T: Kami baru-baru ini mulai mengerjakan beberapa pekerjaan yang mengharuskan beberapa komponen dibuat terutama dari baja tahan karat 304, yang dilas ke baja itu sendiri dan ke baja ringan. Kami mengalami beberapa masalah dengan keretakan las antara baja tahan karat dan baja tahan karat dengan ketebalan hingga 1,25 inci. Disebutkan bahwa kadar ferit kami rendah. Dapatkah Anda menjelaskan apa itu dan bagaimana cara memperbaikinya?
A: Itu pertanyaan yang bagus. Ya, kami dapat membantu Anda memahami apa arti ferit rendah dan cara mencegahnya.
Pertama, mari kita lihat definisi baja tahan karat (SS) dan bagaimana ferit berhubungan dengan sambungan las. Baja hitam dan paduannya mengandung lebih dari 50% besi. Ini termasuk semua baja karbon dan baja tahan karat, serta beberapa kelompok lainnya. Aluminium, tembaga, dan titanium tidak mengandung besi, jadi semuanya merupakan contoh paduan non-ferrous yang sangat baik.
Komponen utama paduan ini adalah baja karbon dengan kandungan besi minimal 90% dan baja tahan karat dengan kandungan besi 70 hingga 80%. Agar dapat diklasifikasikan sebagai SS, baja tersebut harus memiliki sedikitnya 11,5% kromium yang ditambahkan. Kadar kromium di atas ambang minimum ini mendorong pembentukan lapisan oksida kromium pada permukaan baja dan mencegah pembentukan oksidasi seperti karat (oksida besi) atau korosi akibat serangan kimia.
Baja tahan karat secara umum dibagi menjadi tiga kelompok: austenitik, feritik, dan martensitik. Namanya berasal dari struktur kristal pada suhu ruangan yang menyusunnya. Kelompok umum lainnya adalah baja tahan karat dupleks, yang merupakan keseimbangan antara ferit dan austenit dalam struktur kristal.
Mutu austenitik, seri 300, mengandung 16% hingga 30% kromium dan 8% hingga 40% nikel, membentuk struktur kristal austenitik yang dominan. Zat penstabil seperti nikel, karbon, mangan, dan nitrogen ditambahkan selama proses pembuatan baja untuk membantu membentuk rasio austenit-ferit. Beberapa mutu umum adalah 304, 316, dan 347. Memberikan ketahanan korosi yang baik; terutama digunakan dalam industri makanan, kimia, farmasi, dan kriogenik. Pengendalian pembentukan ferit memberikan ketangguhan yang sangat baik pada suhu rendah.
Ferritic SS adalah baja seri 400 yang sepenuhnya bersifat magnetis, mengandung 11,5% hingga 30% kromium, dan memiliki struktur kristal yang didominasi feritik. Untuk meningkatkan pembentukan ferit, bahan penstabil meliputi kromium, silikon, molibdenum, dan niobium selama produksi baja. Jenis baja SS ini umumnya digunakan dalam sistem pembuangan dan sistem penggerak otomotif serta memiliki aplikasi suhu tinggi yang terbatas. Beberapa jenis yang umum digunakan: 405, 409, 430, dan 446.
Mutu martensit, yang juga disebut sebagai seri 400, seperti 403, 410, dan 440, bersifat magnetis, mengandung 11,5% hingga 18% kromium, dan memiliki struktur kristal martensit. Kombinasi ini memiliki kandungan emas terendah, sehingga paling murah untuk diproduksi. Mutu ini memberikan ketahanan terhadap korosi, kekuatan yang unggul, dan umumnya digunakan dalam peralatan makan, peralatan gigi dan bedah, peralatan memasak, dan beberapa jenis perkakas.
Saat Anda mengelas baja tahan karat, jenis substrat dan aplikasinya dalam layanan akan menentukan logam pengisi yang tepat untuk digunakan. Jika Anda menggunakan proses gas pelindung, Anda mungkin perlu memberi perhatian khusus pada campuran gas pelindung untuk mencegah masalah tertentu yang terkait dengan pengelasan.
