اثر نوع جریان و پوششش الکترود بر عمق نفوذ و کیفیت جوش

در جوشکاری با قوس الکتریکی ممکن است از جریان متناوب ac یا جریان dc با الکترود مثبت یا منفی استفاده شود. انتخاب جریان به روش جوشکاری ، نوع الکترود ، اتمسفر قوس و نوع فلزی که جوش داده خواهد شد ، بستگی دارد . با اکثر فلزات معمولی ، انتقال فلز از الکترود معمولی به حوضچه جوش با جریان یکنواخت و الکترود مثبت ، یکنواخت تر و بهتر انجام می گیرد .

قطب مثبت قوس الکتریکی به علت بمباران الکترون ها گرم ترین قسمت است . بنابراین با جریان یکنواخت به کار بردن الکترود با قطب منفی ( DCEN ) یا اتصال مستقیم این امتیاز را دارد که شدت عمل ذوب در قطعه کار بیشتر خواهد بود .

از طرف دیگر برای الکترودهای غیر مصرفی این نکته قابل توجه است که حرارت تولید شده در روی الکترود ، عملا توسط انتقال حرارت از بین می رود و جزء حرارت تلف شده محسوب شده و منجر به راندمان حرارتی کمتری می شود .

 

اگر بتواند ذرات اکسیدی غیر مذاب را از روی سطح قطعه کار به اطراف پخش کند بیشتر مفید خواهد بود . این پدیده به عنوان پاک کردن قوس شناخته شده است . هنگامی این عمل به وقوع می پیوندد که الکترود قطب مثبت ( DCEP ) یا اتصال معکوس است 

اصول جوشکاری با قطب مستقیم :

در این نوع جوشکاری از ژنراتور برق DC استفاده شده ، الکترود به قطب منفی و قطعه کار به قطب مثبت متصل می گردند . الکترون ها پس از عبور از قطب منفی به طرف الکترود رفته سپس از طریق قوس و قطعه کار به قطب مثبت بر می گردند . توزیع درجه حرارت به صورت ۲/۳ در فلز قطعه کار و ۱/۳ در الکترود می باشد .

امتیازات :

۱- در این وضعیت شدت عمل ذوب در قطعه کار بیشتر خواهد بود .

۲- از آنجایی که حرارت تولید شده بر روی الکترود جزء حرارت تلف شده محسوب شده با کمتر بودن حرارت ایجاد شده در الکترود ۱/۳ جوشکاری با الکترود غیر مصرفی قابل توجه می باشد

اصول جوشکاری با قطب معکوس :

در این نوع جوشکاری نیز از ژنراتور برق DC استفاده شده ، الکترود به قطب مثبت و قطعه کار به قطب منفی متصل می گردند . الکترون ها پس از عبور از قطب منفی به طرف قطعه کار رفته سپس از طریق قوس و الکترود به قطب مثبت بر می گردند . 

توزیع درجه حرارت به صورت ۲/۳ در الکترود و ۱/۳ در فلز قطعه کار می باشد .

جوشکاری با جریان AC :

استفاده از دستگاه های جوشکاری با برق متناوب روز به روز بیشتر گردد .

مزایای استفاده از این جوشکاری را می توان به شرح زیر خلاصه نمود :

۱- پایین تر بودن قیمت اولیه دستگاه های جوش ac

2- فقدان ضربه مغناطیسی : به دلیل عدم وجود ضربه مغناطیسی جوشکاری گودی ها ، گوشه ها ، لبه ها ساده تر انجام می گیرد .

۳- نفوذ عمیق و خوب نوار جوش به داخل قطعه کار 

۴- اعمال پدیده پاک کردن : این پدیده شامل پخش کردن ذرات اکسیدی غیر مذاب از روی سطح کار بوده و هنگامی انجام می گیرد که اتصال از نوع معکوس ( الکترود قطب مثبت DCRP ) باشد .

۵- حرارت زیاد الکترود در هر نیم سیکل که الکترود منفی می شود کاهش می یابد .

۶- استفاده از جریان ها با شدت کمتر

۷- کاربرد همه نوع الکترود در جوشکاری دستی

۸- تسهیل شرایط شروع قوس

۹- سهولت نگهداری قوس با طول کوتاه

۱۰- تسهیل شرایط جوشکاری در وضعیت غیر تخت ( قائم ، افقی ، سقفی یا بالا سر )

۱۱- مناسب تر بودن برای جوشکاری ورق های نازک

جریان ac در جای ترجیح داده می شود که شروع مجدد قوس مسئله چندان مهمی نباشد و این اغلب می توان به کمک افزایش بعضی ترکیبات پایدار کننده قوس در موارد پوشش الکترود ( فلاکس ) جبران کرد . این مواد خاصیت یونیزاسیون زیادی دارند .

برای اکثر فلزات معمولی ، انتقال فلز از الکترود مصرفی به حوضچه جوش در حالت ( DCSP ) نسبت به حالت ( DCRP ) یکنواخت تر و بهتر انجام می گیرد .

تأثیر پوشش الکترود بر عمق نفوذ و کیفیت جوش :

پوشش الکترود دارای چندین نقش اساسی و خصوصیت ویژه است :

۱- باید پایدار کننده قوس باشد 

۲- یک فضای گازی ، همچنین لایه سرباره ای را به وجود آورده تا قوس و حوضچه مذاب جوش را از ناخالصی ها و تماس با اتمسفر محافظت می کند .

۳- کنترل واکنش های سرباره – مذاب فلز – گاز و گاهی اوقات عمل تصفیه یا اضافه کردن عناصر آلیاژی را انجام دهد .

۴- سرباره باید دارای آنچنان خواص فیزیکی نظیر ویسکوزیته و کشش سطحی و غیره باشد تا شکل گرده ی جوش دارای برآمدگی و صافی مورد نظر باشد .

۵- از طرف دیگر پس از کنترل سرعت سرد شدن جوش و پس از انجماد جوش ، سرباره شیشه ای شکل که به گل جوش هم مرسوم است به راحتی از سطح جوش جدا شود .

همانطور که می توان انتظار داشت الکترودی ساخته نشده است که کلیه خواسته ها را در تمام شرایط پاسخگو باشد . خوبی و بدی الکترودها را معمولا از روی نرخ فلزی که رسوب می دهند ، خواص مهندسی جوش حاصل ، هزینه واخد حجم یا وزن فلز رسوب داده شده و راحتی کاربرد الکترود توسط جوشکار می سنجند .

بررسی انجام شده روی مقاومت به ضربه حاصله از الکترودهای با راندمان زیاد و کاملا بازی و همچنین رتیلی نشان می دهد که فلز جوش های حاصله از الکترودهای بازی از مقاومت به ضربه بهتری نسبت به نوع رتیلی بر خوردارند . علت این تفاوت ، نحوه توزیع و شکل ناخالصی های سرباره عنوان شده است .

جوش های حاصل از الکترود بازی دارای ناخالصی های کوچک ولی بسیار زیادی هستند که کاملا در آن پخش شده اند . در حالیکه فلز جوش های رتیلی دارای مقدار زیادی ناخالصی با دانه بندی بسیار متفاوت هستند . به همین خاطر است که انرژی ضربه ی بین جوش های رتیلی و بازی ، رفتار متفاوتی را از خود نشان می دهد .