امروزه با افزايش تعداد سفرها، اهميت جابجايي بيش از پيش روشن شده است. در قديم جابجايي به شکل هاي محدودي صورت مي گرفته و مردم بيشتر مجبور بوده اند از حيوانات اهلي نظير اسب و شتر . . . براي جابجايي خود يا کالاهايشان استفاده کنند و يا حتي در بعضي از موارد پياده مسافتهاي مورد نظرشان را طي کنند. مي توان ظهور کالسکه را بعنوان تحولي بزرگ در حمل و نقل بشر به حساب آورد، اما بايد بزرگترين تحول را در حمل و نقل زميني اختراع موتور بخار توسط جيهزوات انگليسي دانست. زيرا در آن زمان بزرگترين مسئله در حمل و نقل براي بشر توليد قواني محرکه براي بحرکت در آوردن وسيله نقليه بود که اختراع وي بعنوان شروعي براي پيشرفت سريع در حمل و نقل و ساخت وسايل نقليه شد. زيرا همانطور که اشاره شد تا قبل از آن بيشتر از نيروي ماهيچه اي حيوانات اهلي براي تأمين اين امر استفاده مي شد که منبعي نامطمئن بود، همچنين حيوانات پس از طي مسافتي نه چندان طولاني خسته مي شوند يا اينکه تحمل شرايط آب و هوايي سخت را نداشتند .
اولين فرآيندي که در مورد آن توضيح داده مي شود، فرآيند جوشکاري قوس الکترود دستي است. نام ديگر اين فرآيند stick welding مي باشد و در اين فرآيند، حرارت از طريق اعمال قوس الکتريکي بين يک الکترود پوشش دار و قطعه کار تأمين مي شود. در شکل 1 نماي شماتيک فرآيند (SMAW) نمايش داده شده است. مطابق شکل يک قوس الکتريکي، بين الکترود و قطعه کار برقرار شده است. اين قوس الکتريکي، انرژي لازم جهت ذوب فلز پايه، مفتول و روکش الکترود را تأمين مي کند. همزمان با حرکت الکترود به سمت راست، فلز جوش پشت سر آن، زير پوششي از سرباره slag منجمد مي گردد. بدليل آنکه سرباره نسبت به فلز جوش سبکتر است و نقطه ذوب کمتري دارد روي سطح جوش شناور شده و پس از آن منجمد مي گردد. نکته ديگري که در شکل 1 نمايش داده شده، گاز محافظي است که در اثر سوختن روکش الکترود توليد شده است.وظيفه اين گازهاي توليد شده محافظت قوس و حوضچه مذاب در برابر اتمسفر مي باشد مهمترين عنصر در فرآيند SMAW، الکترود مي باشد. الکترود از يک مغزي فلزي بهمراه يک روکش (flux) مخصوص در اطراف آن تشکيل شده است.
تمام الکترودهاي مخصوص جوشکاري فولادي کربني و کم آلياژي، از يک مغزي فولادي يکسان ساخته شده اند. اين مغزي از جنس يک فولاد کم کربن اکسيژن زدايي نشده مي باشد. بنابراين هر عنصر آلياژهاي ديگري از طريق روکش الکترود به حوضچه مذاب افزوده مي گردد.
علت اين امر، اقتصادي بودن تأمين عناصر آلياژي از طريق روکش الکترود مي باشد
وظايف روکش يا فلاکس الکترود عبارت است از:
1-محافظت (shielding):
در اثر سوختن روکش الکترود، گازهاي محافظي جهت حفاظت از حوضچه مذاب توليد مي گردد.
2-اکسيژن زدايي (Deoxidation):
روکش الکترود از طريق انجام واکنش هاي شيميايي، اکسيژن و ساير گازهاي جذب شده در حوضچه مذاب را خارج مي نمايد.
3-آلياژ سازي:(Alloying)
از طريق روکش الکترود، عناصر آلياژي متنوعي به حوضچه مذاب افزوده مي گردد.
4-يونيزاسيون: (Ionieing) عناصر موجود در روکش الکترود به عمليات يونيزاسيون کمک نموده،شروع قوس الکتريکي و پايداري آنرا بهبود مي بخشند.
5-عايق سازي (Insulationg):
سرباره منجمد شده روي سطح جوش از طريق ايجاد يک عايق حرارتي سرعت سرد شدن جوش را کاهش مي دهد. با توجه به اهميت الکترود در فرآيند SMAW، شناسايي و طبقه بندي انواع آن ضروري مي باشد. انجمن جوشکاري آمريکا جهت شناسايي و طبقه بندي اين الکترودها سيستم معيني تعريف نموده است. اين استاندارد طبقه بندي، جهت فولادهاي کربني AWS A5.1 و جهت فولادهاي کم آلياژهاي AWS A5.5 مي باشد. بخش هاي مختلف اين سيستم طبقه بندي در شکل 2 نمايش داده شده است.
