[Dash @li]

چدن (cast iron) ، آلیاژی از آهن- کربن و سیلیسیم است که همواره محتوی عناصری در حد جزئی (کمتر از 0.1 درصد) و غالبا عناصر آلیاژی (بیشتر از 0.1 درصد) بوده و به حالت ریختگی یا پس از عملیات حرارتی به کار برده میشود. عناصر آلیاژی برای بهبود کیفیت چدن برای مصارف ویژه به آن افزوده میشود. آلیاژهای چدن در کارهای مهندسی که در آنها چدن معمولی ناپایدار است به کار میروند. اساسا خواص مکانیکی چدن به زمینه ساختاری آن بستگی دارد و مهمترین زمینه ساختار چدنها عبارتند از: فریتی ، پرلیتی ، بینیتی و آستینتی. انتخاب نوع چدن و ترکیب آن براساس خواص و کاربردهای ویژه مربوطه تعیین میشود.


طبفهبندی چدنها


چدن ها به دو گروه اصلی طبقهبندی میشوند، آلیاژهایی برای مقاصد عمومی که موارد استعمال آنها در کاربردهای عمده مهندسی است و آلیاژهای با منظور و مقاصد ویژه از جمله چدنهای سفید و آلیاژی که برای مقاومت در برابر سایش ، خوردگی[/u] و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار میگیرند.

چدن های معمولی (عمومی)

این چدن ها چزو بزرگترین گروه آلیاژهای ریختگی بوده و براساس شکل گرافیت به انواع زیر تقسیم میشوند:

• چدن های خاکستری ورقه ای یا لایه ای: چدن های خاکستری جزو مهمترین چدن های مهندسی هستند که کاربردی زیاد دارند نام این چدن ها از خصوصیات رنگ خاکستری سطح مقطع شکست آن و شکل گرافیت مشتق میشود.خواص چدن های خاکستری به اندازه ، مقدار و نحوه توزیع گرافیتها و ساختار زمینه بستگی دارد. خود اینها نیز به کربن و سیلیسیم (C.E.V=%C+%⅓Si+%⅓P) و همچنین روی مقادیر جزئی عناصر ، افزودنیهای آلیاژی ، متغیرهای فرایندی مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زنی و سرعت خنک شدن بستگی پیدا میکنند. اما به طور کلی این چدن ها ضریب هدایت گرمایی بالایی داشته، مدول الاستیستیه و قابلیت تحمل شوکهای حرارتی کمی دارند و قطعات تولیدی از این چدن ها به سهولت ماشینکاری و سطح تمام شده ماشینکاری آنها نیز مقاوم در برابر سایش از نوع لغزشی است. این خواص آنها را برای ریختگی هایی که در معرض تنشهای حرارتی محلی با تکرار تنشها هستند، مناسب میسازد. افزایش میزان فریت در ساختار باعث استحکام مکانیکی خواهد شد. این نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدنی بدنه موتورها مشاهده می شود دیواره نازک و لاغر سیلندر دارای زمینهای فریتی و قسمت ضخیم نشیمنگاه یا تاقانها زمینهای با پرلیت زیاد را پیدا میکند. همچنین در ساخت ماشین آلات عمومی ، کمپرسورهای سبک و سنگین ، قالبها ، میل لنگها ، شیر فلکههاو اتصالات لولهها و غیره از چدنهای خاکستری استفاده میشود.

