![Vivy Citra Sari - 19503244011 C1 Terjemahan Buku Welding Processes Handbook [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/vivy-citra-sari-19503244011-c1-terjemahan-buku-welding-processes-handbook.jpg)
5 0 6 MB
Buku pegangan proses pengelasan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Buku pegangan proses pengelasan Klas
Boca Pers CRC
Boston New York Washington, DC
TERBATAS PENERBITAN Cambridge, Inggris
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Diterbitkan oleh Publishing Ltd, Abington Hall, Abington England Cambridge CB1 www.woodhead-publishing.com
Diterbitkan di Amerika Utara oleh CRC Press LLC, 2000 Corporate Blvd, NW Boca Raton FL 33431, AS
Publishing Ltd dan CRC Press LLC
Pertama kali diterbitkan tahun 2003,
2003,
Publishing Ltd
Penulis telah menegaskan hak moralnya. Buku ini berisi informasi yang diperoleh dari sumber otentik dan sangat dihormati. Materi yang dicetak ulang dikutip dengan izin, dan sumber dicantumkan. Upaya yang wajar telah dilakukan untuk mempublikasikan data dan informasi yang dapat dipercaya, tetapi penulis dan penerbit tidak dapat bertanggung jawab atas validitas semua materi. Baik penulis maupun penerbit, atau siapa pun yang terkait dengan publikasi ini, tidak bertanggung jawab atas kehilangan, kerusakan, atau kewajiban apa pun yang secara langsung atau tidak langsung disebabkan atau diduga disebabkan oleh buku ini. Baik buku ini maupun bagian apa pun tidak boleh direproduksi atau ditransmisikan dalam bentuk apa pun atau dengan cara apa pun, elektronik atau mekanis, termasuk memfotokopi, membuat film mikro dan merekam, atau dengan sistem penyimpanan atau pengambilan informasi apa pun, tanpa izin tertulis dari penerbit.
Persetujuan dari
Penerbitan dan CRC Press tidak mencakup penyalinan untuk
distribusi umum, untuk promosi, untuk menciptakan karya baru, atau untuk dijual kembali. Izin khusus harus diperoleh secara tertulis dari
Penerbitan atau CRC Press untuk penyalinan semacam itu.
Pemberitahuan merek dagang: Produk atau nama perusahaan mungkin merupakan merek dagang atau merek dagang terdaftar, dan digunakan untuk identifikasi dan penjelasan, tanpa maksud untuk melanggar.
Katalogisasi Perpustakaan Inggris dalam Data Publikasi
Catatan katalog untuk buku ini tersedia dari British Library. Library of Congress Katalogisasi dalam Data Publikasi
Catatan katalog untuk buku ini tersedia dari Library of Congress. Penerbitan ISBN 85573 689 6 CRC Tekan ISBN 0-8493-1773-8 CRC Tekan nomor pesanan: 773 Dicetak oleh TJ Internasional,
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Isi Kata pengantar ................................................................................................................................Saya.x
PENGELASAN BUSUR.GAMBARAN ........................................................................................... 1
Sejarah pengelasan ......................................................................................... 1 Terminologi ................................................................................................... 3
Distorsi........................................................ ...................................................7.. busur pengelasan ................................................................................... 8
Gas pelindung......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
Sumber daya ..................................................................................... 13 PENGELASAN GAS.................................................................................................................................................. 26
Peralatan .............................................................................................................. 26 PENGELASAN TIG ...................................................................................................................................................................... 31
SEBUAHdeskripsi metode ........................................................................31 Peralatan .............................................................................................................. 31
bahan habis pakai ......................................................................................... 35 PENGELASAN PLASMA ............................................................................................................................... 37
Deskripsi metode ............................................................................. 37
Peralatan ............................................................................................................... 3.9
Gas untuk pengelasan plasma ............................................................ 40 Keuntungan dari metode plasma........................................................ 40
PENGELASAN MIGIMAG ................................................................................................................................41
Peralatan ......................................................................................................... 4.1 Pengaturan parameter pengelasan........................................................ .............
44
bahan habis pakai ............................................................................................... 47 Kualitas las ................................................................................................................ 60 PENGELASAN BUSUR LOGAM DENGAN ELEKTRODA BERLAPIS ................................ 63
Deskripsi metode ...........................................................................63 Peralatan ....................................................................................... 63 Elektroda ...................................................................................................64
Cacat las ............................................................................................6. 7 PENGELASAN BUSUR TERendam............................................................................................ 68
Keterangan ...................................................................................... 68
Peralatan ....................................................................................... 69 Bahan pengisi .................................................................................. 71
Efek dari parameter pengelasan ......................................................... 73
Peningkatan produktivitas ............................................................. 75
Persiapan bersama ............................................................................................................. 77
Risiko cacat las ........................................................................................77
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
ISI
METODE PENGELASAN TEKANAN ........................................................................ 80 Pengelasan resistansi........................................................ ..................................8 0 Pengelasan gesekan .......................................................................................................... 8. 6 Pengelasan frekuensi tinggi........................................................ ........................ 8 9 Pengelasan ultrasonik........................................................ ................................... 8 9.
Pengelasan ledakan........................................................ ................................... 9 0
Pengelasan pulsa magnetik ..................................................................................... 9.1 Pengelasan tekanan dingin ........................................................ ............................9. 2.
.
Pengelasan difusi ................................................... ...................................................9.2 METODE PENGELASAN LAINNYA ...................................................................................... 93
Pengelasan elektroslag.............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 ............. 3
94
Pengelasan elektrogas ................................................... ...................................................
Pengelasan tiang ................................................... ........................................ Pengelasan 94 laser..................................................................................... 9..5 Pengelasan berkas
.
elektron................................................................... ............................9.9
Pengelasan termit ............................................................................... 1. 01 METODE PEMOTONGAN.................................................................................................................. 102
Pemotongan termal ................................................... ...................................1. 0. 2 Pemotongan jet air ................................................... .....................................1
. 05
Gouging termal ................................................... ..................................1. 06 METODE KELOMPOK PERMUKAAN ............................................................................ 1.08
Cladding untuk memberikan lapisan tahan korosi ............................... 1.08
Hardface........................................................................................... 1.08 Penyemprotan termal ................................................... .................................1. 10 MEKANISASI DAN PENGELASAN ROBOT ......................................................... 114 Pengelasan celah sempit ............................................................................. 1. 14 Pengelasan busur menggunakan robot ............................................... ........................1. 16 Pengelasan TIG mekanis............... ........................................................ .1. 20 Persyaratan kualitas untuk pengelasan mekanis .......................................... 122 menyolder dan mematri ....................................................................................... 1.24
Umum ................................................. ...................................................1. 2 . 4 Solder lunak ................................................................... .....................................1. 27 Mematri ................................................... ...................................................1. 29
KEMAMPUAN LAS BAJA .................................................................................................. 132
Baja karbon ......................................................................... 132
Baja berkekuatan tinggi dan baja berkekuatan ekstra tinggi ................................... 1. .36 Baja Austenitik ................................................... ...................................1. 39
DESAIN KOMPONEN DILAS .................................................................... 148
Pengantar ................................................................................. 1. 48 Representasi simbolis dari lasan pada gambar ........................................ 148
Kelas pengelasan ................................................... ..................................1 . 5 .1 Tegangan sisa pada las. distorsi las .............................................. 152
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Pertimbangan desain ...................................................................... 153 Pertimbangan kekuatan sambungan las ........................................... 163 Analisis sambungan las yang dibebani secara statis. .............................. 163 Struktur yang dilas mengalami beban kelelahan ............................................ 166 Referensi ......................................................................................................... 170
16
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS .............................171 Persyaratan kualitas untuk pengelasan (EN 729) ...............................172 Koordinasi pengelasan (EN 719)........................................................ ........
173
Spesifikasi dan persetujuan prosedur pengelasan (EN 288) .......... 175 Pengujian persetujuan tukang las (EN 287) ..................................................... 180
Pengujian non destruktif ............................................................................. 182
17
BIAYA PENGELASAN
................................................................................ 1.84
Perhitungan biaya pengelasan ............................................................................ 184 Beberapa konsep biaya pengelasan ................................................................... 184
Perhitungan biaya ................................................................................ 186 Mekanisasi. otomatisasi. pengelasan robot ............................................... 189
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Kata pengantar
Pembuatan panduan pengelasan ini awalnya didorong oleh keinginan untuk referensi terkini tentang aplikasi di lapangan. Konten tersebut dipilih agar dapat digunakan sebagai buku teks untuk kursus pengelasan Eropa sesuai dengan pedoman dari Federasi Pengelasan Eropa. Selama beberapa tahun terakhir, panduan Swedia yang setara telah digunakan untuk kursus tentang proses dan peralatan pengelasan. Penulis berharap panduan ini dapat menjadi buku referensi yang bermanfaat bagi mereka yang terlibat dalam pengelasan.
Dalam menulis buku, telah ada upaya sadar untuk memastikan bahwa teks dan bahan ilustrasi jelas, berkonsentrasi terutama pada aspek yang menarik dan penting. Meskipun buku ini ditulis di Swedia, dengan masukan dari para ahli Swedia, buku ini mencerminkan teknologi dan metode yang diterima dan digunakan secara internasional. Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak yang telah terlibat dalam pekerjaan ini, khususnya kepada:
Teknik, yang menulis bab tentang desain yang dilas komponen. petunjuk-Ove Pettersson,Sandvik, yang mengedit bagian tentang baja tahan karat. Curt Johansson,SAQ, yang menulis bab tentang manajemen mutu. Gunnar Air Liquide, yang mengedit bab tentang biaya pengelasan.
Klas
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
1 Pengelasan busur-gambaran 1
Sejarah pengelasan
Metode penyambungan logam telah dikenal selama ribuan tahun, tetapi untuk sebagian besar periode ini, satu-satunya bentuk pengelasan adalah pengelasan tempa oleh pandai besi.
Sejumlah prinsip pengelasan yang sama sekali baru muncul pada akhir abad ke-19; arus listrik yang cukup kemudian dapat dihasilkan untukpengelasan resistansidanpengelasan busur. Pengelasan busur pada awalnya dilakukan dengan menggunakan elektroda karbon, yang dikembangkan oleh Bemados, dan segera diikuti dengan penggunaan batang baja. Oskar Swedia membuat kemajuan penting ketika ia mengembangkan dan mematenkan elektroda berlapis. Hasil pengelasan yang luar biasa dan menjadi pondasi dari perusahaan las ESAB.
Gambar 1. I Prinsip Busur Logam Manual
pengelasan.
Metode awal lain dari pengelasan yang juga dikembangkan pada saat itu adalah pengelasan gas.Asetilen dan oksigen memungkinkan untuk menghasilkan suhu nyala yang relatif tinggi, yang lebih tinggi dari yang berbasis hidrokarbon lainnya Intensitas semua sumber panas ini memungkinkan panas dihasilkan di dalam, atau diterapkan pada, benda kerja lebih cepat daripada dihantarkan ke logam di sekitarnya. Akibatnya adalah mungkin untuk menghasilkan kolam cair, yang memadat untuk membentuk ikatan pemersatu antara bagian-bagian yang disambung.
Gambar 1.2 Pengelasan busur terendam.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Nanti di
metode baru dikembangkan. Sampai saat itu, semua busur logam
pengelasan dilakukan secara manual. Upaya dilakukan untuk mengotomatisasi proses menggunakan kabel kontinu. Proses yang paling sukses adalahpengelasan busur terendam (SAW) di mana busur "terendam" dalam selimut fluks fusible granular. Selama Perang Dunia Kedua, industri pesawat terbang membutuhkan metode baru untuk pengelasan magnesium dan aluminium. Pada tahun 1940 percobaan dimulai di Amerika Serikat dengan perisai busur oleh gas inert. Dengan menggunakan elektroda tungsten, busur dapat dipukul tanpa melelehkan elektroda, yang memungkinkan untuk dilas dengan atau tanpa bahan pengisi. Metode tersebut disebutpengelasan TIG(Tungsten InertGas).
Bahan pengisi (jikadiperlukan)
elektroda
Gambar 1.3 Metode pengelasan TIG. Beberapa tahun kemudianProses pengelasan MIG(Metal Inert Gas) juga dikembangkan menggunakan kawat logam yang diumpankan terus menerus sebagai elektroda. Awalnya, gas pelindung itu lembam seperti helium atau argon. Zaruba dan Potapevski mencoba menggunakannya karena ini banyak
lebih mudah diperoleh dan dengan menggunakan metode "transfer celup" mereka berhasil mengurangi beberapa masalah yang disebabkan oleh timbulnya percikan yang intens; namun ketika menggunakan gas yang relatif reaktif seperti
atau campuran gas seperti:
prosesnya adalah
umumnya disebut pengelasan MAG (Metal Active Gas).
Gambar 1.4
metode pengelasan.
Proses power-beamberkas elektron(EB)pengelasandanpengelasan lasermemiliki sumber panas paling intensif. Terobosan pengelasan EB datang pada tahun 1958. Industri pesawat terbang dan tenaga nuklir adalah yang pertama menggunakan metode ini. Karakteristik utama dari EB-welding adalah penetrasinya yang dalam dan sempit. Satu-satunya batasannya adalah kebutuhan akan ruang vakum untuk menampung senapan berkas elektron dan benda kerja.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUSUR PENGELASAN- SEBUAHGAMBARAN
Dalam beberapa hal,Pengelasan laser(dan pemotongan) memiliki karakteristik yang ideal. Sinar laser adalah sumber panas terkonsentrasi, yang memungkinkan kecepatan tinggi dan distorsi yang sangat rendah dari benda kerja, sayangnya, laser daya tinggi besar dan mahal. Balok juga harus dikonduksikan ke sambungan dengan cara tertentu. Cahaya dari laser harus ditransmisikan dipancarkan oleh cermin, sedangkan dari a
dapat dibawa oleh serat kaca tipis,
yang membuatnya menarik untuk digunakan dengan pengelasan robot.
Di masa depan seharusnya dimungkinkan untuk menggunakan laser dioda ringan dengan daya yang cukup untuk pengelasan. Laser dioda memiliki efisiensi yang lebih tinggi dalam mengubah energi listrik menjadi berkas cahaya. Meskipun belum memungkinkan untuk memproduksi laser dioda dengan output daya dan kualitas sinar yang sama seperti sumber laser las saat ini; ini sudah digunakan untuk mengelas logam hingga sekitar 1 tebal. Berat dan ukurannya yang rendah menjadikannya sumber daya yang menarik untuk digunakan dengan pengelasan robot.
Terminologi Metode pengelasan Definisi proses pengelasan diberikan dalam
857. Nomor referensi untuk proses
esses didefinisikan dalam 4063. Angka-angka ini kemudian digunakan pada gambar
2553) atau
dalam spesifikasi prosedur pengelasan (EN 288) sebagai referensi.
4063).
TABEL 1.1 Nomor referensi untuk beberapa metode pengelasan fusi
Nomor referensi
Metode pengelasan
Saya
Pengelasan busur logam dengan elektroda berlapis
111
Pengelasan busur logam kawat inti fluks tanpa pelindung gas
114
Pengelasan busur terendam pengelasan MIG
131
pengelasan MAG
135
Pengelasan MAG dengan kawat berinti fluks
136 141
pengelasan
Pengelasan busur plasma
15
Pengelasan gas oxy-fuel
31
Istilah dasar Pengelasan tekanan.Pengelasan di mana gaya luar yang cukup diterapkan untuk menyebabkan lebih atau kurang deformasi plastis dari kedua permukaan yang menghadap, umumnya tanpa penambahan logam pengisi. Biasanya, tetapi tidak harus, permukaan yang menghadap dipanaskan untuk memungkinkan atau memfasilitasi ikatan.
Pengelasan fusi.Pengelasan tanpa penerapan gaya luar di mana permukaannya harus dicairkan. Biasanya, tetapi tidak harus, logam pengisi cair ditambahkan. permukaan. Memproduksi lapisan logam yang berbeda dengan pengelasan, dengan ketahanan korosi, abrasi atau panas yang lebih tinggi daripada logam induk.
Prosedur pengelasan (WPS).Sebuah dokumen yang menjelaskan rincian dari variabel yang diperlukan untuk aplikasi tertentu untuk memastikan pengulangan (EN 288). Tingkat pengendapan.Jumlah logam yang dipasok ke sambungan per satuan waktu selama pengelasan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Gambar 1.5 Presentasi skema dari metode pengelasan yang paling umum.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
PENGELASAN BUSUR- GAMBARAN UMUM
masukan panas.Masukan panas sangat penting untuk laju pendinginan lasan. Bisa dihitung rumusnya: Efisiensi*: MMA: 0,90
=
SAW: 0,90
CEKCOK:0,80
dimana Q
masukan panas
=tegangan
(V)
Saysaaat ini(SEBUAH) V kecepatan pengelasan * )Ini
mendekati nilai fisik yang terukur. Selalu periksa
nilai-nilai
diberikan dalam peraturan atau standar yang digunakan oleh perusahaan Anda.
Zona (HAZ).Zona yang terkena panas, (Gambar
Panas
apakah itu daerah
logam dasar tidak meleleh selama operasi pengelasan tetapi sifat fisiknya diubah oleh panas yang diinduksi dari sambungan las.
Kaki
\
Terkena panas
Gambar 1.6 Las fillet menunjukkan lokasi ujung las, muka las, akar dan zona yang terkena panas. Ketebalan tenggorokan.Lasan fillet dihitung dengan mengacu pada ukuran tenggorokan. Ukuran yang diperlukan ditentukan pada gambar dalam hal ketebalan tenggorokan, t, atau panjang kaki, 1, lihat Gambar 1.7.
Gambar 1.7 Ketebalan tenggorokan(T)dan panjang kaki(SAYA)di
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
las
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Jenis sendi Jenis sambungan dipilih sehubungan dengan metode pengelasan dan ketebalan pelat. Sambungan yang ideal memberikan kekuatan dan kualitas struktural yang diperlukan tanpa volume sambungan yang terlalu besar. Biaya las meningkat dengan ukuran sambungan, dan masukan panas yang lebih tinggi akan menyebabkan masalah dengan kekuatan impak dan distorsi. Persiapan bersamabisajuga menjadi mahal; oleh karena itu lebih baik menggunakan jenis sambungan di mana permukaan sambungan adalah bagian dari benda kerja. Ini berarti bahwa lasan fillet mungkin merupakan sambungan yang paling umum digunakan.
Termasuk sudut
wajah akar
Lebar celah akar Gambar 1.8 Terminologi gabungan.
Persiapan pantat persegi
Persiapan V tunggal
Persiapan V ganda
Persiapan U tunggal
T-joint dengan single
Perakitan sambungan pangkuan
persiapan J Gambar 1.9 Contoh
jenis.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR- GAMBARAN UMUM
Posisi pengelasan Pada dasarnya ada empat posisi pengelasan dasar yang berbeda, yaitu posisi datar, horizontal-vertikal, overhead dan vertikal. Pengelasan posisi vertikal dapat dilakukan sebagai pengelasan vertikal ke atas atau vertikal ke bawah. Selain itu, las fillet dapat dilakukan pada posisi horizontal-vertikal atau pada posisi datar, lihat Gambar 1.10.
AWS PA
datar atau
PE (4G) Overhead
Gambar 1.10 Definisi posisi pengelasan untuk las tumpul, seperti yang diberikan dalam penunjukan EN dalam tanda kurung.
PA
PB
Posisi datar
AWS PD (4F) Overhead
Gambar 1.11 Definisi posisi pengelasan untuk las fillet, seperti yang diberikan dalam penunjukan EN dalam tanda kurung.
Distorsi Semua metode pengelasan fusi menghasilkan lasan dengan menggerakkan kolam cair di sepanjang sambungan; ketika logam yang dipanaskan mendingin, penyusutan menimbulkan tegangan sisa dan distorsi pada struktur yang dilas. Tegangan menghasilkan distorsi longitudinal dan rotasi.
Distorsi memanjang."Memperpendek las, tetapi dalam banyak kasus mungkin tidak menjadi masalah serius. Contoh distorsi jenis ini adalah balok las yang dapat ditekuk jika las tidak terletak (di pusat gravitasi penampang). Jika lebih dari satu lasan yang digunakan, mereka harus simetris.
distorsi rotasi.distorsi rotasi (lihat Gambar 1.13)dapat diminimalkan dengan membuat manik las menjadi simetris terhadap sumbu netral atau dengan memiliki las lintasan tunggal sisi paralel, seperti pada pengelasan berkas elektron. Bagian yang kaku juga dapat mencegah munculnya jenis distorsi ini.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Bentuk asli
Distorsi longitudinal setelah pengelasan
Gambar 1.12 Distorsi longitudinal. Distorsi sering diminimalkan dengan mengimbangi sambungan sebelum pengelasan, atau dengan menempatkan manik-manik las dalam urutan yang sesuai.
Bentuk asli
Bentuk setelah pengelasan
T Distorsi rotasi
Saya Gambar 1.13 Distorsi rotasibisadicegah dengan pra-pengaturan untuk mengkompensasi distorsi. Membatasi masukan panas juga dapat mengurangi distorsi. Sumber panas yang lebih intens memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi, masukan panas yang lebih rendah, dan distorsi yang lebih sedikit. Lihat Gambar 1.14.
berkas elektron
Laser
Plasma
CEKCOK
Gambar 1.14 Profil penetrasi untuk beberapa
metode pengelasan.
1.4 Busur pengelasan Busur las adalah pelepasan listrik antara dua elektroda. Arus pengelasan dilakukan dari elektroda ke benda kerja melalui gas yang dipanaskan dan terionisasi, yang disebut plasma. Jatuh tegangan dan arus dalam busur memberikan jumlah daya listrik yang dilepaskan, yang panasnya, melelehkan elektroda dan permukaan sambungan.
Daya juga harus cukup tinggi untuk menjaga suhu busur cukup untuk melanjutkan pengangkutan arus. Suhu mempertahankan ionisasi gas, itu menciptakan partikel bermuatan listrik yang saat ini.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUSURPENGELASAN-SEBUAHGAMBARAN
Tergantung pada pilihan gas pelindung, suhu yang berbeda diperlukan untuk menjaga plasma terionisasi. Argon, misalnya, lebih mudah terionisasi daripada helium. Itu berarti bahwa pengelasan dalam gas helium atau campuran helium menghasilkan penurunan tegangan yang lebih tinggi dan masukan panas yang lebih tinggi ke kolam las.
