیر مصرفی (60-50 در صد ) کمتر از الکترود های مصرفی (90-75 در صد) است .بالا بودن راندمان حرارتی موجب باریک تر شدن منطقه متاثر از جوش شده واز نظر سرعت جوشکاری و اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد.

تقسیم بندی الکترودهای فلزی از نظر نوع پوشش :
بطور کلی الکترودهای فلزی به دو دسته تقسیم می شود:
الکترود های پوشش دار و الکترود های بدون پوشش.

مقایسه الکترودهای بدون روکش (لخت) و روکش دار
در سال های نه چندان دور، الکترودهای بدون روکش بطور وسیعی در جوشکاری قوسی بکار می رفتند. حاصل کار، ظاهر ناخوشایندی بود. با وجود داشتن مقاومت کششی رضایت بخش، شکل پذیری آنها پایین و مقاومتشان در برابر بارهای خستگی و بارهای ضربه ای کم بود.
استفاده از الکترود روکش دار، باعث غلبه برعیوب الکترودهای بدون روکش گردید. وجود روکش در روی مفتول فولادی الکترود، قوس الکتریکی و فلز جوش را در حین عملیات جوشکاری از مرحله ذوب تا انجماد از هوای اطراف محافظت می کند. حاصل این محافظت، ترکیب فلز جوشی است که دارای خواص قابل مقایسه با فلز پایه می باشد.

الکترود های پوشش دار:
پوشش این نوع الکترود ها از ترکیبات شیمیایی متنوعی است که مقداری از انها معین ومقداری دیگر نامشخص می باشند .علت مشخص نبودن بعضی ترکیبات الکتردها به دلیل ارزش اقتصادی انها است که کارخانه سازنده فرمول کامل الکترود های خود را محرمانه نگداری می کند. مهمترین ترکیبات شیمیایی پوشش این نوع الکترودها عبارتند از : سولفورید – فرومنگنز – دی اکسید تیتانیم- کربنات کلسیم- سیلیکات های مختلف- و غیره .
برای چسبندگی انها به سیم جوش از سیلیکات سدیم استفاده می کنند و تمام ترکیبات شیمیایی پوشش الکترودها هر کدام به تنهایی نقش مهمی را در جوشکاری ایفا می کنند که مهمترین انها محافظت ناحیه جوش از اکسیداسیون ، یکنواخت و پایدار کردن قوس الکتریکی و ایجاد ترکیبات معین در ناحیه جوش می باشند. پوشش الکترودها از نظر کلی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند :

1-   پوشش های پایدار کننده یا پوشش های نازک
2- پوشش های کیفی یا پوشش های ضخیم

پوشش های پایدار کننده : عناصری که این پوشش ها را تشکیل می دهند فضای قوس الکتریکی را یونیزه نموده و جوشکاری با جریان متناوب را اسنتر می نماید. بهترین و مطمئن ترین عنصر برای این کار پتاسیم می باشد که در سنگهای معدنی طبیعی (گرافیت فلدسپات) و بصورت شیمیایی (کرومات پتاسیم و دی کرمات پتاسیم ،پتاس و شوره) یافت می شود.
به دلیل نازک بودن این پوشش ها امکان نفوذ اکسیژن و ازت هوا به ناحیه مذاب جوش همیشه وجود داشته و باعث ترد شدن نسبی جوش می گردند لذا استفاده انها در جوشکای های غیر حساس بلا مانع خواهد بود .
پوشش های کیفی: این پوشش ها گاز و سرباره برای محا فظت فلز از نفوذ اکسیژن و ازت هوا تشکیل داده و نیز آلیاژهای مناسب را در ناحیه مذاب وارد می کنند در نتیجه استفاده از این نوع الکترودها خواص مکانیکی پیوند جوش معمولا بالا تر از خواص فلز مبنا می گردد .
این پوشش ها دارای خواص زیر هستند :
1_ هنگام ذوب ،سرباره و گازهای محافظ تولید می کنند .
2_ قوس الکتریکی پایدار وپیوسته می گردد .
3_ سرباره و تفاله جوش دارای خاصیت احیا کنندگی می باشند .
4- تفاله جوش دارای خاصیت انقباضی بیشتری نسبت به فلز مبنا بوده ودرنتیجه به راحتی از روی گرده جوش جدا می شوند.
5_ در جوشکاری های عمودی و بالای سر، تفاله به سرعت منجمد می شود و در نتیجه از سقوط مواد مذاب بر اثر جاذبه زمین جلو گیری می کنند.