• چدن های مالیبل یا چکش خوار: چدن های چکش خوار با دیگر چدن ها به واسطه ریخته گری آنها نخست به صورت چدن سفید فرق میکنند. ساختار آنها مرکب از کاربیدهای شبه پایدار در یک زمینهای پرلیتی است بازپخت در دمای بالا که توسط عملیات حرارتی مناسب دنبال میشود باعث تولید ساختاری نهایی از توده متراکم خوشههای گرافیت در زمینه فریتی یا پرلیتی بسته به ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی میشود. ترکیب به کار برده شده براساس نیازهای اقتصادی ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان تولید ریختهگری انتخاب میشود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عملیات حرارتی خوب و سریعی با سیلکی کوتاه میشود و در ضمن مقاومت مکانیکی را نیز اصلاح مینماید. تاثیر عناصر به مقدار بسیار کم در این چدن ها دست آورد دیگری در این زمینه هستند. Te و Bi تشکیل چدن سفید در حالت انجماد را ترقی داده، B و Al موجب اصلاح قابلیت بازپخت و توام با افزایش تعداد خوشههای گرافیت میشود میزان Mn موجود و نسبت Mn/S برای آسان کردن عمل بازپخت میبایستی کنترل گردد. عناصری از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است برای بدست آوردن مقاومت بالاتر یا افزایش مقاومت به سایش و خوردگی به چدن افزود. دلیل اساسی برای انتخاب چدن های چکش خوار قیمت تمام شده پایین و ماشینکاری راحت و ساده آنهاست. کاربردهای آنها در قطعات اتومبیل قطعات کشاورزی ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتریکی و قطعات مورد استفاده در صنایع معدنی است.

• چدن های گرافیت کروی یا نشکن: این چدن در سال 1948 در فیلادلفیای آمریکا در کنگره جامعه ریخته گران معرفی شد. توسعه سریع آن در طی دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طی سال های 1960 روبه افزایش نهاده و تولید آن با وجود افت در تولید چدن ها پایین نیامده است. شاخصی از ترکیب شیمیایی این چدن به صورت کربن 3.7% ، سیلیسیم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منیزیم 0.04% است. وجود منیزیم این چدن را از چدن خاکستری متمایز میسازد. برای تولید چدن گرافیت کروی از منیزیم و سریم استفاده میشود که از نظر اقتصادی منیزیم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازیابی بهتر منیزیم برخی از اضافه شوندههایی از عناصر دیگر با آن آلیاژ میشوند و این باعث کاهش مصرف منیزیم و تعدیل کننده آن است. منیزیم ، اکسیژن و گوگرد زدا است. نتیجتا منیزیم وقتی خواهد توانست شکل گرافیتها را به سمت کروی شدن هدایت کند که میزان اکسیژن و گوگرد کم باشند. اکسیژنزداهایی مثل کربن و سیلیسیم موجود در چدن مایع این اطمینان را میدهند که باعث کاهش اکسیژن شوند ولی فرآیند گوگردزدایی اغلب برای پایین آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهای این چدن ها در خودروسازی و صنایع وابسته به آن مثلا در تولید مفصلهای فرمان و دیسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت های بالا مثل شیر فلکهها و اتصالات برای طرحهای بخار و شیمیایی غلتکهای خشککن نورد کاغذ ، در تجهیزات الکتریکی کشتیها ، بدنه موتور ، پمپها و غیره است.

• چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل: این چدن شبیه خاکستری است با این تفاوت که شکل گرافیتها به صورت کروی کاذب ، گرافیت تکهای با درجه بالا و از نظر جنس در ردیف نیمه نشکن قرار دارد. میتوان گفت یک نوع چدنی با گرافیت کروی است که کرههای گرافیت کامل نشدهاند یا یک نوع چدن گرافیت لایهای است که نوک گرافیت گرد شده و به صورت کرمی شکل درآمدهاند. ایت چدن ها اخیرا از نظر تجارتی جای خود را در محدوده خواص مکانیکی بین چدن های نشکن و خاکستری باز کرده است.

ترکیب آلیاژ موجود تجارتی که برای تولید چدن گرافیت فشرده استفاده میشود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5 ، Ca% 4-5.5 ، Al%1-1.5 ، Ce %0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقیه Fe. چدن گرافیت فشرده در مقایسه با چدن خاکستری از مقاومت به کشش ، صلبیت و انعطافپذیری ، عمر خستگی ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دمای بالا و برتری بازمینهای یکسان برخوردار است و از نظر قابلیت ماشینکاری ، هدایت حرارتی نسبت به چدن های کروی بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگی برتر از سایر چدن ها است. در هر حال ترکیبی از خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب ، این چدن ها را به عنوان انتخاب ایده آلی جهت موارد استعمال گوناگون مطرح میسازد. مقاومت بالا در مقابل ترکخوردگی آنها را برای قالبهای شمشریزی مناسب میسازد. نشان دادن خصوصیاتی مطلوب در دماهای بالا در این چدن ها باعث کاربرد آنها برای قطعاتی از جمله سر سیلندرها ، منیفلدهای دود ، دیسکهای ترمز ، دیسکها و رینگهای پیستون شده است.

