دانلود طرح توجیه فنی، مالی، اقتصادی تولید الکترود جوشکاری

فصل اول

چکیده مطالعات فنی، مالی و اقتصادی

فصل دوم

کلیات معرفی محصول

کلیاتی در راستای شناسائی محصول و

ارتباط منطقی آن با زنجیره تولید

1-2 تعریف، ویژگیها و مشخصات فنی محصول از نظر شکل ظاهری، طبقه‎بندی، فرمول، چگونگی بسته‎بندی اجزاء و قطعات متشکله، حد استاندارد ملی وجهانی

الکترود جوشکاری

ماده‎ای است که به مواد دیرگداز برای کمک به ذوب آن‎ها اضافه میشود. عمل ثانوی گدازآور، که علت اصلی کاربرد آن نیز هست، به عنوان عامل احیاءکننده جهت اکسیژن‎زدائی یا تجزیه ناخالصی‎ها و زدودن آن‎ها به صورت سرباره‎ها یا گازها است. گدازآور که در لحیم‎کاری‎ها برای زدودن اکسیدها از سطحی که باید لحیم شود نیز ممکن است به عنوان گدازآور تلقی گردند. سنگ گدازآور، اصطلاح عمومی سنگ آهک یا دولومیت است که در ذوب آ‌هن بکار برده می‎شود. حدود 400 کیلوگرم سنگ آهک برای هر تن آهن خام تولیدی در کوره بلند به  کار برده می‎شود. هرگاه کانه آهن بدون گدازآور قلیایی احیا شود. سیلیس و آلومین با اکسیدهای اهن به هم پیوسته  تشکیل سیلیکات‎های مضاعف آهن و آلومین می‎دهند و افت سنگین آهن به وجود می‎آید. با اضافه کردن سنگ آهن، سیلیس و آلومین که میل ترکیبی شدید با آهک و منیزی دارند، تشکیل ترکیباتی را می‎دهند که محتوی آهن بسیار کمی هستند. این ترکیبات دوباره مذاب را تشکیل و روی سطح آهن مذاب شناور که به آسانی زدوده می‎شوند. گدازآور، گوگرد و فسفر را نیز از آهن می‎زداید. بعضی کارخانه‎های آهن محتوی مقدار کافی کربنات آهک برای تقریباً خودگداز شدن هستند. آهک، به عنوان گدازآور مؤثرتر از سنگ آهک ولی گرانتر است. کار کوره بلند در درجه اول تبدیل سنگ آهک به آهک است. سنگ آهک با حرارت دیدنی تا ‎°C830 به آهک تجزیه می‎شود، که سپس در حرارت حدود ‎°C1430، ذوب با تشکیل سرباره شروع می‎گردد. سنگ‎های آهکی که به عنوان گدازآور بکار برده می‎شوند،‌باید نسبتاً خالص باشند، که در غیر این صورت ترکیبات اضافی غیرمطلوبی تشکیل می‎شود. در مورد برنج، مفرغ، یا فلزات سفید نرم‌ (بابیت)، رزین‎ها را می‎توان بکار برد، و گدازآور پوششی ممکن است زغال چوب،‌ نمک طعام، یا بوراکس باشد. کریوالیت (یخ سنگ) گدازآور آلومینیوم و شیشه است.

آلیاژهای گدازآور

برای برنج‎ها و مفرغ‎ها عبارتند از:

فسفر، قلع، فسفر مس، یا سیلیسیم مس.

فلزات را در همان زمان اضافه کردن عناصر آلیاژی اکسیژن‎زدایی می‎کنند. برای قلع پوششی فولاد، روغن نخل به عنوان گدازآور بکار برده می‎شود، برای لحیم‎کاری معمولی، کلرور روی گدازآور متداول است. پیه، کلوفون، یا روغن زیتون را نیز در لحیم‎کاری می‎توان به کار برد. استامید، برای لحیم‎کاری فلزات رنگ شده بکار برده می‎شود. لحیم نرمی با هسته هیدرازین ساخته شده که فلزات را به خوبی خیس کرده، و بر اثر حرارت لحیم کاری بخار، و هیچ چیز از خود باقی نمی‎گذارد. برای لحیم‎های نقره، بوراکس گدازآور متداول است. برای لحیم‎کاری فولاد زنگ نزن، بوراکس با اسید بوریک مخلوط می‎شود یا خمیرهایی از کلرور روی و بوراکس ساخته می‎شود. برای لحیم‎های نقره، بوراکس گدازآور متداول است. برای لحیم‎کاری فولاد زنگ نزن، بوراکس با اسید بوریک مخلوط می‎شود یا خمیرهایی از کلرور روی و بوراکس ساخته می‎شود. بوراکس به عنوان گدازآور جوشکاری نیز ممکن است بکار برده شود گدازآور سفید، مخلوطی از نیترات و نیتریت سدیم و اکسیژن قوی است که در جوشکاری بکار برده می‎شود.

گدازآورهای جوشکاری

برای جوشکاری گرمای زیاد، معمولاً یک الکترود روکش و محتوی اکسیژن‎زدا و یک سرباره‎ساز هستند. فلوئورور لیتیم، ‎LIF، گدازآور قوی با گدازآوری لیتیم و فلوئور هر دو است و سرباره مایعی با نقطه ذوب کم به دست می‎دهد. اکسیژن‎زداها ممکن است فرومنگنز یا سیلیکد منگنز باشند.

سرباره‎سازه‎ها

عبارتند از:

دی اکسید تیتان، کربنات منیزیم، آسپست، یا سیلیس.