Saat mengelas dengan elektroda habis pakai, seperti:
pengelasan, busur memiliki
dua fungsi utama. Salah satunya adalah pasokan panas yang disebutkan di atas untuk melelehkan bahan; yang lainnya adalah pengangkutan bahan elektroda cair ke kolam las. Perpindahan droplet ini sangat bergantung pada gaya elektromagnetik dan tegangan permukaan pada daerah busur. Gaya-gaya ini memiliki pengaruh besar pada perilaku proses pengelasan, dan memungkinkan seseorang untuk membedakan antara jenis busur yang berbeda. Busur semprot
Pada arus tinggi, gaya magnet yang dihasilkan diarahkan ke bawah yang membantu droplet untuk melepaskan tegangan permukaan pada elektroda. Transfer droplet dicirikan oleh aliran droplet kecil. busur pendek
Pada arus yang lebih rendah memiliki efek sebaliknya. Gaya magnet lebih kecil dan juga mengarah ke atas. Tetesan yang tergantung di ujung elektroda cenderung bertambah besar dan prosesnya berisiko menjadi tidak stabil.SEBUAHcara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menjaga panjang busur sangat pendek sehingga tetesan akan masuk ke dalam kolam sebelum mereka tumbuh terlalu banyak. Tegangan permukaan kemudian akan memulai transfer material yang meleleh dan ekor tetesan akan dibatasi oleh gaya magnet, yang disebut "efek cubitan". Tidak ada logam yang ditransfer dalam bentuk tetesan bebas melintasi celah busur. Stabilitas jangka
pendek transfer sangat sensitif terhadap variasi gas pelindung, komposisi kimia elektroda dan sifat-sifat sumber daya dan sistem umpan kawat.
Pukulan busur magnet Gaya atau 'pukulan busur' yang muncul ketika medan magnet di sekitar busur tidak sepenuhnya simetris, merupakan masalah yang terkenal dengan pengelasan busur. Dalam kasus kritis, ini dapat menyebabkan las yang rusak.
Kolam las, dan dengan demikian manik las, dapat dibelokkan ke satu sisi, menghasilkan las yang rusak. Jika busur dibelokkan di sepanjang sambungan, lebar manik dan penetrasi dapat terpengaruh. Perlindungan yang diberikan oleh terak cair atau gas dapat terpengaruh, menghasilkan pembentukan pori-pori. Masalahnya menjadi lebih buruk, dan lebih terlihat, saat arus pengelasan meningkat, karena ini menghasilkan peningkatan cepat yang sesuai dalam semua gaya elektromagnetik di dalam dan di sekitar busur.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Kemungkinan penyebab
Koneksi arus balik tidak simetris Pengelasan yang dekat dengan sambungan arus balik, atau dengan sambungan yang tersambung secara asimetris, adalah penyebab umum masalah ini.
Elektroda
Busur
Arus pengelasan
Benda kerja
Kabel kembali
Gambar 1.15 Aturan praktis no. I: Magnet untuk memperlebar jalur arus.
upaya pengelasan saat ini
Benda kerja tidak simetris Ledakan busur magnet yang muncul saat pengelasan dekat dengan tepi atau di mana ketebalan logam meningkat.
Saya Gambar 1.16 Aturan praktis no. 2:
bahan (besi) pada benda kerja adalah terdistribusi secara asimetris, busur akan bergerak ke arah di mana terdapat logam paling banyak.
Elektroda berdekatan satu sama lain saat menggunakan multi-elektrodewelding Umum sehubungan dengan, misalnya, pengelasan busur terendam. Setiap konduktor pembawa dikelilingi oleh medan magnetnya sendiri. Medan magnet dari satu elektroda dapat mengganggu busur dari elektroda yang berdekatan.
Gambar 1.17
sebuahelektroda terdekat.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR- GAMBARAN UMUM
Medan magnet yang diinduksi dari arus pengelasan Saat mengelas baja, benda kerja dapat menyediakan jalur untuk medan magnet. Contoh dari hal ini terjadi sehubungan dengan pengelasan longitudinal internal pipa atau tabung, di mana kabel suplai arus pengelasan menginduksi fluks magnet di dalam tabung. Sambungan tersebut menghasilkan pemutusan (juga dikenal sebagai celah udara) di jalur magnet, sehingga fluks magnet menyebar dan mempengaruhi busur.
Medan magnet Ini adalah medan magnet dari pelat dasar penjepit magnet, atau remanen (magnetisasi sisa) di benda kerja dari, misalnya, magnet pengangkat, pengujian tak rusak magnetik atau bagian jig yang menjadi magnet oleh arus pengelasan. Bahkan medan magnet bumi dapat terkonsentrasi di dekat ujung benda baja panjang yang terletak di arah utara-selatan, mempengaruhi busur.
Gambar 1.18 Contoh: Memegang elektroda pada suatu sudut (lihat aturan praktis no. 1) dapat mengimbangi pukulan busur pada benda kerja asimetris (aturan praktis no.2).
Tindakan yang direkomendasikan
Jangan sambungkan konektor arus balik di dekat posisi las. Pengelasan menuju koneksi arus balik seringkali lebih disukai. Saat mengelas benda yang panjang, arus dapat lebih merata dengan memasang kabel arus balik yang sama panjangnya ke setiap ujung benda. Penggunaan cakram awal dan akhir yang cukup besar dapat mengurangi masalah pada awal dan akhir sambungan.
Eddy
T
Sakit
, fluks magnet
Gambar 1.19 Arus eddy pada benda kerja membatasi A
saat mengelas dengan
Pengelasan AC seringkali lebih baik daripada pengelasan DC: interferensi dari medan magnet luar bersifat simetris, karena arah arus yang terus berubah, dan risiko interferensi yang dihasilkan dari medan induksi lebih kecil. Ini karena fluks magnet yang terus-menerus terbalik ditentang oleh arus eddy di benda kerja.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
1.5 Gas pelindung Alasan paling penting untuk menggunakan gas pelindung adalah untuk mencegah logam cair dari efek berbahaya dari udara. Bahkan sejumlah kecil oksigen di udara akan mengoksidasi elemen paduan dan menciptakan inklusi terak. Nitrogen larut dalam bahan yang meleleh panas tetapi ketika memadat kelarutannya berkurang dan gas yang menguap akan membentuk pori-pori. Nitrogen juga bisa menjadi penyebab kerapuhan. Gas pelindung juga mempengaruhi sifat pengelasan dan sangat penting untuk penetrasi dan geometri manik las.
Argon (Ar) Argon adalah salah satu gas pelindung paling populer berkat sifatnya yang cocok. Sebagai gas inert tidak memiliki interaksi kimia dengan bahan lain. Oleh karena itu cocok untuk bahan yang masuk akal seperti aluminium dan stainless steel. Pada pengelasan MIG baja ringan penambahan atau sedikit oksigen akan meningkatkan sifat pengelasan, terutama untuk pengelasan busur pendek. Isi hingga 20
meningkatkan penetrasi
(membatasi risiko kurangnya fusi) sementara 5-8% akan mengurangi percikan.
Helium (Dia) Helium seperti argon adalah gas inert. Ini memberi lebih banyak masukan panas ke sambungan. Dicampur dengan argon itu meningkatkan kecepatan pengelasan dan menguntungkan untuk penetrasi di aluminium berdinding tebal atau tembaga di mana ia mengkompensasi konduksi panas yang tinggi.
Kerugian dengan helium adalah biaya tinggi dan kepadatan rendah. Pada pengelasan TIG, kandungan helium yang tinggi akan mengurangi sifat pengapian.
Karbon dioksida Karbon dioksida murni
dapat digunakan untuk pengelasan busur pendek. Ini adalah gas yang murah, memiliki
sifat yang baik untuk pengelasan baja galvanis dan memberikan keamanan yang lebih baik terhadap kurangnya fusi dari gas berbasis argon. Kerugiannya adalah jumlah percikan yang lebih tinggi dan fakta bahwa gas tidak dapat digunakan untuk busur semprot.
Hidrogen Penambahan kecil hidrogen dapat digunakan untuk meningkatkan masukan panas dan kecepatan pengelasan dengan cara yang sama seperti helium, tetapi jauh lebih murah. Karena risiko retak, hidrogen hanya dapat digunakan untuk pengelasan baja tahan karat austenitik. Ini secara aktif mengurangi oksida dan karena itu juga digunakan dalam gas akar.
Oksigen juga digunakan sebagai tambahan kecil untuk menstabilkan busur pada pengelasan MIG.
Nitrogen Nitrogen dapat digunakan sebagai elemen paduan dalam baja tahan karat feritik-austenitik. Aditif kecil nitrogen dalam gas pelindung mengkompensasi kerugian saat pengelasan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUSURPENGELASAN-TINJAUAN UMUM
1.6 Sumber daya Pentingnya sumber daya untuk proses pengelasan Tujuan utama dari sumber daya adalah untuk memasok sistem dengan daya listrik yang sesuai. Selanjutnya, kinerja sumber daya sangat penting untuk proses pengelasan; penyalaan busur, stabilitas perpindahan bahan elektroda yang dilelehkan dan untuk jumlah percikan yang akan dihasilkan. Untuk tujuan ini, penting bahwa karakteristik statis dan dinamis dari sumber daya dioptimalkan untuk proses pengelasan tertentu.
Karakteristik statis
Karakteristik statis unit daya dapat diplot dengan memuat unit daya dengan: beban resistif yang dapat disesuaikan. Kami berbicara tentangkarakteristik terkulai, karakteristik arus konstandankarakteristik lurus (karakteristik tegangan konstan).
Voltase
4
Rangkaian terbuka
voltase
sebuah
B
C
Arus hubung singkat
Gambar 1.20 Contoh a) karakteristik terkulai, b) karakteristik arus konstan dan karakteristik lurus atau sedikit terkulai. Karakteristik arus konstandigunakan ketika panjang busur dikendalikan oleh tukang las, dalam pengelasan TIG. Jika panjang busur diubah secara tidak sengaja, tegangan busur berubah untuk mempertahankan arus konstan. pengelasan, di mana merupakan keuntungan jika Karakteristik terkulaidigunakan untuk arus hubung singkat agak lebih tinggi dari arus beban normal untuk mencegah elektroda 'membeku' ke benda kerja ketika mencoba membentur busur.SEBUAH karakteristik terkulai, dibandingkan dengan karakteristik lurus, juga memungkinkan tegangan tanpa beban yang lebih tinggi, yang diperlukan saat pengelasan dengan AC untuk mencegah busur terlalu mudah padam.
Karakteristik lurus (karakteristik tegangan konstan) Jika tegangan tetap hampir konstan ketika dibebani dikenal sebagai tegangan konstan atau karakteristik datar. Biasanya jatuh tegangan sebesar
A adalah normal.SEBUAHkarakter lurus-
acteristic mempertahankan kontrol yang baik dari panjang busur saat pengelasan dengan metode yang melibatkan kawat pengisi yang diberi makan terus menerus, seperti MIG atau mungkin pengelasan busur terendam. Dalam hal ini, arus ditentukan oleh kecepatan kawat pengisi, jumlah bahan pengisi yang dimasukkan ke dalam lasan).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Pengaturan diri dari busur
Titik perpotongan antara karakteristik busur dan karakteristik beban unit daya disebut sebagaititik kerja.Titik kerja pada waktu tertentu
mewakili arus dan tegangan pengelasan pada saat itu. Jika panjang busur harus stabil, karakteristik sumber daya tidak boleh terlalu miring. Voltase SEBUAH
Panjang asli busur Busur yang lebih pendek
Saya
Saat ini Gambar 1.21 Bagaimana kemiringan karakteristik unit daya mempengaruhi arus pengelasan, panjang busur diubah.
Jika, misalnya, sesuatu terjadi sehingga panjang busur berkurang, tegangan turun dan arus meningkat. Dapat dilihat pada Gambar 1.21 bahwa arus bertambah dari titik 1 ke titik kerja 2 jika kemiringan karakteristiknya adalah sedikit, tetapi hanya sampai titik kerja 3 jika karakteristiknya memiliki kemiringan yang curam. Peningkatan arus meningkatkan laju pelelehan elektroda, dan panjang busur dipulihkan. Ini dikenal sebagai karakteristik pengaturan diri dari panjang busur.
unit daya
memiliki karakteristik lurus untuk memberikan kinerja pengaturan diri yang baik.
Mengatur arus dan tegangan
Kapanpengelasan dengan elektroda berlapis,atau saat melakukan TIGpengelasan,ini adalah saat iniyang diatur pada unit daya, dengan tegangan busur kemudian tergantung pada busur panjang yang digunakan.
Kapanpengelasan dengan terus menerus
kabel,
pengelasan, itu
ituvoltaseyang diatur pada unit daya. Tegangan kemudian menentukan panjang busur. Ini adalah hasil dari karakteristik pengaturan diri busur: jika tukang las menaikkan obor las, panjang busur tidak berubah: sebaliknya, itu adalah kawat yang mengubah. Arus tidak dapat diatur secara langsung: sebagai gantinya, itu tergantung pada kecepatan umpan kawat (dan diameter kawat) yang digunakan.
Arus, dengan kata lain, mengatur dirinya sendiri sehingga hanya pada nilai yang dibutuhkan untuk melelehkan kawat pengisi pada kecepatan yang sama dengan kawat yang diumpankan. Mengubah tegangan, misalnya, tidak terlalu mempengaruhi arus.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUSURPENGELASAN-GAMBARAN UMUM
SEBUAH
1.6Diameter
0
200
300
400
500
kawat (mm)
Saat ini, A
1.22 Hubungan antara arus dan laju leleh untuk pengelasan dengan stickout normal. (Kabel pengisi: ESAB
12.51).
Saat melakukan pengelasan busur terendam, dan beberapa proses pengelasan lainnya, dengan elektroda yang lebih tebal, terkadang lebih baik menggunakan unit daya dengan karakteristik terkulai. Arus kemudian tergantung pada pengaturan arus di unit daya: akibatnya, prosedur pengaturan adalah kebalikan dari apa yang biasanya terjadi. Karena pengaturan sendiri tidak bekerja dengan baik dengan karakteristik terkulai, pengatur tegangan busur digunakan untuk mengontrol kecepatan umpan kawat. Akibatnya, busur dan panjang busur dijaga konstan.
Karakteristik dinamis Dengan perubahan busur yang relatif lambat, orang dapat berasumsi bahwa titik kerja mengikuti
karakteristik statis unit daya. Namun, dalam kasus perubahan yang lebih cepat, karakteristik dinamis unit daya (terutama induktansinya) semakin menentukan seberapa cepat arus dapat berubah sesuai. Ini penting, terutama saat mengelas dengan transfer drop hubung singkat. Unit daya untuk pengelasan busur pendek biasanya menggabungkan induktor dalam outputnya. Tindakan induktor dapat disamakan dengan efek roda gila dalam sistem mekanis; jika tegangan berubah seketika, seperti ketika tetesan logam cair menghubung pendek busur, arus akan naik jauh lebih lambat. Oleh karena itu penting bahwa tidak boleh ada lonjakan arus selama hubung singkat, karena hal ini akan menghasilkan gaya elektromagnetik yang tinggi yang akan menyebabkan percikan dan osilasi pada permukaan kolam las. Tujuannya adalah untuk mencapai frekuensi hubung singkat yang tinggi dan stabil, dengan tetesan yang terdistribusi secara halus. Busur harus menyerang dengan cepat dan bersih. Sangat penting bahwa unit daya memiliki kinerja dinamis yang benar.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Saat ini
Waktu Gambar 1.23 Arus las pada las busur pendek dengan induktansi rendah (atas) dan dengan induktansi tinggi.
Pengelasan dengan arus bolak-balik AC adalah pilihan populer untuk pengelasan karena menggunakan sederhana dan murah satuan daya. Memperkenalkan arus bolak-balik namun menyebabkan komplikasi karena kecuali langkahlangkah khusus diambil, busur akan padam pada setiap persimpangan nol. Kebutuhan untuk menyalakan kembali busur juga membatasi pilihan elektroda berlapis dan membutuhkan tegangan rangkaian terbuka yang cukup tinggi, setidaknya 50 V, atau lebih. Namun, persyaratan keselamatan listrik saat ini membatasi tegangan sirkuit terbuka hingga 80 V. (Peraturan khusus berlaku di area terbatas atau lembab: lihat Persyaratan keselamatan listrik di halaman 24). Keuntungan arus bolak-balik adalah pengurangan risiko efek busur busur magnet dan kinerja pemutusan oksida yang baik saat pengelasan TIG aluminium. Pengelasan AC bisa menjadi alternatif yang baik dengan elektroda berlapis tertentu, karena memberikan tingkat leleh yang lebih tinggi dan generasi asap yang berkurang.
Unit daya khusus untuk pengelasan AC, dengan pola gelombang persegi, telah dikembangkan. Mereka dikontrol secara elektronik, dan dapat memiliki transisi zero crossing yang cepat sehingga dapat digunakan untuk proses yang membutuhkan sumber daya DC, pengelasan TIG atau MIG. Fungsi tambahan pada unit daya ini adalah memungkinkan untuk mengontrol proporsi relatif catu daya selama bagian positif dan negatif dari siklus, yang dikenal sebagai kontrol keseimbangan.
Berbagai jenis unit daya pengelasan Unit daya las mengubah tegangan tinggi dari suplai utama ke tingkat yang tidak berbahaya, unit ini menyediakan sarana untuk mengontrol arus atau tegangan dan menghasilkan karakteristik statis dan dinamis yang diperlukan seperti yang diperlukan oleh proses pengelasan.Gambar 1.24menunjukkan sejarah perkembangan unit daya las.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR - GAMBARAN UMUM
1910
Konverter pengelasan
Listrik
Generator
motor
1920 transformator las Transformator
Penyearah Transformator
dioda
induktor
Transformator
thyristor
induktor
Terkontrol thyristor penyearah
1980 beralih utama inverter
dioda
Transformator
induktor
Gambar 1.24 Sejarah perkembangan unit tenaga las.
Set motor-generator
Set motor-generator populer selama bertahun-tahun, dan kadang-kadang masih digunakan,
meski sudah tidak diproduksi lagi. Biaya tinggi dan efisiensi yang buruk menyulitkan mereka untuk bersaing dengan unit daya las modem. Namun, karakteristik pengelasan mereka bisa sangat baik. Mereka terdiri dari motor (3-fase), langsung digabungkan ke generator DC; karena kecepatan motor tergantung terutama pada frekuensi listrik, unit ini relatif tidak sensitif terhadap variasi tegangan suplai. Mereka dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan memvariasikan arus eksitasi. Unit daya generator las yang digerakkan oleh mesin bensin atau diesel masih dibuat, dan memenuhi kebutuhan: mereka digunakan di lokasi tanpa pasokan listrik utama.
Transformator las Trafo las menyediakan arus bolak-balik, dan merupakan jenis unit daya yang paling murah dan mungkin paling sederhana. Mereka digunakan terutama untuk pengelasan dengan elektroda berlapis,
meskipun mereka juga dapat digunakan dengan metode pengelasan lain ketika penggunaan arus bolak-balik diperlukan. Berbeda dengan trafo lain, trafo las umumnya memiliki karakteristik terkulai. Cara umum untuk melakukan ini adalah dengan memisahkan gulungan primer dan sekunder sehingga ada kebocoran fluks magnet tertentu. Penyesuaian arus pengelasan yang diperlukan kemudian dilakukan dengan menggerakkan bagian inti tambahan ke dalam atau ke luar belitan dengan menggunakan roda tangan. Unit daya yang lebih maju, untuk digunakan dengan TIG, busur terendam dan kadang-kadang pengelasan MIG, dapat dikontrol oleh thyristor atau transistor menggunakan teknologi switching gelombang persegi. Dalam kasus seperti itu, biasanya mereka dapat beralih antara AC dan menghasilkan apa yang dikenal sebagai
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Penyearah pengelasan
Sumber daya penyearah las tradisional menghasilkan DC, dan biasanya terdiri dari transformator 3 fasa besar dengan beberapa bentuk penyearah di sisi sekunder. Sumber daya yang memiliki karakteristik lurus, untuk digunakan dengan
tukang las,
mengatur
kontrol tegangan melalui tap-changer pada transformator. Alternatifnya adalah dengan menggunakan jembatan penyearah yang dikendalikan oleh thyristor. Sayangnya, inimemiliki kerugian dari memotong tegangan keluaran, yang membuatnya juga perlu untuk memasang induktor penghalus. Ini karena kelancaran arusmemilikiefek yang cukup besar pada karakteristik pengelasan. Kontrol thyristor juga menyediakan sarana untuk:
kendali jarak jauh dan insensi-
%. Kecepatan respons thyristor dibatasi oleh frekuensi listrik, tetapi tetap saja cepat untuk memungkinkan karakteristik statis unit daya menjadi
terhadap variasi tegangan suplai utama, efisiensi keseluruhan adalah
dikendalikan. Artinya, karakteristiknya dapat diberikan kemiringan yang bervariasi, dari lurus hingga terkulai, sehingga unit dapat digunakan dengan beberapa metode pengelasan yang berbeda.
Inverter pengelasan Unit inverter muncul di pasar selama paruh kedua tahun 1970-an. Dalam unit inverter sakelar primer, suplai utama 50 Hz pertama-tama diperbaiki dan kemudian, menggunakan semikonduktor daya, diubah kembali menjadi AC pada frekuensi yang lebih tinggi, biasanya dalam kisaran 100
kHz.Ini mengurangi berat trafo dan induktor menjadi sepersekian dari apa yang dibutuhkan untuk unit 50 Hz, menjadikan unit daya kecil dan portabel. Loss yang rendah menghasilkan efisiensi yang tinggi, hingga 80-90%. Frekuensi kerja yang tinggi juga memungkinkan unit dikendalikan pada kecepatan yang sebanding dengan proses cepat yang terjadi sehubungan dengan transfer tetesan dibusur.Oleh karena itu, unit semacam itu dapat memiliki kinerja yang sangat baik. Dibandingkan dengan sumber daya tradisional, unit inverter menawarkan keuntungan sebagai berikut: Berat badan rendah dan ukuran kecil Performa las yang bagus Beberapa metode pengelasan dapat digunakan dengan sumber daya yang sama Efisiensi tinggi
n=Jumlah belokan Saya=Saat ini
=Voltase
SEBUAH=
area inti
=Kerapatan fluks maksimum
Frekuensi
Gambar 1.25 Ukuran trafo dan induktor bergantung pada jumlah lilitan dan luas penampang inti, keduanya dapat diperkecil sebagai adalah ditingkatkan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUSUR
- GAMBARAN
Oleh karena itu, sumber daya inverter sakelar primer menggabungkan bobot rendah dengan pengaturan kontrol yang baik. Kekurangannya adalah: lebih rumit dan sulit untuk disetel untuk tegangan suplai listrik yang berbeda. Untuk aplikasi stasioner, di mana bobot tidak penting, sumber daya inverter sakelar sekunder dapat memberikan alternatif yang berguna. Unit-unit ini menggunakan transformator konvensional, diikuti oleh penyearah dan bagian sakelar yang mengontrol arus dengan presisi yang sama seperti pada sumber daya inverter sakelar primer.