Untuk menyolder 304 ke dirinya sendiri, Anda memerlukan elektroda E308/308L. "L" berarti karbon rendah, yang membantu mencegah korosi intergranular. Kandungan karbon elektroda ini kurang dari 0,03%, jika nilai ini terlampaui, risiko pengendapan karbon pada batas butir dan ikatan kromium untuk membentuk karbida kromium meningkat, yang secara efektif mengurangi ketahanan korosi baja. Ini menjadi jelas jika korosi terjadi di zona yang terpengaruh panas (HAZ) dari las baja tahan karat. Pertimbangan lain untuk baja tahan karat kelas L adalah bahwa baja ini memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah pada suhu operasi yang tinggi daripada baja tahan karat kelas lurus.
Karena 304 merupakan jenis baja tahan karat austenitik, logam las yang sesuai akan mengandung sebagian besar austenit. Akan tetapi, elektroda itu sendiri akan mengandung penstabil ferit, seperti molibdenum, untuk mendorong pembentukan ferit dalam logam las. Produsen biasanya mencantumkan kisaran umum untuk jumlah ferit untuk logam las. Seperti yang disebutkan sebelumnya, karbon merupakan penstabil austenitik yang kuat dan karena alasan ini penting untuk mencegah penambahannya ke logam las.
Angka ferit diperoleh dari bagan Scheffler dan bagan WRC-1992, yang menggunakan rumus setara nikel dan kromium untuk menghitung nilai yang jika diplot pada bagan akan menghasilkan angka yang dinormalkan. Angka ferit antara 0 dan 7 sesuai dengan persentase volume struktur kristal feritik yang ada dalam logam las, namun, pada persentase yang lebih tinggi, angka ferit meningkat lebih cepat. Ingat bahwa ferit dalam SS tidak sama dengan ferit baja karbon, tetapi fase yang disebut ferit delta. Baja tahan karat austenitik tidak mengalami transformasi fase yang terkait dengan proses suhu tinggi seperti perlakuan panas.
Pembentukan ferit diinginkan karena lebih ulet daripada austenit, tetapi harus dikontrol. Kandungan ferit yang rendah dapat memberikan ketahanan korosi yang sangat baik pada las dalam beberapa aplikasi, tetapi sangat rentan terhadap retak panas selama pengelasan. Untuk penggunaan umum, jumlah ferit harus antara 5 dan 10, tetapi beberapa aplikasi mungkin memerlukan nilai yang lebih rendah atau lebih tinggi. Ferit dapat dengan mudah diperiksa di tempat kerja dengan indikator ferit.
Karena Anda menyebutkan bahwa Anda memiliki masalah dengan keretakan dan ferit rendah, Anda harus mencermati logam pengisi Anda dan memastikannya menghasilkan cukup ferit – sekitar 8 seharusnya sudah cukup. Selain itu, jika Anda menggunakan pengelasan busur inti fluks (FCAW), logam pengisi ini biasanya menggunakan gas pelindung 100% karbon dioksida atau campuran 75% argon dan 25% CO2, yang dapat menyebabkan logam las menyerap karbon. Anda dapat beralih ke proses pengelasan busur logam (GMAW) dan menggunakan campuran 98% argon/2% oksigen untuk mengurangi kemungkinan endapan karbon.
Saat mengelas baja tahan karat ke baja karbon, bahan pengisi E309L harus digunakan. Logam pengisi ini secara khusus digunakan untuk pengelasan logam yang berbeda, membentuk sejumlah ferit setelah baja karbon dilarutkan dalam lasan. Karena baja karbon menyerap sejumlah karbon, penstabil ferit ditambahkan ke logam pengisi untuk melawan kecenderungan karbon membentuk austenit. Ini akan membantu mencegah retak termal selama pengelasan.
Kesimpulannya, jika Anda ingin memperbaiki retakan panas pada las baja tahan karat austenitik, periksa logam pengisi ferit yang cukup dan ikuti praktik pengelasan yang baik. Pertahankan masukan panas di bawah 50 kJ/in, pertahankan suhu antar lintasan sedang hingga rendah, dan pastikan sambungan solder bersih sebelum penyolderan. Gunakan pengukur yang sesuai untuk memeriksa jumlah ferit pada las, dengan target 5-10.
WELDER, yang sebelumnya disebut Practical Welding Today, mewakili orang-orang nyata yang membuat produk yang kita gunakan dan gunakan setiap hari. Majalah ini telah melayani komunitas pengelasan di Amerika Utara selama lebih dari 20 tahun.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang sepenuhnya dapat diakses, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar stamping logam.
Sekarang dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.