بررسی فنی و کاربردی انواع الکترود استیل

بررسی فنی  و کاربردی انواع الکترود استیل

استیل نوعی آلیاژ مقاوم فولادین است که تحولی بزرگ در صنعت و طراحی سازه‌های فولادین ایجاد کرده است. قطعات فلزی بر پایه استیل ساختارهای کاملاً ضد زنگ با دوام و ماندگاری بالایی هستند که به راحتی تحت تاثیر عوامل مخرب محیطی مانند حملات شیمیایی و یا فرسایش سیالات خورنده و سایشی قرار نمی‌گیرند. اهمیت استیل آنچنان است که حالا بخش بزرگی از قطعات، تاسیسات، ماشین آلات و سازه‌های عمرانی را با استفاده از استیل تهیه می‌کنند. اما روش جوشکاری استیل و اتصال قطعات آن با یکدیگر متفاوت است که ما را به مبحث کلیدی انواع الکترود استیل وارد خواهد کرد.

انواع الکترود استیل با هدف جوشکاری فلزات بر پایه استیل ساخته شده‌اند. اما روش‌های طراحی آنها با توجه به نوع اتصال فلزات متفاوت است. در واقع انواع الکترود استیل از بهترین الکترود‌ها برای جوشکاری فلزات غیر مشابه هستند. در این مطلب از رستگار صنعت به بررسی انواع الکترود استیل در کاربردهای گوناگون می‌پردازیم و این الکترودها را چه از نظر ساخت و روش اتصال فلزات همجنس و یا غیر همجنس بررسی می‌کنیم.

آشنایی با الکترود استیل

انواع الکترود استیل برای اتصال قطعات آلیاژ استیل با درجات مختلف ساخته شده‌اند و اهمیت آنها در راستای اهمیت استفاده از استیل قرار می‌گیرد. قاعدتا می‌دانید که استنلس استیل آلیاژ کربن دیده آهنی است که در مقابل هر نوع خوردگی و یا زنگ زدگی مقاومت عالی دارد. محل اتصال این فلزات به یکدیگر نیز باید از خواص مشابه ضد زنگ و ضد اسیدی و حتی ضد سایش برخوردار باشد. لذا بزرگترین مزیت استفاده از انواع الکترود استیل بهره‌مندی از یک اتصال ضد فرسایش و ضد خورندگی است. در عین حال این الکترودها می‌توانند یک لایه محافظ نازک از اکسید کروم بر روی سطح فولاد بگسترانند که درجه حفاظت نهایی فلز را کاملاً ارتقا می‌بخشد.

علاوه بر این، این الکترودها را با درصد قابل توجه کروم تهیه می‌کنند که خواص ضد رطوبت و ضد زنگ زدگی دارد و لبه اتصال قطعات فلزی مانند اتصال استیل به استیل و یا استیل به آهن را در مقابل تنش‌های رطوبتی محافظت می‌کند. هر چند برای سازه‌های کاملاً درگیر با جریان آب باید از الکترود‌های مخصوص اتصال ضد فرسایش استفاده کنید.

انواع الکترود استیل کدامند؟

انواع این الکترودها بسته به نوع فلزات و آلیاژهای فولادین در اتصال به یکدیگر دسته بندی می‌شوند و در کل بر طبق استاندارد AISI چهار نوع الکترود استیل ساخته شده است.

·       الکترود استیل ۳۰۸

·       الکترود استیل ۳۰۹

·       الکترود استیل ۳۱۰

·       الکترود استیل ۳۱۶

در عمل برخی الکترودهای دیگر با کد‌های متفرقه حضور دارند که از آنها نیز برای اتصال انواع آلیاژهای فولادین و غیر همجنس استفاده می‌شود. اما آنچه در تمامی صنایع و برای اتصال هر حالت اعم از استیل به استیل و یا استیل به آهن کارایی دارد، در همین چهار کد ذکر شده خلاصه شده است. در ادامه مطلب به بررسی این الکترودها می‌پردازیم.

الکترود استیل کد ۳۰۸

الکترود کد ۳۰۸ نوعی الکترود استیل به استیل است برای اتصال مستقیم فلزات آلیاژی همجنس ساخته شده است و قادر به تولید حرارت بسیار بالایی حین جوشکاری است. همچنین می‌تواند اتصال یکدست و کاملا محکم میان دو قطعه فولادی از انواع استنلس استیل ایجاد کند. این کد ۳۰۸ در تیپ‌های مختلف عرضه شده است که به قرار زیر هستند.

·       الکترود 308H: برای ترکیب این الکترود از درصد کربن بالایی استفاده شده است که در محدوده ۰.۰۴ الی ۰.۰۸ درصد است و پس از جوشکاری مقاومت بالایی را تولید می‌کند. همچنین مقاومت در برابر خزش این الکترود خصوصاً در دماهای بالا قابل توجه است و به راحتی می‌تواند هر دو سمت فلز استیل اتصالی را ذوب کرده و جوش ماندگار و قدرتمندی را ایجاد نماید.

