Baja tahan karat tidak selalu sulit untuk dikerjakan, tetapi pengelasannya membutuhkan perhatian yang cermat terhadap detail. Baja tahan karat tidak menghantarkan panas seperti baja lunak atau aluminium, dan dapat kehilangan sebagian ketahanan korosinya jika dipanaskan terlalu tinggi. Praktik terbaik membantu mempertahankan ketahanan korosinya. Gambar: Miller Electric
Ketahanan korosi baja tahan karat menjadikannya pilihan yang menarik untuk banyak aplikasi pipa kritis, termasuk aplikasi makanan dan minuman dengan kemurnian tinggi, farmasi, bejana tekan, dan petrokimia. Namun, material ini tidak menghilangkan panas seperti baja lunak atau aluminium, dan pengelasan yang tidak tepat dapat mengurangi ketahanan korosinya. Penggunaan panas yang berlebihan dan penggunaan logam pengisi yang salah adalah dua penyebabnya.
Mengikuti beberapa praktik terbaik untuk pengelasan baja tahan karat dapat membantu meningkatkan hasil dan memastikan logam tersebut mempertahankan ketahanan korosinya. Selain itu, peningkatan proses pengelasan dapat memberikan manfaat produktivitas tanpa mengorbankan kualitas.
Dalam pengelasan baja tahan karat, pemilihan logam pengisi sangat penting untuk mengendalikan kandungan karbon. Logam pengisi yang digunakan untuk pengelasan pipa baja tahan karat harus meningkatkan kinerja pengelasan dan memenuhi persyaratan aplikasi.
Carilah logam pengisi dengan penandaan “L”, seperti ER308L, karena logam ini memberikan kandungan karbon maksimum yang lebih rendah yang membantu menjaga ketahanan korosi paduan baja tahan karat rendah karbon. Pengelasan logam dasar rendah karbon dengan logam pengisi standar meningkatkan kandungan karbon pada sambungan las, sehingga meningkatkan risiko korosi. Hindari logam pengisi yang ditandai dengan “H” karena logam ini memberikan kandungan karbon yang lebih tinggi dan dirancang untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan lebih tinggi pada suhu tinggi.
Saat mengelas baja tahan karat, penting juga untuk memilih logam pengisi dengan kadar jejak unsur yang rendah (juga dikenal sebagai pengotor). Ini adalah unsur sisa dalam bahan baku yang digunakan untuk membuat logam pengisi, termasuk antimon, arsenik, fosfor, dan sulfur. Unsur-unsur ini dapat sangat memengaruhi ketahanan korosi material.
Karena baja tahan karat sangat sensitif terhadap panas, persiapan sambungan dan perakitan yang tepat memainkan peran kunci dalam mengendalikan panas untuk mempertahankan sifat material. Karena adanya celah antar bagian atau pemasangan yang tidak rata, obor harus tetap berada di satu lokasi lebih lama dan lebih banyak logam pengisi diperlukan untuk mengisi celah tersebut. Hal ini dapat menyebabkan penumpukan panas di area yang terkena dampak, yang dapat menyebabkan bagian tersebut terlalu panas. Pemasangan yang buruk juga dapat mempersulit penutupan celah dan mendapatkan penetrasi pengelasan yang diperlukan. Berhati-hatilah untuk memastikan bahwa bagian-bagian tersebut terpasang ke baja tahan karat sedekat mungkin dengan sempurna.
Kebersihan material ini juga sangat penting. Kontaminasi atau kotoran dalam jumlah sangat kecil pada sambungan las dapat menyebabkan cacat yang mengurangi kekuatan dan ketahanan korosi produk akhir. Untuk membersihkan substrat sebelum pengelasan, gunakan sikat khusus baja tahan karat yang belum pernah digunakan pada baja karbon atau aluminium.
Pada baja tahan karat, sensitisasi adalah penyebab utama hilangnya ketahanan korosi. Hal ini dapat terjadi ketika suhu pengelasan dan laju pendinginan berfluktuasi terlalu besar, sehingga mengubah struktur mikro material.
Pengelasan OD pada pipa baja tahan karat ini, yang dilas menggunakan GMAW dan pengendapan logam teratur (RMD) tanpa pembilasan balik pada lapisan akar, memiliki tampilan dan kualitas yang serupa dengan pengelasan yang dilakukan dengan GTAW yang dilakukan pembilasan balik.
Salah satu komponen kunci ketahanan korosi baja tahan karat adalah kromium oksida. Namun, jika kandungan karbon dalam lasan terlalu tinggi, kromium karbida akan terbentuk. Karbida ini mengikat kromium dan mencegah pembentukan kromium oksida yang diinginkan, yang memberikan ketahanan korosi pada baja tahan karat. Jika kromium oksida tidak cukup, material tersebut tidak akan memiliki sifat yang diinginkan dan korosi akan terjadi.
Pencegahan sensitisasi bergantung pada pemilihan logam pengisi dan pengendalian masukan panas. Seperti yang disebutkan sebelumnya, penting untuk memilih logam pengisi rendah karbon untuk pengelasan baja tahan karat. Namun, karbon terkadang diperlukan untuk memberikan kekuatan pada aplikasi tertentu. Pengendalian panas sangat penting terutama ketika logam pengisi rendah karbon bukanlah pilihan.
