Електроди UTP 86 FN 3.2 мм уп 5.6 кг для чавуну

Електроди UTP 86 FN для чавуну

Електроди UTP 86 FN – залізо-нікелеві (Ni 53%-Fe 45%) електроди з графіто-основним покриттям для зварювання чавуну та чавуну зі сталлю на постійному та змінному струмі: з пластинчастим графітом сірих чавунів (типу EN GJL 100 – EN GJL 400); з кулястим графітом (типу EN GJS 400 – EN GJS 700); ковких чавунів (типу EN GJMB 350 – EN GJMB 650), а також для зварювання цих матеріалів з іншими, або сталей з литими сталями.

Електроди універсального застосування для ремонту і виробництва. UTP 86 FN володіє відмінними зварювально-технологічними характеристиками. Стабільна дуга, плоска поверхня шва без підрізів. Особливо рекомендується для зварювання кутових стиків, наприклад, при зварюванні/приварюванні фланців і патрубків з чавуну з кулястим графітом.

Головною конструктивною особливістю UTP 86 FN є біметалічний сердечник. На відміну від монометалічних нікелевих стрижнів, біметалічна структура (зазвичай нікелева оболонка з залізним осердям або навпаки) забезпечує знижений електричний опір, що запобігає почервонінню та перегріву електрода навіть при роботі на верхній межі рекомендованого діапазону струму.

Наплавлений метал електродами UTP 86 FN  – стійкий до утворення тріщин, легко піддається механічній обробці.  Сплав електродів UTP 86 FN, часто званий “ферронікелем”, має нижчий коефіцієнт термічного розширення порівняно з чистим нікелем (клас ENi-Cl), що значно знижує ризик утворення тріщин по лінії сплавлення при зварюванні товстостінних деталей та високонавантажених вузлів.

Стандарт:      UTP 86 FN
DIN 8573:        E NiFe-1BG12
ISO 1071:        E NiFe
AWS A5.15:     E NiFe-Cl 

Хімічний склад наплавленого металу, %:

C         Fe          Ni
1.2       45.0     основа

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ UTP 86 FN

Межа плинності МПа	Тимчасовий опір МПа	Відносять. удл. %	Твердість НВ
> 340	> 500	> 18	~220

Технологічний регламент холодного зварювання: від підготовки до проковки

Підготовка зварювальних поверхонь

Першим і часто найбільш трудомістким етапом є видалення ливарної кірки, іржі та окисних плівок. Чавун, особливо сірий, має пористу структуру, яка з часом абсорбує мастильні матеріали, пальне та бруд. Якщо ці домішки не видалити, вони випаровуватимуться під час зварювання, викликаючи пористість, розбризкування та дефекти сплавлення.

Для старих та промаслених чавунів рекомендується специфічна процедура “випалювання” оливи: ділянку зварювання нагрівають киснево-ацетиленовим полум’ям до температури не вище 150 °C. Це змушує глибоко залягаючу оливу виходити на поверхню, де її можна видалити механічно. Повторне очищення проводиться до появи металевого блиску. При ремонті тріщин обов’язковим є свердління отворів на відстані 5-10 мм за кінцями тріщини для зняття напруги та запобігання росту тріщини під час термічного розширення від дуги. Саму тріщину розкривають у формі U-подібної канавки з широким радіусом при основі (3-5 мм), щоб уникнути гострих кутів, де можуть виникнути концентратори напружень.

Режими зварювання та маніпулювання електродами

UTP 86 FN дозволяє зварювати на постійному струмі (DC) обох полярностей та на змінному струмі (AC). Проте вибір полярності має критичне значення для металургії шва:

• Постійний струм прямої полярності (DC-): Забезпечує глибше проплавлення та краще сплавлення з основним металом, що є перевагою для кутових (таврових) з’єднань, наприклад, приварювання фланців.

• Змінний струм (AC): Рекомендується для зварювання в стельовому та вертикальному положеннях, оскільки дуга стає більш стабільною, а зварювальна ванна — в’язкішою, що запобігає її стіканню.

