800x600

طبقه‌بندي الكترودها

، الكترودهاي تنگستن برحسب تركيبات شيميايي طبقه‌بندي مي‌شوند. ملزومات الكترودهاي تنگستن در A5,12 ANSI/AWS خصوصيات الكترودهاي تنگستن و آلياژ تنگستن براي جوشكاري را در جدول (3) مشاهده مي‌كنيد.

 

 

 

(عناصري نظير اورانيوم – توريم – سريم يا كبالت 60 ) عناصري راديواكتيو هستند.

عناصر راديواكتيو عناصري هستند كه در حالت طبيعي از خود اشعه‌هاي X يا  توليد كرده و براي بدن انسان مضر مي‌باشند و به مقدار زياد و در درازمدت باعث بروز سرطان مي‌شوند.

درصد عنصر آلياژي
 

عنصر آلياژي
 

welfrom
 

Electrod
 

 

 

 

سايز الكترودها و ظرفيت جريان

سايز و محدوده جريان الكترودهاي تنگستن و تنگستن تريم‌دار[تريم يك عنصر راديواكتيو نرم و چكش‌خوار است] و قطرهاي پيشنهادي براي سربوري‌هاي گاز محافظ را در جدول (2) مشاهده نموديد. اين جدول راهنمايي مفيد در كاربردهاي خاص شامل سطوح جرياني متفاوت و انواع منابع اغذيه مي‌باشد.

استفاده از جريان‌هاي قويتر از آنچه در مورد سايز الكترود و شكل نوك الكترود توصيه شده است. باعث فرسايش و ذوب شدن تنگستن مي‌شود. ممكن است ذرات تنگستن به داخل حوضچة جوش افتاده و باعث بروز نقص در كار شوند. استفاده از جريان‌هاي بسيار ضعيف نيز سبب ناپايداري قوس مي‌شود.

لازم است براي جريان مستقيم الكترود مثبت (DCEP)، از الكترودهاي قطورتري استفاده شود تا سطح جريان مورد مصرف را ساپورت نمايد. چرا كه نوك الكترود نه تنها به خاطر تبخير الكترون‌ها خنك نمي‌شود، بلكه به خاطر ضربات الكترون‌ها، گرم نيز مي‌گردد. بطور كلي، مقدار جرياني كه الكترود مثبت مي‌تواند تحمل كندف تنها 10 درصد مقدار جرياني است كه الكترود منفي با آن كار مي‌كند.

هنگام استفاده از جريان متناوب، نوك اكترود در سيكل‌هاي منفي الكترود، خنك و در سكل‌هاي مقبت الكترود، گرم مي‌شود، لذا مقدار جرياني كه يك الكترود در جريان ac مي‌تواند انتقال دهد بين حالت الكترود مثبت (DCEP) و الكترود منفي (DCEN) قرار دارد. بطور كلي جريان DCEP 50 درصد كمتر از مقدار جريان الكترود منفي DCEN است.

 

الكترودهاي گروه EWP

الكترود خاص تنگستن (EWP)، شامل حداقل 5/99% تنگستن و بدون هرگونه آلياژ افزودني مي‌باشد. ظرفيت انتقال جريان الكترود تنگستن كمتر از الكترودهاي آلياژدار است. از الكترودهاي تنگستن  خالص بيشتر براي جوشكاري آلياژهاي منيزيم و آلومينيوم با جريان متناوب (AC) مي‌گردند. از آنها مي‌توان با جريان dc نيز استفاده كرد. اما خصوصيات استارت و پاداري قوس در الكترود تنگستن خالص، به خوبي الكترودهاي تريم‌دار، سريم‌دار[عنصر شيميايي فلزي نادر] و لانتان‌دار[عنصري فلزي نقره فام و كمياب] نيست.