تقسیم بندی الکترودها از نظر پوشش شیمیائی (پوشش های کیفی) دانستن دقیق پوشش الکترودها اغلب جزء اسرار کارخانجات سازنده می باشد و بر حسب مقدار درصد مواد و نوع ترکیبات شیمیائی کاملاً متفاوت هستند. بطوریکه بعضی از الکترودها برای کار خاصی ساخته شده اند چنانچه اگر برای جوش دادن کارهای دیگر مصرف شوند مقاومت دلخواه جوشکاری به دست نخواهد آمد. الکترودها از نقطه نظر پوشش بر  اساس استاندارد جهانی ISO به پنج گروه اصلی زیر تقسیم می شوند.
الکترودهای سلولزی: پوشش این نوع الکترودها از مقدار زیادی سلولز تشکیل شده است که در اثر سوختن آن مقداری زیاد هیدروزن و اکسید کربن به وجود می آید که قوس و حوضچه جوش را از اتمسفر محافظت می نماید
الکترودهای روتیلی: اکسید تیتانیوم به صورت طبیعی آن (رتیل) پوشش اصلی این دو نوع الکترودها است . به علت وجود ترکیبات بازی اضافه شده روان تر بوده و برای وضعیت های دیگر هم مناسب می باشد . یک نفوذ متوسط همراه با قوس ملایم و آرامیکی از مشخصات این نوع الکترود می باشد . به علت وجود رتیل و عناصر یونیزه کننده در پوشش الکترود می توان این گروه الکترودها را با جریان متناوب هم بکار برد.

الکترودهای اسیدی: پوشش این نوع الکترودها شامل اکسید ها و کربناتهای منگنز و آهن و مقداری سیلسیم می باشد. این پوشش تولید یک سرباره حجیم و روان کرده که نتیجه آن جوش با ظاهر بسیار صاف و تمیز می باشد. سر باره براحتی از روی جوش جدا می شود. با این الکترود می توان از جریان یکنواخت و متناوب استفاده کرد .

الکترود اکسیدی: اکسید آهن به مقدار زیاد در پوشش آن است و به علت سرباره سنگین مقدار نفوذ جوش کم بوده اما جوش حاصل پخ و صاف می باشد ولی دارای استحکام کمتری نسبت به جوش حاصل از الکترودهای دیگر است.

الکترودهای بازی: احتمالا مهمترین نوع الکترود از نظر متالوژیکی است. پوشش الکترود شامل مقدار قابل ملاحضه ای کربنات کلسیم و فلورید آهک و فلوراسپار می باشد. به علت میزان رطوبت کم در پوشش الکترود جوش حاصل دارای مینیمم مقدار هیدروژن شده است .به علت تولید فلز جوش با هیدروژن کم، این نوع الکترود برای جوشکاری فولادی کم آلیاژی که در مقابل )ترک برداشتن) منطقه مجاور جوش حساس هستند، بسیار مناسب می باشد همچنین جوش حاصل برای فولادهای ضخیم و کربن بالا نیز مناسب است .فلز جوش دارای خواص مکانیکی خوب بویزه مقاومت ضربه ای است.الکترودهای بازی ممکن است براحتی الکترودهای دیگر قابل بکار بردن نباشد،اما از آنها می توان در تمام وضعیت ها و جریان دائم متناوب استفاده کرد .چون این نوع الکترود برای جوش با کیفیت بالا استقاده می شود، برای پائین نگه داشتن رطوبت حتی الامکان باید آنها را در جای خشک نگهداری کرد.

وظایف پوشش الکترود
الف: فضای گازی و سرباره محافظ را بوجود می آورد و حوضچه مذاب را از تماس با اتمسفر محافظت می کند. ب: پایدار کننده قوس می باشد . ج: وظیفه افزودن برخی عناصر آلیاژی را به حوضچه جوش بر عهده دارد. د: به کمک ویسکوزیته ای که دارد شکل گرده جوش را منظم و قانونمند می کند . ه: پوشش از سریع سرد شدن جوش جلوگیری کرده و رسیدن به خواص مکانیکی مطلوب را ممکن می سازد . و: کاهش دهنده پاشش فلز جوش به اطراف بوده و عمل رسوب فلز را به حوضچه تسهیل می بخشد . ز: تشکیل سرباره داده و لذا واکنش های سرباره و فلز مذاب را خواهیم داشت که این امر در تصفیه نا خالصی ها از حوضچه مذاب کمک خواهد کرد . ح: بر روی میزان نفوذ قوس تاثیر خواهد داشت .
همانطور که می توان انتظار داشت الکترودی ساخته نشده است که کلیه خواسته ها را در تمام شرایط پاسخگو باشد؛ بنابراین انواع گوناگون الکترود تولید میشود که هر نوع آن مناسب برای درخواست های خاصی است.عناصر مختلفی در پوشش الکترود بکار گرفته می شود که در هنگام ساخت الکترود پس از انتخاب مواد پوشش آنها را مخلوط کرده و با اضافه کردن مواد چسبنده (چسب شیشه) بصورت خمیر در می آورند. سپس این خمیر را از طریق اکسترود (Extrude) بر روی میله فولادی بصورت یکنواخت پوشش می دهند و پس از خشک کردن در کوره پخته می شوند .