سیلیکات محلول، یک چسب است، در حالی که سلولز برای حفاظت قوی ممکن است بکار برده شود. یک نوع مفتول جوشکاری با یک گدازآور معدنی روکش و با آسپست پوشیده شده که گدازآور و آسپست سرباره را داده از جوش جدا می‎شود. مخلوطی از کربن و خاک رس برای پوشاندن روی فولاد مذاب، پس از ریختن در قالبهای شمش، بکار برده می‎شود. گرمازا بوده و به حفظ دوره طولانی‎تر مذاب کمک می‎کند، به طوری که مواد اکسیژن‎زدایی شده روی سطح مذاب بالا می‎آیند.

1-1-2 تعریف محصول

الکترود جوشکالی معمولاً، به صورت میلگرد، سیم (الکترود)، یا گرد هستند که برای جوشکاری برقی یا گازی، یا برای تغییر سطوح، یا سخت‎گردانی سطوح بکار برده می‎شوند به صورت آلیاژهای جوشکاری با طولهای یکسره و قطرهای کم، می‎باشند. میل‎گردهای غیرآهنی که برای جوشکاری مفرغ‎ها به کار برده می‎شوند، معمولا میله‎های زر جوشکاری (میله‎های لحیم‎کاری سخت) نامیده می‎شوند. زیرا، هنگام کاربرد آن‎ها، فلز مورد جوشکاری ذوب نمی‎شود.

الکترودهای جوشکاری ممکن است فلزات استاندارد یا آلیاژهای خاص باشند که با مواد گدازآور روکش شده یا اینکه روکش نشده‎اند (لخت هستند) و معمولاً به قطرهای 38/2 الی 3/6 میلیمتر هستند. ترکیب الکترودهای جوشکاری از مشخصات انجمن جوشکاری تبعیت می‎کنند. کربن قالبی، به ابعاد 3 الی 25 میلیمتر، نیز برای جوشکاری برقی بکار برده می‎شود.

میله‎های فولادی کم کربن، برای جوشکاری چدن و فولاد، محتوی کمتر از 18% کربن هستند. میله‎های پرکن رسوبی سخت تولید می‎کنند که به قالبکاری نیاز دارد. ولی برای تولید پرکننده‎ای سخت نیز به کار برده می‎شود. میله‎های پر کربن، با 85/0 الی 10/1 درصد کربن، رسوبهایی با سختی اولیه 575 بر نیل بدست می‎دهند. در حالیکه سختی رسوبهای میله پرمنگنز، کمتر از 200 بر نیل بوده ولی با کار سختی بیش از 500 بر نیل سخت می‎گردد. برای جوشکاری خودکار با تولید زیاد، سیم فولاد کربنی ممکن است روکش نازک از مس، به جهت تسهیل در کار و جلوگیری از پاشیدگی، داشته باشد. الکترودهای فولاد زنگ نزن، با ترکیبات  مختلف دادوستد می‎شوند که ممکن است حاوی فولاد زنگ نزن با روکشی با تیتان یا آهک و یا عناصر دیگری نظیر مولیبدن، کربور تنگستن و کلیه آلیاژهای این خانواده باشند.

درجاتی که از الکترودهای فولادی پرمنگنز، سختی به میزان 500 الی 700 بر نیل اضافه می‎کنند و نوعی از آن الکترودی از فولاد تندبر، برای روکش ابزارهای تراشکاری چرخ‎دنده مارپیچی است، رسوب جوشکاری دارای ترکیب 30 درصد گرم، 8 درصد کبالت، 8 درصد مولیبدن، 05/0 درصد بور و 02/0 درصد کربن است. انواع دیگری از الکترودهای سخت روکشی، دارای درون داشت غیرآهنی هستند. نوع دیگر این الکترودها، فولادهای کم آلیاژهای کرم، مولیبدن، برای جوشکاری فولادهای آلیاژی بدون پیش گرم کردن هستند. گروهی از آلیاژها، به ویژه با مس یا نقره و الکترودهایی برای خال جوش هستند. نه الکترودهای جوشکاری. الکترودهای تنگستنی، ممکن است تنگستن خالص، تنگستن توریادار، یا تنگستن زیرکونیم باشند. دو تای آخری برای جریان برق مستقیم هستند. تنگستن توریادار، ثبات قوسی زیادی دارد و توریا قابلیت ماشین‎کاری تنگستن را نیز افزایش می‎دهد.

زیر کونیم تنگستن بین الکترود توپر و فلز مذاب، به جهت اضافه همگنی در جوش، چسبندگی ایجاد می‎کند. ترمیت، مخلوطی از  گرد آلومینیوم و اکسید آهن است که برای جوشکاری مقاطع بزرگ آهن یا فولاد یا برای پر کردن حفره‎های بزرگ به کار برده می‎شود. فرایند شامل سوختن آلومینیوم و فعل و انفعال با اکسید و آزاد کردن آهن به صورت آهن مذاب است. برای آتش زدن آلومینیوم و فعل و انفعال،  حرارتی حدود ‎°C1540 مورد لزوم است و این امر به کمک مشعل گازی با آتش زدن گرما صورت می‎گیرد. و درجه حرارت گرمازای آن حدود ‎°C2540 است. ترمیت چدن که برای جوشکاری چدن بکار برده می‎شود، ترمیتی به اضافه حدود ‎c درصد فروسیلیسم و 20 درصد فولاد ضایعات سبرکاری‎ها است. ترمیت قرمز، با اکسید قرمز و ترمیت سیاه با اکسید سیاه ساخته می‎شود. ترمیت ریل راه‎آهن، ترمیتی با اضافات نیکل، منگنز و فولاد است.