Tren perkembangan Elektronik modern dan teknologi komputer memiliki pengaruh yang cukup besar pada perkembangan peralatan las busur. Ini tidak hanya berlaku untuk sirkuit daya, tetapi juga untuk kontrol elektronik di unit daya dan di bagian lain dari peralatan listrik yang digunakan untuk pengelasan. Tingkat perkembangan yang cepat ini mungkin tampak membingungkan, menyediakan banyak instrumen dan kontrol pengaturan baru yang potensial. Halaman-halaman berikut memberikan ulasan tentang peluang dan konsep baru yang tersedia.
Kontrol inverter
Dimana karakteristik pengelasan sebelumnya ditentukan oleh desain dan keterbatasan sirkuit arus berat, kontrol sekarang dapat disediakan oleh komputer elektronik. Secara efektif, sirkuit daya berkecepatan tinggi beroperasi sebagai penguat, memberikan peluang baru tidak hanya untuk mengontrol parameter pengelasan, tetapi juga untuk mengontrol proses itu sendiri.
Karakteristik listrik dan pengelasan
Berbagai jenis metode pengelasan memerlukan karakteristik statis yang berbeda. Kontrol elektronik meningkatkan fleksibilitas sumber daya, dan relatif mudah untuk dimasukkan. fitur pori memungkinkan untuk digunakan dengan beberapa metode pengelasan yang berbeda. Sebagai tambahannya
sumber daya mungkin juga cocok untuk digunakan dengan listrik berlapis trodes dan pengelasan TIG, tanpa harus melibatkan biaya tambahan yang signifikan. Oleh karena itu, banyak unit yang lebih maju cocok untuk digunakan dengan beberapa jenis pengelasan yang berbeda.
Namun, tidak cukup hanya memodifikasi karakteristik statis agar sesuai dengan sumber daya untuk metode pengelasan yang berbeda. Karakteristik dinamis yang sesuai diperlukan untuk mencapai pengelasan yang halus dan stabil tanpa percikan, terutama saat menggunakan proses kawat pengisi di mana busur dihubung pendek oleh tetesan cair. Sumber daya pengelasan yang dirancang secara konvensional hanya dapat digunakan untuk satu jenis metode pengelasan tertentu. Mereka umumnya dioptimalkan untuk rentang elektroda, bahan, dan gas pelindung tertentu. Sumber daya yang dikendalikan secara elektronik, di sisi lain, dengan reaksi cepat, memungkinkan untuk menyesuaikan karakteristik sumber daya agar sesuai dengan proses tertentu. Karakteristik pengelasan yang dapat dikontrol
Karakteristik pengelasan sumber daya menentukan seberapa baik sumber daya melakukan ketika pengelasan, yang memulai segera dan tanpa masalah, bahwa busur stabil dengan transfer tetesan yang mulus dan bahwa setiap pembentukan percikan terbatas dan terdistribusi dengan baik. Karena sumber daya yang dapat dikontrol dengan cepat pada dasarnya tidak memiliki karakteristik sendiri, mereka harus diproduksi oleh kontrol elektronik atau komputer.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Karakteristik yang baik sangat penting saat menggunakan pengelasan busur pendek, terutama ketika mempertimbangkan aliran tetesan cair yang akan ditransfer ke kolam las. Detasemen setiap tetesan sangat penting, mengingat kemungkinan pembentukan percikan dan kekuatan yang dapat menyebabkan lonjakan logam cair di kolam las. Kontrol yang benar dapat mempertahankan frekuensi hubung singkat yang tinggi dan konsisten, menghasilkan transfer tetesan halus yang stabil dengan tetesan percikan besar yang minimum. Karakteristik ini sangat penting ketika digunakan sebagai gas pelindung.
Waktu(S ) frekuensi
P
H kamu Saya Busur
S
C
sebuah
Saya
P H e n
Menjatuhkan
transfer
0
M
e n
sebuah
Las kolam
Gambar 1.26 Kecepatan respons sumber daya sangat menentukan dalam menentukan dan mengendalikan berbagai proses di busur.
Kontrol komputer Sumber daya yang paling canggih umumnya menggabungkan beberapa bentuk kontrol komputer. Komputer dapat digunakan untuk komunikasi dengan pengguna yang memilih metode pengelasan dan membuat penyesuaian parameter yang diperlukan. Memori menyediakan sarana untuk menyimpan dan menggunakan kembali pengaturan yang digunakan sebelumnya. Kontrol komputer memungkinkan maksimum
fleksibilitas yang disediakan oleh sumber daya modem. Kontrol perangkat lunak dari keluaran saat ini dan proses pengelasan
Kemungkinan multi-proses - pengelasan MIG, TIG dan MMA dengan peralatan yang sama
Karakteristik garis sinergi, memberikan optimal
untuk setiap situasi-
asi
Pengelasan MIG busur berdenyut
Kontrol umpan balik dari parameter pengelasan, menjamin peningkatan akurasi dan reproduksi
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR- GAMBARAN UMUM
Peningkatan fungsi mulai dan berhenti pengelasan
komunikasi dengan pengguna melalui panel kontrol Kemampuan untuk mencapai kualitas pengelasan yang diinginkan ditingkatkan dengan ketersediaan
penggunaan berbagai fungsi, contohnya ditunjukkan pada Tabel 1.2 di bawah ini.
TABEL 1.2 Contoh fungsi yang tersedia pada sumber daya lanjutan. Fungsi Mulai dari pengelasan
Proses
mulai merayap
Pra-aliran gas
MIG, MIG.
Awal yang panas
HF-mulai
Pengelasan terus menerus
miring ke atas
CEKCOK
Pengelasan MIG berdenyut
MIG
Kontrol panjang busur
MIG
Pengaturan induktansi tanpa langkah
garis
MIG.
berdenyut miring ke atas
Saya
CEKCOK
Pengaturan parameter yang dikontrol umpan balik
Menyelesaikan las
Pengisian kawah
Saya
Saya
memaksa
MIG
Miring ke bawah Pengaturan waktu yang buruk
MIG
Buang pulsa
MIG
Aliran pasca gas
MIG, TIG
dan proses pengelasan lainnya memerlukan beberapa parameter pengelasan untuk menjadi
dioptimalkan untuk mencapai hasil terbaik.SEBUAHcara populer untuk melakukan ini adalah penggunaan kontrol kenop tunggal, yang dikenal sebagai pengaturan sinergis dari parameter pengelasan. Ini mewakili kombinasi parameter yang awalnya telah ditetapkan oleh tukang las yang terampil, kombinasi kecepatan umpan kawat, arus, tegangan, dll., Dengan hasil yang disimpan dalam memori sumber daya. Pengguna mulai dengan memilih metode pengelasan yang diperlukan, diikuti dengan jenis bahan, diameter kawat dan gas pelindung. Setiap perubahan berikutnya dalam kecepatan umpan kawat kemudian dikompensasi oleh sumber daya yang, setiap saat, menyesuaikan parameter lain seperlunya. Namun demikian, juru las juga dapat mengesampingkan pengaturan dan membuat penyesuaian manual dari karakteristik default ini jika diperlukan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Peringkat data untuk sumber daya Pelat peringkat sumber daya mencantumkan peringkat desain sumber daya, dengan yang paling penting adalah nilai terkait arus pengenal, tegangan pengenal, dan siklus kerja. Informasi menarik lainnya yang ditampilkan pada pelat peringkat mencakup efisiensi dan faktor daya, tegangan rangkaian terbuka, dan kelas insulasi, dll. IEC 974-1 memberikan perincian tentang bagaimana sumber daya harus diuji dan informasi apa yang akan ditampilkan pada pelat peringkat .
Peralatan Dibuat di Swedia
Swedia
EN 50199 V-
Gambar 1.27 Pelat peringkat.
Standar untuk sumber daya pengelasan Standar Internasional dan Eropa
60974-1 menentukan tuntutan daya
sumber tentang keselamatan listrik. Ini mendefinisikan prinsip-prinsip desain penting, peringkat dan pengujian peralatan untuk memastikan operasi yang aman.
Kelas aplikasi
Simbol ini menunjukkan bahwa unit daya dirancang untuk digunakan di area dengan aliran listrik tinggi
risiko, di mana kondisinya sempit (dengan dinding atau peralatan penghantar listrik, dll.), atau di tempat yang lembab.
Kelas kandang
Kode IP menunjukkan kelas enklosur, dengan gambar pertama menunjukkan tingkat perlindungan terhadap penetrasi benda padat, dan gambar kedua menunjukkan
tingkat perlindungan terhadap air. IP 23 cocok untuk digunakan di dalam dan di luar ruangan.
Kelas isolasi
Bahan isolasi transformator dan induktor membatasi suhu maksimum pada belitan. Jika suatu sumber listrik menggunakan bahan insulasi kelas H berarti dibuat selama 1 (20.000 jam). Pada uji pemanasan sumber daya dengan kelas insulasi ini dikontrol bahwa kenaikan suhu dalam belitan tidak melebihi 125 derajat di atas suhu sekitar.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR-SEBUAHGAMBARAN
Nilai saat ini
Arus pengenal adalah arus yang dirancang untuk sumber daya. Dalam beberapa kasus, nomor atas nama unit dapat memberikan kesan bahwa itu dapat memberikan yang lebih tinggi
arus: selalu periksa data teknis atau pelat peringkat untuk memastikan nilai aktual arus pengenal. Nilai tegangan KIE974 menentukan garis beban standar yang, untuk setiap nilai arus pengenal,
menunjukkan tegangan di mana sumber daya harus diuji dan harus ditandai. Ini berarti lebih mudah untuk membandingkan data pengenal untuk sumber daya dari pabrikan yang
berbeda. Hubungan yang ditentukan oleh IEC 974 berbeda dari satu metode pengelasan ke metode lainnya: untuk arus hingga 600 A, tegangannya adalah sebagai berikut:
20+0,04.Saya
MMA dan SAW:
Saya Saya
CEKCOK:
Untuk arus di atas 600 A: Untuk arus di atas 600 A: Untuk arus di atas 600 A:
kamu=44 V kamu=34 V kamu=44 V
Siklus
Peringkat sumber daya juga ditentukan oleh siklus kerjanya, yang menunjukkan berapa lama waktu sepuluh menit sumber daya dapat dioperasikan pada spesifikasi tertentu. beban. 400 A pada faktor tugas 35%, misalnya, berarti bahwa sumber daya dapat memasok 400 A selama 3,5 menit setiap sepuluh menit tanpa batas waktu tanpa panas berlebih.
Efisiensi dan faktor daya
Efisiensi menunjukkan berapa proporsi daya input yang masuk ke proses pengelasan. Jika efisiensi adalah 75%, ini berarti bahwa 25% dari daya input adalah dihamburkan dalam bentuk kehilangan panas pada sumber listrik.
Arus pengelasan. Tegangan pengelasan
Daya masukan =
Efisiensi
Permintaan daya yang sebenarnya kemudian dapat dihitung jika efisiensi diketahui. Daya aktif yang dipasok ke sumber diukur dalam dan menentukan biaya energi. Arus yang akan disuplai oleh listrik, dan dengan demikian melewati sekering suplai, meningkat jika efisiensinya buruk. Namun, untuk dapat mengetahui arus suplai, kita juga perlu mengetahui faktor daya. Untuk pasokan 3-fase, kami memiliki:
di mana:
=arus =daya
listrik [A]
masukan
=tegangan
=faktor
suplai
daya
Faktor daya tergantung sebagian pada perpindahan fasa antara arus dan tegangan, dan sebagian lagi pada bentuk gelombang arus jika ini menyimpang dari sinus.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
gelombang. Mengalikan arus dan tegangan menghasilkan daya reaktif, yang diukur dalam
dan yang penting ketika menentukan kapasitas listrik sistem pasokan.
Nilai-nilai khas efisiensi sumber daya berada dalam kisaran Kekuasaan faktor dapat setinggi0,95, untuk sumber daya semi-otomatis dengan tap-changer kontrol atau untuk unit inverter tertentu, meskipun biasanya jauh lebih rendah untuk sumber daya. Faktor daya transformator las besar dengan karakteristik terkulai sering ditingkatkan dengan pemasangan kapasitor kompensasi fasa, yang dapat meningkatkan faktor daya dari misalnya0,40ke0,70.
- 4Penyearah inverter
0
50
100
150
200
250
300
350
Arus pengelasan aktual [A]
Gambar 1.28 Konsumsi energi tahunan untuk sumber. Itu adalah karena
dari manual
kekuatan
dan kerugian tanpa beban dari
sumber daya.
Persyaratan keselamatan listrik Itu penting
sudut pandang
keamanan bahwa tegangan rangkaian terbuka
unit daya tidak terlalu tinggi. Hal ini sangat penting ketika menggunakan AC untuk pengelasan, di mana tegangan sirkuit terbuka yang tinggi sering diperlukan untuk memastikan busur yang stabil. Pada saat yang sama, persyaratan kesehatan dan keselamatan sangat ketat sehubungan dengan penggunaan AC. KIE974memungkinkan maksimum80V AC, dibandingkan dengan 113VDC. Tegangan AC sirkuit terbuka tidak boleh melebihi48V di area basah atau ruang terbatas, yang dianggap menghadirkan risiko keselamatan listrik yang lebih tinggi. Perangkat khusus yang dimaksudkan untuk mengurangi tegangan rangkaian terbuka tersedia untuk memungkinkan pengelasan yang aman tanpa mempengaruhi karakteristik pengelasan.
SEBUAHsirkuit las tidak dibumikan secara protektif: oleh karena itu sangat penting bahwa sumber listrik diisolasi dengan baik untuk memastikan bahwa tegangan listrik tidak dapat mencapai sirkuit sekunder.
Insulasi belitan trafo terkena suhu tinggi, sehingga bahan harus dari kelas insulasi yang sesuai untuk menahan suhu. Kenaikan 10°C mengurangi umur material hingga setengahnya. Oleh karena itu, sangat penting untuk menjaga interior sumber daya tetap bersih untuk mempertahankan kinerja pendinginan yang memadai. Sumber daya yang digunakan di luar ruangan harus dirancang sedemikian rupa sehingga kelembaban dan hujan tidak dapat menurunkan kinerja insulasi.
Terlepas dari semua tindakan ini, tukang las tetap harus berhati-hati: penggunaan sarung tangan, bersama dengan pakaian kering yang tidak rusak, dianjurkan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR-TINJAUAN UMUM
Risiko kebakaran
Pengelasan atau pemotongan termal adalah penyebab umum kebakaran. Pengalaman menunjukkan bahwa risiko paling besar berkaitan dengan pekerjaan sementara di tempat atau area yang biasanya tidak dimaksudkan untuk pengelasan. Jika pekerjaan seperti itu harus dilakukan, orang yang bertanggung jawab atas keselamatan harus memutuskan tindakan perlindungan apa yang perlu diambil.
Pembersihan dan pembuangan bahan yang mudah terbakar di zona risiko. Setiap lubang atau celah pada bahan mudah terbakar yang digunakan dalam bangunan harus ditutup atau disegel sehingga percikan las atau percikan api, dari pemotongan gas, tidak dapat masuk. Melembabkan permukaan dengan air. Penyaringan dari area kerja.
Memastikan tersedianya peralatan pemadam yang memadai. Pengawasan dan pengecekan selanjutnya setelah pengelasan selesai.
Gambar 1.29 Risiko paling besar sehubungan dengan pekerjaan sementara di tempat atau area yang biasanya tidak dimaksudkan untuk pengelasan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
2 Pengelasan gas Pengelasan gas adalah salah satu metode pengelasan tertua dan, selama bertahun-tahun, merupakan metode peleburan logam yang paling banyak digunakan; Namun, penggunaannya jauh lebih jarang saat ini. Namun demikian, ini adalah metode serbaguna, menggunakan peralatan sederhana dan relatif murah. Sangat cocok untuk pekerjaan perbaikan dan ereksi, untuk pengelasan
ketebalan
dan struktur dengan dinding
dalam bahan yang sangat rentan terhadap retak, seperti besi tuang dan
logam non-ferro. Hal ini juga banyak digunakan untuk cladding dan hardfacing. Panas dihasilkan oleh pembakaran asetilena dalam oksigen, yang memberikan suhu nyala sekitar 3100 Ini lebih rendah dari suhu busur listrik, dan panas juga kurang terkonsentrasi. Nyala api diarahkan ke permukaan sambungan, yang meleleh, setelah itu bahan pengisi dapat ditambahkan sesuai kebutuhan. Kolam lelehan dilindungi dari udara oleh zona pereduksi dan zona luar api. Oleh karena itu, nyala api harus dihilangkan secara perlahan saat pengelasan selesai. Nyala api yang kurang terkonsentrasi menghasilkan pendinginan yang lebih lambat, yang merupakan keuntungan saat mengelas baja yang cenderung mengeras, meskipun itu membuat metode ini relatif lambat, dengan masukan panas yang lebih tinggi dan risiko tambahan tegangan termal dan distorsi.
Selain untuk pengelasan, api gas juga sering digunakan untuk memotong, dan sangat berguna untuk pemanasan dan pelurusan api.
2.1 Peralatan Satu set peralatan (Gambar 2.1) pada dasarnya terdiri dari botol gas, pengatur tekanan, selang gas, arester flashback dan obor las.
Gambar 2.1 Sebuah gaspengelasanmengatur.
Gas las dan penyimpanannya Botol gas untuk gas yang mudah terbakar harus disimpan di luar ruangan atau di area yang berventilasi baik. Tanda peringatan khusus harus dipajang di luar area penyimpanan. Botol asetilen dan oksigen harus dipisahkan dengan baik.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
GASPENGELASAN
Asetilen Asetilen
bahan bakar gas untuk pengelasan gas. Ini terdiri dari 92,3% karbon oleh
berat, dan 7,7% hidrogen. Pembakarannya dalam oksigen menghasilkan suhu pembakaran yang lebih tinggi daripada gas hidrokarbon lainnya. Selain itu, nyala apinya paling pekat dibandingkan dengan gas lainnya. Asetilena sangat mudah menyala, dan menghasilkan campuran yang mudah meledak di udara pada rentang konsentrasi yang luas (2,3-82%). Periksa dengan hati-hati agar tidak ada kebocoran.
Asetilena secara kimiawi tidak stabil di bawah tekanan, bahkan tanpa kehadiran udara dan, dalam kondisi tertentu, ia dapat terurai secara eksplosif menjadi konstituennya (karbon dan hidrogen). Agar gas dapat disimpan, botol diisi dengan massa berpori, jenuh dengan aseton, yang menyerap gas saat diisi. Tekanan dalam botol adalah 2 Namun, dekomposisi eksplosif dapat terjadi pada pipa dari botol jika tekanan melebihi 1,5 TABEL 2.1 Karakteristik penting dari bahan bakar gas.
Gas
Api
Nilai kalori.
suhu.
Pembakaran kecepatan,
Asetilen
1.07
48.2
3 100
13.1
propana
2.00
46.4
2 825
3.7
0,08
120
2 525
8.9
Oksigen Oksigen disimpan sebagai gas atau cairan terkompresi. Dalam botol, biasanya disimpan di tempat yang bertekanan.
yakin 20 Besar pengguna biasanya menerima gas dalam bentuk cair. Pastikan semua sambungan bersih dan kencang, untuk menghindari kebocoran. Jangan sekali-kali mengoleskan oli atau gemuk pada sambungan.
Regulator tekanan Tujuan dari pengatur tekanan adalah untuk mengurangi tekanan tinggi dan variabel dalam botol ke tekanan kerja yang sesuai. Itu membuat laju aliran gas konstan sepanjang masa pengisian botol, meskipun ada variasi tekanan balik yang disebabkan oleh pemanasan obor las.
selang gas Selang gas diberi kode warna: merah untuk asetilena dan biru untuk oksigen. Selain itu, untuk melindungi dari kesalahan, sambungan asetilen memiliki ulir kiri, sedangkan sambungan oksigen memiliki ulir kanan.
Penangkal kilas balik Sebuah kilas balik berarti bahwa api membakar mundur ke obor dengan suara meletus. Ini terjadi jika kecepatan pembakaran nyala api melebihi kecepatan pasokan gas, sehingga bagian depan nyala api bergerak mundur. Sebuah arester kilas balik dipasang di regulator mencegah kilas balik dari pergi lebih jauh ke belakang.
Penyebab terjadinya flashback adalah telah terjadi campuran oksigen dan asetilena di dalam selang, dengan oksigen masuk ke selang asetilen dan membentuk
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
mencapai aset-
campuran eksplosif. Arester kilas balik mencegah botol ylene api dan memicu dekomposisi eksplosif.
Gambar 2.2 Obor las gas.
Obor las Seseorang dapat membedakan antara dua jenis obor las: asetilena bertekanan danobor bertekanan tinggi.
obor injektoruntuk rendah
Dalam obor bertekanan tinggi, aliran asetilena dan oksigen diberdayakan sendiri oleh tekanan dalam botol penyimpanannya, dan bercampur di bagian ruang pencampuran obor.
Dalam obor tekanan rendah, oksigen mengalir ke obor melalui jet pusat, menghasilkan efek injeksi yang menarik asetilena dari koneksi periferal sekitarnya. Dari sini, gas melanjutkan ke bagian pencampuran sebelum pembakaran.
Api gas Persyaratan dasar untuk las yang baik adalah ukuran dan jenis nyala api harus sesuai dengan jenis pekerjaan. Ukuran nyala api tergantung pada ukuran nosel obor dan pada tekanan gas yang mengalir melaluinya. Tekanan ini harus dipertahankan dalam batas-batas tertentu. Jika melebihi tekanan normal, akan ada efek jet yang cukup besar dan nyala api akan menjadi 'keras'. Di bawah tekanan yang benar, efek jet akan berkurang dan nyala api akan 'lunak'. Kami membedakan antara tiga jenis api yang berbeda, tergantung pada efek kimianya pada kolam lelehan: karburasi, netral, dan pengoksidasi.
Gambar 2.3 Api las normal. Karbon monoksida dan hidrogen terbentuk di zona reaksi terdalam. zona pereduksi (di tengah), dengan pembakaran melanjutkan di zona luar dengan oksigen udara sekitarnya.
Api netral
Nyala api normal adalah yang paling banyak digunakan. Ini (Gambar 2.3) mudah dikenali oleh tiga zona pembakaran yang dibedakan dengan jelas. Zona terdalam, kerucut, adalah pencampuran
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN GAS
zona dan bersinar putih. Asetilena terbakar di sini, untuk membentuk karbon monoksida dan hidrogen yang menghasilkan lidah di sekitar kerucut. Zona kedua ini adalah kimia
secara alami mereduksi, sehingga mengurangi oksida logam dan menjaga kolam lelehan tetap bersih. Bagian luar, zona biru nyala api adalah tempat karbon monoksida dan hidrogen terbakar dengan oksigen dari udara, membentuk produk pembakaran akhir karbon dioksida dan uap air. Ini mencegah oksigen di udara bersentuhan dengan logam cair, dan bertindak sebagai gas pelindung.