·       الکترود 308L: برای ترکیب این الکترود متفاوت از تیپ قبلی از مقدار درصد کربن کمتر از ۰.۰۴ استفاده شده است و هدف این نوع طراحی، کمتر شدن احتمال ایجاد کاربید و رسوب آن در محل اتصال است. لذا پس از تکمیل جوشکاری احتمال بروز خوردگی در محل اتصال ناچیز است. از این الکترود‌ها که از ترکیب عناصر پایدار کننده کاربید مانند نیوبیوم و یا تیتانیوم دارند، برای جوشکاری استیل به استیل در محیط‌های اسیدی با احتمال خورندگی زیاد استفاده می‌کنند.

·       الکترود 308mo: در ترکیب این الکترود از درصد کمی مولیبدن استفاده شده است و مناسب جوشکاری فولادهای استیل زنگ نزن از نوع ریخته گری است. معمولاً از این کد الکترود استیل برای جوشکاری قطعات فولادین همجنس دارای کروم، نیکل، مولیبدن و یا فولاد‌های استیل ۳۱۶ استفاده می‌کنند.

الکترود استیل ۳۰۹

کد ۳۰۹ سری متنوع از الکترودهای جوشکاری فلزات غیر همجنس است که در کل با هدف اتصال استیل به آهن کارایی دارند. انواع این الکترود‌ها دارای ترکیباتی از عناصر مانند نیوبیوم و یا تیتانیوم هستند که قابلیت ایجاد حرارت کافی ذوب فلزات غیر همجنس را داشته و در مقابل اتصال فیزیکی با انواع این فلزات فولادین حتی ترکیبات متنوع آهن کاملاً کارآمد و ماندگار هستند. انواع کدهای الکترود استیل به آهن نمره ۳۰۹ به قرار زیر دسته بندی می‌شوند.

·       الکترود 309L: برای ترکیب این الکترود از درصد کربن کمتر از ۰.۰۴ استفاده شده است. لذا در حین جوشکاری با این الکترودها احتمال ایجاد کاربیدهای خطرناک کم است و اتصال ایجاد شده در مقابل هر نوع خورندگی مقاومت می‌کند. برای تهیه این الکترودها از ترکیبات نیوبیوم درکنار تیتانیوم استفاده شده است که سطح پایداری در ایجاد کاربید برقرار می‌کنند و در کل مناسب جوشکاری قطعات فلزی درگیر با محیط‌های اسیدی هستند.

·       الکترود 309CB: از جمله کاربردی‌ترین الکترود استیل به آهن است و مشابه کد 309L در ساخت آن از درصد کمتر کربن استفاده شده است. با این تفاوت که مقدار نیوبیوم بیشتری دارد و می‌تواند در پایدارسازی اثر کاربید مقاومت بهتری نشان داده که احتمال افزایش پایداری اتصال در مقابل تهاجمات خوردگی و اسیدی را افزایش می‌دهد. از این الکترود‌ها نیز برای اتصال آلیاژهای غیر همجنس فلزی در محیط‌های اسیدی با احتمال خوردگی زیاد استفاده می‌کنند.

·       الکترود 309MO: از انواع الکترود استیل مخصوص اتصال فلزات غیر همجنس است که در ترکیب آن از درصد اندکی مولیبدن به همراه کاهش کربن تا زیر مقدار ۰.۰۴ درصد استفاده شده است. این الکترود مناسب جوشکاری استیل فولاد‌های ۳۱۶ و یا هر نوع لایه دهی روی فولادهای کربنی است.

الکترود استیل ۳۱۰

الکترودهای کد ۳۱۰ برای طراحی سازه‌های فولادین در دماهای زیاد و یا سازه‌هایی که قرار است با هدف پذیرش دمای زیاد استفاده شوند کارایی دارد. در صنعت از انواع الکترود استیل ۳۱۰ به عنوان الکترودهای نسوز یاد می‌کنند که تحمل حرارتی بسیار بالایی دارند و می‌توانند در بازه حرارت‌های فوق بالا برای هر نوع اتصال فلزات فولادین کارایی داشته باشند. انواع کدهای الکترود ۳۱۰ به قرار زیر هستند.

·       الکترود 310H: نوعی الکترود با تحمل حرارتی بسیار زیاد است که در ترکیب آن از درصد کربن بالای ۰.۰۴۵ درصد استفاده شده است. از این الکترود استیل معمولاً برای اتصال فولادهای مقاوم در برابر خوردگی و حرارت ولی با ترکیب شیمیایی مشابه چه از نوع ریختگی و یا آهنگری استفاده می‌کنند. ترکیب کار شده در این الکترود از تحمل حرارتی بسیار خوبی برخوردار است. تا جاییکه می‌تواند حرارت‌های بالای ۹۳۰ درجه سانتیگراد را حین جوشکاری تولید نماید. با این وجود از این الکترودها در محیط‌ها دارای سولفور و یا محیط‌ها با شوک‌های حرارتی سنگین استفاده نمی‌کنند.