Minimalkan waktu pengelasan dan zona yang terkena panas tetap berada pada suhu tinggi—umumnya dianggap antara 950 hingga 1.500 derajat Fahrenheit (500 hingga 800 derajat Celsius). Semakin sedikit waktu penyolderan berada dalam kisaran ini, semakin sedikit panas yang dihasilkan. Selalu periksa dan amati suhu antar lapisan dalam prosedur penyolderan aplikasi.
Pilihan lain adalah menggunakan logam pengisi yang dirancang dengan komponen paduan seperti titanium dan niobium untuk mencegah pembentukan kromium karbida. Karena komponen-komponen ini juga memengaruhi kekuatan dan ketangguhan, logam pengisi ini tidak dapat digunakan dalam semua aplikasi.
Pengelasan busur tungsten gas (GTAW) untuk lapisan dasar merupakan metode tradisional pengelasan pipa baja tahan karat. Metode ini biasanya memerlukan aliran balik argon untuk membantu mencegah oksidasi di bagian belakang lasan. Namun, penggunaan proses pengelasan kawat pada pipa baja tahan karat semakin umum. Dalam aplikasi ini, penting untuk memahami bagaimana berbagai gas pelindung memengaruhi ketahanan korosi material.
Saat mengelas baja tahan karat menggunakan proses pengelasan busur logam gas (GMAW), argon dan karbon dioksida, campuran argon dan oksigen, atau campuran tiga gas (helium, argon, dan karbon dioksida) secara tradisional digunakan. Biasanya, campuran ini terutama mengandung argon atau helium dan kurang dari 5% karbon dioksida, karena karbon dioksida menyumbangkan karbon ke kolam las dan meningkatkan risiko sensitisasi. Argon murni tidak direkomendasikan untuk GMAW pada baja tahan karat.
Kawat las inti fluks untuk baja tahan karat dirancang untuk digunakan dengan campuran tradisional 75% argon dan 25% karbon dioksida. Fluks mengandung bahan-bahan yang dirancang untuk mencegah karbon dari gas pelindung mencemari lasan.
Seiring perkembangan proses GMAW, pengelasan tabung dan pipa baja tahan karat menjadi lebih sederhana. Meskipun beberapa aplikasi mungkin masih memerlukan proses GTAW, proses kawat yang lebih canggih dapat memberikan kualitas serupa dan produktivitas yang lebih tinggi dalam banyak aplikasi baja tahan karat.
Pengelasan ID baja tahan karat yang dibuat dengan GMAW RMD memiliki kualitas dan tampilan yang serupa dengan pengelasan OD yang sesuai.
Pengelasan lapisan dasar menggunakan proses GMAW sirkuit pendek yang dimodifikasi seperti Regulated Metal Deposition (RMD) dari Miller menghilangkan proses backflushing pada beberapa aplikasi baja tahan karat austenitik. Pengelasan lapisan dasar RMD dapat diikuti dengan pengelasan GMAW berdenyut atau pengelasan busur inti fluks untuk lapisan pengisi dan penutup—perubahan yang menghemat waktu dan uang dibandingkan dengan menggunakan GTAW dengan back-purging, terutama pada pipa yang lebih besar.
RMD menggunakan transfer logam sirkuit pendek yang dikontrol secara presisi untuk menghasilkan busur dan genangan las yang tenang dan stabil. Hal ini mengurangi kemungkinan terjadinya sambungan dingin atau kurangnya fusi, mengurangi percikan, dan menghasilkan lapisan dasar pipa yang berkualitas lebih tinggi. Transfer logam yang dikontrol secara presisi juga menghasilkan pengendapan tetesan yang seragam, sehingga memudahkan pengendalian genangan las dan dengan demikian memudahkan input panas dan kecepatan pengelasan.
Proses yang tidak konvensional dapat meningkatkan produktivitas pengelasan. Saat menggunakan RMD, kecepatan pengelasan dapat mencapai 6 hingga 12 inci/menit. Karena proses ini meningkatkan produktivitas tanpa pemanasan tambahan pada bagian-bagian, hal ini membantu mempertahankan sifat dan ketahanan korosi baja tahan karat. Masukan panas yang berkurang dari proses ini juga membantu mengendalikan deformasi substrat.
Proses GMAW berdenyut ini memberikan panjang busur yang lebih pendek, kerucut busur yang lebih sempit, dan masukan panas yang lebih sedikit daripada transfer pulsa semprot konvensional. Karena prosesnya merupakan loop tertutup, pergeseran busur dan variasi jarak ujung ke benda kerja hampir dihilangkan. Hal ini memberikan kontrol genangan yang lebih mudah untuk pengelasan di tempat dan di luar tempat. Terakhir, penggabungan GMAW berdenyut untuk lapisan pengisi dan penutup dengan RMD untuk lapisan akar memungkinkan prosedur pengelasan dilakukan menggunakan satu kawat dan satu gas, sehingga menghilangkan waktu pergantian proses.
Tube & Pipe Journal menjadi majalah pertama yang didedikasikan untuk melayani industri pipa logam pada tahun 1990. Hingga kini, majalah ini tetap menjadi satu-satunya publikasi di Amerika Utara yang didedikasikan untuk industri tersebut dan telah menjadi sumber informasi yang paling tepercaya bagi para profesional di bidang perpipaan.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, Anda dapat dengan mudah mengakses sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan perkembangan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar pencetakan logam.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, Anda dapat dengan mudah mengakses sumber daya industri yang berharga.