 

 

 

الكترودهاي گروه EWTh

گسيل يون حرارتي (ترمويونيك) در تنگستن پس از الياژ شدن با مقداري اكسيدهاي فلزي كه نقش چنداني در كار ندارند، بهبود مي‌يابد. بنابراين، الكترودها بدون بروز هرگونه نقصي، مي‌توانند سطوح جريان بالاتر را نيز كنترل نمايند. جهت جلوگيري از بروز اشتباه در شناسايي اين الكترودها و ساير الكترودها تنگستني، آنها داراي كدبندي رنگي هستند(جدول 3)

دو نوع الكترود تنگستن تريم‌دار در بازار موجود است. لكترودهاي 1-EWTh و 2-EWTh اين الكترودها شامل 1 و 2 درصد اكسيد تريم، (تريا 2ThO) هستند كه به نسبت مساوي در تمام طول الكترود پراكنده شده‌اند. الكترودهاي تريم دار تنگستن در بسياري جهات از الكترودهاي تنگستن خالص، بهتر هستند. ظرفيت انتقال جريان تريا 2ThO ، 20% بالاتر، طول عمر آنها بيشتر و مقاومت در برابر جذب آلودگي و ناخالصي‌ها در آنها قويتر مي‌باشد.

در اين نوع الكترودها، استارت قوس راحت‌تر است و قوس حاصله، از قوس الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركنيم‌دار، پايدارتر و استوارتر است. الكترودهاي 2 و 1-EWTh براي كاربردهاي DCEN طراحي شده‌اند. در طول جوشكاري، نوك اين الكترودها، تيز باقي مي‌ماند كه اين حالت مخصوصاً براي جوشكاري فواد ايده‌آل است. معمولاً از آنها در جريان متناوب (AC)، استفاده نمي‌شود، چرا كه حفظ گردي نوك الكترودها كه يكي از ضروريات جوشكاري با جريان AC است، بدون ايجاد شكاف روي الكترود ممكن نيست.

تريم، يك ماده راديواكتيوي بسيار ضعيف است. مقدار راديواكتيو موجود در اين ماده، خطري براي سلامتي انسان ندارد. اما چنانچه جوشكاري در محيطي بسته و براي مدت زماني طولاني انجام مي‌شو، بايد اقدامات پيشگيرانه مانند تهوية هوا در نظر گرفتنه شوند. كاربر بايد در رابطه با كارشناسان ايمني، مشورت نمايد.

گروه 3- EWTh گروه منسوخ شده الكترودهاي تنگستن مي‌باشد. اين الكترودها داراي قطعات طولي يا محوري شامل 0/1 تا 0/2 درصد اكسدي تريم مي‌باشند. مقدار متوسط اكسيد تريم موجود در اين الكترودها 35/0 تا 55/0 درصد است. با پيشرفت‌هايي كه در زمينة پودرهاي آهني و صنايع متالوژيكي صورت گرفت، اين نسل از الكترود، منسوخ شده است و ديگر كاربرد خاصي در صنعت ندارد.

 

الكترودهاي گروه EWCe

الكترودهاي سريم‌دار اولين بار در اوايل دهه 1920 به بازار آمريكا معرفي و بعنوان جايگزيني مناسب براي الكترودهاي تريم‌دار مطرح شدند. سريم برخلاف تريم، عنصر راديواكتيو نمي‌باشد. الكترودهاي تنگستني گروه 2-EWCe ، شامل 2 درصد اكسيد سريم (سريا 2CeO) هستند. در مقايسه با الكترودهاي تنگستني خالص، سرعت تبخير و مصرف اين نوع الكترودها كاسته شده‌است. اين مزيت‌ها در اكسيد سريم با افزايش مقدار سريا، بهبود مي‌يايند. الكترودهاي گروه 2-EWCe با هر دو جريان AC و DC عملكرد خوبي دارند.

 

 

 

الكترودهاي گروه EWLa

الكترودهاي اين گروه، تقريباً همزمان با الكترودهاي سريم‌دار و با دليلي مشابه، يعني نداشتن عناصر راديواكتيو وارد بازار شدند. اين الكترودها شامل 1 درصد اكسيد لانتانيم (لانتا – 3O2La) هستند.

مزيت و خصوصيات اجرايي اين الكترودها، بسيار شبيه به الكترودهاي تنگستني سريم‌دار (گروه EWCe) هستند.

 

الكترودهاي گروه EWZr

همانطور كه در جدول 2 مشاهده نموديد، الكترودهاي زيركنيم‌دار تنگستني، شامل مقدار كمي اكسيد زيركنيم (2ZrO) هستند. اين نوع الكترودها، داراي خصوصيات اجرايي بين خصوصيات الكترودهاي تنگستني خالص و تريم دار هستند. الكترودهاي EWZr الكترودهاي منتخب براي جوشكاري با جريان AC مي‌باشند.