Техніка зварювання базується на концепції короткої дуги та вертикального тримання електрода. На відміну від зварювання сталі, тут неприпустимі широкі поперечні коливання. Зварювання проводиться вузькими, короткими валиками завдовжки не більше 10 діаметрів сердечника (приблизно 20-30 мм для електрода 3.2 мм). Висока швидкість переміщення електрода дозволяє мінімізувати частку основного металу в шві (дилюцію), що критично для збереження його оброблюваності.

Термічний контроль та міжпрохідна температура

Головне правило холодного зварювання чавуну — деталь повинна залишатися “прохолодною” на дотик поза зоною зварювання. Міжпрохідна температура не повинна перевищувати 60–80 °C. Це означає, що після кожного короткого валика зварювальник повинен зробити паузу для охолодження. Для прискорення процесу на великих деталях можна використовувати метод “розсіяного” зварювання, накладаючи наступний валик на значній відстані від попереднього. Категорично заборонено прискорювати охолодження водою або стисненим повітрям, оскільки це призведе до гартування чавуну та миттєвого розтріскування.

Проковка

Оскільки чавун не може розтягуватися, напруження усадки шва мають бути компенсовані механічно. Проковка виконується негайно після обриву дуги, поки метал ще світиться тьмяно-червоним або є гарячим. Легкими, частими ударами молотка з заокругленою головкою зварювальник деформує поверхню валика, змушуючи його “розтікатися” в сторони. Це створює напруження стиску, яке протидіє природному бажанню шва стиснутися при охолодженні. Важливо не бити занадто сильно, щоб не пошкодити крихкий чавун навколо шва, і ніколи не використовувати зубила або гострі молотки, які створюють насічки — потенційні джерела нових тріщин.

Спеціальні техніки

Для особливо відповідальних вузлів або при зварюванні чавунів невідомого складу та поганої зварюваності застосовуються вдосконалені стратегії.

Комбінований метод з використанням UTP 8

Однією з найбільш надійних технологій є поєднання електродів UTP 8 (чистий нікель) та UTP 86 FN (нікель-залізо). UTP 8 має найкращу змочувальну здатність і пластичність, що робить його ідеальним для нанесення першого, так званого “баттерінгового” (плакувального) шару на поверхні чавуну.

Технологічна послідовність баттерінга:

1. Крайки канавки плакуються (обварюються) тонким шаром UTP 8. Це створює бар’єр, який перешкоджає надмірному насиченню наступних шарів шва вуглецем і фосфором з чавуну.

2. Кожен плакувальний валик ретельно проковується.

3. Весь основний об’єм шва заповнюється електродами UTP 86 FN. Це забезпечує вищу механічну міцність з’єднання та кращу стійкість до гарячих тріщин, що важливо при великих перетинах швів.

Техніка “Стежка” та перекриття валиків

Метод “стежки” або переривчастого зварювання короткими швами (stitch welding) є базовим для контролю деформацій. Кожен валик накладається так, щоб він перекривав попередній на 20-30%, але запалювання дуги (re-striking) повинно відбуватися виключно на вже наплавленому металі шва, а не на холодному чавуні. Це запобігає утворенню точкових зон високої твердості (hard spots) у місцях випадкового торкання електрода до основного металу.

Механічна обробка наплаву: від точіння до шліфування

Наплавлений метал UTP 86 FN позиціонується як такий, що легко обробляється різанням. Однак з точки зору фахівця з механічної обробки, це нікелевий суперсплав, який має схильність до інтенсивного зміцнення при деформації. Якщо інструмент затуплений або режим різання обраний неправильно, метал під кромкою різця стає настільки твердим, що подальша обробка стає неможливою без заміни інструмента.

Вибір інструменту та геометрії

Для обробки зварних з’єднань чавуну рекомендується використовувати інструменти з позитивними кутами різання. Негативні кути, типові для важкої обробки сталі, тут неприпустимі, оскільки вони призводять до “штовхання” металу замість його зрізання, що миттєво викликає наклеп.

• Швидкорізальна сталь (HSS): Кращий вибір для уривчастого різання, наприклад, при чорновій обробці нерівних поверхонь зварних швів. Рекомендуються сталі з кобальтом (тип M3, T15).

• Твердий сплав (Карбід): Забезпечує найвищу продуктивність при безперервному різанні. Рекомендуються дрібнозернисті сплави групи K (для чавуну) або спеціальні сплави для нікелевих сплавів (наприклад, з TiAlN покриттям).