چدن های سفید و آلیاژی مخصوص

کربن چدن سفید به صورت بلور سمانتیت (کربید آهن ، Fe[sub]3[/sub]C) میباشد که از سرد کردن سریع مذاب حاصل میشود و این چدن ها به آلیاژهای عاری از گرافیت و گرافیتدار تقسیم میشوند و به صورتهای مقاوم به خوردگی ، دمای بالا، سایش و فرسایش میباشند.

• چدن های بدون گرافیت:شامل سه نوع زیر می باشد:
  
• • چدن سفید پرلیتی: ساختار این چدنها از کاربیدهای یکنواخت برجسته و توپر M[sub]3[/sub]C در یک زمینه پرلیتی تشکیل شده است. این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولی بینهایت شکننده هستند لذا توسط آلیاژهای پرطاقت دیگری از چدن های سفید آلیاژی جایگزین گشتهاند.
    
  • چدن سفید مارتنزیتی (نیکل- سخت): نخستین چدن های آلیاژی که توسعه یافتند آلیاژهای نیکل- سخت بودند. این آلیاژها به طور نسبی قیمت تمام شده کمتری داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهیه شده و چدن های سفید مارتنزیتی دارای نیکل هستند. Ni به عنوان افزایش قابلیت سختی پذیری برای اطمینان از استحاله آستنیتی به مارتنزیتی در طی مرحله عملیات حرارتی به آن افزوده میشود. این جدن ها حاوی Cr نیز به دلیل افزایش سختی کاربید یوتکتیک هستند. این چدنها دارای یک ساختار یوتکتیکی تقریبا نیمه منظمی با کاربیدهای یکنواخت برجسته و یکپاره M[sub]3[/sub]C هستند که بیشترین فاز را در یوتکتیک دارند و این چدنها مقاوم در برابر سایش هستند.
    
  • چدن سفید پرکرم: چدن های سفید با Cr زیاد ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی ، حرارت و سایش را دارا هستند این چدنها مقاومت عالی به رشد و اکسیداسیون در دمای بالا داشته و از نظر قیمت نیز از فولادهای ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهایی که در معرض ضربه و یا بازهای اعمالی زیادی نیستند به کار برده میشوند این چدنها در سه طبقه زیر قرار میگیرند:[/b]

1. چدنهای مارتنزیتی با Cr %12-28
   
2. چدنهای فریتی با 34-30% Cr
   
3. چدنهای آستنیتی با 30-15%Cr و 15-10% Niبرای پایداری زمینه آستنیتی در دمای پایین.

طبقه بندی این چدنها براساس دمای کار ، عمر کارکرد در تنش های اعمالی و عوامل اقتصادی است. کاربرد این چدنها در لولههای رکوپراتو ، میله ، سینی ، جعبه در کورههای زینتر و قطعات مختلف کورهها، قالبهای ساخت بطری شیشه و کاسه نمدهای فلکهها است.

• چدن های گرافیت دار:
  
  • چدن های آستنیتی: شامل دو نوع (نیکل- مقاوم) و نیکروسیلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکیبی از خصوصیات مقاومت در برابر حرارت و خوردگی را دارا هستند. اگرچه چدن های غیر آلیاژی به طور کلی مقاوم به خوردگی بویژه در محیط های قلیایی هستند، این چدنها به صورت برجستهای مقاوم به خوردگی در محیط هایی مناسب و مختص خودشان هستند. چدن های نیکل مقاوم آستنیتی با گرافیت لایهای که اخیرا عرضه شدهاند از خواص مکانیکی برتری برخوردار بوده ولی خیلی گران هستند. غلظت نیکل و کرم در آنها بسته به طبیعت محیط خورنده شان تغییر میکند. مهمترین کاربردها شامل پمپهای دندهای حمل اسید سولفوریک، پمپ خلا و شیرهایی که در آب دریا مصرف میشوند، قطعات مورد استفاده در سیستمهای بخار و جابهجایی محلولهای آمونیاکی، سود و نیز برای پمپاژ و جابجایی نفت خام اسیدی در صنایع نفت هستند.
    