Gambar 2.4 Karburasijlam.
Api karburasi Jika proporsi asetilena dalam nyala netral ditingkatkan, ada
oksigen untuk membakar kelebihan asetilen di zona inti. Oleh karena itu asetilena berlanjut ke zona kedua, di mana ia muncul sebagai nyala kuning-putih yang sangat bercahaya. Sampai batas tertentu, panjang zona kedua menunjukkan jumlah asetilena berlebih.
Gambar 2.5
Api pengoksidasi
Jika jumlah oksigen dalam nyala api pereduksi lemah semakin meningkat, nyala api berubah menjadi nyala pengoksidasi. Panjang inti berkurang, dan nyala api mengambil semburat ungu dengan luminositas rendah.
Pengelasan forehand dan backhand Dua metode pengelasan yang berbeda digunakan saat pengelasan gas: forehand dan backhand. Nyala api pada pengelasan forehand diarahkan menjauhi las yang telah selesai, sedangkan pada pengelasan backhand diarahkan ke arah tersebut (Gambar 2.6).
Lembaran logam tipis (kurang dari 3 mm) biasanya dilakukan dengan pengelasan forehand. Cara ini umumnya digunakan untuk logam,meskipun bahan yang lebih tebal juga bisa
dilas backhand.
Bajalebih dari 3mmtebal harus dilas dengan tangan, karena ukuran kolam lelehan sangat besar, saat mengelas bahan tebal, gas dan terak tidak dapat keluar dari kolam tanpa bantuan. Pengelasan backhand lebih cepat daripada pengelasan forehand, sehingga bagian tersebut dikenai suhu tinggi untuk waktu yang lebih singkat. Akibatnya, bahan tebal las backhand memiliki struktur kristal yang lebih halus dan mempertahankan ketangguhannya lebih baik daripada jika bahan tersebut dilas dengan las forehand.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 2.6 Pengelasan forehand
dan pengelasan backhand (kanan).
Fluks digunakan saat mengelas bahan yang mudah teroksidasi, di mana nyala api las itu sendiri tidak cukup untuk mencegah pembentukan oksida. Hal ini mungkin terjadi saat mengelas baja tahan karat dan logam non-ferrous. Fluks disikat ke permukaan sambungan sebelum pengelasan, dan harus dihilangkan secara menyeluruh setelah pengelasan untuk mencegah korosi.
Manfaat pengelasan gas Pengelasan gas sangat cocok untuk pengelasan pipa dan tabung, efektif dan ekonomis untuk aplikasi seperti sistem HVAC, karena alasan berikut: Kemampuan untuk meratakan suhu dalam lasan pada suhu rendah. Pemanasan dan pendinginan yang lambat dapat menghindari risiko pengerasan.
Ketebalan logam hingga sekitar 6 dapat dilas dengan I-joint. Kecepatan, karena hanya diperlukan satu operan. Kabel pengisi dapat diubah tanpa harus berhenti untuk menggiling. Kontrol leleh yang baik, karena tukang las dapat melihat setiap saat bahwa ia memiliki lubang berbentuk buah pir yang diinginkan di dasar kolam lelehan. Cacat akar dihindari dengan berhati-hati untuk memastikan baik Pipa dan tabung harus dilas di ruang yang sangat terbatas. Dalam kasus seperti itu, pengelasan gas sering lebih disukai, mengingat peralatan pelindung yang kurang besar yang diperlukan (kacamata, dibandingkan dengan helm atau pelindung las busur normal, dan obor kompak) untuk melakukan pekerjaan.
Peralatan ini mudah diangkut dan tidak memerlukan pasokan listrik. Dimungkinkan untuk menggunakan nyala api untuk menemukan sambungan sebelum pengelasan dimulai.
Ukuran HAZ dapat dikurangi dengan mengelilingi area las dengan bahan lembab (tahan api!). Aplikasi lain untuk pengelasan gas termasuk pengelasan pipa air panas, botol gas, penukar panas nuklir dan boiler. Peringatan: Perhatikan risiko pekerjaan di sekitarnya
saat melakukan pengelasan atau pemotongan bahan sementara
bangunan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
3pengelasan TIG 3.1 Deskripsi metode Pengelasan TIG (juga disebut Pengelasan Busur Gas Tungsten, GTAW) melibatkan pemogokan busur antara elektroda tungsten yang tidak dapat dikonsumsi dan benda kerja. Kolam las dan elektroda dilindungi oleh gas inert, biasanya argon, disuplai melalui cangkir gas di ujung pistol las, di mana elektroda diposisikan secara terpusat.
Gambar 3.1 Diagram skema peralatan las TIG. Pengelasan TIG juga dapat digunakan untuk pengelasan dengan bahan pengisi, yang diaplikasikan dalam bentuk batangan dengan tangan mirip dengan pengelasan gas. Alat untuk pengelasan TIG mekanis digunakan untuk aplikasi seperti penyambungan pipa dan tabung las ke pelat ujung penukar panas. Alat las otomatis semacam itu dapat menggabungkan banyak fitur canggih, termasuk pasokan mekanis kawat pengisi.
Ciri-ciri metode antara lain: busur stabil kontrol yang sangat baik dari hasil pengelasan.
Aplikasi utama untuk pengelasan TIG adalah pengelasan baja tahan karat, pengelasan logam ringan, seperti paduan aluminium dan magnesium, dan pengelasan tembaga. Ini juga cocok untuk mengelas semua bahan yang dapat dilas, selain timah dan seng, dengan semua jenis sambungan dan di semua posisi pengelasan. Namun, pengelasan TIG paling cocok untuk bahan tipis, dari sekitar0,5
sampai sekitar3
tebal. Dalam hal produktivitas, pengelasan TIG
tidak dapat bersaing dengan metode seperti pengelasan busur pendek.
3.2 Peralatan Peralatan berikut diperlukan untuk pengelasan TIG:
senjata las Generator HF (= frekuensi tinggi) untuk pengapian busur sumber daya gas pelindung
peralatan kontrol
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Senjata las Persyaratan dasar yang berlaku untuk senjata las adalah harus mudah ditangani dan diisolasi dengan baik. Persyaratan ini berlaku untuk pengelasan manual, tetapi kurang penting untuk pengelasan mekanis. Ada dua jenis utama senjata las: berpendingin air dan berpendingin udara. Senapan las masa kini dari kedua jenis ini dapat membawa arus las berpendingin air: maksimum sekitar 400 A berpendingin udara: maksimum sekitar 200 A.
Gambar 3.2 Contoh
senjata las.
Menyerang busur SEBUAH
busur las umumnya dinyalakan dengan bantuan generator frekuensi tinggi,
tujuannya, adalah untuk menghasilkan percikan yang menyediakan jalur konduksi awal yang diperlukan melalui udara untuk arus pengelasan tegangan rendah. Frekuensi pulsa pengapian awal ini dapat mencapai beberapa MHz, dalam kombinasi dengan tegangan beberapa Namun, ini menghasilkan interferensi listrik yang kuat, yang merupakan kelemahan utama dari metode ini. Bukan praktik yang baik untuk menyerang busur dengan menggores elektroda pada benda kerja: ini tidak hanya menimbulkan risiko masuknya tungsten dalam lasan, tetapi juga merusak elektroda dengan mengontaminasinya dengan bahan benda kerja. Metode lain untuk memukul busur adalah metode 'lift-arc', yang membutuhkan penggunaan sumber daya yang dapat dikontrol. Busur dipukul oleh
elektroda terhadap kerja-
sepotong, tetapi dalam hal ini sumber daya khusus mengontrol arus ke a
rendah
tingkat untuk mencegah efek samping. Mengangkat elektroda menjauh dari benda kerja menyerang busur dan menaikkan arus ke tingkat yang telah ditentukan sebelumnya.
Sumber listrik Pengelasan TIG biasanya dilakukan dengan menggunakan DC, dengan elektroda negatif terhubung, yang berarti bahwa sebagian besar panas dihasilkan di benda kerja. Akan tetapi, pada saat pengelasan aluminium, lapisan oksida hanya terurai jika elektroda dihubungkan dengan kutub positif, hal ini kemudian mengakibatkan suhu elektroda yang berlebihan. Sebagai kompromi, aluminium dan magnesium karena itu umumnya dilas dengan AC. sumber daya TIGadalahumumnya dikontrol secara elektronik, dalam bentuk inverter atau penyearah yang dikendalikan thyristor. Tegangan rangkaian terbuka harus sekitar 80 V, dengan karakteristik arus konstan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN TIG
Saat mengelas denganAC(gelombang sinus), generator HF aktif sepanjang waktu: jika tidak, busur akan padam pada penyeberangan nol. AC gelombang persegi
SEBUAHsejumlah desain baru sumber daya muncul selama
berdasarkan baru
teknologi yang melibatkan bentuk gelombang persegi. Artinya zero crossing sangat cepat, yang memiliki efek: umumnya tidak membutuhkan tegangan pengapian HF terus menerus untukACpengelasan TIG
memungkinkan untuk memvariasikan proporsi arus polaritas positif dan negatif, yang berarti memungkinkan untuk mengontrol penetrasi dan kerusakan oksida, misalnya, saat mengelas aluminium.
Gelombang persegi seimbang
Peningkatan penetrasi
70% elektroda negatif
Peningkatan pembersihan oksida 45% elektroda negatif
Angka3.3Penggunaan gelombang persegi dan kontrol keseimbangan dalam pengelasan TIG.
Gambar 3.3 menunjukkan arus
dari suplai gelombang persegi. kurva seimbang
(kiri) memiliki zero crossing yang sangat cepat, berbeda dengan bentuk gelombang sinusoidal konvensional. Kemampuan untuk menggeser titik keseimbangan dari dua polaritas berarti, dalam kasus tertentu, kecepatan pengelasan dapat ditingkatkan sebesar 50-75%. Pengaturan normal bentuk gelombang seimbang memiliki 50% polaritas negatif pada elektroda. Dua kurva ke kanan menunjukkan 70% negatif130% polaritas positif (untuk penetrasi atau kecepatan yang lebih besar) dan 45% negatif155% positif (untuk pemecahan oksida yang lebih baik).
Saya
Gambar 3.4 Prinsip untuk TIG berdenyut membutuhkan antara pulsa.
untuk sebagian
Denyut termal Ini digunakan untuk memberikan kontrol yang lebih baik dari kolam lelehan dan proses pemadatan. Frekuensi pulsa diatur cukup rendah untuk memungkinkan kolam lelehan memadat sebagian di antara setiap pulsa. Menyuplai panas dalam pulsa memiliki beberapa manfaat: Kurang sensitif terhadap variasi lebar celah Kontrol yang lebih baik dari kolam las dalam pengelasan posisi Kontrol penetrasi dan profil penetrasi yang lebih baik Mengurangi sensitivitas terhadap konduksi dan pembuangan panas yang tidak merata.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Peralatan kontrol Peralatan kontrol yang diperlukan tergantung pada sejauh mana proses pengelasan dimekanisasi. Namun, biasanya untuk pra-aliran dan pasca-aliran gas pelindung, dan generator HF, dikontrol secara otomatis. Pengisian kawah dengan penurunan arus, dan kemampuan untuk mengalirkan arus, juga sering digunakan. Pra-aliran dan pascaaliran gas melindungi elektroda dan kolam las dari oksidasi. [A] saat ini
Saya Waktu
Gambar 3.5 Contohsebuahurutan pengelasan.
Elektroda Bahan elektroda harus memberikan kombinasi karakteristik berikut: Resistansi listrik rendah Titik leleh tinggi Emisi elektron yang baik Konduktivitas termal yang baik. Bahan yang paling memenuhi persyaratan ini adalah tungsten.
TABEL 3.1 Contoh Aditif
Proporsi,
Kode warna
0
hijau
zirkonium
2 0.8
lantanum
1
serium
2
torium
6848 elektroda las TIG.
merah
cokelat
Jenis
Saat ini
WT20 WZ8
DC AC
WC20
AC, DC
AC
hitam
Elektroda tungsten murni digunakan saat mengelas logam ringan dengan AC: aplikasi pengelasan, elektroda sering menggabungkan campuran 2
untuk yang lain
torium
oksida, yang meningkatkan stabilitas busur dan membuatnya lebih mudah untuk menyerang. Thorium bersifat radioaktif, tetapi tidak begitu berbahaya sehingga diperlukan tindakan pencegahan khusus, selain berhati-hati saat menggiling untuk menghindari menghirup debu gerinda. Alternatif
Aditif oksida aktif yang dapat digunakan adalah aditif zirkonium, serium atau lantanum, seperti terlihat pada Tabel 3.1.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN TIG
Diameter elektroda merupakan variabel penting. Stabilitas busur terbaik diperoleh dengan beban arus tinggi, yang berarti bahwa diameter harus dipilih sehingga ujung elektroda tidak terlalu panas atau terlalu dingin: lihat Gambar 3.6. Saat ini
Saat ini tungsten Terlalu rendah
Benar
Terlalu tinggi
Thorium
Gambar 3.6 Ujung elektroda TIG, menunjukkan
terlalu tinggi atau terlalu
arus pengelasan
hubungannya dengan diameter elektroda.
Untuk pengelasan DC, ujung elektroda digiling menjadi kira-kira
sudut. Itu
penggunaan mesin gerinda elektroda khusus menjamin sudut ini selalu sama, karena hal ini akan mempengaruhi busur dan penetrasinya ke dalam bahan benda kerja. Elektroda yang dimaksudkan untuk digunakan dengan pengelasan AC tidak diarde: sebaliknya, arus dinaikkan hingga melelehkan ujung elektroda menjadi bentuk bulat yang lembut.
Gambar 3.7 Biasanya ujung elektroda ditumbuk dengan panjang L=1,5-2 kali diameter (D). Jika elektroda memiliki stickout yang terlalu panjang,
jika jarak antara cangkir gas dan
ujung elektroda terlalu besar, perlindungan yang diberikan oleh gas pelindung akan kurang efektif. Sebuah 'lensa gas' adalah jaring kawat di dalam cangkir gas yang mengurangi pusaran dalam aliran gas, sehingga memperpanjang panjang aliran laminar gas tanpa mencampurnya dengan udara.
Angka3.8Contoh pada lensa gas.
3.3 bahan habis pakai Pengisi untuk
pengelasan digunakan dalam bentuk kawat, yang dimasukkan ke dalam sambungan baik
dengan tangan atau secara mekanis. Kinerja pengelasan dapat ditingkatkan dengan menggunakan kawat panas
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
sistem, untuk memberi makan kawat pada suhu tinggi. Bahan tipis (hingga 3-4 dilas butt b da isra i satu sisi, dengan logam las seluruhnya terdiri dari bahan potongan cair. Ketebalan benda kerja yang lebih tinggi memerlukan beberapa bentuk persiapan sambungan, dengan pengisi ditambahkan untuk mengisi sambungan. Penggunaan filler selalu disarankan saat mengelas baja ringan untuk mengurangi risiko pori-pori.
Gas pelindung untuk bahan benda kerja yang berbeda
Baja
Argon umumnya digunakan untuk pengelasan TIG baja murni, baja paduan rendah dan baja tahan karat. Untuk pengelasan mekanis semua logam ini, gas pelindung dapat berupa argon, dengan campuran hidrogen atau helium. SEBUAHpenambahan kecil nitrogen dapat digunakan saat mengelas baja tahan karat dupleks untuk memastikan yang benar;
keseimbangan.
Saat membuat lasan berkualitas dengan TIG, penggunaan aakargas untuk melindungi sisi akar lasan terhadap oksidasi. Ini sangat penting dalam kasus baja tahan karat atau saat mengelas bahan yang mudah teroksidasi. Gas akar sering merupakan campuran dari atau argon murni. Aluminium dan paduannya Gas pelindung untuk aluminium dan paduan aluminium biasanya argon, mungkin dengan penambahan helium. Helium meningkatkan perpindahan panas, dan digunakan saat mengelas bagian yang lebih tebal. Arus pengelasan biasanyaACatau, pada tingkat arus rendah, mungkin DC dengan elektroda terhubung ke positif. Dalam kondisi tertentu, lasan horizontal dan horizontal-vertikal dapat dilas dengan:DCjika helium murni digunakan sebagai gas pelindung dan elektroda dihubungkan ke negatif. Tegangan busur yang lebih tinggi yang menghasilkan penggunaan helium memasok lebih banyak panas ke bahan dasar dan dengan demikian meningkatkan laju pengelasan. Masukan panas yang lebih tinggi ini juga berarti sambungan pantat dapat dibuat di bagian yang lebih tebal. Tegangan rangkaian terbuka dari sumber daya harus cukup tinggi untuk mencegah busur api padam sebagai akibat dari penurunan tegangan yang lebih tinggi dalam helium murni.
Penggunaan argon sebagai gas pelindung meningkatkan kinerja pemecahan oksida, stabilitas busur dan kualitas las. Tembaga dan paduannya Argon cocok untuk mengelas tembaga di semua posisi, dan memberikan hasil yang sangat baik saat mengelas ketebalan logam hingga sekitar 6 mm. Konduktivitas termal yang tinggi dari logam umumnya membutuhkan pemanasan awal. Gas pelindung terbaik untuk digunakan saat mengelas benda kerja lebih dari 6
tebal adalah
helium, atau helium yang mengandung 35% argon.
Titanium Pengelasan titanium yang berhasil membutuhkan kemurnian gas pelindung yang sangat tinggi, tidak kurang dari99,99%.Selain itu, gas pelindung ekstra umumnya diperlukan. Baik helium atau argon dapat digunakan, meskipun argon umumnya lebih disukai untuk ketebalan logam hingga sekitar 3 karena kepadatannya yang lebih tinggi dan kinerja pelindung yang baik. Penggunaan helium murni dianjurkan saat mengelas bagian yang tebal, karena kandungan panas busur yang dihasilkan lebih tinggi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
4 Pengelasan plasma 4.1 Deskripsi metode
Busur (semburan plasma)
Gambar 4.1 Diagram skema
pengelasan. Resistor R membatasi arus di
busur pilot yang dapat dinyalakan juga saat obor menyala
itu
Metode pengelasan plasma menggunakan gas plasma bagian dalam dan gas pelindung luar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Gas plasma mengalir di sekitar elektroda pusat yang ditarik, yang biasanya terbuat dari tungsten. Gas pelindung mengalir melalui jet luar, melayani tujuan seperti pada pengelasan TIG.
SEBUAHbusur plasma jauh lebih lurus dan lebih terkonsentrasi daripada, misalnya, busur TIG, yang berarti bahwa metode ini kurang sensitif terhadap variasi panjang busur: lihat Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Busur plasma tidak sekerucut busur TIG, yang berarti bahwa busur ini kurang sensitif terhadap variasi panjang busur.
Proses pengelasan plasma dapat menerima variasi 2-3
dalam panjang busur
tanpa secara signifikan mengubah masukan panas ke benda kerja. Ini kira-kira sepuluh kali lebih baik daripada nilai yang sesuai untuk pengelasan. Namun, karena busur
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
lebih sempit, kontrol melintang yang lebih akurat adalah penting, yang berarti bahwa metode ini biasanya digunakan dalam pengelasan mekanis.
Ciri ciri metode antara lain: kecepatan pengelasan tinggi busur stabil yang terkonsentrasi deformasi yang tidak signifikan dari pengapian busur yang andal dari benda kerja.
Kecuali magnesium, metode ini cocok untuk mengelas bahan yang sama dengan yang dapat dilas dengan las TIG. Pengelasan otomatis pipa baja tahan karat adalah area aplikasi utama.
Klasifikasi metode pengelasan plasma Ada tiga kelas pengelasan plasma yang berbeda, tergantung pada kisaran saat ini: plasma mikro(0,1-15 A). Busur terkonsentrasi memungkinkannya untuk tetap stabil hingga arus sekitar 0,1 A, yang berarti bahwa proses tersebut dapat digunakan untuk mengelas ketebalan logam hingga sekitar 0,1 mm. Ini membuat prosesnya menarik, misalnya, bagi industri luar angkasa. Pengelasan plasma sedang(15-100 A). Dalam kisaran ini, metode ini bersaing lebih langsung dengan pengelasan TIG. Sangat cocok untuk pengelasan manual atau mekanis dan digunakan dalam aplikasi seperti industri otomotif untuk pengelasan bahan lembaran tipis tanpa menimbulkan distorsi atau sambungan las yang tidak dapat diterima, seperti yang dihasilkan oleh pengelasan MIG, atau untuk pengelasan pipa di tempat pembuatan bir atau perusahaan susu. Pengelasan plasma lubang kunci
SEBUAH). Jenis ketiga dari pengelasan plasma disebut sebagai
pengelasan plasma lubang kunci, mengambil namanya dari 'lubang kunci' yang dihasilkan ketika tepi sambungan di las butt dilebur saat jet plasma memotongnya. Saat jet digerakkan ke depan, logam cair ditekan ke belakang, mengisi sambungan di belakang jet. Lubang kunci
Gambar 4.3 Pengelasan lubang kunci.
Manfaat utama dari pengelasan plasma dapat ditemukan dalam kenyataan bahwa metode pengelasan lubang kunci dapat digunakan untuk pengelasan butt dari sekitar3mm hingga 7-8 mm. lubang kunci
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN PLASMA
memberikan jaminan untuk
penetrasi; sebagai perbandingan, metode TIG hanya cocok
pengelasan butt hingga sekitar
tebal. Sambungan dengan bahan yang lebih tebal harus disiapkan
dengan sambungan V atau U kemudian diisi dengan bahan pengisi. Pengelasan lubang kunci tidak cocok untuk bahan yang lebih tipis di bawah 3 di lingkungan iniposisi, prosesnya menjadi lebih seperti pengelasan TIG. Mengurangi aliran gas plasma ke tingkat
yang rendah dapat membuat obor plasma bekerja dengan cara yang sama seperti obor TIG konvensional, yang dapat berguna saat membuat las tack atau las kelongsong. Keuntungan utama dari pengelasan TIG konvensional terutama adalah stabilitas busur yang sangat baik. Ada dua jenis sistem kerja yang digunakan: dengan busur yang ditransfer dan yang dialihkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Elektroda
Nozel plasma k bagian
Ditransfer
Tidak ditransfer
Angka 4.4Busur pengelasan plasma yang ditransfer dan tidak ditransfer.
4.2 Peralatan Peralatan berikut diperlukan untuk pengelasan plasma:
obor las Persyaratan dasar yang sama berlaku di sini seperti untuk pengelasan TIG. Obor las plasma umumnya berpendingin air.
