مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری چیست؟

وقتی یک جوشکار حرفه‌ای به سراغ قفسه الکترودها می‌رود، یک رشته اعداد و حروف روی بسته‌بندی را می‌بیند که به نظر می‌رسد یک کد رمزآلود است؛ کدی مانند E7018 یا E6010. این اعداد و حروف تصادفی نیستند، بلکه زبان فنی و جهانی استانداردهای جوشکاری هستند که توسط انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) تعریف شده‌اند. درک مفهوم این کدها، که به عنوان سیستم نام‌گذاری AWS شناخته می‌شود، تنها یک مهارت اضافی نیست، بلکه یک ضرورت مطلق برای تضمین کیفیت، استحکام و ایمنی در هر پروژه جوشکاری با قوس الکتریکی دستی (SMAW) است. اگر تاکنون با شک و تردید الکترود مورد نیاز خود را انتخاب می‌کردید، این مقاله جامع، کلید رمزگشایی این زبان تخصصی است. با ما همراه شوید تا جز به جز، مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری را کشف کنید و با مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری آشنا شوید و بدانید حرف اول نشانگر روی الکترود ها نشانگر چیست و بهترین خرید الکترود جوشکاری آما را داشته باشید.

برای مشاوره با کارشناسان مجموعه آلیاژ صنعت ایلیا با شماره 65020820 تماس بگیرید.

E در کد الکترود

اولین حرف در سیستم نام‌گذاری AWS، همیشه حرف E است و نشان‌دهنده این است که ماده مصرفی مورد نظر شما یک الکترود (Electrode) است. در فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی دستی (SMAW)، الکترود حامل جریان الکتریکی و تامین‌کننده فلز پرکننده (Filler Metal) است. این حرف اولیه به جوشکار اطمینان می‌دهد که این محصول برای استفاده در روش جوشکاری با قوس الکتریکی پوشش‌دار طراحی شده است، جایی که پوشش فلاکس روی الکترود، وظیفه محافظت از حوضچه جوش را بر عهده دارد. بنابراین، هر جا که عبارت E را در ابتدای کد جوشکاری دیدید، بدانید که با یک الکترود پوشش‌دار روبرو هستید.

دو یا سه رقم اول: تعیین حداقل استحکام کششی

بخش بعدی کد که معمولاً شامل حرف اول نشانگر روی الکترودها و دو یا سه رقم اول است، مهم‌ترین اطلاعات مکانیکی درباره فلز جوش نهایی را مشخص می‌کند: حداقل استحکام کششی (Minimum Tensile Strength). این عدد بر حسب هزار پوند بر اینچ مربع (KSI) بیان می‌شود. برای مثال، در الکترودهای E60xx، عدد ۶۰ به معنای ۶۰,۰۰۰ پوند بر اینچ مربع (psi) یا ۶۰ KSI است. در الکترودهای با استحکام بالاتر مانند E110xx، عدد ۱۱۰ به معنای ۱۱۰,۰۰۰ psi خواهد بود. این عدد یک شاخص حیاتی برای انتخاب الکترود متناسب با استحکام مورد نیاز فلز پایه (مانند فولادهای A36 یا A572) است و تضمین می‌کند که جوش ایجاد شده، حداقل توانایی مقاومت در برابر بارگذاری مکانیکی را داشته باشد.

رقم سوم (یا چهارم): موقعیت‌های مجاز جوشکاری

رقم سوم (در کدهای چهار رقمی مانند E6010) یا رقم چهارم (در کدهای پنج رقمی مانند E11018) نشان‌دهنده موقعیت‌هایی است که الکترود می‌تواند به طور مؤثری در آن‌ها استفاده شود. این رقم به جوشکار می‌گوید که آیا این الکترود برای جوشکاری در یک وضعیت خاص (مانند افقی یا عمودی) طراحی شده است یا برای تمامی وضعیت‌ها:

• ۱: نشان‌دهنده الکترودی است که برای جوشکاری در تمامی وضعیت‌ها (All Positions)، شامل مسطح، افقی، عمودی و بالای سر، مناسب است. 
• ۲: نشان‌دهنده الکترودی است که فقط برای جوشکاری در وضعیت مسطح (Flat) و گوشه افقی (Horizontal Fillet) مناسب است و نمی‌توان از آن در وضعیت عمودی یا بالای سر استفاده کرد. 

