Điện cực gang

Có bao nhiêu loại điện cực gang khác nhau và chúng khác nhau như thế nào?

Điện cực gang được phân loại thành nhiều loại khác nhau dựa trên vật liệu lõi và đặc tính mối hàn. Ba loại chính là điện cực gốc niken, điện cực niken-sắt và điện cực gốc thép, mỗi loại có những ưu điểm và ứng dụng riêng.
Điện cực gốc niken (ENi-CI) là một trong những lựa chọn phổ biến nhất để hàn gang. Các điện cực này cung cấp khả năng hàn tuyệt vời, tạo ra các mối hàn mềm và giảm thiểu nứt. Điện cực niken đặc biệt hữu ích để hàn gang xám và lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu mối hàn có thể gia công. Chúng thường được sử dụng để sửa chữa các bộ phận máy, khối động cơ và các thành phần cần gia công chính xác sau khi hàn. Tuy nhiên, điện cực niken đắt hơn so với các lựa chọn khác.
Điện cực niken-sắt (ENiFe-CI) chứa sự kết hợp của niken và sắt, mang lại độ bền và độ dẻo cao hơn so với điện cực niken nguyên chất. Các điện cực này đặc biệt phù hợp để sửa chữa gang cầu (gang dẻo) và các ứng dụng đòi hỏi mối hàn chắc hơn, chống nứt hơn. Sự kết hợp niken-sắt mang lại khả năng tương thích tốt hơn với kim loại nền gang, giúp giảm nứt vùng chịu nhiệt. Điện cực niken-sắt thường được sử dụng để sửa chữa kết cấu và các thành phần chịu tải trọng hoặc ứng suất lớn.
Điện cực thép (ESt) là lựa chọn tiết kiệm chi phí nhất nhưng dễ bị nứt hơn nếu không được quản lý đúng cách. Các điện cực này tạo ra các mối hàn cứng hơn, không dễ gia công, khiến chúng kém lý tưởng hơn cho các sửa chữa chính xác. Điện cực thép phù hợp với các ứng dụng mà khả năng gia công không phải là ưu tiên, chẳng hạn như sửa chữa không quan trọng hoặc các bộ phận không chịu tải trọng đáng kể. Xử lý nhiệt sau khi hàn thường là cần thiết để giảm ứng suất bên trong và ngăn ngừa nứt.

Những thách thức nào liên quan đến hàn gang và điện cực gang có tác dụng gì?

Hàn gang có một số thách thức do các đặc tính riêng biệt của nó, bao gồm hàm lượng carbon cao, giòn và dễ nứt. Vật liệu gang chứa một lượng lớn carbon, có thể tạo thành các pha cứng, giòn như cacbua trong vùng hàn. Khi được nung nóng và làm nguội quá nhanh, gang dễ bị ứng suất nhiệt và nứt, khiến việc hàn trở nên khó khăn nếu không có kỹ thuật và công cụ phù hợp.
Một thách thức chính là quản lý nhiệt lượng đầu vào trong quá trình hàn. Nhiệt độ quá cao có thể khiến cacbon di chuyển vào kim loại hàn, dẫn đến mối hàn cứng và giòn, dễ bị nứt. Ngoài ra, sự giãn nở và co lại không đều do nhiệt của gang trong quá trình hàn làm tăng thêm nguy cơ nứt mối hàn và các vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt.
Điện cực gang được thiết kế đặc biệt để khắc phục những thách thức này. Điện cực gốc niken cung cấp các mối hàn mềm, dẻo giúp giảm thiểu nứt và cho phép gia công, ngay cả khi có hàm lượng cacbon cao. Điện cực niken-sắt tăng cường thêm độ bền và độ dẻo dai, giúp mối hàn chống nứt tốt hơn dưới ứng suất hoặc chu kỳ nhiệt. Ngược lại, điện cực thép cung cấp các giải pháp kinh tế nhưng cần phải gia nhiệt trước và xử lý sau khi hàn cẩn thận để tránh giòn.
Để giải quyết thêm những thách thức này, điện cực gang giúp duy trì độ ổn định của hồ quang và kiểm soát nhiệt lượng đầu vào, cho phép thợ hàn tạo ra mối hàn sạch hơn, không có khuyết tật. Các kỹ thuật như làm nóng trước gang để giảm sốc nhiệt và làm mát sau khi hàn để giảm ứng suất dư thường được sử dụng kết hợp với các điện cực này. Bằng cách chọn loại điện cực phù hợp và áp dụng các phương pháp hàn phù hợp, thợ hàn có thể sửa chữa hiệu quả các thành phần gang và kéo dài tuổi thọ của chúng đồng thời giảm thiểu rủi ro hỏng hóc.