  • [b]چدن های فریتی: شامل دو نوع زیر میباشد: چدن سفید 5% سیلیسیم در سیلال که مقاوم در برابر حرارت میباشد و نوع دیگر چدن پرسیلیسیم (15%) که از مقاومتی عالی به خوردگی در محیطهای اسیدی مثل اسید نیتریک و سولفوریک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن های نیکل- مقاوم ، عیب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگزنی میتوان ماشینکاری نمود. مقاومت به خوردگی آنها در برابر اسیدهای هیدروکلریک و هیدروفلوریک ضعیف است. جهت مقاوم سازی به خوردگی در اسید هیدروکلریک میتوان با افزودن Si تا 18-16% ، افزودن Cr%5-3 یا Mo %4-3 به آلیاژ پایه ، اقدام نمود.
    
  • چدن های سوزنی: در این چدنها Al به طور متناسبی جانشین Si در غلظت های کم میگردد. چدن های آلیاژهای Alدار تجارتی در دو طبقه بندی یکی آلیاژهای تا Al %6 و دیگری Al%18-25 قرار میگیرند. Al پتانسیل گرافیتهشدگی را در هر دوی محدودههای ترکیبی ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستری بدست میآید. این آلیاژ به صورت چدنهای گرافیت لایهای ، فشرده و کروی تولید میشوند. مزایای ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتی و تمایل به گرافیته شدن و سفیدی کم میباشند که قادر میسازند قطعات ریختگی با مقاطع نازکتر را تولید کرد. چدن های با Al کم مقاومت خوبی به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابلیت ماشینکاری مناسبی را نیز دارا هستند. محل های پیشنهادی جهت کاربرد آنها منیفلدهای دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهای دیسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سیلندرها، میل بادامکها و رینگهای پیستون هستند. وجود Al در کنار Si در این نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانیکی خوب توام با مقاومت به پوستهشدگی در دماهای بالا میشود. این آلیاژها مستعد به تخلخلهای گازی هستند. آلومینیوم حل شده در مذاب می توان با رطوبت یا [u]هیدروکربنهای موجود در قالب ترکیب شده و هیدروژن آزاد تولید کند. این هیدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مکهای سوزنی شکل در انجماد میشود.[/b]

---

اون عکسی اول صفحه دیدم ...بگم لوله های تخلیه آب یا ناودون ها از جنس چدن می سازن به دلیل اینکه دفرمه شدن و فرسایش شیمیایی خیلی کمی دارند...
اگه یه نگاهی دقیق به دور و بر کارگاه های مکانیک بندازین این لوله ها رو میبینین...
بعد برای اتصالشون از روش سرب کوبی استفاده میشه که با یک کوبه خاص سرب داغ رو داخل مخروطی شکل قرار میدند...
واقعا سرب کوبی درست از آب بندی خوب و محکم شدن دو لوله به هم کمک می کنه باید دقت کرد......

[1362]

با سلام . تشکر میکنم از مطالب مفیدی که درباره چدن ها ارایه داده بودید . اگر امکان دارد درباره انواع الکترود های چدن نیز اگر مطلبی دارید ارایه بدهید . مرسی

[Dash @li]