این رقم تأثیر مستقیمی بر انتخاب پروژه و نوع جوش دارد.

بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع سیم جوش CO2

رقم آخر: نوع پوشش و جریان مورد نیاز (AC/DC)

رقم آخر در کد AWS، حاوی اطلاعات بسیار مهمی در مورد نوع پوشش فلاکس (Coating Type) الکترود و همچنین نوع جریان مورد نیاز برای جوشکاری است. این رقم تعیین می‌کند که آیا الکترود برای جریان متناوب (AC) یا جریان مستقیم (DC) مناسب است و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی را به جوش می‌دهد:

• ۰ و ۱ (مانلاسلولز): پوشش‌هایی با مقدار زیادی مواد آلی که نفوذ عمیق و سرباره کمی ایجاد می‌کنند (مانند E6010 و E6011).
• ۲ و ۳ (روتایل/تیتانیوم): پوشش‌هایی با سهولت استفاده بالا که سرباره زیاد و ظاهر جوش خوبی ایجاد می‌کنند (مانند E6013).
• ۴ (پودر آهن و روتایل): پوشش‌هایی که نرخ رسوب‌گذاری بالایی دارند.
• ۵، ۶ و ۸ (قلیایی/هیدروژن کم): پوشش‌های حاوی مواد معدنی مانند فلوراید کلسیم که به جلوگیری از ترک‌خوردگی هیدروژنی کمک می‌کنند (مانند E7018).

این رقم مستقیماً بر خواص متالورژیکی و سهولت استفاده الکترود تأثیر می‌گذارد.

در سایت weldguru در این رابطه اینگونه آمده است:

Each digit, or pair of digits, has a specific meaning:

• The first two digits indicate tensile strength
• The third digit indicates the welding position
• The fourth digit indicates flux composition
• When there’s a fifth digit, it defines optional designators

هر رقم یا هر جفت رقم، معنای خاصی دارد:
دو رقم اول نشان دهنده استحکام کششی هستند.
رقم سوم نشان دهنده موقعیت جوشکاری است.
رقم چهارم نشان دهنده ترکیب روان کننده است.
وقتی رقم پنجم وجود دارد، نشانگرهای اختیاری را تعریف می‌کند.

پوشش کم هیدروژن

الکترودهایی که رقم آخر آن‌ها ۵، ۶ یا ۸ است مانند (E7018)، به عنوان الکترودهای کم هیدروژن (Low Hydrogen) یا قلیایی شناخته می‌شوند و در صنایع ساختمانی و سازه‌های حساس به شدت پرکاربردند. این پوشش‌ها به طور خاص طراحی شده‌اند تا میزان هیدروژن موجود در فلز جوش را به حداقل برسانند. هیدروژن یکی از عوامل اصلی ایجاد ترک‌های تأخیری (Delayed Cracking) در فولادهای با استحکام بالا یا قطعات ضخیم است. به همین دلیل، استفاده از این الکترودها در جوشکاری فولادهای آلیاژی و سازه‌های تحت بارگذاری بحرانی، به دلیل مقاومت بالا در برابر ترک‌خوردگی هیدروژنی، حیاتی است و نیازمند نگهداری در آون‌های الکترود است.

پسوندهای اختیاری

گاهی اوقات، پس از چهار یا پنج رقم اصلی، حروف اضافی نیز به کد AWS اضافه می‌شوند که به آن‌ها پسوندهای اختیاری گفته می‌شود و اطلاعات دقیق‌تری در مورد ویژگی‌های شیمیایی و مکانیکی خاص فلز جوش ارائه می‌دهند. برای مثال، پسوند‌هایی مانند H4R یا M یا Ni ممکن است اضافه شوند. H4 نشان‌دهنده میزان بسیار پایین هیدروژن نفوذپذیر (۴ میلی‌لیتر در هر ۱۰۰ گرم جوش) است. R نشان‌دهنده مقاومت در برابر جذب رطوبت (Moisture Resistance) است و Ni به معنای افزودن نیکل برای بهبود خواص ضربه‌ای در دماهای پایین است. این پسوندها بیشتر در الکترودهای آلیاژی و با کارایی بالا مشاهده می‌شوند و برای جوشکاری در شرایط سخت یا دماهای خاص مهم هستند.