انتخاب نوع الکترود Selecting the Electrode : عوامل موثر در انتخاب الکترود عبارتند از :
الف)ترکیب شیمیایی فلز مورد جوشکاری: به عنوان مثال در فولادهای کربنی (بالاتر از 35 % کر بن) و استحکام کششی بیشتر از PSI 60000 یا به عبارتی الکترود باید از نوع کم هیدروزن و یا الکترود با پوشش پودر آهن و هیدروزن پا ئین انتخا ب شود.
ب)کیفیت محل جوش : چنانچه فاصله ریشه درز اتصال باز باشد باید از الکترود های مشخص و معینی که سرباره حجیم ایجاد می کنند استفاده کرد.
ج)وضعیت جوشکاری:در جوشکاری حالت قائم verticalوبالای سر یا سقفی overhead تعداد معدودی از الکترودها قابل استفاده هستند .
د)شرایط کاربری : بعنوان مثال در مواردیکه جوش باید دارای استحکام زیاد ویا استحکام ضربه ای بالا در درجات زیر صفر باشد . نوع الکترود مصرفی با مواردی که فقط ظاهر تمیز و صاف مورد انتظار است متفاوت خواهد بود .
ه)میزان نفوذ جوش یا عمق نفوذ و)هزینه جوش : هزینه عمل جوش در انواع الکترود ها بر دو مبنا بر آورد و مقایسه می شود . یکی از نظر میزان بازدهی و نرخ رسوب و دیگری از دیدگاه قیمت الکترود . الکترودهای پودر آهن دار دارای نرخ رسوب بالا و بطور کلی هزینه عمل کمتری نسبت به الکترود های دیگر هستند هر چند که ممکن است کمی گرانتر باشند . ز)مهارت جوشکاری : کار کردن با بعضی الکترودها راحت تر و نیاز به مهارت کمتری دارد و حتی سرعت عملیات جوشکاری بیشتر است . علاوه بر انتخاب نوع الکترود . اندازه الکترود از نظر اقتصادی وعملیات جوشکاری نیز حائز اهمیت و قابل توجه است که بر حسب طراحی اتصال ضخامت لایه جوش وضعیت جوشکاری حرارت داده شده مجاز (شدت جریان) و مهارت جوشکار تعیین می شود .

شناسایی الکترود بر اساس کد بندی :
انجمن جوشکاری امریکا ((AWS)) برای الکترودهای نورد شده پوشش دار مورد مصرف در جوشکاری قوس الکتریکی دستی کدبندی بصورت ذیل ارائه کرده است:
  EXXXX(X)
دو رقم اول یا سه رقم اول بعد از علامت E (اگر چهار عدد بود دو رقم اول و اگر پنج عدد بود سه رقم اول ) استحکام کشتی فلز جوش بر اساس واحد PSI که بر هزار تقسیم شده را نشان می دهد .
مثال: E60XX یعنی نمونه ای که از محل جوشکاری خارج شده و به ماشین وصل شده است حداقل 60000 پوند بر اینچ مربع استحکام کششی دارد.
معمولا اعداد ذیل را دارند :       45-60-70-80-90-100-120
اگر پنج حرفی بود Xچهارم و اگر چهار حرفی بود Xسوم نشان دهنده موقعیت جوشکاری است.
    از آنجایی که در کشورهای صنعتی اروپایی و در کشور ایران فولادها را براساس استحکام کششی آنها طبقه بندی می کنند در نتیجه چنانچه دو رقم سمت چپ علایم مذکور عدد 60 باشد یعنی اینکه فلز این نوع الکترودها از فولاد ساخته شده است و اگر دو رقم سمت چپ علامت مذکور 70 باشد یعنی جنس الکترود از فولاد می باشد.