Sumber daya Pengelasan plasma menggunakan DC, dengan karakteristik terkulai, seperti untuk pengelasan TIG. Tegangan rangkaian terbuka harus minimal 80 V.
generator HF
Pada prinsipnya, tujuan dari
generator sama seperti pada pengelasan TIG. Namun,
ketika digunakan dalam pengelasan plasma, generator HF biasanya tidak mengenai busur utama: sebaliknya, ia menyerang busur pilot sebagai busur yang tidak ditransfer, dengan arus yang mengalir antara elektroda dan nosel gas bagian dalam. Busur pilot, dengan kata lain, dapat dipertahankan di udara: saat obor mendekati benda kerja, busur utama menyerang dan busur pilot padam.
Peralatan kontrol Peralatan kontrol yang diperlukan tergantung pada sejauh mana proses pengelasan dimekanisasi. Namun, biasanya untuk pra-aliran dan pasca-aliran gas pelindung,
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Generator HF dan busur pilot, untuk dikontrol secara otomatis. Seringkali ada kontrol otomatis untuk memastikan bahwa busur dipukul dalam argon murni, yang pasokan gasnya berubah ke gas tertentu yang sedang digunakan.
4.3 Gas untuk pengelasan plasma Biasanya, gas yang sama digunakan untuk plasma dan gas pelindung. Ini menghindari variasi dalam pancaran plasma, yang sebaliknya akan terjadi jika dua gas atau campuran gas yang berbeda digunakan. Campuran argonhidrogen umumnya digunakan sebagai plasma dan gas pelindung. Namun, hidrogen tidak dapat digunakan sebagai konstituen saat mengelas baja ringan atau logam reaktif seperti zirkonium atau titanium. digunakan saat mengelas baja tahan karat dupleks, seperti:
Campuran dari
ini mengandung nitrogen dalam paduannya. Helium murni tidak cocok, karena kehilangan panas yang tinggi dalam gas plasma akan secara substansial mengurangi masa pakai obor plasma. campuran menghasilkan energi yang lebih tinggi dalam jet plasma pada arus konstan.
Namun, campuran harus mengandung setidaknya 50% helium jika ada perbedaan yang signifikan yang ingin dicatat. Di sisi lain, campuran yang mengandung lebih dari 75% helium memiliki karakteristik yang sama dengan helium murni. Argon murni, atau
campuran, baik-baik saja
cocok untuk pengelasan baja ringan dan logam reaktif (titanium, aluminium, zirkonium, dll.), di mana hidrogen atau nitrogen tidak dapat digunakan.
4.4 Keuntungan dari metode plasma Pengelasan plasma memiliki keuntungan sebagai berikut, dibandingkan dengan metode lain:
I. Penetrasi yang andal dengan metode lubang kunci. 2. Kecepatan sangat tinggi: seringkali 400% lebih tinggi daripada pengelasan TIG konvensional. 3. Pengelasan butt dimungkinkan pada material tebal (8 mm) tanpa menggunakan bahan pengisi.
4. Pengelasan fusi dimungkinkan bahkan pada bahan yang sangat tipis (0,03 mm).
5. Kecembungan las rendah dan root bead. Hal ini sangat bermanfaat ketika mengelas
struktur yang akan mengalami beban fatik, selain mengurangi pekerjaan yang diperlukan pada las lain di mana konveksitas las dan root bead harus digiling. Pengelasan plasma baja tahan karat austenitik 5 mm menghasilkan konveksitas las sekitar 0,3 mm dan manik akar sekitar 0,2 mm. Meningkatkan ketebalan baja hingga 8 mm menghasilkan ketebalan masing-masing 0,7 mm dan 0,6 mm yang sesuai. 6. Zona terpengaruh panas rendah dan sedikit distorsi. 7. Stabilitas busur tinggi pada arus busur rendah. 8. Sedikit kepekaan terhadap variasi panjang busur sebagai akibat dari busur terkonsentrasi.
9. Penilaian kualitas las yang mungkin dilakukan saat pengelasan sedang berlangsung.
10. Kualitas metalurgi yang tinggi dibandingkan dengan bahan las TIG konvensional. Fleksibilitas, karena kemampuan untuk melakukan pengelasan lubang kunci dan las lelehan menggunakan peralatan yang sama.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
5
pengelasan
Sampai tahun 1970-an. busur logam manual adalah metode pengelasan yang paling dominan. Hari ini adalah pesaing utama yang jelas di sebagian besar negara industri. Busur logam gas pengelasan (GMAW) juga dapat disebut sebagai MIG (metal inert gas) jika gas pelindung bersifat inert seperti misalnya argon atau MAG (metal active gas) jika gas tersebut memiliki kandungan gas aktif seperti
5.1 Peralatan
Gambar 5.1 Prinsip
pengelasan.
Gambar 5.1 menunjukkan prinsip
pengelasan. Busur (1) dipukul antara
benda kerja dan elektroda kawat logam (2) yang terus menerus diumpankan ke dalam busur. Kawat disuplai pada gulungan dan diumpankan ke pistol las oleh roller penggerak yang mendorong kabel melalui saluran fleksibel (5) dalam paket selang (6) ke pistol (7). Energi listrik untuk busur dilewatkan ke elektroda melalui tabung kontak (9) di pistol las. Tabung kontak ini biasanya terhubung ke kutub positif dari sumber listrik, dan benda kerja ke kutub negatif. Mencolok busur melengkapi sirkuit. Nosel gas (11) yang mengelilingi tabung kontak (9) memasok gas pelindung (10) untuk perlindungan busur dan kolam las (12).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Angka
Peralatan untuk
pengelasan (ESAB).
Unit umpan kawat Gulungan kawat ditempatkan pada hub rem dengan gesekan yang dapat disesuaikan. Tujuannya adalah untuk menghentikan rotasi ketika pengumpanan telah berhenti untuk menjaga kawat tetap di tempatnya.
Elektroda dilewatkan ke gulungan drive, yang kemudian mendorong kabel melalui paket selang. Bahkan dalam penggunaan normal, gesekan biasanya bervariasi, ketika kelengkungan selang diubah atau ketika partikel atau kotoran mengisi saluran kawat. Kecepatan kawat tidak boleh terlalu bervariasi, jika tidak, hal ini dapat mengakibatkan variasi yang tidak diinginkan dalam data pengelasan. Kontrol kecepatan umpan kawat yang unggul dapat dicapai jika motor dilengkapi dengan generator pulsa dan sistem umpan balik.
Menyetir
Gambar 5.3 Rakitan rol penggerak 4 tugas berat.
Gulungan drive memiliki jejak yang sesuai dengan kabel. Oleh karena itu, mungkin perlu mengganti gulungan saat kabel diganti. Jumlah gulungan yang digerakkan mempengaruhi gaya makan yang dapat dicapai.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Gambar 5.4 Gulungan penggerak dengan jenis jejak yang berbeda digunakan. Untuk sebagai aluminium, jejak tipe-U direkomendasikan.
bahan elektroda
Pistol las dan properti pengumpanan Senapan las dengan paket selang, lihat Gambar 5.5, merupakan bagian penting dari peralatan las. Ini membawa gas pelindung, elektroda dan arus pengelasan ke busur. Sulit untuk merancang senjata las yang kuat untuk lingkungan yang sulit ini, tetapi pada saat yang sama membuatnya cukup kecil dan ringan untuk dapat diterima bekerja di ruang sempit.
Gambar 5.5 Welding gun dengan paket selang. tabung kontak. 2. Nosel pelindung gas. 3. Saklar pemicu. 4. Paket selang. 5. Elektroda. 6. Saluran fleksibel. 7. Pelindung selang gas. 8. Kabel listrik. Pengalaman menunjukkan bahwa perawatan yang hati-hati diperlukan untuk menghindari gangguan yang dapat terjadi dari operasi yang panas dan berat secara terus-menerus.
Pada data pengelasan yang lebih tinggi panas dari busur meningkat. Penting untuk memilih ukuran pistol yang tepat untuk menghindari kelebihan suhu. Jauhkan pistol bebas dari percikan. Hujan rintik-rintik akan lebih mudah menangkap permukaan yang panas. Gunakan pistol berpendingin air bila perlu.
Pilih ekstensi kabel yang tepat. Jarak yang terlalu pendek akan meningkatkan risiko terjadinya back of arc. Itu juga akan meningkatkan pengambilan panas dari busur.
Hati-hati memilih jarak antara kawat dan diameter saluran. Jarak yang kecil meningkatkan risiko penghentian dan terlalu besar akan memberikan makan yang tidak teratur. Ketika masalah pengumpanan terjadi, alasannya mungkin karena partikel logam dari kawat telah meningkatkan gesekan di saluran. Hanya untuk meregangkan tekanan di antara gulungan pengumpan tidak selalu merupakan tindakan terbaik. Untuk menghindari masalah di masa depan, disarankan untuk membersihkannya sesekali. Untuk penggunaan yang paling kritis, seperti paket selang ekstra panjang atau penggunaan kabel aluminium lunak, pengumpan kawat dorong-tarik direkomendasikan,lihat Gambar 5.6.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
antara sistem umpan kawat apush dan tarik-tarik. Dalam apush atau dibangun dan meningkat di setiap lekukan saluran. Ini
Gambar 5.6 The tarik sistem kawat
dihindari dengan menggunakan sistem push-pull.
Sumber daya
DCsumber daya, dengan karakteristik yang relatif lurus, digunakan untuk: pengelasan.Lihat juga bagian tentang sumber daya: halaman 13. Dikendalikan oleh sakelar loncatan.Unit penyearah tap-changer telah digunakan secara tradisional, dan merupakan jenis yang paling umum.
unitlebih besar dan agak lebih maju: the
Terkendali thyristor
jenis yang paling canggih adalah sumber daya inverter.
Sumber daya invertermemiliki desain yang paling canggih. Selain karakteristik dan fasilitas kontrol yang umumnya baik, inverter sering digunakan untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat, yang diuntungkan dari penggunaan pengelasan MIG berdenyut.
Unit pendingin
Obor las berpendingin air sering digunakan dalam kisaran arus yang lebih tinggi (300-500 A).
Air pendingin disirkulasikan dari unit pendingin, yang mungkin terpisah atau digabungkan ke dalam sumber listrik. Air mendinginkan konduktor tembaga di selang dan bundel kabel, nosel gas dan ujung kontak. Unit pendingin biasanya mencakup wadah air, pompa, dan radiator berpendingin kipas.
5.2 Pengaturan parameter pengelasan Itu
proses pengelasan tergantung pada sejumlah parameter pengelasan:
Diameter elektroda
Voltase Kecepatan umpan kawat dan kecepatan pengelasan saat ini
Induktansi Pencabutan elektroda
Pilihan gas pelindung dan laju aliran gas Obor dan posisi sambungan
Sebagian besar parameter ini harus dicocokkan satu sama lain untuk kinerja pengelasan yang optimal. Itutitik kerjaharus berada dalam jangkauan kerja ataukotak toleransiuntuk situasi pengelasan tertentu.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Diameter elektroda Ukuran elektroda dipilih sesuai dengan arus pengelasan, tetapi berlawanan dengan elektroda tertutup, masing-masing elektroda memiliki rentang arus yang besar dan tumpang tindih. Sebagai aturan, transfer material diselimuti dengan elektroda yang lebih tipis. Saat mengelas dengan kawat aluminium lunak, risiko masalah pengumpanan dapat dikurangi dengan elektroda yang lebih tebal.
Voltase Peningkatan tegangan meningkatkan panjang busur dan memberikan manik las yang lebih luas. Undercut adalah tanda tegangan terlalu tinggi. Jika pengelasan busur pendek digunakan, tegangan yang lebih tinggi mengurangi frekuensi hubung singkat, yang akan memberikan tetesan yang lebih besar dan lebih banyak percikan.
Sebaliknya, tegangan yang terlalu rendah akan meningkatkan risiko stubbing dan performa start yang buruk.
Pada pelat tipis pengelasan busur pendek memberikan kemungkinan kecepatan pengelasan tinggi tanpa terbakar. Biasanya tegangan di sini diatur ke pengaturan rendah tetapi hanya di mana frekuensi hubung singkat masih tinggi dan stabilitas busur baik.
Kecepatan dan arus umpan kawat Arus diatur secara tidak langsung oleh kecepatan dan diameter umpan kawat. Arus adalah eter utama untuk pengelasan dan harus dipilih untuk ketebalan pelat dan kecepatan pengelasan sehubungan dengan kualitas las. Kecepatan pengelasan Kecepatan pengelasan juga memiliki efek yang cukup besar pada bentuk dan penetrasi lasan, lihat Gambar 7.6di halaman 74.
Induktansi Seringkali dimungkinkan untuk menyesuaikan induktansi sumber daya agar sesuai dengan ukuran kawat dan untuk memberikan sifat pengelasan yang tepat. Yang paling sensitif adalah pengelasan busur pendek. Nilai yang rendah memberikan busur yang berbeda dan terkonsentrasi tetapi hujan rintik-rintik akan meningkat. Nilai yang lebih tinggi memberikan perilaku yang lebih lembut, manik yang agak lebih lebar dan suara yang lebih lembut. Induktansi yang terlalu tinggi memberikan stabilitas yang buruk dengan kecenderungan stubbing.
Ekstensi elektroda Yang paling mudah diukur adalah jarak ujung kontak dari permukaan sambungan, (lihat Gambar 5.7).Aturan praktis mengatakan bahwa jarak normal adalah 10-15 x diameter elektroda. Stick-out yang terlalu kecil meningkatkan risiko burn-back, di mana busur akan mengelas elektroda bersama dengan ujung kontak. Jarak yang terlalu jauh dengan benda kerja akan meningkatkan risiko tersandung, terutama di awal. Jarak kontak ujung ke tempat kerja juga memiliki pengaruh pada profil arus dan penetrasi. Jika perpanjangan elektroda ditingkatkan, arus dan masukan panas berkurang sementara jumlah logam yang disimpan tetap. Ini mengurangi penetrasi, dan jika tidak disengaja, risiko kurangnya fusi muncul. Oleh karena itu, aturan yang baik adalah menjaga agar kabel tetap konstan selama operasi pengelasan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 5.7 Definisi jarak kontak ke tempat kerja
dan ekstensi elektroda (2).
Pilihan gas pelindung Campuran argon dengan 5-20% karbon dioksida
paling populer untuk pengelasan
daribaja paduan ringan dan baja paduan rendah.Untuk pengelasan busur semprot dan berdenyut, kandungan rendah bisa menjadi keuntungan. Pure adalah alternatif untuk pengelasan busur pendek yang memberikan hasil yang baik
penetrasi dan keamanan terhadap kurangnya fusi tetapi meningkatkan jumlah percikan. Untukbaja tahan karatargon juga digunakan tetapi hanya dengan sedikit penambahan atau oksigen
Untuk pengelasanaluminium, tembaga dan paduan tembagabiasanya campuran argon atau argon helium murni digunakan. Helium meningkatkan masukan panas, yang akan mengimbangi konduksi panas yang besar dalam aluminium atau tembaga berdinding tebal.
Laju aliran gas Aliran gas harus disesuaikan dengan busur. Pada arus rendah dapat cukup dengan 10 liter per menit sementara pada data pengelasan yang lebih tinggi hingga 20 liter mungkin diperlukan. Pengelasan di aluminium membutuhkan lebih banyak gas daripada baja.
Backhand
Angka5.8
Vertikal
pukulan forehand
posisi elektroda dan teknik pengelasan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
46
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Posisi obor dan sambungan Sudut obor relatif terhadap sambungan juga merupakan parameter pengelasan yang penting. Jika diarahkan jauh dari bagian akhir lasan teknik),itu akan membuat
profil penetrasi lebih dangkal dan lebar jahitan lebih lebar,lihat Gambar5.8.Di sisi lain, jika diarahkan ke bagian akhir dari lasan (teknik pukulan belakang), penetrasi akan lebih dalam dan lebar jahitan menyempit.
Sudut obor di bagian yang melintasi arah pengelasan memiliki arah pada risiko kurangnya fusi. Lihat Gambar 5.9.
Gambar 5.9 Sudut dan posisi pistol melintasi arah pengelasan
pengelasan. Itu
elektroda pada pelat tebal tersebut sering diposisikan offset 1-2 mm pada pelat dasar. Itu akan mengkompensasi pembuangan panas yang lebih tinggi di pelat dasar dan memberikan profil penetrasi yang simetris. Jika pelat yang akan dilas tidak seluruhnya horizontal tetapi memiliki sambungan miring, maka akan mempengaruhi kontur las dan profil penetrasi. Dengan pengelasan menurun, tulangan las bisa lebih rendah dan kecepatan pengelasan biasanya akan meningkat. Pada saat yang sama, penetrasi lebih rendah dan manik las lebih lebar. Ini bermanfaat untuk pengelasan lembaran logam. Pengelasan menanjak menyebabkan kolam las mengalir kembali dan membentuk las yang tinggi dan sempit. Untuk mengurangi risiko kurangnya fusi, penting untuk mencegah logam yang meleleh mengalir terlalu banyak sebelum busur. Hal ini dapat terjadi ketika mengelas dengan masukan panas tinggi, kolam besar dan mengelas dengan terlalu banyak forehand atau dalam posisi menurun.
Kontak jarak tip-ke-kerja, (lihat Gambar5.7),harus dijaga konstan saat pengelasan.
5.3 Bahan Habis Pakai Pengelasan digunakan untuk baja ringan, baja paduan rendah dan baja tahan karat, untuk aluminium,
paduan tembaga dan tembaga, dan paduan nikel dan nikel dll. Ketebalan pelat turun ke 0,7
dapat dilas. Tidak ada batasan teknis ke atas, tetapi risiko putaran dingin pada input panas rendah atau kolam besar akan meningkat. Bahan pengisi seringkali memiliki komposisi kimia yang mirip dengan bahan dasar. Kabel pengisi
Elektroda untuk
pengelasan tersedia di:0.6-2.4
jangkauan untuk digunakan
dengan berbagai jenis bahan. Kabel biasanya dipasok pada gulungan dan gulungan untuk memastikan bahwa kabel tidak tersangkut saat ditarik. Faktor penting adalah bahwa itu harus bersih dengan hasil akhir yang halus untuk memberi makan dengan mudah dan bebas dari cacat logam. Pemberian makan terbaik
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
kinerja memiliki kabel dilapisi dengan lapisan tipis tembaga. Salah satu syarat penting adalah bahwa tembaga terpasang dengan baik ke kawat, jika tidak, itu akan menyumbat saluran kawat dan mencegah pengumpanan kawat yang lancar.
Untuk mendapatkan kinerja yang paling efektif dari busur, penting bahwa arus akan ditransfer ke elektroda yang dekat dengan bukaan ujung kontak. Untuk meningkatkan gaya memiliki kontak dan untuk menentukan titik kontak elektroda agak melengkung,
radius 400-1200 lihat Gambar 5.10. Ukuran heliks tidak boleh melebihi 25 masalah dengan arc wandering harus dihindari.
Gambar 5.
Memeriksa diameter cor
jika
dan ukuran heliks (2).
Elektroda biasanya dikirim pada gulungan 10-15 kg (baja) tetapi untuk konsumsi besar wadah sekitar 200 kg dapat dipesan. Kabel padat atau inti? Seseorang dapat membedakan antara kabel padat dan kabel berinti. Jenis terakhir terdiri dari selubung luar logam, diisi dengan fluks atau bubuk logam, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.11. Kabel inti fluks dapat memiliki isian a atau dasar. Mereka juga dapat melindungi diri untuk digunakan tanpa gas pelindung.
Biaya per unit kabel inti jauh lebih tinggi daripada kabel padat, tetapi dalam beberapa hal lebih unggul daripada kabel padat. Kabel inti terutama digunakan untuk pelat yang agak tebal. Laju deposisi tinggi dan penetrasi dinding samping yang baik terise core wire. Kabel inti fluks dasar memiliki kinerja yang mirip dengan elektroda tongkat manual dasar yang menghasilkan logam las yang tangguh dan tahan retak.
Gambar 5. II Penampang melintang kawat padat dan berinti.
Teknologi pengelasan Stabilitas busur DC dengan elektroda habis pakai
kawat pengisi) sangat tergantung
tentang bagaimana logam cair ditransfer dalam busur. Seseorang pada dasarnya dapat membedakan antara dua jenis busur yang berbeda, tergantung pada transportasi material: busur semprot dan busur pendek (busur hubung singkat).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Bulat Pendek
Saya Saat ini kondisi arus dan tegangan.
Gambar 5.12 Jenis busur untuk
Pengelasan busur semprot
Busur semprot dicirikan oleh transfer bahan cair dalam bentuk banyak tetesan kecil, yang diameternya lebih kecil dari diameter kawat pengisi. Karena tidak ada yang pendek sirkuit, busur stabil dan bebas percikan. Prasyarat untuk pengelasan busur semprot yang sukses adalah nilai arus dan tegangan harus melebihi batas tertentu. Hal ini, pada gilirannya, berarti bahwa lebih banyak panas yang disuplai ke benda kerja dibandingkan dengan pengelasan busur pendek, sehingga hanya bahan dengan ketebalan 5 atau lebih yang cocok untuk pengelasan busur semprot. Masukan panas yang tinggi berarti kolam las juga besar, sehingga pengelasan harus dilakukan dalam posisi horizontal. Perlu dicatat bahwa busur semprotan murni tidak dapat diperoleh saat menggunakan
sebagai gas pelindung: gas pelindung harus argon murni atau (lebih disukai) dengan a
proporsi kecil (tidak lebih dari 25%) atau pengelasan busur Semprot sangat cocok untuk pengelasan MIG aluminium dan baja tahan karat, yang gas pelindungnya terutama argon. Dengan kawat pengisi yang tipis, dimungkinkan untuk melakukan pengelasan busur semprot yang berhasil pada arus yang lebih rendah dibandingkan dengan kawat pengisi yang lebih tebal.
Tegangan busur harus diatur pada nilai sedemikian rupa sehingga cukup tinggi untuk mempertahankan busur bebas hubung singkat. Kawat pengisi biasanya terhubung ke kutub positif.
Pengelasan busur pendek
Masukan panas dari pengelasan busur pendek rendah, yang membuat proses ini cocok untuk pengelasan pada bahan yang lebih tipis. Tetesan elektroda dicelupkan ke dalam kolam las. Oleh karena itu, busur secara berkala diganti dengan jembatan hubung singkat dari logam cair.