مفهوم E7018: یک مثال کاربردی و پرمصرف

برای درک کامل این مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری، نگاهی به کد E7018 می‌اندازیم که یکی از پرمصرف‌ترین الکترودها در جوشکاری سازه‌ای است:

• E: نشان‌دهنده الکترود جوشکاری قوس الکتریکی.
• ۷۰: نشان‌دهنده حداقل استحکام کششی ۷۰,۰۰۰ پوند بر اینچ مربع (۷۰ KSI).
• ۱: نشان‌دهنده قابلیت جوشکاری در تمامی وضعیت‌ها (All Positions).
• ۸: نشان‌دهنده نوع پوشش کم هیدروژن (Iron Powder, Low Hydrogen) که قابل استفاده با جریان‌های AC و DC است.

این ترکیب کد به ما می‌گوید که این الکترود برای جوشکاری سازه‌هایی با استحکام بالا در هر موقعیتی، با حداقل خطر ترک‌خوردگی هیدروژنی، ایده‌آل است.

ارتباط بین کد AWS و نگهداری الکترود

بسیاری از کدها، به ویژه آن‌هایی که رقم آخر آن‌ها ۵، ۶ یا ۸ است (کم هیدروژن)، مستقیماً الزامات سختگیرانه‌ای برای نگهداری الکترود ایجاد می‌کنند. این الکترودها تمایل زیادی به جذب رطوبت از محیط دارند. اگر رطوبت جذب شود، در هنگام جوشکاری تجزیه شده و هیدروژن وارد جوش می‌شود و هدف اصلی کم هیدروژن بودن را از بین می‌برد. به همین دلیل، این الکترودها باید در آون‌های مخصوص الکترود (Welding Rod Ovens) در دمای مشخص نگهداری شوند تا رطوبت آن‌ها در سطوح مجاز حفظ شود. در نتیجه، رقم آخر کد AWS نه تنها به خواص مکانیکی مربوط است، بلکه یک دستورالعمل عملیاتی برای جوشکار نیز محسوب می‌شود.

بررسی دقیق‌تر کد: نوع جریان و پوشش شیمیایی

در ادامه بررسی مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری، به دو رقم آخر کد می‌رسیم که اطلاعاتی در مورد خصوصیات پوشش الکترود و نوع جریان الکتریکی مورد نیاز (AC یا DC) ارائه می‌دهند.

رقم اول از سمت راست: نوع پوشش و جریان الکتریکی

اولین رقم از سمت راست (مانند 3 در E6013) یکی از حیاتی‌ترین بخش‌های کد است، زیرا نوع پوشش شیمیایی فلاکس (Flux) و همچنین نوع جریان الکتریکی مجاز برای جوشکاری با آن الکترود را تعیین می‌کند. پوشش الکترود نقشی کلیدی در حفاظت از حوضچه مذاب، پایداری قوس، خواص مکانیکی جوش و تمیزی سطح جوش دارد. این عدد می‌تواند از 0 تا 8 متغیر باشد و هر کدام نشان‌دهنده یک ترکیب پوششی خاص (مانند سلولزی، روتیلی یا کم هیدروژن) و یک نوع جریان (AC/DC) است؛ برای مثال، کد 0 (مانند E6010) به پوشش سلولزی و جریان DC مثبت، و کد 8 (مانند E7018) به پوشش کم هیدروژن و قابلیت استفاده با AC یا DC مثبت اشاره دارد.