نوعی الکترودهای سخت روکشی عبارتند از:

آلیاژهای بر مبنای کبالت

که سختی خود را در حرارت سرخ حفظ و بسیار مقاوم خوردگی هستند. انواع آن دارای استحکام‎های کششی تا حد 5/73 کیلوگرم بر میلیمتر مربع و سختی آن تا حد 52 راکول ‎x هستند. نوعی الکترود جوشکاری که برای فولادهای زنگ نزن برای اندوه‎ها ساخته شده است. محتوی 70 درصد نیکل، 16 درصد کرم، 8 درصد آهن، 2 درصد منگنز، 3 درصد تیتیان، و کمتر از 07/0 درصد کربن است. جوش تابکاری شده آن، دارای استحکام کششی 56 کیلوگرم به میلیمتر مربع با درازش 12 درصد است. الکترود جوشکاری نیکلی، که برای چدن‎ها زیاد به کار برده می‎شود و عملیات زر جوشکاری است و فلز بنیان ذوب نمی‎شود. محتوی 5/46 درصد مس و 38/43 درصد روی، 10 درصد نیکل، 1% سیلیسیم و 2% فسفر است.

رسول حاصله به رنگ آهن است. گرد جوشکاری آلیاژ نیکل، برای جوشکاری چدن و پر کردن کک‎های ریختگی‎ها چدنی به کاربرد مشعل، دارای 3/2 درصد سیلیسیم 25/1 درصد بور، 1% کربن، کمتر از 5/1 درصد آهن و بقیه نیکل با نقطه ذوب ‎°C1065 است. الکترودهای جوشکاری در ساختمانهای بزرگ که عملیات حرارتی جوشکاری امکان ندارد، باید دارای ترکیباتی متعادل بدون عناصری که ترکیبات شکننده تشکیل می‎دهند، باشند.

2-1-2 مشخصات و اجزاء سازنده محصول

علیرغم اختراع و پیشرفت و روشهای مختلف در جوشکاری خودکار، هنوز جوش الکتریکی به کمک دست به طور وسیعی به کار برده می‎شود. الکترودهای جوشکاری از دو بخش فلز اصلی (رسوب داده شده) و پوشش تشکیل می‎شوند. اگر ترکیبات فلز اصلی الکترودها را فولاد معمولی تشکیل می‎دهند اکثر ترکیبات فلز اصلی الکترودها را فولاد معمولی تشکیل می‎دهد و فقط تفاوت عمده در ترکیبات پوشش آنها می‎باشد. قطر الکترودهای فولادی معمولی که بیشتر مورد استفاده قرار می‎گیرند، 1:8، 5:32، 3:16، 7:32، 1:4، 16:5، 3:8، اینچ می‎باشد.

طول معمولی الکترودها 3 اینچ است ولی الکترودهایی با طول 18 اینچ نیز موجود است. البته بسته به عملیات و فلز مورد نظر جهت جوشکاری فلز اصلی الکترود از فلزات و آلیاژهای دیگری نیز تهیه می‎گردد که آنها به شرح زیر می‎باشد:

1- آلیاژهای ناخالص فولاد.

2- فولاد کروم‎دار.

3- فولاد منگنز‎دار.

4- فولاد نیکلی.

5- آلیاژ فولادی منگنز و نیکل.

6- آلیاژ فولادی نیکل و وانادیوم.

7- آلیاژ آلومینیوم و مس.

8- آلومینیوم.

9- آلیاژ سرب و منگنز.

10- آلیاژ فسفر و برنز. 

10- آلياژ فسفر و برنز.

پوشش الكترود بايد داراي چندين نقش و وظيفه مهم باشد آنها عبارتند از:

الف ‎- پايداركننده قوس باشد.

ب- كنترل واكنش گازي

در هنگام جوشكاري و عملكرد قوس الكتريكي پوشش الكترود سوخته و از خود گاز ئيدروژن‎(H) با منواكسيد كربن ‎(co) متصاعد مي‎كند. گازهاي مذكور اطراف قوس الكتريكي را احاطه كرده و از نفوذ اكسيژن و ازت هوا به منطقه مذاب فلز قطعه كار جلوگيري مي‎نمايد. ضمناً پوشش نيز داراي مواد مضر نظير گوگرد و فسفر نباشد.

ج – كنترل واكنش‎هاي سرباره ‎- مذاب

پوششهاي الكترودها بايد داراي آنچنان تركيبات شيميايي باشد كه علاوه بر كاهش نفوذ هوا به منطقه مذاب حركت مواد مذاب را تنظيم كرده و ضمناً‌ ناخالصي‎هاي موجود را به سطح جوش برساند.

د – ايجاد شكل و جوش مناسب

سربار توليدي در اثر قوس الكتريكي داراي آنچنان خواص فيزيكي نظير ويسكوزيته و كشش سطحي باشد كه شكل مناسب را براي گروه جوش بوجود آورد و اين شكل بايد به نحوي باشد كه از سرد شدن فلز جوش با سرعت زيادي جلوگيري مي‎گردد.

خصوصيات يك الكترود مناسب منوط به تركيبات شيميايي روكش و خواص فلز اصلي مي‎باشد. خوبي و بدي الكترودها معمولاً از روي رسوب، قدرت نفوذ راحتي كاربرد، خواص مكانيكي جوش و هزينه واحد حجم با وزن رسوب دارد كه توسط جوشكار قضاوت مي‎گردد.