Ini dapat diulang hingga 200 kali per detik. Jika arus hubung singkat terlalu tinggi, itu memiliki efek yang cukup besar pada gaya pinch-off, menyebabkan percikan las. Oleh karena itu, beberapa cara untuk membatasi arus hubung singkat harus disediakan di unit daya, dengan menggunakan kumparan induktor. Tidak mudah, dengan pengelasan busur pendek, untuk mencapai busur yang benar-benar stabil. Cara terbaik untuk menilai apakah pengelasan berjalan dengan baik adalah dengan kebisingan busur. Tujuannya adalah untuk
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
mencapai frekuensi hubung singkat yang tinggi dan konsisten, menghasilkan tetesan kecil yang dipindahkan ke benda kerja dan tetesan percikan menjadi sangat halus sehingga tidak menempel pada benda kerja. Karakteristik pengelasan yang baik di sumber listrik diperlukan, meskipun kecepatan umpan kawat, transfer arus di ujung kontak dan keterampilan tukang las juga penting.
B
sebuah
C
Gambar 5.13 Hubungan arus pendek tetesan dengan induktansi rendah di unit daya. a) Periode busur. b) Pemindahan jatuh. c) Pengaturan induktansi rendah memberikan arus hubung singkat yang tinggi dan percikan adalah
saat korsleting putus..
Penyalaan busur api juga dapat menjadi sensitif, dan oleh karena itu penting bahwa semua bagian peralatan harus dalam kondisi baik untuk menghindari gesekan yang mengganggu saat mengenai busur.
Transfer bola Pada arus yang lebih rendah dari yang dibutuhkan untuk transfer semprotan dan dengan tegangan di atas busur pendek murni
pengelasan ada daerah campuran yang ditandai dengan tetesan yang lebih besar dari diameter elektroda dan seringkali dengan bentuk yang tidak beraturan. Tetesan cair tumbuh sampai terlepas oleh hubungan arus pendek atau gravitasi. Modus transfer globular paling sering dihindari.
Pengelasan MIG berdenyut
Las busur berdenyut digunakan terutama untuk mengelas aluminium dan baja tahan karat, meskipun dapat juga digunakan untuk mengelas baja karbon biasa. Metode pengontrolan transfer tetesan dengan pulsa arus (30-300 Hz) dari sumber daya memungkinkan untuk memperluas rentang busur semprot hingga data pengelasan rendah. Proses ini memberikan busur yang stabil dan bebas percikan sebagai alternatif yang disambut baik untuk pengelasan busur pendek.
Pulsa melayani dua tujuan: memasok panas untuk melelehkan kawat pengisi, dan juga untuk menjepit hanya satu tetesan cair untuk setiap pulsa. Ini berarti bahwa, ketika kecepatan umpan kawat meningkat, frekuensi pulsa juga harus meningkat. Ini akan menghasilkan menjaga volume tetesan konstan setiap saat. Arus latar belakang yang rendah mengandung busur antara pulsa. Meskipun amplitudo arus di setiap pulsa tinggi, arus rata-rata-dan dengan demikian masukan panas ke sambungan - dapat dijaga tetap rendah. Pulsa dari sumber listrik menjepit tetesan dari elektroda dengan kecepatan yang sama dengan elektroda yang diumpankan. Oleh karena itu adalah mungkin untuk menghindari korsleting dan timbulnya percikan. Sementara pengelasan busur pendek biasanya merupakan metode yang paling cocok untuk baja karbon lembaran tipis, busur berdenyut seringkali merupakan pilihan terbaik untuk baja tahan karat atau aluminium. Sumber daya inverter elektronik modem dapat menghitung bentuk pulsa yang dibutuhkan untuk pilihan aktual ukuran elektroda, bahan dan gas pelindung dan frekuensi pulsa yang dibutuhkan untuk menjaga panjang busur konstan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Transfer drop yang stabil dan terkontrol dengan busur berdenyut memungkinkan penggunaan diameter elektroda yang meningkat. Ini digunakan dalam pengelasan aluminium di mana elektroda sulit untuk dimasukkan karena kelembutannya.
Saat ini SEBUAH
Arus pulsa
Latar belakang saat ini
Saya Waktu pulsa Waktu latar belakang
Waktu
Gambar 5.14 Penamaan parameter pulsa. Keuntungan Proses ini sepenuhnya terkontrol dan bebas percikan. Kemampuan untuk memperluas pengelasan busur semprot ke data pengelasan yang lebih rendah sangat cocok untuk bahan pengelasan seperti baja tahan karat atau aluminium. Menjadi mungkin untuk mengelas bahan tipis, atau untuk melakukan pengelasan posisi, dengan hasil yang lebih baik daripada yang diperoleh dengan pengelasan busur pendek. Pengelasan busur berdenyut kadang-kadang digunakan dalam rentang busur semprot normal untuk memberikan penetrasi yang lebih baik ke dalam material.
Kinerja pengelasan yang stabil juga dapat dicapai dengan kawat pengisi yang agak lebih tebal. Ini berguna saat mengelas aluminium, karena sulit untuk memasukkan kabel pengisi tipis karena kelembutannya. Pekerjaan terbaru menunjukkan bahwa droplet pinch-off yang efisien mengurangi panas berlebih dari droplet, menghasilkan produksi asap yang lebih sedikit.
Kekurangan Kecepatan produksi umumnya lebih rendah dibandingkan dengan pengelasan busur pendek. Masukan panas yang lebih besar, relatif terhadap pengelasan busur pendek, mengurangi kecepatan umpan kawat maksimum yang dapat digunakan.
Pengelasan busur berdenyut membatasi pilihan gas pelindung. Seperti halnya pengelasan busur semprot, konsentrasi
campuran tidak boleh terlalu tinggi: biasa
Campuran gas 20%, seperti yang digunakan untuk pengelasan busur pendek, mewakili nilai pembatas.
Pengelasan berdenyut membatasi pilihan gas pelindung. Sedangkan untuk pengelasan busur semprot,
konsentrasi dalam
campuran tidak boleh terlalu tinggi. Umum
gas, seperti yang digunakan untuk pengelasan busur pendek, mewakili nilai batas.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
Campuran
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Pengelasan kawat berinti
Penggunaan las busur inti fluks (FCAW) muncul sedini
meskipun pada
saat itu hanya terkait dengan penerapan kelongsong tahan aus. Sangat mudah untuk menghasilkan bahan pengisi paduan tinggi dengan mencampur konstituen paduan dalam bentuk bubuk di dalam elektroda baja inti tanpa paduan. Saat ini ada dua jenis utama kabel inti: Kabel yang memerlukan penggunaan gas pelindung, biasanya
atau
campuran.
Kabel yang tidak memerlukan gas pelindung tambahan, dikenal sebagai kabel inti fluks berpelindung diri.
Peralatan Pada dasarnya peralatan yang sama digunakan untuk pengelasan kawat berinti dengan gas pelindung seperti untuk:
biasa
pengelasan. Namun, obor las, unit pengumpanan kawat dan
sumber daya semua harus lebih kuat karena kepadatan arus yang lebih tinggi dan kabel yang lebih tebal. Pengelasan biasanya dilakukan dengan menggunakan DC, dengan kabel pengisi terhubung ke kutub positif. Karakteristik sumber daya umumnya sedikit terkulai, yang memberikan busur pengaturan sendiri. Saat melakukan pengelasan kawat inti tanpa gas pelindung (self-shielding), sumber daya yang sama dan unit umpan kawat biasanya digunakan seperti yang akan digunakan untuk pengelasan dengan gas pelindung. Namun, obor las bisa lebih sederhana, karena tidak perlu a Asap adalah masalah saat mengelas dengan arus tinggi, paling tidak saat menggunakan pelindung alirankabel inti. Salah satu solusi untuk masalah ini adalah dengan menggunakan obor las dengan sebuah koneksi ekstraksi integral.
Struktur dan karakteristik kabel berinti
Kawat pengisi berinti terdiri dari tabung luar dari baja murni, diisi dengan bubuk. Itu komposisi bubuk ini berbeda untuk berbagai jenis kabel. Proporsi serbuk filler juga dapat bervariasi, tergantung pada perbedaan ketebalan dinding. Kami membedakan antarapengelasan busur inti logam(MCAW) danbusur inti fluks pengelasan(kabel FCAW).
Gambar 5.15 Sebuah bagian melalui
jenis dari
kabel.
Fungsi bedak
Pengisian bubuk mempengaruhi karakteristik pengelasan dan analisis metalurgi dari:
bahan las. Kabel dapat dioptimalkan untuk berbagai karakteristik dengan memvariasikan komposisi bubuk.
Pemurnian logam las dicapai melalui penambahan elemen antioksidasi seperti mangan atau silikon.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Elemen pembentuk terak ditambahkan untuk melindungi lasan saat mengeras, untuk mengontrol bentuk logam las dan untuk meningkatkan kinerja pengelasan posisi. Aditif penstabil busur menghasilkan busur yang stabil dan bebas percikan.
Elemen paduan seperti nikel, kromium, molibdenum dan mangan dapat dimasukkan ke dalam bubuk untuk memodifikasi sifat mekanik dan metalurgi las. Menambahkan bubuk logam saja menghasilkan kawat berinti bebas terak yang memiliki produktivitas lebih tinggi daripada kawat berinti fluks.
Dua sistem terak yang digunakan untuk kabel berinti adalah:dasardanrutil.Jenis rutile menghasilkan busur semprot, karakteristik pengelasan terbaik dan kinerja pengelasan posisi terbaik. Saat ini, kabel berinti rutil menghasilkan sifat mekanik yang sama baiknya dengan kabel berinti dasar, sementara pada saat yang sama menghasilkan sedikit jebakan hidrogen dalam logam las. Konsentrasi hidrogen yang khas terletak di antara3dan 10 logam.
g las
Itulogam kabel berintimengandung bubuk yang sebagian besar terdiri dari besi dan elemen paduan. Terak yang terbentuk hanya berupa pulau-pulau kecil silikon oksida. Kabel ini memiliki produktivitas tinggi dalam posisi horizontal. Kabel inti flukspaling cocok untuk pengelasan posisi, karena terak memberikan kontrol yang lebih baik dari kolam las. Dibandingkan dengan kabel padat, kabel berinti juga dianggap menghasilkan sedikit risiko fusi yang buruk. kabel berintidiisi dengan bubuk yang mengembangkan gas untuk melindungi
kolam las. Hal ini dilakukan dengan menggunakan aditif yang sesuai yang digasifikasi dalam busur. Ekspansi substansial yang dihasilkan mengecualikan udara sekitar dari busur dan kolam las.
kabel
Arus pengelasan
Gambar 5.16 Laju pengendapan saat mengelas baja karbon.
Kabel berinti diproduksi
0,8 mm ke atas dengan diameter, dengan
ukuran yang paling umum adalah 1.2, 1.4 dan 1.6 mm. Kisaran nilai logam las luas, dan terus meningkat. Secara khusus, kisaran kabel pengisi berinti untuk digunakan dengan baja tahan karat telah meningkat. Kecepatan pengelasan lebih tinggi dengan kabel berinti daripada saat menggunakan elektroda berlapis (MMA). Saat arus mengalir melalui dinding luar kawat, kerapatan arus lebih tinggi, dengan laju leleh logam yang lebih tinggi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Aplikasi
Penggunaan elektroda kawat berinti meningkat secara paralel dengan pengenalan baru jenis kawat. Mereka digunakan, misalnya, untuk:
ketebalan lembarandari 4 dan ke atas. baik las butt maupun fillet. pengelasan manual di semua posisi. pengelasan robot dalam posisi horizontal.
Manfaat kabel pengisi berinti adalah: laju deposisi tinggi sebagai akibat dari kepadatan arus yang tinggi. kemudahan memvariasikan konstituen paduan. zat penstabil dalam bubuk memperluas jangkauan data pengelasan yang dapat digunakan.
elektroda dasar toleran terhadap kontaminasi dalam material, menghasilkan lasan yang kuat dan tahan retak. penetrasi melintang yang lebih baik daripada dengan kabel pengisi padat.
Kelemahan dari kabel pengisi berinti adalah:
Kabel self-shielded menghasilkan jumlah asap yang relatif besar. Harga yang lebih tinggi daripada kabel solid (tidak berarti biaya total yang lebih tinggi). Radiasi termal yang mengganggu pada arus pengelasan yang lebih tinggi. Pekerjaan finishing diperlukan saat menggunakan kabel pembentuk terak.
Pengelasan busur logam gas produktivitas tinggi dengan kabel padat Metode kabel tunggal
Produktivitas dari
pengelasan, menggunakan pengisi padat konvensional
kabel, terus meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Salah satu pemimpin dalam perkembangan ini adalah Canadian John Church yang meluncurkan metode TIME (Transfer Ionized Molten Energy). Dibandingkan dengan pengelasan MAG konvensional, metode ini sengaja menggunakan stickout kawat pengisi arus tinggi yang panjang. Pemanasan resistif berarti bahwa kawat dipanaskan terlebih dahulu, sehingga memungkinkan laju umpan yang lebih tinggi tanpa peningkatan arus yang sesuai.
Metode TIME termasuk yang dipatenkan khusus
gas pelindung. AGA
dan perusahaan pengelasan Linde telah menyelidiki metode ini, dan mengembangkannya lebih lanjut untuk digunakan dengan campuran gas lain, dengan menyebut proses yang dihasilkan Cepat
dan
masing-masing.
Kecepatan umpan yang lebih tinggi menghasilkan produktivitas yang lebih tinggi: dalam beberapa kasus, pada tingkat hingga 20 logam las yang diendapkan. Kecepatan pengelasan linier bisa dua kali lipat dari pengelasan MIG konvensional, sekaligus menghasilkan tampilan manik las dan profil penetrasi yang sama. Berbagai jenis busur digunakan: mungkin yang paling umum adalah jenis busur pendek paksa yang berada dalam kisaran yang dicakup oleh peralatan las konvensional. Dalam kondisi tertentu, busur berputar dihasilkan saat pengelasan pada data pengelasan yang lebih tinggi. Produktivitas yang tinggi, dikombinasikan dengan arus yang lebih tinggi dan kolam las yang lebih besar, berarti bahwa pengelasan harus dilakukan pada posisi horizontal yang paling menguntungkan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Busurvoltase
Kecepatan umpan kawat
50 ml menit
Gambar 5.17 Busur Cepat dan Peleburan Cepat dapat digunakan dengan data pengelasan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan pengelasan busur pendek atau busur semprot konvensional. (Institut Teknologi Kerajaan, Departemen Pengelasan, Stockholm, Swedia.)
Pengelasan kawat tandem dan kembar Cara lain untuk meningkatkan produktivitas dan meningkatkan kecepatan pengelasan adalah dengan menggunakan double
kabel pengisi. Kedua kabel dapat dihubungkan ke unit daya yang sama, yang berarti bahwa mereka berbagi busur yang sama. Metode ini menggunakan nama Arc Kembar. Atau, jika dua unit daya digunakan, metode ini disebut sebagai Tandem Welding. Namun demikian, kedua kabel sangat dekat satu sama lain sehingga mereka dilas menjadi kolam las yang sama. Pengelasan dengan dua kabel dapat meningkatkan kecepatan hingga setidaknya dua kali nilai normal atau, saat mengelas lembaran tipis, bahkan lebih tinggi. Dalam beberapa aplikasi, kecepatan pengelasan linier bisa mencapai 6
Menyetel arus dan tegangan pengelasan bisa jauh lebih rumit jika menggunakan dua kabel, terutama dengan pengelasan tandem karena data pengelasan perlu diatur secara terpisah untuk setiap kabel. Karena kedua busur berdekatan satu sama lain, mereka kadang-kadang dapat mengganggu melalui efek pukulan busur magnet. Oleh karena itu proses ini sering menggunakan pengelasan berdenyut, dengan pulsa pada masing-masing kawat dipindahkan dari fase satu sama lain.
Pengelasan titik busur Ini adalah sebuah
metode yang dimaksudkan untuk menghasilkan las titik. Obor las memiliki
nosel gas dengan kaki penyangga, dan waktu pengelasan dikendalikan oleh pengatur waktu. Lasan yang dihasilkan seringkali merupakan sambungan yang tumpang tindih, seperti yang dihasilkan oleh pengelasan titik resistansi konvensional. Namun, dalam hal ini, benda kerja tidak perlu dapat diakses dari kedua sisi. Kaki penyangga memberikan penonjolan kawat yang benar, dan juga berfungsi sampai batas tertentu dalam menekan dua potong logam agar bersentuhan satu sama lain.
Data pengelasan (tegangan dan umpan kawat) jauh lebih tinggi dari biasanya untuk ketebalan logam tertentu yang bersangkutan. Waktu pengelasan dikontrol untuk menghasilkan las tembus dalam waktu yang relatif singkat, umumnya kurang dari satu detik. Ini menghasilkan konveksitas rendah dengan cakupan yang baik, tanpa membakar lubang di bagian atas logam.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Angka5.18Busur
pengelasan.
Dibandingkan dengan pengelasan kontinu, proses ini memiliki keuntungan sebagai berikut: Lebih sedikit pemanasan dan distorsi.
Sangat mudah dioperasikan: cukup posisikan dan tekan. Bentuk cembung yang lebih rendah dan lebih baik, terutama saat mengelas lembaran tipis.
Karena proses pengelasan singkat tetapi intensif, metode ini kurang sensitif terhadap posisi pengelasan, ketidakseimbangan dalam ketebalan logam, variasi lebar celah, dll., dan oleh karena itu dapat digunakan ketika efek seperti itu akan menyulitkan untuk menghasilkan pengelasan kontinu yang berhasil.
Lingkungan pengelasan Seperti proses pengelasan busur lainnya, tukang las terkena berbagai risiko kesehatan. Ini termasuk asap dan gas, serta radiasi ultraviolet dari busur. Hujan rintik-rintik bukanlah masalah yang sangat serius, asalkan dalam bentuk partikel yang sangat kecil. Mungkin masalah yang paling umum adalah luka bakar ringan akibat radiasi, atau dari setetes logam cair yang salah. Mungkin sulit untuk bekerja dengan data pengelasan yang tinggi selama musim panas, karena tukang las harus mengenakan pakaian pelindung lengkap. Untuk pengelasan manual, arus maksimum yang dapat digunakan, sebagaimana ditentukan oleh jumlah panas yang dihasilkan, adalah sekitar 500 A pengelasan jarang menimbulkan masalah kesehatan, meskipun penting untuk
sadar akan risikonya.
Asap dan gas
Rata-rata, asap yang dihasilkan oleh
pengelasan kurang dari yang dihasilkan oleh
penggunaan elektroda berlapis. Asap terdiri dari partikel udara padat, seringkali logam mengoksidasi elektroda atau dari lapisan permukaan apa pun pada benda kerja. Asap minyak juga terbentuk jika benda kerja berminyak atau berminyak.
Tindakan perlindungan normal terdiri dari ventilasi yang baik, sebaiknya dalam bentuk ekstraksi lokal tepat di atas lasan, dan berusaha untuk menghindari menghirup asap langsung dari lasan. Perhatian khusus harus diberikan dalam kasus-kasus tertentu: Jika jumlah asap yang dihasilkan sangat besar. Kawat berinti yang mengandung fluks, dan dilas dengan data pengelasan tinggi, dapat menghasilkan sejumlah besar:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Ozon terbentuk misalnya ketika
pengelasan aluminium pada arus tinggi dan
dengan busur pancaran tinggi. Namun, perhatikan bahwa tersedia gas pelindung yang secara aktif membantu memecah ozon. Hindari pengelasan dengan adanya pelarut hidrokarbon terklorinasi trichloroethylene): reaksi kimia dapat menghasilkan fosgen, yang beracun dan merusak paru-paru. Asap dari aluminium dapat menyebabkan kerusakan pada sistem saraf. Asap yang dihasilkan saat pengelasan
baja mengandung krom atau nikel. rendah
batas higienis ditetapkan untuk asap ini, karena merupakan risiko kanker.
Penggunaan sebagai gas pelindung dapat menghasilkan karbon monoksida yang dalam keadaan tidak menguntungkan dapat mencapai tingkat yang membahayakan kesehatan.
Pengelasan baja galvanis menghasilkan asap dalam jumlah besar karena titik didih seng yang rendah. Menghirup asap ini dapat menyebabkan respons seperti ague.
Dalam situasi ini, dan juga saat mengelas di
dimana ada
ventilasi yang efisien, dapat tepat untuk menggunakan yang segar udara masker pernapasan.
Gambar 5.19 Saat mengelas di ruang terbatas di mana ada risiko konsentrasi dan gas bisa terlalu tinggi, tukang las harus menggunakan pernapasan perlindungan dengan pasokan udara bersih.
Obor las dengan ekstraksi integral dapat menghilangkan sebagian besar asap sebelum mencapai sekitarnyaudara.Posisi nosel ekstraksi harus disesuaikan, untuk menghindari gangguan dengan gas pelindung.
Gambar 5.20 Obor las dengan
ekstraksi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Kebisingan
Pengelasan busur pendek relatif bising, menghasilkan tingkat kebisingan hingga 80 dB. Pengelasan adalah sering juga disertai dengan pekerjaan penggilingan yang bising di sekitarnya. Dengan menggunakan proses pengelasan yang sesuai, gas pelindung dan teknik pengelasan yang
penggilingan dan terak
penghapusan, masalah kebisingan dapat dikurangi.
Radiasi busur Busur adalah sumber radiasi yang kuat dalam rentang spektrum inframerah, tampak dan ultraviolet. Kacamata pelindung khusus harus digunakan untuk mata, dan semua kulit harus dilindungi dengan pakaian yang tertutup penuh. Mata busur (Blitz)adalah peradangan kornea mata yang sangat mengiritasi, yang disebabkan oleh radiasi ultraviolet.
Sebagai alternatif dari kacamata pelindung biasa, ada helm las dengan layar kristal cair yang mendeteksi radiasi ultraviolet dan beralih sangat cepat antara bening dan buram.
MIG
MIG
MAG
CEKCOK
Plasma Plasma udara busur pengelasan mencongkel
Gambar 5.21
tingkat naungan untuk pelindung
informasi diberikan dalam standar EN 169.
Ergonomi
Lebih detail
Pengelasan bagian yang lebih tebal, lebih berat dan/atau lebih besar secara manual dan selama pengelasan perakitan melibatkan lebih banyak beban statis pada tukang las. Waktu pengelasan lebih lama dan berat peralatan lebih besar. Selain itu, posisi kerja dalam hal ini tergantung pada posisi sambungan las. Bekerja dengan tangan dalam posisi tinggi pada atau di atas bahu harus dihindari bila memungkinkan. Pengelasan overhead tidak cocok dari sudut ergonomis.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
Pengelasan barang-barang kecil di perlengkapan adalah ditandai dengan banyak las pendek, dengan monoton, gerakan tidak berubah di antara mereka. Saat merencanakan tempat kerja, ketinggian
posisi. Di dalam
kerja memainkan peran penting dalam menciptakan yang benar
posisinya sebagian
konteks, pengatur posisi, dan meja pengangkat bisa sangat berguna. Ditentukan oleh kebutuhan tukang las untuk memiliki
mata dekat dengan benda kerja untuk dapat
melihat kolam cair dengan jelas saat pengelasan. Jika ketinggian kerja terlalu rendah, tukang las harus membungkuk untuk melihat dengan benar. Sebuah kursi atau bangku mungkin akan sangat berguna. Ini juga merupakan hal yang baik jika benda kerja ditempatkan dalam positioner dan diposisikan untuk memastikan aksesibilitas dan ketinggian terbaik (Gambar 5.22). Posisi kerja yang lebih nyaman dapat dibuat dan, pada saat yang sama, pengelasan dapat difasilitasisebagaisambungan berada pada posisi pengelasan terbaik.
