Elektrod besi tuang ialah rod kimpalan khusus yang direka untuk mengimpal atau membaiki bahan besi tuang. Besi tuang, yang terkenal dengan kandungan karbonnya yang tinggi dan sifat rapuh, sukar untuk dikimpal kerana kecenderungannya untuk retak apabila terdedah kepada kitaran haba dan penyejukan. Elektrod besi tuang dirumus untuk menangani cabaran ini, memastikan kebolehkimpalan yang lebih baik sambil mengekalkan sifat mekanikal bahan asas. Elektrod ini biasanya terdiri daripada teras nikel, besi-nikel atau keluli dengan salutan yang membantu menstabilkan arka dan mengurangkan keretakan.
Elektrod besi tuang dikelaskan kepada jenis yang berbeza berdasarkan bahan teras dan ciri kimpalannya. Tiga jenis utama ialah elektrod berasaskan nikel, elektrod besi nikel dan elektrod berasaskan keluli, masing-masing menawarkan kelebihan dan aplikasi tertentu.
Elektrod berasaskan nikel (ENi-CI) adalah antara pilihan paling popular untuk mengimpal besi tuang. Elektrod ini memberikan kebolehkimpalan yang sangat baik, menghasilkan mendapan kimpalan lembut, dan meminimumkan keretakan. Elektrod nikel amat berguna untuk mengimpal besi tuang kelabu dan sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kimpalan boleh dimesinan. Ia biasanya digunakan untuk membaiki bahagian mesin, blok enjin dan komponen di mana pemesinan ketepatan diperlukan selepas kimpalan. Walau bagaimanapun, elektrod nikel lebih mahal berbanding pilihan lain.
Elektrod nikel-besi (ENiFe-CI) mengandungi gabungan nikel dan besi, menawarkan kekuatan dan kemuluran yang lebih besar daripada elektrod nikel tulen. Elektrod ini amat sesuai untuk membaiki besi tuang nodular (besi mulur) dan aplikasi yang memerlukan kimpalan yang lebih kuat dan tahan retak. Gabungan nikel-besi memberikan keserasian yang lebih baik dengan logam asas besi tuang, mengakibatkan keretakan zon terjejas haba berkurangan. Elektrod nikel-besi sering digunakan untuk pembaikan struktur dan komponen tertakluk kepada beban berat atau tegasan.
Elektrod berasaskan keluli (ESt) adalah pilihan yang paling kos efektif tetapi lebih terdedah kepada keretakan jika tidak diurus dengan betul. Elektrod ini menghasilkan mendapan kimpalan yang lebih keras yang tidak mudah dimesin, menjadikannya kurang sesuai untuk pembaikan ketepatan. Elektrod keluli sesuai untuk aplikasi di mana kebolehmesinan bukan keutamaan, seperti pembaikan tidak kritikal atau bahagian yang tidak mengalami beban yang ketara. Rawatan haba selepas kimpalan selalunya diperlukan untuk mengurangkan tekanan dalaman dan mengelakkan keretakan.
Kimpalan besi tuang memberikan beberapa cabaran kerana sifat uniknya, termasuk kandungan karbon yang tinggi, kerapuhan dan mudah retak. Bahan besi tuang mengandungi sejumlah besar karbon, yang boleh membentuk fasa keras dan rapuh seperti karbida dalam zon kimpalan. Apabila dipanaskan dan disejukkan terlalu cepat, besi tuang terdedah kepada tegasan haba dan retak, menjadikan kimpalan sukar tanpa teknik dan alatan yang betul.
Satu cabaran utama ialah menguruskan input haba semasa mengimpal. Haba yang berlebihan boleh menyebabkan karbon berhijrah ke dalam logam kimpalan, membawa kepada kimpalan keras dan rapuh yang mudah retak. Selain itu, pengembangan terma dan pengecutan besi tuang yang tidak sekata semasa mengimpal meningkatkan lagi risiko keretakan pada kimpalan dan zon terjejas haba.
Elektrod besi tuang direka khusus untuk mengatasi cabaran ini. Elektrod berasaskan nikel menyediakan mendapan kimpalan yang lembut dan mulur yang meminimumkan keretakan dan membolehkan kebolehmesinan, walaupun dengan kehadiran karbon tinggi. Elektrod nikel-besi meningkatkan lagi kekuatan dan keliatan, menjadikan kimpalan lebih tahan retak di bawah tekanan atau kitaran haba. Sebaliknya, elektrod keluli menawarkan penyelesaian yang menjimatkan tetapi memerlukan pemanasan awal dan rawatan selepas kimpalan yang teliti untuk mengelakkan kerapuhan.
Untuk menangani lagi cabaran ini, elektrod besi tuang membantu mengekalkan kestabilan arka dan mengawal input haba, membolehkan pengimpal menghasilkan kimpalan yang lebih bersih dan bebas kecacatan. Teknik-teknik seperti memanaskan awal besi tuang untuk mengurangkan kejutan haba dan penyejukan selepas kimpalan untuk melegakan tegasan baki sering digunakan dalam kombinasi dengan elektrod ini. Dengan memilih jenis elektrod yang sesuai dan menggunakan amalan kimpalan yang betul, pengimpal boleh membaiki komponen besi tuang dengan berkesan dan memanjangkan hayat perkhidmatan mereka sambil meminimumkan risiko kegagalan.