مشخصات الکترودها
در جوشکاری مشخصات الکترودها با یک سری اعداد مشخص می گردند. اعداد مشخصه به ترتیب زیر می باشد. E 60 10 E = جریان برق 60 = کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع 1 = حالات مختلف جوشکاری 0 = نوع جریان می باشد

علامت اول
در علائم الکترود را با E مشخص می نماید که این الکترود برای جوشکاری برق بوده یا استقاده می شود.

علامت دوم
عدد 6 و 0 ، مشخصه فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع بوده و بایستی آن را در 1000 ضرب نمود یعنی فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود 60000 پاوند بر اینچ مربع است.

علامت سوم
حالات جوش را مشخص می کند که همیشه این علامت 1 یا 2 یا 3 می باشد. الکترودهائی که علامت سوم آنها 1 باشد در تمام حالات جوشکاری می توان از آنها استفاده کرد. و الکترودهائی که علامت سوم آنها عدد 2 می باشد در حالت سطحی و افقی یا تخت مورد استفاده قرار می گیرند. الکترودهائی که علامت سوم آنها 3 باشد تنها در حالت افقی و تخت مورد استفاده قرار می گیرند.

علامت چهارم
خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را مشخص می نماید که این علائم از 0 شروع و به 8 ختم می گردند. چنانچه علامت چهارم یا آخر صفر باشد موارد استعمال این الکترودها تنها با جریان مستقیم یا DCو با قطب معکوس می باشد. نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد می باشد. چنانچه علامت چهارم یک باشد موارد استعمال این الکترود با DC ، AC می باشد. شکل ظاهری جوش این الکترود صاف و در شکافها و درزها کمی مقعر و درجه سختی جوش کمی زیادتر از گرده اول است.( AC = جریان متناوب و DC = جریان مستقیم می باشد. ) اگر علامت چهارم 2 باشد موارد استعمال الکترود با AC ، DC می باشد.نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش کمی کمتر از دو گروه قبل می باشد نمای ظاهری آن محدب است.

اگر علامت چهارم 3 باشد این الکترود را می توان با جریان AC متناوب یا جریان مستقیم به کار برد. درجه سختی گرده جوش این الکترود کمتر از دو گرده اول و دوم و کمی بیشتر از گرده سوم می باشد و نیز در دارای قوس الکتریک خیلی آرام و نفوذ کم و شکل مهره های آن در درزهای شکل محدب می باشد.

اگر علامت چهارم 4 باشد این الکترود را می توان با جریان DC ، AC به کار برد. موارد استعمال این الکترود برای شکافهای عمیق یا در جائی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است می باشد. چنانچه علامت آخر 5 باشد مشخصه این علامت این است که فقط جریان DC مورد استفاده قرار می گیرد و موارد استعمال آن در شکافهای باز و عمیق است. درجه سختی گرده جوش این الکترود کم و دارای قوس الکتریکی آرامی است و پوشش شیمیایی آن از گروه پوشش الکترودهای بازی است. چنانچه علامت آخر 6 باشد. خواص و مشخصه آن مطابق گروه 6 است با این تفاوت که با جریان Ac مورد استفاده قرار می گیرد.

همچنین چنانچه علامت آخر عدد 7و 8 باشد نشان دهنده این است که در ساخت این الکترودها پودر آهن بکار رفته است. با این تفاوت که الکترودی که عدد آخر آن 8 است الکترود کم هیدروژنه می باشد و در استفاده از این الکترود باید از جریان متناوب و مستقیم با قطب معکوس استفاده کرد.

علاوه بر این شماره آخر الکترودها نیز مشخص کننده ترکیب شیمیایی الکترودها نیز می باشند که به صورت زیر می توان آنها را طبقه بندی کرد:
0 پوشش پر سلولز و کربنات سدیم
1 پوشش پر سلولز و کربنات پتاسیم
2 پوشش پر تیتان و کربنات سدیم
3 پوشش پر تیتان و کربنات پتاسیم
4 پوشش پر تیتان و پودر آهن
5 پوشش کم هیدروژنه
7 پوشش کم هیدروژنه
8 پوشش کم هیدروژنه و حاوی پودراهن
با توجه به نکات فوق می توان از روی علائم روی جعبه موارد استعمال الکترودهای آمریکایی را مشخص نمود.