Angka
Positioner untuk benda kerja.
Dalam hubungannya dengan pengelasan yang lebih berat, pistol dan selang juga lebih berat. Dukungan penyeimbang dapat memberikan bantuan yang berharga dalam situasi ini.Pengangkatanselang dari lantai juga melindunginya dari keausan, jugasebagaimemfasilitasi umpan kawat.
Gambar 5.23 Lengan penyeimbang mengurangi area kerja berat.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
bundel selang di seluruh
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Berhamburan
Dalam beberapa kasus, percikan yang dihasilkan oleh pengelasan dapat menyebabkan ketidaknyamanan dan bahkan luka bakar. Risiko meningkat sehubungan dengan pengelasan overhead atau jika pengelasan dilakukan di ruang terbatas. Hujan rintik-rintik dapat dikurangi dengan menggunakan parameter pengelasan yang benar dan gas pelindung yang sesuai dengan kandungan argon yang tinggi. Percikan halus biasanya tidak berbahaya. Untuk menghindari masalah ini, penting untuk menggunakan pakaian yang pas dan pakaian yang terbuat dari bahan tahan panas yang sesuai.
Kualitas las Konstruksi yang dilas dapat berupa kendaraan, bejana tekan, derek, jembatan dan lain-lain. Ini adalah tugas penting untuk memastikan kualitas pengelasan. Sistem mutu ditentukan dalam standar. Mereka termasuk tugas dan tanggung jawab untuk koordinasi pengelasan (pengujian persetujuan EN dari tukang las (EN287)dan spesifikasi dan persetujuan prosedur pengelasan (EN 288). Pembaca akan segera diperkenalkan dengan pekerjaan yang harus dilakukan sebelum dan sesudah pengelasan untuk memastikan kualitas keseluruhan. Ketidaksempurnaan yang paling umum pada lasan juga dijelaskan bersama dengan penyebab paling umum mengapa hal itu terjadi.
Persiapan bersama Sebelum memulai pengelasan, permukaan sambungan dan area di sekitar lasan harus dibersihkan. Kelembaban, kotoran, oksida, karat, dan kotoran lainnya dapat menyebabkan cacat las. Baja tahan karat dan aluminium membutuhkan perawatan khusus.
Sambungan aluminium harus dibersihkan dengan degreasing dengan alkohol atau aseton. Oksida harus dihilangkan dengan sikat stainless steel atau cara lain. Pengelasan harus dilakukan bersamaan dengan pembersihan sebelum oksida baru terbentuk. Sambungan baja tahan karat berkualitas tinggi perlu dibersihkan dengan cara yang sama. Alat dan sikat harus terbuat dari baja tahan karat.
Menyerang busur Prosedur normal untuk menyerang
busur las adalah untuk pasokan gas, the unit umpan kawat dan unit daya semuanya harus dimulai sebelum tukang las menekan sakelar pemicu pada obor las. Ini juga merupakan metode yang umumnya lebih disukai dalam banyak kasus, karena menghasilkan start tercepat. Namun, masalah dapat muncul: misalnya, kawat mungkin mengenai sambungan, atau mungkin ada satu atau lebih awal yang salah sebelum kolam las dibuat dan pengelasan menjadi stabil. mulai merayapmemberikan awal yang lebih lembut. Kawat diumpankan ke depan pada kecepatan umpan kawat yang dikurangi sampai kontak listrik terjalin dengan benda kerja, setelah itu kecepatan umpan kawat meningkat ke nilai yang ditetapkan.
Sputtering saat start adalah masalah yang bisa terjadi dari beberapa penyebab. Kecenderungan untuk tergagap meningkat jika induktansi tinggi dan tegangan rendah. Data pengelasan yang dapat beroperasi dengan memuaskan setelah pengelasan dimulai mungkin kurang cocok saat mulai mengelas. Pra-aliran gasdigunakan saat mengelas bahan sensitif, seperti aluminium atau baja tahan karat. Aliran gas memulai waktu yang singkat (dan dapat disesuaikan) sebelum busur dipukul. Fungsi ini memastikan bahwa ada perlindungan gas yang tepat dari benda kerja sebelum pengelasan dimulai. Namun, perhatikan bahwa jika selang gas antara botol gas dan pengumpan kawat adalah
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN
lama, itu dapat bertindak sebagai 'penyimpanan' untuk gas terkompresi, yang kemudian dilepaskan sebagai embusan gas yang tidak terkendali ketika katup gas terbuka, yang melibatkan risiko menciptakan turbulensi di sekitar las, dengan perlindungan yang berkurang dari gas. Namun, katup penghemat gas tersedia sebagai aksesori, yang mengurangi tekanan dari botol gas dan dengan demikian menghilangkan risiko embusan gas. Fungsi pra-aliran gas juga akan menghilangkan masalah ini karena kepulan agak pendek. Ituawal yang panasfasilitas meningkatkan kecepatan umpan kawat dan tegangan busur untuk waktu yang dapat dikontrol selama awal pengelasan. Ini mengurangi risiko fusi yang buruk diMulailah, sebelum aliran panas menjadi mapan.
. Gambar 5.24 Gambar sinar-X dari las aluminium yang mengandung pori-pori.
pori pori
Pori-pori di logam lasadalah
disebabkan oleh beberapa gangguan pada pelindung gas, tapi ada
juga alasan yang berbeda.
Pengaturan aliran gas yang salah. Aliran harus cukup; itu harus disesuaikan dengan arus las. Jumlah gas yang terlalu banyak akan menyebabkan masalah turbulensi pada nozzle gas. Draft di tempat pengelasan.kecepatan udaradi atas 0,5
dapat mengganggu gas
aliran dari pistol (agak tergantung pada pengaturan aliran gas). Peralatan cacat. Saluran yang tersumbat atau bocor dapat menghambat aliran gas. Kontrol jika memungkinkan dengan mengukur langsung pada pembukaan nosel gas. Bersihkan bagian dalam nozzle secara teratur. Permukaan sendiadalahterkontaminasi minyak,
atau lukisan.
Kurangnya fusi Masalah dengan kurangnya fusi antara las dan logam induk memiliki alasan yang berbeda. Pengaturan yang salah. Tegangan rendah atau elektroda yang keluar terlalu lama akan mengakibatkan pengelasan dimana panas yang ditambahkan tidak sebanding dengan jumlah bahan pengisi.
Jika logam yang meleleh di kolam cenderung mengalir sebelum busur. Hal ini dapat disebabkan jika lasan miring, dan jika obor las tidak sejajar dengan arah las. Masalahnya juga akan lebih buruk jika ada kolam las yang besar sebagai akibat dari masukan panas yang tinggi dan kecepatan perjalanan obor las yang lambat. Disipasi termal yang besar pada benda kerja yang tebal. geometri atau sudut sambungan yang terlalu sempit.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Itubusurdiarahkan dengan cara yang salah (misalignment) dan salah satu ujung sambungan dipanaskan
Gambar 5.25 Contoh las fillet dengan kurangnya fusi terhadap pelat dasar.
Kawah ujung Kawah ujung muncul sebagai akibat dari gangguan langsung dalam pengelasan. Ini memungkinkan retakan atau kawah terbentuk di bagian akhir logam untuk
sebagai akibat dari gaya susut
selama solidifikasi. Ketika butiran dari sisi yang berlawanan tumbuh bersama, konstituen titik leleh rendah dan kotoran dapat tersapu di depan bagian depan pemadatan untuk membentuk garis kelemahan di tengah lasan.
Itu
fungsi yang tersedia di sumber daya canggih dapat digunakan untuk menghindari
pembuatan kawah saat pengelasan selesai. Busur terus memberikan masukan panas yang berkurang sementara kolam las mengeras. Ini memiliki efek memodifikasi proses pemadatan sehingga bagian akhir kolam las mengeras di bagian atas, sehingga menghindari pembentukan kawah.
Angka5.26Retakan mungkin muncul sebagai
gangguan langsung pada pengelasan.
Perawatan pasca las Ketahanan korosi baja tahan karat terdegradasi jika oksida dari pengelasan tetap ada. Root gas khusus digunakan untuk menghindari oksidasi dan perlakuan kimia dan mekanik pasca las harus dilakukan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
6 Pengelasan busur logam dengan elektroda berlapis
6.1 Deskripsi metode Pengelasan Busur Logam Manual (MMA) sering disebut sebagai Shielded Metal Arc Welding (SMAW) atau pengelasan elektroda tongkat. Itu adalah bentuk utama dari pengelasan fusi sampai awal tahun 1980-an. Batang elektroda terdiri dari inti kawat dengan lapisan luar. Mereka dibuat dalam kisaran diameter inti, dengan masing-masing diameter dimaksudkan untuk kisaran arus tertentu. Pengelasan melibatkan pemogokan busur antara elektroda dan benda kerja, dengan panas busur melelehkan elektroda bahan pengisi), dan dengan peleburan lapisan untuk membentuk terak pelindung. Peralatan yang dibutuhkan sederhana, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.1, yang berarti metode ini mudah digunakan. Ini sangat cocok untuk pekerjaan seperti pemasangan struktur. Ini juga dapat digunakan di luar ruangan, berbeda dengan metode lain yang membutuhkan gas pelindung, yang tidak cocok untuk angin. Namun, faktor waktu busurnya relatif rendah, karena waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan terak setelah pengelasan dan penggantian elektroda. Elektroda
Kabel kembali
Gambar 6.1 Diagram skema pengelasan busur logam manual.
6.2 Peralatan Sumber daya Saat mengelas dengan elektroda berlapis, arus yang diperlukan diatur pada sumber daya. Arus pengelasan harus dijaga dalam batas-batas tertentu meskipun panjang busur dapat bervariasi. Arus hubung singkat tidak boleh lebih dari sekitar 60% lebih tinggi dari pengaturan arus, untuk menghindari percikan dari hubungan arus pendek busur yang disebabkan oleh tetesan logam cair di dalamnya. Di sisi lain, kenaikan arus yang terlalu rendah dapat mengakibatkan elektroda 'membeku' bekerja. Persyaratan ini berarti bahwa sumber daya harus memiliki karakteristik beban terkulai. Sumber daya untuk pengelasan MMA tidak perlu memiliki faktor intermiten setinggi sumber daya lainnya
metode: nilai normal adalah 35%.
Pengelasan MMA dapat dilakukan dengan menggunakan DC atau AC, yang berarti bahwa semua jenis sumber daya dapat digunakan. Keuntungan menggunakan AC adalah bahwa sumber listriknya sederhana, dan ada pengurangan efek semburan busur magnet pada busur. Namun, pengelasan AC
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
membatasi pilihan jenis elektroda dan memerlukan sumber daya yang menyediakan tegangan hubung-terbuka yang cukup tinggi, paling sedikit 50 V atau lebih disukai lebih.
Potensi mekanisasi Mekanisasi dimungkinkan menggunakan apa yang dikenal sebagaipengelasan busur gravitasi,yang melibatkan pengamanan elektroda dan mengumpankannya di sepanjang sambungan dengan kerangka pengumpan elektroda mekanis (Gambar 6.2). Dengan cara ini, satu tukang las dapat membuat 3-5 busur tetap menyala pada saat yang bersamaan. Dengan parameter pengelasan yang diatur dengan benar, penggunaan peralatan yang murah dan sederhana
m lasan fillet dalam 8 jam hari kerja. Misalnya tingkat produktivitas sulit dicapai dengan jenis peralatan las lainnya di kelas harga yang sama.
ini memungkinkan satu tukang las untuk membuat
Gambar 6.2 Peralatan las busur gravitasi untuk elektroda dengan panjang 700 mm.
6.3 Elektroda SEBUAHberbagai pilihan elektroda tersedia, untuk memenuhi sebagian besar persyaratan. Pelapis terdiri dari berbagai campuran bahan kimia dan mineral bubuk halus, yang disatukan oleh pengikat yang sesuai.
Lapisan melakukan sejumlah fungsi penting, termasuk: melindungitetesan logam dan kolam las terhadap reaksi dengan udara, disediakan oleh terak cair dan gas yang dikembangkan dari lapisan. meningkatkanstabilitasdaribusur.Tanpa zat penstabil busur di lapisan, busur akan sulit dikendalikan dan akan menghasilkan percikan yang berlebihan. Itu juga akan mudah padam, terutama saat mengelas dengan AC. Penstabil busur atau
zat termasuk titanium, zirkonium dan magnesium. membentukpermukaan atas lasan dan fasilitasimenghilangkan terak yang mengeras. Penggunaan elektroda berlapis menghasilkan lapisan terak di atas sambungan yang harus dihilangkan setelah pengelasan. Ini membutuhkan penggunaan palu atau sikat kawat, dan bisa lebih mudah atau lebih sulit, tergantung pada jenis lapisan elektroda. menerapkan paduan
zat anti-oksidasike kolam las. Lapisan
mungkin juga mengandung serbuk besi untuk meningkatkan hasil.
menyediakan cukuppenetrasike dalam bahan dasar saat pengelasan. Penetrasi ditentukan oleh bahan yang dapat melepaskan sejumlah besar gas panas, seperti karbonat atau senyawa selulosa.
Elektroda dibagi menjadi tiga kelompok, tergantung pada komposisi kimia terak:asam, basadan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
ELEKTRODA BERLAPIS
PENGELASAN BUSUR LOGAM
Elektroda asam Pelapisan elektroda asam meliputi oksida besi dan mangan. Elektroda asam menghasilkan manikmanik las yang halus dan mengkilat, dengan slag yang mengeras secara perlahan, berpori, dan mudah dihilangkan. Logam las memiliki kekuatan luluh dan kekuatan tarik ultimit yang lebih rendah daripada yang dihasilkan oleh elektroda rutil dan dasar, tetapi regangan pecah lebih tinggi. Meskipun elektroda jenis ini sebelumnya paling umum digunakan, saat ini mereka hanya memiliki pangsa pasar yang kecil.
Elektroda rutil Pelapisan elektroda rutil mengandung sejumlah besar (sekitar 2545%) mineral rutil Elektroda jenis ini menghasilkan busur yang mudah dipukul dan dipukul ulang. Mereka sangat mudah digunakan dan menghasilkan lasan yang rapi dengan terak yang mudah dilepas. Sayangnya, mereka juga menghasilkan kandungan hidrogen yang lebih tinggi dalam logam las, yang menimbulkan risiko penggetasan hidrogen dan
dan membatasi penggunaannya untuk pengelasan
baja karbon yang memiliki kekuatan tarik ultimit minimum kurang dari 300
Ada dua kategori elektroda rutil. Yang pertama memiliki proporsi konstituen selulosa yang lebih rendah dan lapisan yang agak lebih tebal, yang menghasilkan jumlah terak yang lebih besar. Elektroda ini ditujukan terutama untuk pengelasan horizontal, menghasilkan busur yang hampir bebas percikan. Permukaan lasan halus, dan agak cekung, tetapi dengan simetri dan keseragaman yang baik. Kategori kedua memiliki lapisan yang lebih tipis, yang menghasilkan terak pemadatan yang lebih cepat, dengan busur yang lebih intensif karena dimasukkannya zat pembentuk gas dalam jumlah yang lebih besar. Elektroda jenis ini dapat digunakan untuk pengelasan horizontal, vertikal atau overhead. Penetrasi agak lebih dalam, dan jumlah terak lebih sedikit. Lasan horizontal datar sampai sedikit cembung, sedangkan las vertikal ke bawah cekung.
Elektroda dasar Elektroda dasar mengandung kalsium fluorida (fluorspar-
dalam lapisan. terak
bereaksi sebagai basa, sehingga meninggalkan kandungan sulfur dan oksigen yang rendah dalam logam las. Oleh karena itu, kekuatan dan ketangguhan lasan adalah yang terkuat dari lasan yang dihasilkan oleh semua jenis elektroda, dan ketahanan terhadap retak panas juga lebih tinggi. Elektroda dasar menghasilkan terak yang memiliki titik leleh lebih rendah daripada elektroda rutil dan asam, yang berarti bahwa risiko inklusi terak sedikit, bahkan jika terak belum sepenuhnya dihilangkan di antara lintasan. Mereka sangat cocok untuk pengelasan posisi di semua posisi.
Karena suhu yang sangat tinggi yang terlibat (sampai 500 ° C) dalam pembuatan elektroda, kadar air lapisan rendah ketika elektroda disuplai. Akibatnya, kandungan hidrogen dalam logam las dasar rendah, sehingga memberikan dingin yang baik pertunjukan. Elektroda dasar, bagaimanapun, higroskopis, yang berarti bahwa mereka harus disimpan dalam kondisi kering. Saat dikirim, mereka biasanya dikemas dalam bungkus anti difusi khusus. Setiap tukang las harus memiliki akses ke kantong, di mana elektroda dapat disimpan pada suhu 50-80 ° C selama periode kerja. Di penghujung hari, kantong dapat dikosongkan, dan elektroda yang tidak digunakan disimpan dalam oven pada suhu sekitar 150 °C. Kerugian dari elektroda dasar adalah bahwa mereka menghasilkan permukaan las yang agak kasar dan kasar, umumnya berbentuk cembung.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Elektroda selulosa Pelapisan elektroda selulosa mengandung proporsi zat selulosa yang relatif tinggi, dimaksudkan untuk menghasilkan penetrasi yang sangat baik dengan memberikan kandungan hidrogen yang tinggi pada busur saat mengelas di posisi apa pun. Elektroda ini digunakan secara eksklusif untuk mengelas pipa minyak atau gas alam. Pelapis memiliki kadar air yang tinggi dan karena logam las yang dihasilkan mengandung kandungan hidrogen terlarut yang tinggi, maka perlu menggunakan metode pengelasan khusus dan beroperasi pada suhu tinggi 100-250 °C, bahkan ketika mengelas bahan yang relatif tipis.
Elektroda penetrasi Elektroda penetrasi dilapisi dengan campuran tebal
pelapis, mengandung
proporsi yang tinggi dari zat selulosa. Mereka menghasilkan emisi gas yang substansial, yang meningkatkan penetrasi busur di bahan dasar yang mendasarinya. Elektroda ini hanya digunakan pada posisi horizontal dan untuk pengelasan sambungan I (sambungan butt persegi). TABEL 3.2Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan elektroda las.
Faktor Stabilitas busur
Penampilan manik las Menyerang busur
Kekuatan las Posisi pengelasan yang berbeda
Risiko inklusi terak Perlawanankekorosi Pembentukan asap
Rutil elektroda
+
AC id elektroda
+ +
+ + +
Dasar elektroda
++ + +
Penghapusan terak
Inklusi hidrogen dalam lasan
Elektroda hasil tinggi Produktivitas (hasil) elektroda dapat ditingkatkan secara substansial dengan mencampur serbuk besi dengan lapisan. Logam las yang dihasilkan dihasilkan baik oleh kawat elektroda inti dan serbuk besi. Seseorang dapat membedakan antara elektroda hasil normal, yang memiliki hasil hingga sekitar 130%, dan elektroda hasil tinggi, yang memiliki hasil lebih dari 130%, seringkali hingga 150-250.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR LOGAM
ELEKTRODA BERLAPIS
6.4 Cacat las
Gambar 6.3
menunjukkan terak
Inklusi terak Penyebab paling umum dari inklusi terak adalah kegagalan sepenuhnya untuk menghilangkan terak dari satu lintasan las sebelum membuat yang lain. Inklusi dapat berupa partikel individu atau garis yang lebih panjang. Metode kerja yang baik dapat mengurangi risiko. Terak seharusnya
dan benar-benar dihapus. Partikel terak cenderung terperangkap
cekungan dan sudut tajam. Gunakan metode pengelasan yang benar. Hindari penggunaan elektroda yang terlalu tebal pada sambungan terbatas. Cobalah untuk mengelas sedemikian rupa untuk menghindari pemotongan.
Gambar 6.4 Penetrasi yang buruk memberikan cacat akar.
Penetrasi yang buruk Bentuk umum dari cacat akar atau penetrasi yang buruk adalah yang disebabkan oleh penetrasi yang tidak memadai atau adanya residu terak di akar. Akan sangat sulit untuk mencapai penetrasi penuh saat memulai ulang setelah mengganti elektroda, dan kondisinya menjadi lebih sulit dengan celah atau bentuk sambungan yang tidak rata. Dalam kasus seperti itu, seringkali perlu untuk menggiling atau memotong sisi akar lasan dan mengelas ulang.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
7 Pengelasan busur terendam 7.1 Deskripsi Pengelasan busur terendam, SAW, (Gambar 7.1) adalah metode pengelasan dengan produktivitas tinggi, umumnya dilakukan menggunakan metode pengelasan mekanis dan cocok untuk digunakan dengan 1-3 elektroda kawat kontinu.
+ aliran
AC atau DC
saat ini
logam las
kolam
Gambar 7.1 Diagram skema las busur terendam. Busur atau busur dipukul dan terbakar di bawah lapisan fluks, yang disuplai ke kepala pengelasan saat pengelasan sedang berlangsung. Fluks yang paling dekat dengan busur meleleh dan membentuk terak pada permukaan las, sehingga melindungi logam cair dari reaksi dengan oksigen dan nitrogen di udara. Bubuk sisa disedot, dikembalikan ke hopper fluks dan digunakan kembali. Pengelasan dapat dilakukan dengan DC atau AC.
Jika parameter pengelasan diatur dengan benar, tampilan las seringkali sangat seragam dan cerah, menyatu dengan mulus ke dalam material benda kerja. Terak juga biasanya hilang dengan sendirinya. Fluks menutupi cahaya dari busur dan tidak ada asap atau percikan dari lasan. Ini meningkatkan kondisi kerja dibandingkan dengan pengelasan busur logam gas. Di samping itu. masih ada kebutuhan untuk menangani fluks: meskipun pasokannya ke lasan dan pemulihan selanjutnya dilakukan secara mekanis, itu masih merupakan faktor yang rumit. Keuntungan dari metode pengelasan busur terendam adalah: Tingkat deposisi yang tinggi
Penetrasi dalam, yang memungkinkan jumlah bahan pengisi berkurang Kemampuan untuk mencapai faktor waktu busur tinggi waktu pengelasan efektif) Kualitas las tinggi Lingkungan kerja yang lebih baik dibandingkan dengan metode pengelasan busur lainnya.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN SUBMERGEDARC
Pengelasan busur terendam digunakan terutama untuk barang-barang besar, seperti pelat di galangan kapal, pengelasan memanjang tabung atau balok besar, atau kapal silinder besar. Metode ini digunakan untuk las butt dan las fillet. Area aplikasi lainnya adalah cladding, stainless steel ke baja karbon biasa, atau saat menerapkan lapisan dari beberapa bahan tahan aus yang keras. Proses ini sering menggunakan elektroda strip.