الكترود هاي مناسب براي جوشكازي چدنها

در روش جوشكاري با قوس الكتريكي دستي چندين نوع الكترود براي اين منظور وجود دارد .اين الكترود ها داراي مفتول هايي از جنس فولاد نرم يا نيكل خالص يا مونل يا فرو نيكل ،يا قلع برنز ويا المونيوم برنز با روكش هاي خاص خود مي باشد.
الكترود با مفتول فولاد نرم داراي روكش از نوع قليايي كم هيدروژن است . در موقع جوشكاري چدن با اين نوع الكترود فلز جوش به علت جذب كربن از فلز مبناي چدني سخت مي شود و قابليت ماشينكاري خود را از دست مي دهد و ممكن است تحت تنش تمايل به تركيدن داشته باشد . به منظور اجتناب از ترك خوردن لازم است كه جوشكاري با انرژي حرارتي كمي صورت گيرد تا از رقيق شدن فلز جوش با فلز مبنا كاسته شود . علاوه بر اين پيشگرمايي مناسب وسرد كردن تدريجي قطعه كار باعث كاهش سختي و تردي فلز جوش مي گردد.
در مورد الكترودهاي ويژه جوشكاري چدن كه با مفتول نيكلي و يا آلياژهاي نيكلي ساخته مي شود فلز جوش حاصل از اين نوع الكترودها قابليت جذب كربن را تا وراي حد حلاليت دارا مي باشند .
در حين انجماد ، فلز جوش كربن اضافي را بصورت گرافيت پس مي زند و بدين طريق افزايش حجمي ايجاد شده باعث كاهش تنشهاي باقيمانده در فلز جوش ومنطقه حرارت ديده HAZ مي گردد. با اين مكانيزم علت مزيت جوشكاري چدن با الكترودهايي با مفتول نيكلي به وضوح بيان مي شود .
فلز جوش الكترود با مفتول نيكل نرمتر از فلز جوش الكترود با مفتول فرو – نيكل است . ولي فلز جوش اخير مستحكمتر است وخاصيت ازدياد طول بيشتر وتحمل بيشتري نسبت به فسفر اضافي موجود در چدن را داراست و نسبت به ترك گرم مقاومتر است.
فلز جوش الكترود با مفتول مونل در موقع جوشكاري چدن تمايل به رقيق شدن دارد ، از اين لحاظ احتمال تركيدن آن به مراتب بيشتر از الكترودهاي با مفتول نيكل يا فرو ـ نيكل است .در اينجا لازم است اشاره شود كه فلز جوش هر سه نوع الكترود قابل تراشكاري مي باشد .