در مجموع پوشش الكترودها از عناصر و تركيباتي مانند: فلدسپات، ميكا، سلولز، دولوميت، سيليكات، پتاسيم، خاك‎رس، اكسيد آهن، پودر آهن، فرومنگنز، و فروسيليس تشكيل شده است كه ميزان درصد و نوع هر كدام از الكترودها خواص متفاوتي را به الكترود مي‎دهد جداول زير مواد و اثر هر كدام از موارد فوق در روكشهاي الكترودهاي مختلف را نشان مي‎دهد:

3-1-2 پوشش الكترودها از نظر كلي به دو گروه اصلي تقسيم مي‎شود:

1- پوششهاي پايداركننده يا پوششهاي نازك

2- پوششهاي كيفي يا پوششهاي ضخيم

پوششهاي پايداركننده

عناصري كه اين پوشش‎ها را تشكيل مي‎دهند قوس الكتريكي را يونيزه نموده و جوشكاري با جريان متناوب را آسانتر مي‎نمايند. بهترين و مهم‎ترين عنصر براي اين كار پتاسيم مي‎باشد كه در سنگهاي مصنوعي طبيعي «گرافيت فلدسپات» و به صورت شيميايي، كرومات پتاسيم و بي‎كرومات پتاسيم، پتاس و شوره يافت مي‎شود.

به دليل نازك بودن اين پوشش‎ها امكان نفوذ اكسيژن و ازت هوا به ناحيه مذاب جوش هميشه وجود داشته و باعث ترد شدن نسبي جوش مي‎گردد لذا استفاده آنها در جوشكاري غيرحساس بلامانع خواهد بود.

پوششهاي كيفي

اين پوشش‎ها تشكيل گاز و سرباره براي محافظت فلز از نفوذ اكسيژن و ازت هوا داده و نيز آلياژهاي مناسب را در ناحيه مذاب ايجاد مي‎كنند و در نتيجه استفاده از اين نوع الكترودها، خواص ميكانيكي پيوند جوش معمولاً بالاتر از خواص فلز مبنا مي‎گردد. اين پوشش‎ها داراي خواص زيراند:

الف ‎- هنگام ذوب سرباره، گازهاي محافظ توليد مي‎كنند.

ب – قوس الكتريكي پايدار و پيوسته مي‎گردد.

ج – سرباره و تفاله جوش داراي خاصيت احياء كنندگي مي‎باشند.

د – تفاله جوش داراي خاصيت انقباضي بيشتري نسبت به فلز مبنا بوده و نتيجتاً براحتي از روي گرده جوش كنده مي‎شود.

ه‍ - در جوشكاري‎هاي عمومي و بالاي سر تفاله به سرعت منجمد مي‎شود و در نتيجه از ريزش فلزات مذاب جلوگيري مي‎نمايد.

4-1-2 تقسيم‎بندي مواد تشكيل دهنده پوشش الكترودها

1- مواد سرباره ساز

اينگونه مواد از نوع مصرفي بوده و متصل بر اكسيدهاي فلزي به صورت سنگ معدن مي‎باشند، سنگ تيتان يا سنگ تيتانيوم تغليظ شده سنگ معدني منگنز پيرولوزيت فلدسپات، فلوريت، گچ، خاك، چيني يا كائولن، كوارتز، گرافيت و سنگ مرمر.

سنگ معدني تيتانيوم و منگنز سرعت انجماد سرباره را زياد نموده و در نتيجه در جوشكاريهاي بالاسر و عمودي از اهميت خاص برخوردارند فلدسپات پايداري قوس را بهتر نموده و سيلانيت آنرا افزايش مي‎دهد. فلوريت سختي و درجه حرارت نقاله جوش را كاهش مي‎دهد.

2- مواد تشكيل دهنده گاز

اين مواد به منظور ايجاد گازهاي محافظ براي جلوگيري از نفوذ اكسيژن و ازت هوا به داخل ناحيه مذاب به كار مي‎روند كه مهم‎ترين آنها عبارتند از: خاك اره و كتان، سلولز، زغال چوب و آرد.

3- مواد احياكننده

اين مواد اكسيد آهن توليد شده را احيا نموده و تبديل به آهن خالص مي‎نمايند كه عبارتند از: فرومنگنز، فروسيليسم، فروكروميم، فروتيتانيم، موليبدينيم و آلومينيوم.

4- مواد آلياژدهنده

اين مواد عناصر مورد نياز ناحيه مذاب را به منظور تشكيل يك آلياژ كامل و مرغوب تأمين مي‎نمايد و عبارتند از: فرومنگنز، فروسيليسم، فروكروم، فروتيتان و گاهي اوقات اكسيدهاي فلزي نظير اكسيد مس، اكسيد كرم، اكسيد نيكل و غيره در اغلب موارد ماده تشكيل دهنده اصلي آلياژ، فرومنگنز است كه خاصيت احياكنندگي نيز دارد.

سنگ منگنز نيز به عنوان ماده آلياژدهنده و افزايش منگنز موجود در فولاد در پوشش الكترودها بكار برده مي‎شود.

5- مواد چسبنده

اين مواد باعث خميري و چسبنده شدن تركيبات پوشش و چسبيدن مطمئن آنها روي فلز الكترود مي‎گردند بدين منظور اولاً از شيشه مايع و يا نشاسته و گاهي از چسب استفاده مي‎كنند.