اين نوع الكترود، خصوصيات مطلوب استواري قوس و انتهاي گرد الكترودهاي تنگستني خالص و ظرفيت جريان و استارت قوس مناسب الكترودهاي تنگستني تريم‌دار را يكجا دارد. اين الكترودها نسبت به الكترودهاي تنگستن خالص، در مقابل آلودگي و جذب ناخالصي‌ها مقاومت‌تر هستند و در جوشكاري با كيفيت راديوگرافيكي كه در آلودگي تنگستن جوش بايد به حداقل ميزان ممكن رسانده شود، بسيار مناسب مي‌باشند.

 

 

الكترودهاي گروه EWG

الكترودهاي گروه EWG شامل الكترودهاي آلياژداري است كه در زمره گروه‌هاي قبلي قرار نمي‌گيرند. اين الكترودها شامل مقاديري نامعين از اكسيدها يا تركيبات اكسيدي نامعين مي‌باشند. هدف از افزودن اين اكسيدها، تأثيرگذاري روي طبيعت يا خصوصيات قوس، مطابق آنچه كارخانه سازنده تعريف نموده است، مي‌باشد. سازنده بايد ماده يا مواد افزوده و كميت‌هاي اسمي اضافه شده را مشخص كند. اكنون انواع زيادي از اين نوع الكترودها بصورت تجاري در بازار موجود يا در حال پيشرفت و بهبود كيفيت مي‌باشند. اين الكترودها شامل مقاديري اكسيد تريم يا اكسيد منيزيم مي‌باشند. اين گروه الكترودهاي سريم دار يا لانتان‌دار، داراي مقاديري اكسيدهاي متفرقه را نيز در بر مي‌گيرد.

 

شكل نوك الكترد

يكي از تغييرات مهم فرآيند GTAW شكل نوك الكترود تنگستن مي‌باشد. از الكترود تنگستن با شكل‌هاي متفاوت نوك مي‌توان استفاده نمود.

در جوشكاري با جريان AC نوك الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركنيم‌دار، گرد مي‌شود. در جوشكاري با جريان dc معمولاً الكترودهاي تنگستني لانتان‌دار سريم دار يا تريم‌دار مورد مصرف قرار مي‌گيرند. نوك اين الكترودها تخت مي‌باشد.

اشكال هندسي متفاوت نوك الكترود، روي شكل و سايز درز جوش تأثير مي‌گذارند. بطور كلي، هر چه زاويه انها بزرگتر شود، نفوذ افزايش و عرض درز جوش كاهش مي‌يابد. اگر چه ممكن است الكترودهاي نازكتر با نوك مربعي‌شكل در جوشكاري DCEN مورد مصرف قرار گيرند، اما الكترودهايي كه نوك مخروطي شكل دارند، خصوصيات اجرايي بهتري از خود نشان مي‌دهند. صرف نظر از شكل نوك الكترود، مهم است كه طرح الكترود نيز با فرآيند مورد استفاده سازگار باشد. تغيير در شكل الكترود مي‌تواند اثرات مهمي روي شكل و سايز درز جوش داشته باشد. لذا طرح نوك الكترود يك متغير مهم جوشكاري است كه بايد در روند گسترش و پيشرفت فرايندهاي جوشكاري، در نظر بوده و مورد مطالعه قرار گيرد. نوك الكترودهاي تنگستن اكثراً با گرد نمودن، سنباده‌زني يا واكنش‌هاي شيميايي مهياي كار مي‌شوند معمولاً در تمام الكترودها، يك نوك تيز و مخروطي ايجاد مي‌گردد.

 

گرد نمودن (Balling) نوك الكترود

براي جوشكاري با جريان AC (كه معمولاً با الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركنيم‌دار انجام مي‌شود)، گرد بودن نوك الكترود مناسب كار است. قبل از استفاده در جوشكاري، نوك الكترود مي‌تواند توسط ضربه زدن روي يك بلوك مسي كه با آب خنك مي‌شود و يا ساير موادي كه مناسب جوشكاري DCEP يا AC هستند، گرد شود. جريان قوس به قدري افزايش مي‌يابد كه نوك الكترود از شدت داغي سفيد مي‌شود؛ سپس تنگستن ذوب مي‌شود و قطرات كروي كوچكي روي نوك الكترود شكل مي‌گيرند. بعد از آن جريان به تدريج ضعيف شده و قطع مي‌گردد و قطرات كروي كوچكي روي انتهاي الكترود تنگستن باقي مي‌گذارد. سايز اين قطرات نبايد از  برابر قطر الكترود تجاوز كند، و گرنه هنگاميكه ذوب شوند روي سطح كار سقوط مي‌كنند.