بطور کلي در جوشکاري قطعات چدني با قوس الکتريکي دو تکنيک بکار مي رود:
1- جوش سرد 2- جوش گرم.
در روش جوش سرد براي جلوگيري از ايجاد منطقه ترد و شکننده در مجاور مسير جوش سعي مي شود تا حتي المقدور از بالا رفتن درجه حرارت قطعه جلوگيري شود. بدين معني که با بکار بردن الکترودهاي کوچک، آمپر پايين و انجام رسوب به طور پريودي و زمان کوتاه و توقف براي سرد شدن منطقه جوش دائما" درجه حرارت قطعه کار حتي در مواضع نزديک خط اتصال پايين نگه داشته مي شود. با اين کار منطقه باريکتري به درجه حرارت بحراني مي رسد. اگر جنس الکترود مناسب انتخاب شود و مشکلي از نظر الماسه شدن فلز جوش يا ايجاد ترکيدگيهائي در فلز جوش در پيش نباشد احتمال وقوع ترکهائي در منطقه مجاور خط جوش کاهش مي يابد و اين منطقه بسيار باريک مي شود.
در روش جوش گرم که اکثرا" عمليات جوشکاري بر روي چدن به اين طريق انجام مي گيرد. با پيش گرمائي قطعه تا c 200 يا بيشتر و کنترل سرعت سرد شدن پس از عمليات جوشکاري ساختار ميکروسکپي زمينه در فلز جوش و بويژه منطقه مجاور خط جوش کنترل مي شود. بدين ترتيب حتي المقدور از بوجود آمدن فاز ترد و شکننده و تنشها جلوگيري مي شود.
يکي ديگر از روشهاي مرسوم ديگر براي تعمير قطعات سنگين شکسته چدني که نياز به فلز جوش حجيم دارند، روش دوختن با پين زدن(Studding ) است. در اين روش ابتدا، قطعات را در گيره بسته و تعدادي سوراخ بر روي ديواره يا سطح پخ شده موضع اتصال مطابق شکل تعبيه و حديده مي کنند.
اين ميله هاي فولادي به قطر 10- 6 ميليمتر در داخل اين سوراخ پيچ مي شوند، بطوريکه معادل نصف تا 4/3 قطر آنها از سوراخ بيرون بماند.
قدم بعدي جوش اطراف اين ميله ها و سپس جوش معمولي کامل بر روي موضع اتصال مي باشد.
با اين تکنيک اولا" مقدار زيادي از تنش ها در محل ميله ها جذب مي شوند، ثانيا" محل اتصال داراي استحکام کافي بوده و احتمال ترکيدگي در منطقه مجاور خط جوش کاهش مي يابد.
همانطور که اشاره شد الکترودهاي پوشش دار مختلفي براي جوشکاري چدن ها وجود دارد که اختصارا" در زير به خصوصيت و کاربرد آنها اشاره مي شود.
الف) الکترود چدني: با هسته چدني و پوشش نسبتا" ضخيم محتوي مقدار کافي سيليسيم و گرافيت براي توليد فلز جوش چدني و براي هر دو جريان متناوب و يکنواخت قطب معکوس مناسب مي باشد.
اين الکترود غالبا" با کد EC 1 مشخص مي شود.( مطابق استاندارد AWS ) کاربرد آن بيشتر در تعميرات بعضي عيوب ريخته گري مي باشد و تحت شرايط معيني ميتوان به جوش با استحکام و قابليت ماشينکاري در مقايسه با قطعه کار رسيد. پيش گرم کردن قطعه بين 150 تا 700 درجه سانتيگراد بسته به پيچيدگي، وزن قطعه و مشخصات مورد درخواست براي جوش مناسب مي باشد فلز جوش مذاب از اين نوع الکترود بسيار روان است و پس از انجماد حدود 230 – 170 برينل سختي خواهد داشت.
معمولا" ميزان شدت جريان لازم بر حسب اندازه الکترود انتخاب شده و در روي بسته هاي الکترود منعکس مي باشد.
بهتر است حتي المقدور از الکترودهاي کوچک استفاده کرده و طول قوس متوسط تا بلند نگهداشته شود. در انتهاي مسير جوش بهتر است قوس در يک لحظه خاموش نشود، بلکه با کشيدن آرام الکترود به عقب اجازه خنک شدن آهسته به جوش داده شود و حفره انتهائي به وجود نيايد.
تکنيک خاصي نيز براي نيل به نرخ رسوب بالا است که در آن از الکترودهاي بزرگ به قطر 8mm(1/4 in) و آمپر 500 – 400 بر روي قطعه پيش گرم تا 760 – 650 درجه سانتيگراد استفاده مي شود و قبل از سرد شدن کامل آنرا در حدود 540 درجه سانتيگراد تنش گيري مي کنند.
ب) الکترود فولادي: چدنهاي خاکستري و نشکن را مي توان با الکترود فولاد کم کربن EST ( کربن 0.15 ) جوش دار اما به علت الماسه و سخت شدن فلز جوش از اين الکترود بيشتر در تعميرات بعضي عيوب کوچک ريخته گري که به ماشينکاري نيازي ندارند استفاده مي شود. محدوديت ديگر اين الکترودها احتمال ترک برداشتن جوش بويژه در مواضع با درجه مهار بالا است.
در بعضي از موارد به هنگام جوشکاري چدنهاي ماليبل فريتي به فولاد از الکترودهاي فولادي استفاده مي شود. البته ابتدا سطح مورد اتصال تا عمق معيني ( حدود وسعت منطقه متاثر از سيکل جوشکاري ) کاملا" دکربوره شده و سپس عمليات جوشکاري با الکترود جوشکاري انجام مي گيرد. پس واضح است که در استفاده از الکترود فولادي تمام سعي بايد در اين سمت باشد که از نفوذ جوش و وارد شدن کربن از چدن به فلز جوش جلوگيري شود.