5-1-2 تقسيم‎بندي انواع الكترودها براساس موارد استعمالشان

الكترودهاي اسيدي يا گرم

الكترودهايي هستند كه موارد استعمالشان در درزهاي بسته مانند اتصالات به پري مي‎باشند يا اينكه از جمله الكترودهاي مرغوب به شمار مي‎آيند لكن اكثر جوشكاران از كار كردن با اين نوع الكترودها امتناع مي‎ورزند زيرا شكل ظاهري جوش يكنواخت نبوده و در موقع كار جرقه‎هايي به اطراف پراكنده مي‎كند علت اينكه نمي‎توان از آن‎ها در درزهاي باز استفاده نمود اولاً نسبت به الكترودهاي هم قطرخود احتياج به شدت جريان زيادي داشته ثانياً قطرات مذاب آنها ريز هستند و ريز بودن قطرات مذاب باعث سوزاندن لبه‎هاي قطعه كار مي‎گردد. سرباره حاصل از جوشكاري اين الكترودها خاصيت اسيدي دارند. مقاومت كششي جوش حاصل از اين الكترودها كمتر از الكترودهاي روتايل بوده اما افزايش طول و استحكام ضربه‎اي آنها بيشتر است.

الكترودهاي آهكي يا سرد

اين نوع الكترودها با اينكه محاسن زيادي از نظر جوشكاري دارند چنانچه به طور صحيح به كار برده نشوند گرده جوش معايب زيادي پيدا كرده، از جمله تمامي آنها متخلخل و در انتهاي آن حفره بزرگي ايجاد مي‎گردد. با توجه به نفوذ خيلي خوب آنها بيشتر در پاسهاي اول جوشكاري مورد استفاده قرار مي‎گيرند. در جوشكاري به حالت عمودي سرعت جوش آنها بيشتر از ساير الكترودهاست فلز جوش حاصل از اين الكترودها ئيدروژن كمتري داشته و معمولاً در درجات حرارت پائين از استحكام خوبي برخوردار است. در مقايسه با ساير الكترودها احتمال ترك خوردن گرم يا سرد الكترودهاي آهكي كمتر است. از اين نظر در جوشكاري فولادهاي ساختماني پرمنگنز، مخازن تحت فشار و امثال آنها نسبت به ساير الكترودها ارجحيت دارند.

الكترودهاي بي اكسيد تيتانيم يا روتايل

اين نوع الكترودها كه مقدار قابل توجهي بي‎اكسيد تيتانيوم در تركيبات پوششي خود دارند، الكترودهايي هستند كه شروع جوش و مصرف آساني داشته و براي حالت‎هاي مختلف جوشكاري بسيار مناسب است.

گرده جوش اين الكترودها داراي خاتمه ظريف بوده و افت فلز از نظر پاشيدگي بسيار كم مي‎باشد. نفوذ اين الكترودها متوسط و قوس الكتريكي آنها بسيار آرام است. برخي از اين الكترودها براي جوشكاري عمودي از بالا به پايين به كار برده مي‎شوند.

الكترودهاي سلولزي

اين نوع الكترودها داراي نفوذ بسيار زياد بوده و براي جوشكاري حالات مختلف مناسب مي‎باشند سرباره آنها نازك بوده و براحتي از روي گرده جوش كنده مي‎شوند. جوش حاصل از اين نوع الكترودها داراي خواص مكانيكي خوبي بوده از نظر راديوگرافي نتيجه بسيار خوبي دارند. ماده اصلي تشكيل دهنده پوشش آنها سلولز است كه موقع جوشكاري توليد گاز محافظ مي‎كند. اين الكترودها داراي دود زيادي بوده و سطح جوش را معمولاً ناهموار و خشن مي‎سازند.

الكترودهاي اكسيدي

پوشش اين نوع الكترودها بيشتر از اكسيد آهن و اكسيد منگنز تشكيل مي‎شود تفاله جوش براحتي از روي گرده جوش كنده مي‎شود. اين الكترودها بيشتر براي اتصالات گوشه‎اي و درزهاي بسته مورد مصرف، دارند اين الكترودها در جاهائي كه ظاهر جوش بر كيفيت آن ارجحيت دارند مورد استفاده قرار مي‎گيرند.

الكترودهاي مركب

علاوه بر پوشش مذكور، از مخلوط كردن مواد مختلف نيز پوشش‎هاي مركبي با خواص گوناگون حاصل مي‎گردد. مانند پوشش‎هاي اسيدي، روتايلي يا روتايلي قليائي كه براي فولادهاي با مقاومت زياد مناسب‎ترين الكترودها مي‎باشند.

مقدار درصد تركيبات شيميايي بعضي از الكترودها

6-1-2 تقسيم‎بندي الكترودها از نظر ضخامت پوشش

چنانچه قطر پوشش الكترود را با ‎D و قطر ميله الكترود را با ‎d نمايش دهيم تقسيم‎بندي‎هاي زير از نظر پوشش معمول است:

1- پوشش نازك 2/1 ‎D/d <

2- پوشش متوسط 45/1 ‎< ‎< D/d 2/1

3- پوشش ضخيم 80/1 ‎< D/d < 45/1

4- پوشش خيلي ضخيم ‎ < D/d 8/1

شناسائي الكترودها:

براي سهولت كار و چگونگي اجراي الكترودها به طور كلي الكترودها به وسيله رنگ (خال رنگ) و يا علائمي كه روي جعبه‎هاي آنها حك يا نوشته شده است، شناسائي مي‎گردد.