بعد از این چهار یا پنج رقم ممکن است یک خط تیره ثبت شده و بعد از آن حرف انگلیسی با یک اندیس نوشته شود مثل A1یا B1 و B2 و L وB2 و….که ترکیب شیمیایی الکترود های کم آلیاژ را نشان می دهند و برای دستیابی به اطلاعات مربوط به آنها بایستی به جداول مربوطه مراجعه نمود .مانند :
E7010-A1

 مثال : E7018 این کد نشان می دهد که :
الف: حداقل استحکام کششی جوش حاصله 70000 پوندبراینج مربع است .
ب: از این الکترود ها برای جوشکاری در همه موقعیت ها یعنی – تخت – افقی – عمودی – سر بالائی می توان استفاده کرد .
ج: پوشش این الکترود حاوی پودر آهن بوده و کم هیدروزن است .
د: هم با جریان متناوب قابل استفاده است و هم با جریان مستقیم .

شناسایی الکترودها بوسیله رنگ:

برای سهولت کار و چگونگی اجرای الکترودها بطور کلی الکترودها را بوسیله رنگ یا خال رنگ و یا طلایی که روی جعبه آنها حک یا نوشته شده است، شناسایی می کنند.
هدف از ایجاد لکه رنگی روی الکترود جهت شناسایی سریع است .وقتی الکترود در الکترود گیر باشد ،باز هم این لکه به اسانی دیده می شود.
الکترودها را یا با علائم حک شده روی جعبه آنها و یا بوسیله رنگی که در سطح مقطع الکترود و یا بصورت خال در قسمت بدون پوشش آن گذاشته میشود شناسایی میکنند.

انواع الکترود برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً سربالا
استاندارد آما 1/421 م ج رنگ شناسائی : انتها – سورمه ای سیر الکترود روتیلی روپوش متوسط برای فولادهای ساده در تمام حالات مخصوصاً جوش سربالا و بالاسر و حالات اجباری، دارای اکسید آهن. دارای گواهی از لویدز ژرمن جوش دادن با این الکترود بسیار آسان است و سرباره آن بخوبی پاک می شود – قوس آرام دارد – گرده جوش تمیز است و حالات مختلف را با شدت جریان ثابت بخوبی جوش می دهد.
 
استاندارد آما 1/421 م ج استانداردآمریکائیAWS.E 6013 رنگ شناسائی : انتها – زرد الکترود با روپوش متوسط روتیلی برای جوشکاری فولادهای معمولی در ساختمان اسکلت های فلزی – خرپاها – پل سازی – در و پنجره سازی – ورق کاری و سایر کارهای آهنی – این الکترود را می توان برای جوشکاری درهمه حالات ( عمودی – افقی – و بالاسر ) استفاده نمود. محل جوش نرم است و بخوبی قابل براده برداری یا چکش کاری می باشد. دارای گواهی از لویدز ژرمن و دانشکده پلی تکنیک تهران و هنرستان صنعتی تهران.

استاندارد آما 1/322 ن ج رنگ شناسائی : ندارد الکترودی است برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً عمودی سربالا, دارای قابلیت پل زنی خوب, با این الکترود می توان ورقهای نازک را هم بخوبی ورقهای ضخیم جوش داد. درز جوش ریز فلس بوده و بسیار تمیز است. گرده جوش کمی برجسته و بدون اثر سوختگی است. برای جوشکاری تعمیراتی و جوشکاری نوسازی در اطاق کامیون- قطعات اتومبیل – مخازن و ساختمانهای فولادی و ورقهای نازک مناسب است. برای جوشکاری همیشه طول قوس کوتاه انتخاب کنید. در جوشکاری بالا سر قطر کوچکتری انتخاب نمائید.

مقایسه چندین الکترود پرمصرف (E7018 – E6010 – E6013)

این الکترود پرمصرف ترین الکترود کم هیدروژن است. برای جوشکاری در همه حالت ها با جریان متناوب یا جریان مستقیم قطب معکوس(الکترود مثبت) مناسب است و 25 تا 45 درصد پودر آهن در روپوش دارد.
توانایی تولید جوشهای سالم روی فولادهای ”سخت جوش“ پر گوگرد و پرکربن را دارد.کاربرد اصلی این الکترود برای جوشهای فولادهای کم الیاژ بامقاومت زیاد با همان محدوده مقاومتی است.
ویژگی الکترودهای E7018 جوش صاف، قوس آرام، نفوذ کم(به داخل فلز مبنا)، پاشش خیلی کم و سرعت جوشکاری زیاد است.
اگر قرار باشد فقط دو نوع الکترود فولادی انتخاب شود شاید بتوان گفت یکی E6010 و دیگری E7018 است. این الکترود داری روپوش از جنس قلیایی است.
میزان هیدروژن روپوش این الکترود باید منترل شود لذا بایستی قبل از مصرف کاملا خشک شود.
الکترود E7018