ت) الکترودها با پايه اصلي نيکل: يکي از الکترودهاي معمول که به طور وسيع و موفق در جوشکاري با قوس الکتريکي قطعات چدنهاي خاکستري، نودولا و ماليبل بکار مي رود الکترودها با
پايه اصلي نيکل مي باشد. اين گروه الکترودها به چند دسته تقسيم مي شوند که در استاندارد AWS با کدهائي به ترتيب زير مشخص شده اند.
Eni-C1 : که هسته آن تقريبا" نيکل (95 – 99%) بوده و با مقدار کمي سيليسيم و کربن است. اين الکترود علاوه بر اينکه مورد اتصالات و تعميدات قطعات چدني کاربرد دارد از آن براي اتصالات قطعات چدني به فلزات غير آهني و فولادي هم استفاده مي کنند. در موارديکه استحکام جوش موضوع جدي و مهمي نباشد مي توان از اين الکترود براي قطعات سبک و متوسط استفاده کرد. چدنهاي فسفر بالا را نبايد با اين الکترود جوش داد.
C1– EniFe: الکترود با هسته نيکل و آهن ( حدود 55 درصد نيکل، 40 درصد آهن، 4 در صد سيلسيم و 2 درصد کربن) است. اين الکترود بويژه براي اتصالات و رفع عيوب در چدن چکش خوار ( نودولار و مالبيل ) بسيار مناسب است و البته براي جوشکاري قطعات متوسط و سنگين چدن خاکستري هم به نحو رضايت بخش با روش قوس الکتريکي جوش داد. درصد بالاي سيليسيم تا حدودي مشکل فسفر را تقليل مي دهد.
بطور کلي الکترودهاي ENiFe-C1 بهتر از Eni-C1 هستند چون اولا": ضريب انبساط در فلز جوش کمتر است . ثانيا": ميزان بي نظمي فسفر در فلز قطعه کار ميتواند بيشتر باشد.ثالثا" استحکام و انعطاف پذيري فلز جوش افزايش مي يابد. رابعا" حساسيت در مقابل ايجاد ترکيدگيهاي گرم در فلز جوش کاهش مي يابد.
الکترودهاي Eni-C1 اين برتري را دارد که فلز جوش نرمتري ( در شرايطي که عمق لايه جوش کم و جوش بر روي قطعه نازک باشد) توليد مي کند که از نظر ماشينکاري قابل توجه است. البته در شرايطي که چندين پاس جوش بر روي هم بايد رسوب داده شوند الکترود EniFe-C1 ارجع تر است. پيش گرم کردن قطعات تا 600 – 300 درجه سانتيگراد در مورد هر دو الکترود به کاهش تنشهاي حرارتي کمک مي کند.
Eni Cu الکترود با هسته نيکل و مس ( 70% نيکل و 30% مس ) را در بسياري از موارد ميتوان بجاي الکترودهاي Eni-C1 و EniFe-C1 بکار گرفت. اين الکترودها خود دو نوع هستند. با درصد مس بالاتر EniCu-A و با درصد نيکل بالاتر EniCu-B که هر دو فلز جوش با قابليت ماشينکاري خوب بدست مي دهند. مزيت عمده اين الکترودها مقاومت خوردگي بهتر فلز جوش است و براي بعضي چدنهاي آلياژِي و ستينيتي مناسب مي باشند.
نکته مهم که در استفاده الکترودها با پايه نيکلي بايد تذکر داد تاثير تغييرات ميزان رقت بر روي کيفيت فلز جوش است. بعنوان مثال با ميزان رقت بالا و جوش تک پاسي سختي فلز جوش 350BHN مي باشد در حاليکه در جوش چندين پاسي که ميزان رقت پايين است اين عدد به 200 – 175تقليل پيدا
مي کند. براي تقليل آلياژ شدن فلز جوش با فلز قطعه کار گاهي اوقات سعي مي شود تا جوش را حتي المقدور سرد نگه داشت با توجه به آرام بودن قوس و عمليات و نقش خيس گردن کافي براي قوس، شدت جريان بايد پائين انتخاب شود. شدت جريان براي جوشکاري در وضعيت عمودي تقريبا" 25 درصد و براي بالاي سر 15 درصد کمتر از وضعيت مسطح و افقي انتخاب مي شود.
پهناي فلز جوش رسوب داده شده نبايد از سه برابر قطر الکترود بيشتر باشد. بعلاوه بايد کوچکترين اندازه ممکن براي الکترود انتخاب شود تا کمترين حرارت بکار رود. عمليا ت رسوب دادن را ميتوان بتدريج از کناره يک فرورفتگي تحت تعمير، بطرف مرکز به صورت محيطي انجام داد. طول قوسي کوتاه حدود 1.5 ميليمتر (16/1 اينچ) براي پايين نگه داشتن حرارت پيشنهاد مي شود. بهتر است طولهاي کوتاه حدود 50 ميليمتر (2 اينچ) فلز جوش رسوب داده شده و سپس با چکشهاي مخصوص با مقطع کروي شکل با دقت خاصي کوبيده شده و پس از سرد شدن کامل و برطرف کردن پوسته سرباره يا خاک جوش (گل جوش) طول کوتاه ديگر در کنار يا ادامه آن رسوب داده مي شود. اين نکات تقريبا" همان تکنيک جوش سرد است.
واضح است که سختي و کيفيت منطقه مجاور جوش به سرعت گرم و سرد شدن منطقه جوش و ترکيب شيميائي چدن قطعه کار بستگي دارد. همانطور که قبلا" اشاره شد چدنها با زمينه پرليتي شانس تشکيل مارتنزيت در منطقه مجاور خط جوش را افزايش مي دهند، که مارتنزيت بوجود آمده را ميتوان تسط عمليات حرارتي تمپر کرده و سختي و تردي آنرا کاهش داده و بدين ترتيب قابليت ماشينکاري آنرا بهبود بخشيد. در جوشهاي چندين پاسي غالبا" عمل تمپر کردن توسط سيکل حرارتي پاس بعدي اجراء مي شود.