معمولاً هر يك از كشورهاي صنعتي روش خاصي را با توجه به مراتب فوق در شناسائي و نحوه استفاد از الكترودهاي خود به كار مي‎برند. لذا جهت آشنائي با انواع الكترودها بعضي از آنها را نام مي‎بريم:

1- طبقه‎بندي الكترودهاي آمريكايي

2- طبقه‎بندي الكترودهاي انگليسي

3- طبقه‎بندي الكترودهاي آلماني

4- طبقه‎بندي الكترودهاي ايراني

در مورد طبقه‎بندي الكترودها مي‎توان به نحوه طبقه‎بندي الكترودهاي ساخت كارخانجات الكترودسازي اما اشاره نمود. الكترودهاي متنوعي كه در اين كارخانجات ساخته مي‎شوند به صورت خال رنگ‎هاي مختلف در انتها و بغل الكترودها تقسيم‎بندي گرديده‎اند.

شناسائي الكترودها بوسيله رنگ

همان‎طوري كه قبلاً اشاره گرديد الكترودها را با علائم حك شده روي جعبه آنها و يا به وسيله رنگ كه در سطح مقطع الكترود و يا به صورت خال در قسمت بدون آن محلي كه به انبر جوشكاري متصل مي‎گردد گذاشته مي‎شود شناسائي مي‎كنند در جدول زير بعضي از الكترودهائي كه در صنايع مصرف فراواني دارند بوسيله رنگ انتها يا خال بغل مقايسه گرديده‎اند:

انتخاب نوع الكترود

انتخاب نوع الكترود علاوه بر نوع جريان مصرفي «مستقيم يا متناوب» به عوامل ذيل نيز بستگي دارد:

1- كيفيت محل جوش.

2- تركيب شيميايي فلز مبنا قطعه كار مثلاً در فولادهاي ‎st-42 الكترود بايد از نوع كم ئيدروژن و يا الكترودهاي با پوشش پودر آهن انتخاب شود.

3- وضعيت جوشكاري

الكترودهائي كه براي جوشكاري در حالات عمودي يا بالاي سر انتخاب مي‎شوند انواع آنها به مراتب محدودتر از جوشكاري درحالات تخت و افقي مي‎باشد.

4- شرايط كاربردي

يعني اينكه نوع الكترودي كه براي ظاهر تميز و صاف بكار برده مي‎شود با الكترودي كه براي استحكام زياد و يا استحكام ضربه در درجه حرارت‎هاي زير صفر بايستي بكار برده شود متفاوت خواهد بود.

5- ميزان نفوذ يا عمق نفوذ جوش در قطعه كار

6- هزينه جوشكاري

يعني در نظر گرفتن قيمت الكترود يا راندمان الكترود.

7- مهارت جوشكار

كار كردن با بعضي از انواع الكترودها نياز به مهارت كمتر داشته و گاهي سرعت جوشكاري نيز مطرح مي‎باشد.

گاهي اوقات علاوه بر نرخ الكترود اندازه الكترود نيز از نظر اقتصادي و سرعت عمل جوشكاري حائز اهميت است مثلاً در جوشكاريهاي تخت يا افقي كه قطر الكترود محدوديت چنداني نسبت به جوشكاريهاي عمودي يا بالاي سرندارند هر قدر قطر الكترود بيشتر باشد علاوه بر افزايش سرعت جوشكاري از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه خواهد بود.

7-1-2 نحوه بسته‎بندي و انبار كردن الكترودها

مراقبت و نگهداري الكترود در ضمن حمل و نقل، انبارداري و يا در حين استفاده موجب افزايش راندمان و بهبود كيفيت جوش و تقليل هزينه جوشكاري مي‎گردد. معمولاً آسيب‎ديدگي الكترود به صورت مكانيكي يا به صورت جذب رطوبت ديده مي‎شود.

روپوش الكترود تقريبا از جنس سراميك است. در مقابل ضربه مقاومت چنداني نداشته و ممكن است خرد شده و قبل از كار يا در حين استفاده بريزد با توجه به اهميت روپوش كه قبلاً اشاره شد مي‎توان حدس زد الكترودهائي كه حتي قسمتي از روكش آن ريخته باشد، چه مشكلاتي پيش خواهند آورد. بعضي الكترودها مانند الكترودهاي قليايي داراي پوشش تردتري نسبت به بقيه الكترودها مي‎باشند حذب رطوبت در الكترودها سبب فاسد شدن آنها مي‎گردد. رطوبت جذب شده به هنگام جوشكاري تبخير شده و باعث باد كردن و ريختن روپوش مي‎شود كه از طرف ديگر قسمتي از رطوبت تجزيه شده و ئيدروژن بويژه در فولادهاي سخت و آلياژي شده و ترك برداشتن در جوش يا منطقه مجاور جوش مي‎شود. بعضي از الكترودها مانند الكترودهاي قليايي جذب رطوبت بيشتري نسبت به الكترودهاي استيلي دارند. در الكترودهائي كه درصد آهن روكش آنها زياد است موجب زنگ زدگي روكش الكترودها مي‎شود. در اين حالت ديگر زنگ زدگي با پختن و خشك كردن الكترود برطرف نمي‎شود طبيعي است كه باعث كاهش كيفيت جوش مي‎گردد.