این الکترود برای جوشکاری مستقیم قطب معکوس بکار برده می شود. این الکترودها برای جوشهای عمودی و سقفی و همچنین برای بعضی کاربردهای ورق های نازک فلزی در هرحالت مناسب ترین هستند،این الکترود جوش با نفوذ عمیق می دهد.
الکترودهای E6010 تمایل به ایجاد بریدگی کناره جوش (Under Cut) دارند که درصورت وقوع این پدیده، بایستی شدت جریان جوشکاری یا آمپر کاهش داده شود.
بیشتر الکترودهای E6010 امروزه برای فولاد نرم مصرف می شوند گرچه می توانند روی ورق های گالوانیزه نیز جوش زیبا بدهند.
این الکترود بدلیل قابلیت نرمی خوب فلز جوش و نفوذ عمیق برای خالجوش زنی موقت اتصالات جوش شونده عالی است.
الکترود E6010 دارای روپوش سلولزی است و نیاز به مقدار معینی رطوبت (حدود 3%) در روپوش دارد تا نتایج رضایت بخشی بدهد.این الکترود اگر زیاد خشک شود مواد آلی موجود در آن می شوزد، ولتاژ قوس پایین امده و جوش نامرغوب می شود.
الکترود E6010

این الکترود برای جوشکاری در تمام حالات با جریان متناوب یا جریان مستقیم اتصال مستقیم یا معکوس طراحی شده است. الکترودهای E6013 حداقل پاشیدگی را ایجاد کرده و کمترین بریدگی کناره را بوجود می آورند.
الکترودهای E6013 برای کارکردن با امپر کمتر خیلی خوب هستندو هرچه امپر کمتر باشد ورودی حرارت کمتر است و فلز مبنا پیچیدگی کمتری ایجاد کرده و کمترین بریدگی کناره را بوجود می اورند.
الکترود E6013 دارای روپوش روتیلی است. پوشش این نوع الکترود نیز اگر قبل از مصرف در دمای 160- 150 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت خشک شود بهتر است.
باید توجه داشت که گاهی اوقات الکترودها در بسته هایی بصورت Vacuum Pack ارائه می شوند. در این صورت دیگر نیازی به خشک کردن الکترودها نیست و می توان آنها را بلافاصله پس از دراوردن از بسته مصرف نمود.

الکترود E6013

الکترودهای روکش سخت و مقاوم در برابر فرسودگی

رنگ شناسائی : انتها – سبز با خال سفید
الکترود روپوش کلفت اوستنیتی همراه با کرم – نیکل – و منگنز برای جوشکاری اتصالات عالی و ترک نخور- فولادهای بد جوش یا فولاد ریختگی .جوش روکشی ریل های تراموای سوزن خط آهن – زنجیرهای حرکت تراکتورهای زنجیری و… رنگ شناسی : انتها – سفید با خال آبی
الکترودی است با روپوش قلیائی و با 5/0% کرم و 5/0% مولیبدن مناسب برای کار به روی فولادهای مقاوم در برابر حرارتهای زیاد و عملیات پر فشار مانند ساختمانهای مراکز جدید تاسیسات نفتی و شیمیائی. این الکترود جریان آرام و روان دارد سرباره آن آسان پاک می شود و در تمام وضعیت به آسانی کار می کند. درز آن تمیز و خوش منظره است. برای رسیدن به یک جوش بی نقص نباید الکترود را نوسان داد و همچنین باید حتی المقدور طول قوس را کوتاه نگهداشت.

رنگ شناسائی : انتها – سفید با خال سفید
استاندارد:آلمانی KB^IS الکترود قلیائی با روپوش کلفت برای جوشکاری فولادهائی که حداکثر تا 550 درجه سانتیگراد را به طور قائم تحمل می نمایند مانند دیگها- مخزن و لوله ها و فولادهای ریخته گری مخصوص جوشکاری روی فولاد ریخته گری و فولادهای دانه ریز با مقاومت 50 تا 60 کیلوگرم بر میلی متر مربع آزمایش شده. این الکترود دارای قوس آرام و ثابت است. پاشیدن آن بسیار کم می باشد. سرباره در قطعات متوسط به آسانی پاک می شود. منظره گرده جوش تمیز است.