مطابق با اين سيستم طبقه بندي از يک حرف E بيانگر کلمه الکترود و چهار يا پنج رقم پس از آن استفاده مي شود. دو يا سه رقم اول ( در صورتيکه در طبقه بندي از چهار رقم استفاده شده بود دو رقم اول و در صورتيکه از 5 رقم استفاده شده بود سه رقم اول) بيانگر حداقل استحکام کششي فلز جوش بر حسب ksi ( کيلو پوند بر اينچ مربع ) مي باشد بعنوان مثال در صورتيکه دو رقم اول عدد «70» باشد بدان معناست که حداقل استحکام کششي فلز جوش رسوب داده شده 70000psi مي باشد.
رقم بعدي بيانگر وضعيتي است که با آن الکترود مجاز به جوشکاري هستيم عدد «1» بيانگر امکان استفاده از الکترود در تمام وضعيتها مي باشد. عدد (2) بيانگر سياست زياد حوضچه مذاب مي باشد. بطوريکه مجاز به استفاده از اين الکترود فقط در وضعيت تخت براي انواع جوش ها و وضعيت افقي فقط در جوش هاي نبشي (Fillet) مي باشيم عدد 4 بيانگر مناسب بودن الکترود براي جوشکاري در وضعيت عمودي سرازير مي باشد. رقم آخر در اين طبقه بندي بيانگر نوع روکش الکترود و نوع جريان و قطبيت پيشنهادي مي باشد شکل 3 رقم آخر را در اين سيستم طبقه بندي نشان مي دهد.
شايان ذکر است کليه الکترودهايي که رقم آخر آنها به 5، 6 يا 8 ختم مي شوند، در رده ي الکترودهاي کم هيدروژن قرار مي گيرند. به منظور حفظ مقدار کم هيدروژن (رطوبت) در اين الکترودها بايستي آنها را در بسته بندي هاي فلزي مقاوم به رطوبت يا در داخل کوره هاي مناسب نگهداري نمود. اين کوره ها بايد به صورت الکتريکي بوده و قابليت تنظيم درجه حرارت از تا را داشته باشند. استفاده از اين کوره ها در شرايط استاندارد مقدار رطوبت را در حداقل مقدار ممکن ( کمتر از%20 نگاه مي دارد. پس از باز کردن بسته بندي اين الکترودها، بلافاصله بايد آنها را در داخل کوره نگهداري کرد. مطابق با اغلب استانداردها، الکترودهاي کم هيدروژن را بايد بلافاصله پس از خروج از بسته بندي اوليه، داخل کوره با حداقل دماي نگهداري کرد اين نکته حائز اهميت است که قراردادن ساير الکترودها (غير از الکترودهاي کم هيدروژن ) داخل کوره، ممکن است و در کارآيي موثر آنها اثر سوء داشته باشد. بعنوان مثال بعضي الکترودها طوري ساخته مي شوند که روکش آنها حاوي مقدار معيني رطوبت باشد حال در صورت حذف اين رطوبت در کارآيي آنها اختلالاتي رخ مي دهد
الکترودهاي مخصوص جوشکاري فولادهاي کم آلياژي مخصوصاً بر اساس يک پسوند پس از طبقه بندي ذکر شده فوق، شناسايي مي شوند. اين پسوندها معرف نوع و ميزان عناصر آلياژي در روکش الکترود مي باشند که در شکل 4 نشان داده شده است.
تجهيزات فرآيند SMAW نسبتاً ساده مي باشد مطابق شکل 5 از منبع قدرت دو کابل خارج شده است يکي به 1 بند الکترودگير و ديگري به قطعه کار متصل مي گردد. در اثر ايجاد قوس الکتريکي بين نوک الکترود و قطعه کار، حرارت لازم جهت ذوب تأمين مي شود. در اين فرآيند از يک منبع قدرت با مشخصات ولت- آمپر جريان ثابت استفاده مي شود در صورتيکه جوشکار در حين عمليات جوشکاري، طول قوس را افزايش دهد، بدليل افزايش مقاومت قوس، ولتاژ افزايش يافته و شدت جريان کاهش مي يابد. مطابق شکل 6 (A)، به ازاء افزايش %32 ولتاژ، شدت جريان فقط %10 کاهش مي يابد. با توجه به رابطه حرارت ورودي (Heat Inpue) در يک سرعت جوشکاري ثابت مثلاً (loin/min) با افزايش طول قوس، حرارت ورودي افزايش مي يابد.