بنابراين در انبارداري الكترودها به ويژه الكترودهاي قليائي كم هيدروژن و استحكام بالا بايد مراقبتهاي ويژه‎اي به كار برده شود تا در معرض رطوبت قرار نگيرد. نگهداري در جعبه‎ها و بسته‎هاي عايق رطوبت، كوره‎هاي خشك كن و احتمالاً پختن مجدد قبل از استفاده، تدابير مختلفي براي جلوگيري از جذب در پوشش الكترود است. البته الكترود توليدي مورد نظر را مي‎توان در جعبه‎هاي مقوائي 100 تائي بسته‎بندي و نگهداري نمود. از جمله مواردي كه مي‎توان در زمينه انبار كردن الكترودها نام برد عدم استفاده از كولرهاي آبي در انبارهاي الكترود مي‎باشد. وجود چنين كولرهائي آبي در انبارهاي الكترود مي‎باشد. وجود چنين كولرهائي سبب افزايش رطوبت هوا و در نتيجه متورم شدن الكترودها مي‏‎شود.

8-1-2)

شماره تعرفه گمركي، شرايط ورود:

حقوق گمركي: 4

سود بازرگاني: 21

شماره تعرفه: 11/82.

2-2 چگونگي و ميزان بكارگيري به عنوان كالاي نهايي يا واسطه‎اي

اين محصول به عنوان يك كالاي واسطه‎اي نهائي مورد استفاده قرار مي‎گيرد و فرآيند توليد الكترود جوشكاري تقريباً در تمام توليدكنندگان يكسان مي‎باشد و عموماً يك روش جهت توليد الكترود جوشكاري موجود مي‎باشد.

3-2 ارائه ديدگاه‎هاي كلي در مورد قيمت و امكان فروش و چگونگي روند تغييرات قيمت فروش محصول اصلي در داخل كشور

قيمت فروش الكترود در بازار داخلي به ازاي هر كيلوگرم 12000 ريال مي‎باشد.

كشورهاي عمده صادركننده الكترود جوشكاري به ايران عبارتند از: تركيه، تايوان، ژاپن، كره جنوبي،‌ سنگاپور، آلمان، اتريش، انگليس، سوئد، چكسلواكي و چين.

فصــل سوم

مطالعات فني

بررسي و برآوردهاي فني

1-3 ارزيابي روشهاي مختلف و انتخاب روش بهتر

روش توليد الكترود جوشكاري تقريباً در تمام نقاط دنيا يكسان مي‎باشد و به عبارتي يك روش جهت توليد الكترود جوشكاري موجود مي‎باشد كه در ادامه به تشريح آن پرداخته مي‎شود.

2-3 تشريح فرآيند توليد

الف ‎- بخش توليد هسته فلزي الكترود

فلز اصلي الكترود به صورت رول وارد كارخانه مي‎شود و قطر سيم رول‎هاي مورد استفاده 5 تا 6 ميلي‎متر مي‎باشد كه از خارج وارد مي‎گردد. قابل ذكر است عمليات زنگزدايي، كشش و جرم‎گيري مي‎تواند با استفاده از خدمات ديگر شركتها انجام شود. بنابراين ابتدا زنگ‎زدايي و ‎(desealing) شده و سپس رولها به دستگاه كشش رفته و در آنجا مفتول به قطر مورد نظر 2/3 ميلي‎متر درمي‎آيد و پس از شستشو و جرم‎گيري توسط دستگاه برش به طور اتوماتيك به مفتولهاي فلزي با طول مورد نظر (400 ميلي‎متر) درمي‎آيند. مفتولهاي فلزي توسط پالت و ليفتراك به دستگاه تغذيه ميله الكترود فرستاده مي‎شود و توسط اين دستگاه هسته فلزي الكترود با سرعت و پي در پي متناسب با ظرفيت‎هايدستگاه پوشش‎دهنده فرستاده مي‎شود.

ب- بخش توليد پوشش الكترود

ابتدا مواد پوشش دهنده از انبار آورده شده و پس از سرند شدن در دستگاه الك الكتريكي هر كدام در ظروف فلزي ذخيره و طبق فرمولاسيون وزن و در دستگاه مخلوط‎كن ريخته مي‎شود دستگاه فرمولاسيون مي‎تواند هم به صورت خشك و هم تر عمل كند.

شارژ دستگاه در هر مرحله 120 كيلوگرم و زمان هر شارژ 4-3 دقيقه مي‎باشد. سپس خلوط تهيه شده در سيلندرهاي دستگاه روكش دهنده ريخته و به صورت دستي آن را متراكم نموده و بر روي دستگاه پوشش نصب دهنده نصب مي‎كنند. در اين مرحله نيز مي‎توان از دستگاه جداگانه‎اي جهت انجام عمل پر و تراكم و هواگيري پودر استفاده نمود.

ج – مراحل توليد الكترود

در دستگاه پوشش دهنده الكترودها عمليات روكش‎دهي اتوماتيك و به مقدار مورد نظر روي پيرامون مفتول صورت مي‎گيرد. ظرفيت خروجي الكترود پوشش داده شده از اين دستگاه حداقل 500 كيلوگرم در ساعت است.

فشار دستگاه پرس حداقل 200 بار مي‎باشد. سپس الكترود جهت تميز شدن از ذرات و زوائد توسط تسمه نقاله‎اي به دستگاه پاك كن برده شده و سپس در دستگاه كوره قرار گرفته و در دماي ‎C200 خشك مي‎شود. سپس از كوره خارج شده و توسط ماشين مارك‎زني، مارك و علائم لازم به روي آنها زده شده و نهايتاً بسته‎بندي و به انبار محصول ارسال مي‎شود.