اطلاعات پاکت الکترود
مطابق استاندارد پاکت ها و کارتنهای الکترود بایستی علامت ها و نوشته هائی داشته باشند که حتی المقدور مصرف کننده را در دسترسی به کیفیت مطلوب جوش راهنمائی و یاری نمایند.
در روی پاکت الکترود علاوه بر نام کارخانه سازنده , نوع جنس نیز درج می شود که برای مصرف صحیح حائز اهمیت است.
هر پاکت الکترود بایستی علاوه بر اسم
تجارتی الکترود, طبقه بندی آن الکترود را
حداقل طبق یکی از استانداردهای مهم
بیان نماید. برای آگاهی از طول زمان ماندگی
الکترود در کارخانه, بازار یا انبار و غیره.
شماره ساخت یا تاریخ تولید روی پاکت
نوشته یا مهر زده می شود. قطر سیم مغزی
الکترود مصرف کننده را در کاربرد صحیح آن با
توجه به صخامت فلز, زاویه سیار , ترتیب پاس و غیره راهنمایی می کند. نوع جریان برق از اینکه جریان دائم یا جریان متناوب لازم است( با موتور ژنراتور یا ترانسفورماتور می توان جوش داد) یا هر دو و در جریان دائم نوع اتصال قطبی بایستی یا به عبارت یا علامت روی پاکت درج شود.

حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است روی پاکت بیان می شود. درج حدود شدت جریان برق ( بر حسب آمپر ) جهت انتخاب اولیه ( تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود) ضروری است. وزن الکترودها یا تعداد الکترود داخل هر بسته روی پاکت یا بر چسب آن درج می شود. نوشتن مواردی که در بالا به آن اشاره شد, روی پاکت مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.
همچنین خواص مکانیکی و شیمیائی , وضعیت ذوب و کیفیت قوی, نحوه نگهداری و انبار کردن, درجه حرارت خشک کردن, مواد استعمال بخصوص و پاره ای توصیه های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف کننده چاپ شده و یا مهر زده می شود.

عوامل فساد الکترود

در کارهای حساس که کنترل کیفی جوش انجام می شود ، شرط لازم برای رسیدن به جوش مطلوب استفاده از الکترود سالم می باشد ( البته این شرط کافی نیست ) . فاسد بودن الکترود به معنای غیر قابل استفاده بودن آن نیست ، اما انتظاراتی که از الکترود می رود و در شناسه الکترود معرفی شده است تامین نخواهد شد . الکترود ضمن حمل و نقل و یا انبارداری ، به یکی از روش های زیر فاسد می شود:
۱ – عدم هم محوری پوشش و هسته یکی از عوامل فساد است.
۲ – نیم سوز بودن پوشش الکترود : اگر الکترود به قطعه کار بچسبد و جدا نشود ، گداخته شده و حرکت های چپ و راست جوشکار برای کندن الکترود ، پوشش را خراب نموده و گداخته شدن پوشش باعث نیم سوز شدن آن می شود .
3 – شکسته شدن پوشش الکترود : این پدیده گاهی اوقات در پروسه ساخت صورت می گیرد اما در مواردی در ضمن حمل و نقل و استفاده و نگهداری به دلیل شکننده بودن پوشش الکترود در اثر ضربه خوردن شکسته می شود. البته میزان تردی و چسبندگی پوشش به هسته الکترود در الکترودهای مختلف ممکن است کمی متفاوت باشد . شکسته شدن پوشش الکترود ممکن است همواره با جدا شدن و ریختن بخش هایی از آن باشد .

به هر حال این نوع الکترود برای کارهای حساس فاسد تلقی شده و بهتر است استفاده نشود . به هنگام جوشکاری با الکترودی که بخش هایی از پوشش آن ریخته است ، وقتی که قوس به این مواضع می رسد وظایفی را که برای پوشش گفته شد ناقص انجام شده و کیفیت جوش مورد نظر در سرتاسر خط اتصال تامین نخواهد شد . از طرف دیگر ضمن جوشکاری با این نوع الکترود و حتی الکترودهایی که پوشش آن ترک خورده ، ممکن است پوشش همواره با هسته ذوب نشده و قسمت هایی از پوشش به صورت تکه هایی داخل حوضچه مذاب بیفتد و بخش هایی از آن در داخل ذوب شناور و در نهایت در جوش محبوس می شود .