Рекомендовані режими обробки

Ключем до успішної обробки нікель-залізного наплаву є стабільність. Подача повинна бути безперервною; якщо інструмент зупиниться в контакті з обертовою деталлю, він миттєво загартує поверхню.

Свердління та розгортання

Свердління швів UTP 86 FN вимагає використання жорстких верстатів та коротких свердел. Свердла повинні мати стоншену перемичку  для зменшення осьової сили різання.

Важливо: При свердлінні не можна допускати виходу свердла з контакту з металом під час роботи (“дрижання” руки), оскільки кожне таке торкання створює зміцнений шар, який свердло не зможе пройти наступним обертом.

Охолодження та змащування

Використання СОЖ є обов’язковим для відведення тепла та запобігання наростоутворенню на інструменті. Найкращі результати дають сульфофрезоли або синтетичні емульсії високої концентрації. Проте в аерокосмічній та електронній промисловості суворо заборонено СОЖ з вмістом сірки, оскільки сірка викликає міжкристалітну корозію нікелевих сплавів.

Порівняльний аналіз: UTP 86 FN vs AS Pik 98 Super vs Сталеві електроди

Вибір електрода часто є компромісом між ціною, міцністю та складністю обробки.

Критерій вибору:

• Якщо потрібна максимальна міцність і зварювання чавуну зі сталлю — UTP 86 FN.

• Якщо ремонт критично важливий для подальшого точного розточування отворів у крихкому сірому чавуні — AS Pik 98 Super.

• Для невідповідальних, негерметичних декоративних деталей, що не потребують обробки — сталеві електроди.

Індустріальні кейси та практичний досвід застосування

Відновлення блоку циліндрів дизельного двигуна

У випадку серйозної поломки, наприклад, “кулака дружби” (пробою стінки блоку шатуном), ремонт часто виконується методом приварювання сталевої латки.

• Процедура: Поверхня блоку зачищається від оливи, краї отвору розділяються під кутом 45°. Використовуються короткі шви для фіксації латки.

• Матеріал: Сталева латка приварюється електродами UTP 86 FN.

• Результат: Завдяки NiFe складу, шов витримує вібраційні навантаження двигуна та температурні цикли. Проковка кожного сегмента шва запобігає появі напружених тріщин у ЗТВ чавуну.

 Ремонт станини верстата (сірий чавун)

На масивних станинах тріщини часто виникають внаслідок ударів або внутрішніх ливарних напружень.

• Процедура: Тріщина висвердлюється по кінцях. Замість глибокого розділення, яке вимагає багато наплавленого металу (і відповідно великого тепловкладення), використовується метод “шпильок”. Сталеві шпильки 8 – 12 мм вкручуються в чавун по всій довжині тріщини.

• Матеріал: Шпильки обварюються UTP 86 FN, створюючи “міст” міцності.

• Результат: З’єднання працює не лише на адгезію нікелю до чавуну, але й на механічне утримання сталевими стрижнями, що в рази підвищує надійність при розтягувальних навантаженнях.

Герметизація тріщин випускних колекторів

Колектори працюють в умовах екстремальних температурних змін, що викликає термічну втому.

• Процедура: Використання тонких електродів (2.5 мм) та зварювання “стежкою”.

• Специфіка: Тут часто виникають проблеми з мікропорами. Для забезпечення водо- або газонепроникності після зварювання іноді застосовують спеціальні герметизуючі сполуки, які заповнюють пори, хоча правильно виконаний шов UTP 86 FN зазвичай є герметичним сам по собі.

Обслуговування, зберігання та безпека

Якість зварювання чавуну на 50% залежить від стану електродів. Покриття UTP 86 FN містить органічні та мінеральні сполуки, які при зволоженні викликають бурхливе газовиділення в дузі.

Режим прожарювання та логістика

Якщо електроди перебували поза герметичною упаковкою понад 4-8 годин в умовах високої вологості, їх необхідно прожарити.

Перевищення температури прожарювання понад 200 °C може призвести до руйнування органічних компонентів покриття, що погіршить зварювально-технологічні властивості (дуга стане нестабільною, шлак — важковідокремлюваним).