·       الکترود 310CB: در ترکیب این الکترود برای پایدارسازی کاربید‌ها از درصد اندکی نیوبیوم استفاده شده است. این الکترودها نیز تحمل حرارتی بالایی دارند و می‌توانند شرایط جوشکاری تحت حرارت زیاد فولادهای ریختگی مقاوم در برابر دما مانند استیل ۳۴۷ را فراهم نمایند. در عین حال مناسب کاربرد‌ها مانند لایه دهی روی فولادهای کربنی هستند.

·       الکترود 310MO: برای تهیه ترکیب این الکترود از مقدار کمی عنصر مولیبدن استفاده شده است و مناسب جوشکاری استیل‌های ریختگی و مقاوم در برابر حرارت مانند استیل ۳۱۶ هستند. همچنین می‌توان از این الکترودها با هدف لایه دهی روی فولادهای کربنی نیز استفاده کرد.

الکترود استیل ۳۱۶

الکترود کد ۳۱۶ با هدف جوشکاری استیل به استیل ضد زنگ و ضد اسید ساخته شده است و عمده کاربرد آنها در جوشکاری استیل ۳۱۶ و فولاد‌های مشابه است. در عین حال می‌توانیم از الکترود استیل نمره ۳۱۶ برای جوشکاری فولاد‌هایی که درجه حرارت بالایی نیز دارند، استفاده کنیم. برای ترکیب این الکترودها از حدود ۲.۵ درصد مولیبدن استفاده شده است. این حجم قابل توجه مولیبدن علاوه بر افزایش مقاومت حرارتی در افزایش مقاومت خمشی اتصال نیز تاثیرگذار است و فراتر از این موارد کاملاً می‌تواند از محل اتصال دو فلز در مقابل هر نوع تهاجم اسیدی و خوردگی فلزات محافظت کند.

·       الکترود 316H: الکترود با کد 316H نمونه ارتقا یافته از الکترود پایه ۳۱۶ است که در ترکیب آن از درصد کربن بیشتری استفاده شده است تا در افزایش استحکام کششی و مقاومت خمشی محل اتصال فلزات تاثیر بهتری داشته باشد. از این الکترود‌ها نیز به شکل گسترده برای جوشکاری فولادهای خانواده ۳۱۶ مانند AISI 316K استفاده می‌کنند.

·       الکترود 316L: برای ترکیب ساخت این الکترود، متفاوت از 316H از درصد کربن کمتر از نمونه پایه استفاده شده است و مناسب مهار کاربیدها حین عملیات جوشکاری است و می‌تواند خواص ضد اسید عالی از خود نشان دهد. اما درجه تحمل حرارتی نسبتاً کمی دارد.

ویژگی‌های

در این مطلب به کنکاشی از معرفی انواع الکترود استیل پرداخته‌ایم و حالا دورنمایی جامع از گوناگونی آنها تا قابلیت‌های کاربردی آنها می‌دانیم. لکن در سطح عملیات‌های حرفه‌ای اتصال استیل به استیل و حتی اتصال فلزات غیر همجنس به بهره‌مندی از الکترودهای مرغوب نیاز دارید. بنابراین در هنگام خرید الکترود استیل موارد زیر را بررسی کنید.

·       الکترود به راحتی خم نشود و بافت آن از استحکام کافی برخوردار باشد.

·       پوشش رویی الکترود استیل کاملاً یکپارچه و بدون ترک خوردگی باشد.

·       الکترودهای داخل یک جعبه به یکدیگر چسبیده نباشند.

·       الکترود کاملاً صاف باشد و هیچ قوس، خم شدگی و یا انحنایی نداشته باشد.

جمع بندی

استیل آلیاژ متفاوتی از آهن و دیگر فلزات است که از مقاومت و ماندگاری بالایی برخوردار است. اما این مقاومت بالا هر نوع انجام کار بر روی آنها را دشوار می‌کند. مثلاً یک سوراخکاری ساده بر سطوح استیل واقعا دشوار است و نیاز به تجهیزات ماشین‌کاری تخصصی دارد. برای جوشکاری استیل نیز لازم است تا با نگاه مناسب برای تهیه الکترود استیل تخصصی اقدام کنید. قیمت الکترود استیل بالاتر از الکترودهای معمولی است، اما موارد مصرف آن نیز کاملاً متفاوت از اتصال قطعات ساده آهنی است. از طرفی روش کار با این الکترودها نیز متفاوت است و باید آنها را بر اساس نوع فلزات آلیاژی از انواع اتصال های استیل به استیل  و یا استیل به آهن تهیه کنید. در عین حال حضور اتصال فلزی در محیط های اسیدی، محیط های مرطوب، محیط ها با گرمای زیاد و... از معیار ها برای انتخاب از میان انواع الکترود استیل است.