پوشش‌های متداول الکترود جوشکاری

پوشش‌های الکترود جوشکاری به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی برای کاربردهای متفاوت ارائه می‌دهند:

• پوشش سلولزی (مثلاً E6010, E6011): این پوشش‌ها با تولید حجم زیادی از گاز محافظ، نفوذ عمیقی ایجاد کرده و برای جوشکاری خطوط لوله و کاربردهای در فضای باز عالی هستند.
• پوشش روتیلی (مثلاً E6013): پوشش روتیلی، که عموماً حاوی اکسید تیتانیوم است، قوسی نرم، پایدار و با کمترین پاشش ایجاد می‌کند و برای جوشکاری‌های عمومی و ظریف مناسب است.
• پوشش قلیایی یا کم هیدروژن (مثلاً E7018): این پوشش‌ها (Low-Hydrogen) کمترین میزان هیدروژن را در فلز جوش رسوب می‌دهند که از ایجاد ترک‌های سرد جلوگیری کرده و برای جوشکاری فولادهای پرکربن و سازه‌های تحت بار سنگین، مانند پل‌ها و بویلرها، ایده‌آل هستند.
• پوشش اکسیدی یا اسیدی (کمتر متداول): این پوشش‌ها کمتر استفاده می‌شوند و خواص مکانیکی پایین‌تری نسبت به انواع قلیایی دارند و معمولاً برای جوش‌های بدون تنش بالا به کار می‌روند.

پسوندهای اختیاری: اطلاعات تکمیلی فلز جوش

گاهی اوقات، پس از چهار یا پنج رقم اصلی، یک یا چند حرف یا عدد دیگر نیز مشاهده می‌شود (مانند E7018-H4R). این پسوندها اطلاعات تکمیلی و مهمی را در مورد خواص شیمیایی فلز جوش، الزامات تست ضربه یا محتوای هیدروژن پایین‌تر از حد استاندارد ارائه می‌دهند. برای مثال، حروف A1، B2 یا C3 نشان‌دهنده درصد عناصر آلیاژی مانند مولیبدن، کروم و نیکل هستند که برای جوشکاری فولادهای خاص و آلیاژی ضروری است. همچنین، پسوندهایی مانند H4 یا H8 نشان‌دهنده حداقل محتوای هیدروژن نفوذپذیر هستند که برای جلوگیری از ترک‌خوردگی در فولادهای پرمقاومت حیاتی است، یا پسوند R که مقاومت الکترود در برابر جذب رطوبت را تأیید می‌کند.

سخن پایانی

در این راهنما از آلیاژ صنعت به بررسی مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری پرداختیم. درک عمیق مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری، مرحله‌ای است که یک جوشکار مبتدی را از یک متخصص ماهر جدا می‌کند. این کدهای AWS، چکیده‌ای از مهم‌ترین ویژگی‌های فنی و عملکردی الکترود هستند، از استحکام کششی حیاتی گرفته تا موقعیت‌های مجاز و نوع پوشش محافظ. با رمزگشایی این زبان، شما دیگر بر اساس حدس و گمان انتخاب نمی‌کنید، بلکه بر پایه دانش مهندسی و الزامات دقیق پروژه خود تصمیم می‌گیرید. این دانش به شما این اطمینان را می‌دهد که همواره بهترین الکترود را برای بالاترین کیفیت جوشکاری انتخاب کرده و از طول عمر و ایمنی سازه‌های فلزی خود کاملاً مطمئن باشید.

سوالات متداول

۱. منظور از ۷۰ در کد E7018 چیست؟

عدد ۷۰ نشان‌دهنده حداقل استحکام کششی ۷۰,۰۰۰ پوند بر اینچ مربع (۷۰ KSI) فلز جوش نهایی است.

۲. الکترودی با رقم موقعیت ۲ مثلاً (E7024) برای چه جوشکاری‌هایی مناسب است؟

این الکترودها فقط برای جوشکاری در وضعیت مسطح (Flat) و گوشه افقی (Horizontal Fillet) مناسب هستند و نباید در وضعیت‌های عمودی یا بالای سر استفاده شوند.

۳. چرا الکترودهای کم هیدروژن (مانند E7018) باید در آون نگهداری شوند؟

این الکترودها باید در آون نگهداری شوند تا رطوبت محیط را جذب نکنند؛ جذب رطوبت باعث ورود هیدروژن