الکترود نيکل – آهن EniFe-C1 با 55 درصد نيکل، الکترود بسيار مناسبي براي رفع عيوب و اتصالات قطعات چدن نودولار است. در قطعات کوچک نيازي به پيش گرم کردن نيست، اما عموما" لازم است که انواع چدن نودولار فريتي تا 180 – 120 درجه سانتيگراد و نوع پرليتي آن تا 300 – 200 درجه سانتيگراد پيش گرم شوند که احتمال ترک برداشتن منطقه مجاور جوش کاهش يابد.
پيشنهاد مي شود جريان يکنواخت قطب معکوس با آمپر پايين و همچنين الکترود خشک يا پخته شده بکار مي رود. براي دستيابي به قابليت ماشينکاري خوب در منطقه مجاور جوش عمليات حرارتي ، آنيل کردن کامل، يا نرماله کردن ضروري است. با رعايت کليه جوانب در اتصال سربه سر چدن نودولار فريتي به استحکامي در حدود 66 درصد و انعطاف پذيري 33 درصد از قطعه کار دست يافته اند.
يکي از محدوديت هاي اين الکترود براي جوشکاري چدن نودولار اوستينيتي، مغناطيسي بودن فلز جوش در مقابل غير مغناطيسي بودن بقيه قطعه کار مي باشد، از اين جهت در بعضي از موارد از الکترود 25 درصد کرم 20 درصد نيکل ويژه فولاد زنگ نزن استفاده مي شود که الکترود اخير هم متاسفانه موجب افزايش احتمال ترک برداشتن زير خط جوش مي شود.
الکترود مغزدار شامل دو عنصر يتريم Yttrium و منيزيم گزارش داده شده است که جوش ناتابيده (as-welled ) کاربيدي توليد مي کند که پس از آنيل کردن داراي خواص قابل مقايسه اي با چدن نودولار قطعه کار است. اين دو عنصر در فلز جوش به ترتيب 0.25 – 0.1 درصد و 0.01 – 0.0 درصد هستند.
منبع:http://www.iran-eng.com/showthread.php/70427-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87-%D8%B4%D9%85%D8%A7%D8%B1%D9%87-6-%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D8%AF-%D9%87%D8%A7%D9%8A-%D9%85%D9%86%D8%A7%D8%B3%D8%A8-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D9%8A-%D8%AC%D9%88%D8%B4%D9%83%D8%A7%D8%B2%D9%8A-%DA%86%D8%AF%D9%86%D9%87%D8%A7