سنباده زني (Grinding)

براي ايجاد پايداري بهينه در قوس، سنباده‌زني الكترود تنگستن بايد در حالتي كه محور الكترود بر محور چرخ سنباده عمود است انجام شود. در طول سنباده‌زني ممكن است آلودگي يا اجسام خارج روي نوك سنباده بنشيند، لذا براي زدودن اين آلودگي‌ها بايد مقداري سنباده نگه‌داشته شود. جهت بيرون راندن گرد و غبار سنباده كه هنگام سنباده‌زني الكترودهاي تنگستن لانتان‌دار در فضاي كار منتشر مي شوند، بايد يك هود در محل نصب شود. الكترودهاي تنگستني لانتان‌دار، سريم‌دار و تريم دار به سهولت الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركنيم‌دار، گرد نمي‌شوند. اگر از اين الكترودها در جريان AC استفاده شود، اغلب ترك مي‌خورند.

 

تغيير شكل نوك الكترود توسط واكنش‌هاي شيميايي

تيز كردن نوك الكترود به طريقة شيميايي بدين گونه صورت مي‌گيرد ؛ قسمت انتهايي الكترود كه از شدت حرارت سرخ شده است را در يك مخزن نيترات سديم غوطه‌ور مي‌كنيم. فعل و انفعالات شيميايي بين تنگستن داغ و نيترات سديم، سبب مي شود كه دور و نوك الكترود بطور يكنواخت يك شكل خورده شود. تكرار اين كار سبب ايجاد نوكي تيز در الكترود مي‌شود.

 

آلودگي الكترود

آلودگي در الكترود تنگستن بيشتر وقتي صورت مي‌گيرد كه جوشكار تصادفاً تنگستن را وارد حوضچة جوش مذاب نمايد يا الكترود تنگستن به سيم‌جوش اتصال پيدا كند. گاز محافظ نامناسب، جريان گاز ناكافي در طول جوشكاري يا بعد از خاموش شدن قوس نيز مي‌تواند سبب اكسيد شدن الكترود تنگستني گردد.

آلودگي در الكترود تنگستن بيشتر وقتي صورت مي‌گيرد كه جوشكار تصادفاً تنگستن را وارد حوضچة جوش مذاب نمايد يا الكترود تنگستن به سيم‌جوش اتصال پيدا كند. گاز محافظ نامناسب، جريان گاز ناكافي در طول جوشكاري يا بعد از خاموش شدن قوس نيز مي‌تواند سبب اكسيد شدن الكترود تنگستني گردد.

آلودگي در الكترود تنگستن بيشتر وقتي صورت مي‌گيرد كه جوشكار تصادفاً تنگستن را وارد حوضچة جوش مذاب نمايد يا با الكترود تنگستن به سيم‌جوش اتصال پيدا كند. گاز محافظ نامناسب، جريان گاز ناكافي در طول جوشكاري يا بعد از خاموش شدن قوس نيز مي‌تواند سبب اكسيد شدن الكترود تنگستني گردد.

ساير منابع آلودگي شامل بخارات فلزي حاصل از قوس، پاشش، جرقه و فوران حوضچه جوش به علت تجمع گاز و تبخير ناخالصي‌هاي سطح كار مي‌باشد. اگر انتهاي الكترود داراي آلودگي و ناخالصي باشد، روي خصوصيات قوس تأثيرات منفي خواهد گذاشت و ممكن است شاهد آلودگي جوش با تنگستن باشيم. اگر اين اتفاق افتاد، روند جوشكاري را بايد متوقف نمود و تا رسيدن به شكل مناسب، سنباده زد.