۴ – چربی و بعضی از آلودگی ها : در موارد نادری ممکن است بر روی الکترود ، گازوئیل ، روغن ، رنگ و بعضی از آلودگی های دیگر ریخته شده باشد و یا در اثر تماس دست آلوده جوشکار یا میز کار با الکترود ، این نوع آلودگی ها بر روی الکترود به وجود آمده باشد . در این موارد توصیه می شود از الکترود در جوشکاری قطعات حساس استفاده نشود . در صورت استفاده از این نوع الکترودها ، بروز مشکل ترشح ، تخلخل ، ترکیدگی و حتی تغییر ترکیب شیمیایی جوش نیز محتمل است .
چربی در حین جوشکاری می سوزد و بخش عمده آن خارج می شود ولی بخش جزئی آن می ماند خصوصا در مورد فولادهای ضد زنگ چربی می تواند کربن را تغییر دهد . لذا خیلی مهم است ، چون ممکن است کل کربن فولاد ۳ درصد باشد ولی با وجود چربی این مقدار به ۰٫۰۴ یا ۰٫۰۵ درصد کاهش یابد که مضر است . در مورد الکترودهای چرب ، گرفتاری های مرطوب مانند پاشش و تخلخل را نیز داریم .
۵ – جذب رطوبت : پوشش الکترود می تواند به طور مستقیم در اثر ریزش برف و باران بر روی بسته های الکترود و یا غیر مستقیم از راه جذب رطوبت از محیط به ویژه در مناطق مرطوب شود . قدرت جذب رطوبت و حد مجاز آن در انواع الکترودها یکسان نیست . الکترودهای سلولزی و رتیلی قدرت جذب کمتری دارند و اکثرا در فرایند ساخت اندکی رطوبت می گیرند . الکترودهای سلولزی حد مجاز بالا و در مقابل الکترودهای قلیایی کم هیدروژن به ویژه استحکام بالا نسبت به جذب رطوبت و در نهایت هیدروژن بسیار حساس می باشد .

معمولا آب ناشی از جذب رطوبت به راحتی قابل کنترل است و با گرم کردن و یا خشک کردن مختصر الکترود با توجه به دستورالعمل های سازنده ها به حداقل می رسد . اما با توجه به محدودیت دمای پختن ( در درجات بالا ممکن است اثرات منفی بر روی مواد چسبنده یا ارگانیکی داشته و بعضی از واکنش های اکسیداسیونی انجام شود . مانند الکترود سلولزی که چنانچه تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود ممکن است سلولز بسوزد و از بین برود )
نمی توان به راحتی رطوبت را کاهش داد. این کار با تغییر فرمولاسیون پوشش الکترود امکان پذیر است . با توجه به توضیح فوق عوارض الکترود مرطوب علاوه بر تخلخل و تردی ، رطویت الکترود بخار شده و این بخار باعث افزایش ترشح و پاشیدگی مذاب می شود و با کاهش خواص مکانیکی جوش نیز همراه خواهد بود.

الکترود مرطوب را چگونه تشخیص می دهند ؟
۱- روش سنتی:
الف- از روی صدای برخورد الکترود با قطعه فلزی سالم ( تولید صدای خفه و بسته )
ب- با گرفتن الکترود به سنگ و از روی گرد و خاک حاصله نم دار بودن الکترود بررسی می شود .
۲- تغییر رنگ : تغییر رنگ پوشش الکترود یا طبله زدن پوشش ( در صورت بالا بودن رطوبت ) . جوشکار با توجه به رنگ پوشش ( به ویژه الکترودهای پودر آهن ) و حتی زنگ زدگی هسته الکترود تا حدودی به صورت نسبی می تواند جذب رطوبت را تشخیص دهد .
۳- به روش آزمایشی : در دستورالعمل های استاندارد شده ای نیز وجود دارد که می توان میزان رطوبت پوشش الکترود را به صورت کمی و با دقت قابل قبول یا مردود دانست .
پاسخ این سوال که آیا می توان الکترود مرطوب را خشک کرد اینست که : اگر میزان رطوبت محدود و سازنده اجازه داده باشد ، ممکن است با خشک کردن الکترود زنگ زده یا پوشش آن طبله شده و بخشی از پودر آهن موجود در پوشش اکسید شده باشد ، نمی توان آن را با خشک کردن به حالت اولیه برگرداند .