T: Kami baru-baru ini mulai mengerjakan beberapa pekerjaan yang membutuhkan beberapa komponen yang sebagian besar terbuat dari baja tahan karat 304, yang dilas satu sama lain dan ke baja lunak. Kami mengalami beberapa masalah dengan retak las antara baja tahan karat dan baja tahan karat hingga ketebalan 1,25 inci. Disebutkan bahwa kami memiliki kadar ferit yang 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 bagaimana 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, sehingga merupakan contoh yang sangat baik dari paduan non-ferrous.
Komponen utama paduan ini adalah baja karbon dengan kandungan besi minimal 90% dan baja tahan karat dengan kandungan besi 70 hingga 80%. Untuk diklasifikasikan sebagai SS (Stainless Steel), baja tersebut harus memiliki setidaknya 11,5% kromium tambahan. Kadar kromium di atas ambang batas 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 pada dasarnya dibagi menjadi tiga kelompok: austenitik, feritik, dan martensitik. Nama-nama ini berasal dari struktur kristal pada suhu ruang yang membentuknya. Kelompok umum lainnya adalah baja tahan karat dupleks, yang merupakan keseimbangan antara ferit dan austenit dalam struktur kristalnya.
Baja austenitik seri 300 mengandung 16% hingga 30% kromium dan 8% hingga 40% nikel, membentuk struktur kristal yang didominasi austenitik. Stabilizer seperti nikel, karbon, mangan, dan nitrogen ditambahkan selama proses pembuatan baja untuk membantu membentuk rasio austenit-ferit. Beberapa jenis yang 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.
Baja tahan karat feritik adalah jenis seri 400 yang sepenuhnya magnetik, mengandung 11,5% hingga 30% kromium, dan memiliki struktur kristal feritik yang dominan. Untuk mendorong pembentukan ferit, stabilisator yang digunakan meliputi kromium, silikon, molibdenum, dan niobium selama produksi baja. Jenis baja tahan karat ini umumnya digunakan dalam sistem knalpot dan penggerak kendaraan bermotor dan memiliki aplikasi suhu tinggi yang terbatas. Beberapa jenis yang umum digunakan: 405, 409, 430, dan 446.
Baja martensitik, yang juga disebut seri 400, seperti 403, 410, dan 440, bersifat magnetik, mengandung 11,5% hingga 18% kromium, dan memiliki struktur kristal martensitik. Kombinasi ini memiliki kandungan emas terendah, sehingga paling murah untuk diproduksi. Baja ini memberikan ketahanan terhadap korosi, kekuatan yang unggul, dan umumnya digunakan dalam peralatan makan, peralatan gigi dan bedah, peralatan masak, dan beberapa jenis perkakas.
Saat Anda mengelas baja tahan karat, jenis substrat dan aplikasinya dalam penggunaan akan menentukan logam pengisi yang tepat untuk digunakan. Jika Anda menggunakan proses gas pelindung, Anda mungkin perlu memberikan perhatian khusus pada campuran gas pelindung untuk mencegah masalah tertentu yang terkait dengan pengelasan.
Untuk menyolder baja tahan karat 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 pengikatan kromium untuk membentuk karbida kromium meningkat, yang secara efektif mengurangi ketahanan korosi baja. Hal ini menjadi jelas jika korosi terjadi di zona yang terkena panas (HAZ) pada lasan baja tahan karat. Pertimbangan lain untuk baja tahan karat grade L adalah bahwa baja ini memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah pada suhu operasi yang tinggi dibandingkan dengan baja tahan karat grade biasa.
Karena 304 adalah jenis baja tahan karat austenitik, logam las yang dihasilkan akan mengandung sebagian besar austenit. Namun, elektroda itu sendiri akan mengandung penstabil ferit, seperti molibdenum, untuk mendorong pembentukan ferit dalam logam las. Produsen biasanya mencantumkan kisaran tipikal untuk jumlah ferit dalam logam las. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, karbon adalah penstabil austenitik yang kuat dan karena alasan ini sangat penting untuk mencegah penambahannya ke dalam logam las.
Angka ferit diperoleh dari grafik Scheffler dan grafik WRC-1992, yang menggunakan rumus kesetaraan nikel dan kromium untuk menghitung nilai yang ketika diplot pada grafik akan memberikan angka yang dinormalisasi. Angka ferit antara 0 dan 7 sesuai dengan persentase volume struktur kristal ferit yang ada dalam logam las, namun, pada persentase yang lebih tinggi, angka ferit meningkat lebih cepat. Ingatlah bahwa ferit dalam baja tahan karat tidak sama dengan ferit baja karbon, tetapi merupakan 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 dikendalikan. Kandungan ferit yang rendah dapat memberikan lasan dengan ketahanan korosi yang sangat baik dalam beberapa aplikasi, tetapi sangat rentan terhadap retak panas selama pengelasan. Untuk penggunaan umum, jumlah ferit sebaiknya 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 mengalami masalah retak dan ferit rendah, Anda harus memeriksa dengan cermat logam pengisi Anda dan memastikan logam tersebut menghasilkan ferit yang cukup – 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 khusus digunakan untuk pengelasan logam yang berbeda jenis, membentuk sejumlah ferit setelah baja karbon larut 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 lasan baja tahan karat austenitik, periksa apakah terdapat cukup logam pengisi ferit dan ikuti praktik pengelasan yang baik. Pertahankan masukan panas di bawah 50 kJ/in, pertahankan suhu antar-lintasan yang sedang hingga rendah, dan pastikan sambungan solder bersih sebelum disolder. Gunakan alat ukur yang sesuai untuk memeriksa jumlah ferit pada lasan, dengan target 5-10.
WELDER, yang sebelumnya bernama Practical Welding Today, mewakili orang-orang nyata yang membuat produk yang kita gunakan dan kerjakan setiap hari. Majalah ini telah melayani komunitas pengelasan di Amerika Utara selama lebih dari 20 tahun.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan 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 pencetakan logam.
Kini dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.