 

تغذيه‌كننده (فيدر) سيم‌جوش

از تغذيه‌كنندهاي سيم‌جوش، براي اضافه‌كردن سيم‌جوش در طول جوكاري هاي ماشيني و اتوماتيك استفاده مي‌شود. هم سيم‌هايي با درجة حرارت اتاق (سرد) و هم سيم‌هايي كه قبلاً گرم شده‌اند (داغ) مي‌توانند در حوضچة مذاب جوش تغذيه شوند. سيم سرد در لبة جلويي و سيم داغ در لبة پشتي حوضچة مذاب تغذيه مي‌شوند.

سيم سرد

سيستم تغذيه‌كننده سيم جوش سرد، سه بخش دارد:

1.      مكانيزم تغذية سيم جوش

2.      كنترل سرعت

3.      ملحقات راهنماي سيم‌جوش، جهت هدايت سيم جوش به حوضچة سيم مذاب

مكانيزم تغذيه شامل راهنماي يك موتور و چرخ دنده براي انتقال نيرو به غلطك‌هاي محرك كه سيم را فشار مي‌دهند مي‌باشد. كنترل لزوماً يك سامانه سرعت ثابت است كه ممكن است مكانيكي يا الكترونيك باشد. يك راهنماي الكترود قابل تنظيم روي دستگيره الكترود نصب مي‌شود، اين راهنما موقعيت و زاويه جوش نسبت به سطح كار و اتصال را تنظيم مي‌كند. در كاربردهاي سنگين، راهنماي سيم جوش توسط آب خنك مي‌شود و سيم‌جوش هايي با قطر 015/0 تا  اينچ (4/0 تا 4/2 ميليمتر) مورد مصرف قرار مي‌گيرند. تغذيه‌كننده‌هاي‌ مخصوصي نيز وجود دارند كه سيم‌جوش را بصورت پالس و مستمر تغذيه مي‌كنند.

سيم داغ

پروسة تغذيه سيم داغ، مشابه به سيم جوس سرد است؛ با اين تفاوت كه سيم جوش تا دمايي نزديك به نقطة ذوب و دقيقاً قبل از تماس با حوضچة جوش مذاب، در مقابل حرارت مقاوم است. هنگام استفاده از سيم‌جوش داغ (از پيش گرم شده) در GTAW اتوماتيك يا ماشيني در موقعيت تحت سيم جوش بصوت مكانيكي و از طريق يك نگهدارنده (كه از آن جهت محافظت سيم جوش داغ در مقابل اكسيداسيون، گاز خنثي جاري مي‌شود) در حوضچة جوش تغذيه مي‌شود. تصوير اين سيستم را در  شكل (5) مشاهده مي‌كنيد. بطور معمول تركيبي از 75% هليم و 25% آرگون، محافظت از الكترود تنگستن و حوضچة جوش مذاب را برعهده دارند، نرخ رسوب سيم‌جوش‌هاي گرم از نرخ رسوب سيم‌جوش‌هاي سرد بالاتر است (شكل 6)، و مي‌توان آن را با نرخ رسوب در فرايند GMAW مقايسه كرد.

هنگامي كه سيم‌جوش با سطح جوش تماس پيدا كند جريان جاري مي‌شود. سيم جوش مستقيماً در پشت قوس و در يك زاويه 40 تا 60 درجه‌اي نسبت به الكترود تنگستن، به كار تغذيه مي‌شود.

«الكترودهاي تنگستن (1)»

«مطابق استاندارد 32528DIN»

اندازه‌هاي استاندارد تنگستن در مقياس ميليمتر (mm):

قطر اسمي: 5/0، 1، 6/1، 4/2، 2/3، 4، 4/6، 8

طول: 50، 75، 150، 175


800x600 Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA MicrosoftInternetExplorer4

«الكترود تنگستن خالص (W)»

مزايا: كم هزينه و ثبات قوس خوب با استفاده از جريان متناوب فيلتر نشده.

معايب: خاصيت اشتعال ضعيف، عمر كم، كم ظرفيت براي حمل جريان الكتريسته

 

«الكترود تنگستن توريم‌دار (WT)»

مزايا: عمر مصرف خوب، مناسب براي حمل شدت جريان بالا، خاصيت اشتعال خوب

معايب: پرهزينه و ثبات قوس ضعيف در صورت استفاده از جريان متناوب فيلتر شده.

 

«الكترودهاي تنگستن (2)»

«مطابق استاندارد 32528DIN»