3-3 بررسي مناطق، مراحل و شيوه‎هاي كنترل كيفيت

مهمترين بخش از فرايند كه مي‎توان كنترل كيفيت را انجام داد مرحله پس از خشك‎كن و خروج الكترود خشك شده از كوره مي‎باشد و عمده‎ترين آزمايشاتي كه انجام مي‎شود به شرح زير مي‎باشد:

- اندازه‎گيري ازدياد طول (توسط دستگاه مربوطه)

- اندازه‎گيري مقاومت در مقابل ضربه (توسط دستگاه مربوطه)

(آزمونهاي مكانيكي كشش و مقاومت بايد مطابق استانداردهاي ملي ايران به شماره 1018 و 796 انجام شود).

از جمله دستگاه‎هاي كنترل كيفيت مي‎توان به دستگاه‎هاي زير اشاره نمود:

1- ‎ECCENTRITYTESTER

2- ‎IT HOIST CRANE

3- ‎KV TRANSFIRMES1000

4- ‎X – RAY

2-3 تعيين و محاسبه ظرفيت توليد و شرايط عملكرد واحد

حداثكر ظرفيت واحد توليد الكترود 1800 تن الكترود در سال مي‎باشد كه عملكرد توليد در واحد به شرح زير مي‎باشد:

توليد در هر روز: 7/6 تن الكترود

تعداد شيفت در هر روز: 2.

زمان هر شيفت: 8 ساعت.

شرح فرآيند برنامه‎ريزي خط توليد

پس از آزمايشات لازم بر روي مواد اوليه، تعيين ايستگاه‎هاي كنترل فرآيند، تعيين عمر ماندگاري محصول، تعيين و ثبت زمان توليد و مطابقت پارامترهاي محصول توليدي با نمونه‎هاي مشابه در بازار و سعي در رسيدن به استانداردهاي ملي و جهاني مورد بررسي قرار مي‎گيرد.

در نهايت پس از قبول بخش كنترل كيفي، محصول مورد نظر وارد خط توليد شده و مطابق با پارامترهاي تعيين شده در بخش كنترل كيفيت، محصول موردنظر توليد و وارد انبار مي‎گردد.

در نهايت اجازه و زمان و نحوه توزيع در بازار نيز براساس زمان‎بندي تعيين شده برنامه معين مي‎گردد. در رابطه با برنامه‎ريزي، زمان پيشگيري و نگهدراي ماشين‎آلات، زمان ساخت و چگونگي برنامه توليد مورد بررسي قرار مي‎گيرد و با توجه به مواد تعيين شده بخش تداركات نسبت به تأمين آنها اقدام مي‎نمايد.

بعد از آنكه اين موارد تأمين شد از لحاظ كيفيتي كنترل شده و مواد مصرفي و برنامه تعميرات و نگهداري نيز به خط توليد ارائه مي‎شود. حال خط توليدي با توجه به دريافت روش ساخت بعد از دريافت مواد اوليه شروع به توليد نموده و در جريان توليد با توجه به برنامه كنترل كيفيت خط توليد كنترل شده و محصول نهائي توليد مي‎گردد. محصول نيز با توجه به استانداردهاي تعيين شده توليد شده و جهت فروش حمل مي‎گردد.

فعاليتهاي برنامه‎ريزي مهندسي، طراحي

دريافت مشخصات محصول، تعداد محصول، مرغوبيت مورد انتظار، نوع بسته‎بندي و چگونگي آن، زمان تحويل:

- ساخت نمونه آزمايشي با هماهنگي بخش كنترل كيفيت.

- اصلاح نمونه براساس تقاضا و نظرات بازار و مشتري.

- طراحي و روش ساخت، تعيين مواد مصرفي، تعيين زمان ساخت.

- تهيه برنامه توليد با توجه به ظرفيت توليد و ماشين‎آلات.

- تهيه برنامه ماشين مواد با توجه به برنامه توليد.

- صدور درخواست خريد جهت مواد اوليه توليد.

فعاليتهاي بخش آزمايشگاه و كنترل كيفيت

- تعيين مشخصات استانداردهاي لازم كالاي توليدي.

- كنترل كيفيت نمونه محصول و تعيين استاندارد و انجام آزمايشات لازم.

- كنترل كيفيت مواد اوليه خريداري شده.

- تهيه برنامه كنترل كيفيت ساخت محصول حين توليد و انجام آزمايشات لازم.

- كنترل كيفيت حين توليد.

بازرسي و كنترل كيفيت محصول نهائي و انجام آزمايشات لازم جهت روشن ساختن ميزان انطباق فاكتورهاي استاندارد با كالاي توليدي، انجام آزمايشاتي به منظور تعيين صلاحيت مصرف كالا و مشخص كردن عمر ماندگاري محصول، تعيين حدود انتهاي عمر ماندگاري حصول و تعيين شرايط نگهداري.

- فعاليت‎هاي بخش پيشگيري و نگهداري و تعميرات ماشين‎‌آلات.

- دريافت برنامه توليد سفارشات و تنظيم برنامه پيشگيري، نگهداري و تنظيم ماشين‎آلات توليدي و تأسيسات.

- اجراي عمليات سرويس و نگهداري دوره‎اي ماشين‎آلات.

- صدور درخواست خريد لوازم يدكي ماشين‎آلات.

- اجراي عمليات تعميرات اساسي و بازسازي ماشين‎آلات توليدي.

فعاليت‎هاي بخش فروش

- اخذ مشخصات سفارشات و ارائه به مدير كارخانه.

- ارائه نمونه ساخته شده به مشتري و بازار و انعكاس نظرات مشتري.

- كسب اطلاعات بازار مصرف كالاي مشابه و ارزيابي نقاط ضعف و قوت رقبا.