7.2 Peralatan Peralatan las terdiri dari unit umpan kawat, dalam bentuk motor penggerak, roda gigi reduksi dan rol umpan, yang mengumpankan kawat dari gulungan kawat ke perangkat kontak, lebih disukai dengan bantalan kontak pegas. Fluks disuplai ke lasan dari wadah fluks, dan sering diperoleh kembali setelah dilas oleh unit hisap yang menyedot kelebihan fluks dan mengembalikannya ke wadah fluks. Perjalanan biasanya
meskipun ada obor las yang ditujukan untuk semi
las busur terendam otomatis. Sumber daya, kecepatan umpan, dan kecepatan perjalanan linier semuanya dikontrol secara otomatis.
Sumber daya Sumber daya untuk pengelasan busur terendam mungkin memiliki karakteristik lurus atau terkulai.
SEBUAHkarakteristik lurus memberikan pengaturan sendiri yang baik dari panjang busur. Kecepatan umpan kawat terkadang juga dikontrol, yang dilakukan dengan merasakan tegangan busur dan menyesuaikan kecepatan umpan kawat untuk mempertahankan panjang busur konstan. Metode ini cocok untuk digunakan dengan kabel tebal dan dalam kombinasi dengan unit daya yang memiliki karakteristik terkulai, untuk mengurangi variasi arus.
Sumber daya untuk pengelasan busur terendam dirancang untuk siklus arus dan tugas tinggi, 800-1600A, 44Vdan siklus kerja 100%. KeduanyaACdan pengelasan DC dapat digunakan. Salah satu jenisACsumber listrik arus pengelasan menggunakan thyristor untuk menghasilkan gelombang persegi. Ini adalah cara yang relatif sederhana dan memuaskan untuk mengendalikan fase tunggalAC tanpa mengganggu arus pengelasan dan memadamkan busur. Jika kabel las panjang, ada baiknya untuk menjalankan kabel suplai dan kembali secara berdekatan. Ini mengurangi penurunan tegangan induktif, membantu transisi nol yang cepat dan menghindari penciptaan medan magnet yang tidak perlu di sekitar kabel.
Metode serangan busur Kadang-kadang sulit untuk menyerang busur jika sumber daya memiliki arus hubung singkat yang rendah (karakteristik terkulai). Penyebab lainnya dapat berupa terak pada kawat elektroda, atau fluks antara kawat dan benda kerja. Ada banyak cara untuk membantu pukulan, di antaranya yang paling umum adalah dengan memotong kawat, lebih disukai untuk menghasilkan titik yang tajam.
Alat bantu mekanisasi Peralatan yang digunakan untuk gerak perjalanan membujur meliputi:
Traktor las yang berjalan langsung pada lembaran yang akan dilas (Gambar 7.2);
SEBUAHkepala las yang dapat dipasang pada kolom dan unit boom (Gambar 7.3); Rol bertenaga untuk memutar benda kerja silinder (Angka7.4).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 7.2 Pengelasan
pengelasan mekanis.
Mungkin juga perlu memiliki beberapa jenis peralatan untuk memandu perjalanan di sepanjang sambungan. Salah satu metode sederhana adalah dengan memproyeksikan titik cahaya di depan titik pengelasan, dan bagi operator untuk menjaganya agar tetap terpusat pada garis sambungan. Metode lain melibatkan kontrol mekanis murni, menggunakan rol pendukung dll. Dalam kasus benda kerja yang lebih besar, mungkin tepat untuk memiliki beberapa jenis kontrol pelacakan sambungan otomatis. Prinsip umum adalah memiliki jari sensor yang bergerak di sambungan di depan busur, untuk menyediakan kontrol servo dari crosshead yang membawa kepala las.
Gambar 7.3 Pengelasan
ke unit kolom dan boom.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR TERendam
Gambar 7.4 Roller bed yang otomatis menyesuaikan dengan diameter benda kerja. Mereka sering digunakan bersama dengan unit kolom dan boom. Kecepatan rotasi dikendalikan oleh motor built-in.
7.3 Bahan pengisi Pilihan yang tepat dari kawat pengisi dan komposisi fluks penting untuk lasan akhir. Tujuannya umumnya untuk mencapai komposisi dan kekuatan logam las yang mirip dengan bahan dasarnya. Analisis logam las tergantung pada bahan yang digunakan dalam kawat pengisi, dengan memperhitungkan faktor-faktor seperti kemungkinan hilangnya elemen paduan oleh bum-off di busur, pelelehan logam dasar dan paduan dari fluks. Saat menggunakan fluks paduan kuat dalam sambungan dengan banyak lintasan, ada risiko penumpukan material paduan melalui penyerapan material dari lintasan sebelumnya.
Kabel pengisi Tingkat kawat dan kandungan logam paduannya terutama mempengaruhi sifat mekanik dan analisis kimia dari logam las. Saat memutuskan pilihan kawat yang tepat, sangat penting untuk memperhitungkan faktor-faktor berikut:
Kekuatan logam las dapat ditingkatkan dengan paduan dengan mangan dan silikon. Penggunaan molibdenum dan nikel sebagai elemen paduan meningkatkan ketangguhan logam las pada suhu rendah. Kawat pengisi dapat berlapis tembaga untuk meningkatkan kontak listrik dan untuk melindungi dari korosi. Diameter kawat yang umum adalah: 5 dan 6
Bahan pengisi berupa strip 0,5 x 100
sering digunakan saat melamar
kelongsong stainless steel, ke baja bejana tekan. Sebagai hasil dari penampang persegi panjang, penetrasi sangat rendah, menghasilkan lasan yang halus dan lebar. Pengenceran rendah yang menguntungkan dari logam induk tidak mempengaruhi ketahanan korosi lapisan permukaan. Metode ini juga digunakan untuk perbaikan bagian wanita.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Tingkat pengendapan
0
1200 A Arus pengelasan
Gambar 7.5 Tingkat deposisi untuk
diameter kawat. 30 mm
panjang, DC+
polaritas. Laju leleh yang lebih tinggi untuk diameter yang lebih tipis tergantung pada pemanasan awal resistif yang lebih tinggi di stickout.
Aliran
Tujuan yang paling penting dari fluks adalah: Untuk membentuk terak dan melindungi logam las cair terhadap efek berbahaya dari udara. Untuk memasok konstituen paduan ke logam las dan mengontrol komposisinya. Untuk meningkatkan stabilitas busur dan untuk membantu pengapian. Untuk membentuk kecembungan permukaan las dan memberikan permukaan akhir yang baik pada logam las.
Untuk mengontrol karakteristik aliran logam las cair.
TABEL 7.1 Titik lelehaliranmemiliki cukup
pada kuantitas
terak mikro dalam logam las. Dalam hal ini, kandungan oksigen adalah ukuran kuantitas inklusi terak ini. Jenisaliran
Dasar
Meleleh
selang,
Kandungan oksigen
berat, ppm
0.9
1100-1300
Netral
0.9-1.1
1300-1500
550-750
Dasar
1.2-2.0
1500 1500
300-550
AC id
Dasar tinggi
2.0
750
300
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR TERendam
Seperti elektroda berlapis, fluks mungkin asam, rutil atau basa. Fluks asam dan rutil memiliki karakteristik pengelasan yang sangat baik dan menghasilkan tampilan las yang baik, meskipun sifat mekanik lasan lebih sederhana. Proporsi oksida yang tinggi dalam bentuk microslag memiliki efek yang tidak menguntungkan pada ketangguhan impak las, lihat Tabel 7.1.Meningkatkan kebasaan meningkatkan sifat mekanik, tetapi dengan mengorbankan kinerja pengelasan yang agak lebih rendah. Hasil terbaik diperoleh jika kedalaman fluks saat pengelasan dikontrol sehingga busur hanya disembunyikan oleh flux bed.
Pembuatan fluks Persiapannya melibatkan peleburan mineral pada suhu tinggi untuk menghasilkan
massa seperti kaca. Ini dibiarkan dingin, dan kemudian dihancurkan dan disaring ke ukuran butir yang sesuai. Homogenitas kimia dari fluks cair adalah penting. Juga penting bahwa fluks tidak boleh higroskopis: fluks lembab sulit ditangani. Namun, reaksi dapat terjadi antara zat paduan ketika fluks meleleh, yang memberlakukan beberapa batasan pada komposisi kimia material. Ini dibuat dengan menambahkan pengikat yang sesuai, seperti gelas air, untuk
konstituen bubuk kering dari fluks. Kemudian dikeringkan dalam rotary kiln pada suhu 600-900
setelah itu bahan disaring untuk menghasilkan ukuran butir yang dibutuhkan.
Karakteristik fluks yang diaglomerasi adalah mudah untuk memvariasikan komposisi kimia dengan menambahkan berbagai elemen paduan, dan sangat higroskopis. Fluks yang diaglomerasi mungkin juga lebih toleran terhadap karat dan skala penggilingan. Popularitasnya meningkat, sehingga saat ini merupakan jenis fluks yang paling umum digunakan.
TABEL 7.2 Sifat flwc leburan dan aglomerasi. Jenis fluks
Manfaat
Kekurangan
Tergabung
Non-higroskopis
Elemen paduan seperti Cr dan Ni tidak dapat digabungkan dalam fluks
Kekuatan butir tinggi
Kepadatan tinggi (sekitar 1.6
diaglomerasi
Elemen paduan seperti Cr dan Ni
Hidroskopis
dapat dimasukkan dalam fluks Kepadatan rendah (sekitar 0,8
7.4 Pengaruh parameter pengelasan Seperti metode pengelasan busur lainnya, parameter pengelasan memiliki efek yang cukup besar pada karakteristik sambungan las. Variabel dalam pengelasan busur terendam adalah: kecepatan pengelasan
polaritas tegangan busur
arus busur
ukuran dan bentuk kawat las sudut kawat pengisi
jumlah kawat las kawat panjang
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
penggunaan kawat pengisi tambahan atau aditif serbuk logam jenis fluks (asam netral basa). Kecepatan pengelasanmempengaruhi penetrasi dan lebar las (luas penampang las). Kecepatan tinggi menghasilkan lasan sempit dengan sedikit penetrasi. Sebuahkecepatan terlalu tinggi menghasilkan risiko undercutting, pori-pori, cacat akar, fusi yang buruk dan efek pukulan magnetik. Kecepatan yang terlalu rendah menghasilkan permukaan yang tidak rata, sedangkan kecepatan yang sangat rendah menghasilkan penetrasi berbentuk jamur, dan dapat mengakibatkan keretakan termal. Selain itu, menghasilkan kolam las besar, yang mengalir di sekitar busur dan menghasilkan permukaan yang tidak rata dan inklusi terak.
Angka7.6Itu
arus dan tegangan.
kecepatan pengelasan pada tampilan las, dengan nilai konstan
Polaritasjuga mempengaruhi penetrasi. Jika kawat pengisi positif, penetrasi lebih dalam daripada jika kawat pengisi negatif. Artinya, lebih baik menggunakan polaritas negatif saat melakukan cladding, untuk menghindari pencampuran bahan cladding ke bahan dasar. Laju leleh meningkat sekitar 30% persen ketika polaritas negatif digunakan.
Saya
Saya
Angka7.7Pengaruh polaritas kawat pada penetrasi. Tinggitegangan busurmenghasilkan las yang lebar dengan sedikit penetrasi. Ini berarti cocok untuk mengelas celah lebar, dan untuk meningkatkan campuran elemen paduan fluks. Ini juga meningkatkan konsumsi fluks, dan membuat pembuangan terak dingin menjadi lebih sulit. Tegangan busur yang tinggi juga meningkatkan risiko undercutting, terutama saat membuat lasan fillet. Sebaliknya, tegangan busur rendah menghasilkan konveksitas las yang tinggi dan sudut kontak yang sulit dengan material benda kerja.
24V
28V
32V
38V
Angka7.8Pengaruh tegangan busur pada penampilan las.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
40V
TERENDAMBUSURPENGELASAN
Ituarus pengelasanmempengaruhi penetrasi dan laju pengendapan. Arus yang tinggi menghasilkan las yang lebih tinggi dan lebih sempit, dengan kedalaman penetrasi yang lebih besar. Namun, arus pengelasan yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan undercut, kecembungan las yang tidak merata, burnthrough, retak termal, sudut penyatuan yang tidak sesuai dengan material bodi dan undercutting.
200
300
Gambar 7.9
400
500
600A
arus las pada tampilan las.
Ukuran kabel. SEBUAHdiameter kawat yang lebih kecil menghasilkan penetrasi yang lebih besar daripada kawat yang lebih tebal. Untuk arus tertentu,busurstabilitas lebih baik dengan kawat tipis, karena kepadatan arus yang lebih tinggi. Sebaliknya, kawat pengisi yang lebih tebal dengan arus las yang rendah dapat lebih mudah menjembatani sambungan yang lebar.
2,5
4
Gambar 7.10
mm
diameter kawat pada tampilan las.
Sudut kawat.Sudut kawat pengisi ke sambungan memiliki efek yang cukup besar pada bentuk dan penetrasi lasan. Dalam kasus tertentu, pengelasan forehand (lihat Gambar 7.1 memberikan manik yang lebih lebar yang dapat melawan kecenderungan untuk menghasilkan konveksitas las yang tinggi dan sempit, dan dengan demikian memungkinkan kecepatan pengelasan yang lebih tinggi untuk digunakan.
Backhand
Gambar 7.11 Efeknya
Vertikal
pukulan forehand
sudut kawat.
7.5 Peningkatan produktivitas pengelasan tandem.Susunan ini menggunakan dua atau lebih elektroda, satu di belakang yang lain, dimasukkan ke dalam kolam las yang sama. Elektroda terhubung ke suplai positif DC, dan yang kedua terhubung ke suplai AC. Ini berarti elektroda pertama menghasilkan penetrasi yang diinginkan, sedangkan las dan itu bentuk yang dibutuhkan. Penggunaan AC pada kabel kedua dan selanjutnya juga mengurangi
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
masalah efek pukulan magnetik antara kabel. Pengaturan ini dapat mencapai produktivitas yang sangat tinggi. Pengelasan busur kembar.Ini melibatkan pengumpanan dua kabel secara paralel melalui ujung kontak yang sama. Ini berbeda dari pengelasan tandem hanya menggunakan satu unit daya dan satu pengumpan kawat. Tergantung pada hasil yang diinginkan, kabel dapat diatur berdampingan atau satu di belakang yang lain. Dibandingkan dengan penggunaan kawat tunggal, pengelasan busur kembar menghasilkan tingkat produksi lelehan yang lebih tinggi dan stabilitas yang lebih baik.
Mesin las busur kembar dapat dengan mudah diproduksi dengan memasang mesin kawat tunggal dengan rol umpan dan ujung kontak untuk dua kabel. Tanpa biaya modal yang jauh lebih tinggi, dimungkinkan untuk meningkatkan tingkat deposisi dengan
%dibandingkan dengan dan 3,0mm,
mesin kawat tunggal. Ukuran kawat yang biasanya digunakan untuk pengelasan butt adalah:
dengan pemisahan kawat sekitar 8
Penonjolan yang panjang.Meningkatkan jarak antara titik di mana arus masuk ke kawat (ujung kontak di unit pengumpan kawat) dan busur memiliki efek resistensi memanaskan kawat, memberikan tingkat deposisi 20-50% lebih tinggi, yang berarti bahwa kecepatan pengelasan dapat ditingkatkan. Namun, kawat harus dipandu dengan hati-hati: ada risiko cacat akar jika tidak disejajarkan dengan benar dalam lasan.SEBUAHpelurus kawat bisa menjadi jawabannya. Kawat dingin.Dua kabel digunakan, tetapi hanya satu yang membawa arus: yang lain diumpankan ke busur dari samping. Ini meningkatkan hasil sebesar 35-70%.
Kawat panas.Ini melibatkan penggunaan kawat tambahan, yang dipanaskan secara resistif oleh arus pengelasan. Itu dapat meningkatkan jumlah bahan yang meleleh hingga 50-100%.
Lajang+bubuk logam
Dingin
.
.
Tandem
Busur kembar
kawat berinti kabel
1000
Saya
Saya
2000
Amper
Gambar 7.12 Ilustrasi berbagai kemungkinan untuk meningkatkan laju pengendapan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
3000
TERENDAMBUSURPENGELASAN
Aditif bubuk logam.Bubuk logam atau potongan kecil dari kawat pengisi yang dipotong dimasukkan ke dalam lasan, dan dilebur oleh panasnya busur. Ini dapat meningkatkan hasil hingga 100%. Manfaat dari cara-cara tersebut adalah: %) untuk volume lelehan yang sama-distorsi pengelasan yang lebih kecil.
Masukan panas yang lebih rendah
Kontrol komposisi kolam busur melalui penggunaan bahan tambahan dan sedikit pelelehan bahan benda kerja. Lebih sempit
struktur logam las yang lebih halus dan ketangguhan impak yang ditingkatkan
sebagai akibat dari energi luluh yang lebih rendah untuk volume tertentu dari logam las.
7.6 Persiapan bersama Pengelasan busur terendam cocok untuk pengelasan lembaran logam dengan ketebalan sekitar 1,5 mm ke atas, meskipun sebagian besar digunakan untuk bahan yang agak tebal. Karena prosesnya adalah metode mekanis, kualitas persiapan sambungan sebelum pengelasan adalah penting. Perhatian yang tidak memadai terhadap toleransi atau pembersihan akan menghasilkan las yang rusak. Sambungan yang bersih dan disiapkan dengan benar juga memungkinkan kecepatan pengelasan yang lebih tinggi untuk digunakan, dengan pengurangan biaya pembuatan, yang lebih dari mengkompensasi persiapan yang lebih mahal.
Pengelasan satu sisi seringkali nyaman, yang biasanya melibatkan beberapa bentuk dukungan akar: Lidah penyangga dari baja, yang dibiarkan tetap ada setelah pengelasan. Dukungan dukungan dalam bentuk batang tembaga berpendingin air. Tempat tidur fluks di batang tembaga beralur. Keramik khusus
mendukung.
Pengelasan dua sisiberarti tidak perlu memberikan dukungan root. Penetrasi yang baik dari las busur terendam berarti bahwa las tumpul dapat dibuat pada pelat setebal 15 mm tanpa memerlukan celah atau persiapan sambungan. Bahan yang lebih tebal memerlukan persiapan sambungan dalam bentuk permukaan sambungan berbentuk V atau X, mungkin juga dalam hubungannya dengan beberapa lintasan las.
Wajah sambungan-X asimetris digunakan untuk meratakan distorsi. Umpan pertama dibuat di celah yang lebih kecil dari dua celah. Saat logam las mendingin dan berkontraksi, ia menarik pelat sedikit ke atas sepanjang garis sambungan. Jenis sambungan lainnya termasuk sambungan fillet, yang sangat umum. Pengelasan celah sempit lebih disukai untuk pengelasan bahan yang sangat tebal.
7.7 Risiko cacat las Penggetasan hidrogen.Ini juga disebut sebagai retak hidrogen, retak pengerasan atau dingin Retakan terjadi pada dekat dengan batas leleh sebagai
bahan mendingin, terkadang beberapa jam setelah pengelasan. Efek ini disebabkan oleh kombinasi tegangan susut, difusi hidrogen dari logam las dan pembentukan struktur fasa keras martensit dalam logam.
Kelemahan dari semua proses pengelasan yang melibatkan perlindungan oleh fluks adalah risiko penyerapan uap air dan peningkatan risiko retak dingin. Fluks harus disimpan dengan benar untuk menjaganyakering.Bahan yang memiliki ekuivalen karbon tinggi dan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
ketebalan harus dilas pada suhu tinggi, sesuai dengan aturan yang relevan. Hidrogen dimasukkan dari kolam cair melalui uap air atau elemen yang mengandung hidrogen pada permukaan logam induk. Hidrogen berdifusi dari manik las ke daerah yang berdekatan dari zona yang terkena panas. Pendinginan cepat dalam kombinasi dengan baja dengan kekuatan yang lebih tinggi dapat memberikan efek pengerasan. Jika hidrogen hadir, ada risiko besar untuk retak hidrogen. Pelat tebal dan masukan panas rendah memberikan laju pendinginan yang tinggi dan ini meningkatkan risiko retak hidrogen.Sebuahpeningkatan suhu pengoperasian benda kerja dan bahan habis pakai yang dikeringkan dengan hati-hati merupakan cara penting untuk memastikan kualitas.
pori poridapat disebabkan oleh beberapa faktor, seperti:sebagai:
Kelembaban dalam fluks.
Kotoran pada benda kerja, seperti karat atau cat.
Masalah dengan pori-pori cenderung meningkat jika logam cair mendingin dengan cepat.
lubang jarumadalah karena pelepasan gas (terutama hidrogen) selama pemadatan logam, selama kristalisasi primer. Gas tidak dapat keluar dengan cukup mudah dari logam las, tetapi tertahan di dalam logam dan bertindak sebagai inti di sekitar logam yang mengeras. Lubang kecil terbentuk di tengah lasan, mengalir di sepanjang itu seperti untaian manik-manik. Pembentukan lubang jarum dapat dikurangi dengan mengurangi kecepatan pengelasan, dengan hati-hati membersihkan permukaan sambungan las sebelum pengelasan.
Kekuatan benturan yang burukkarena pertumbuhan butir terjadi sehubungan dengan pendinginan lambat. Kinerja tinggi dan penetrasi yang baik dari las busur terendam berarti bahwa yang terbaik adalah mengelas bahkan bahan yang agak lebih tebal dengan lintasan sesedikit mungkin. Namun, ini menghasilkan energi hasil tinggi, jadi mungkin lebih baik untuk membuat beberapa lintasan saat mengelas bahan yang sulit.
retak,juga disebut retak panas munculsebagaibahannya dingin, jika pasti kombinasi kondisi yang tidak menguntungkan terjadi. Rendah
rasio penetrasi las.
Kandungan karbon dan belerang yang tinggi dalam logam. Tegangan susut yang terjadi saat material mendingin.
Gambar 7.13
retakan mungkin muncul ketika lasan dalam dan sempit.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
PENGELASAN BUSUR TERendam
Pengelasan busur terendam menghasilkan risiko retak solidifikasi sebagai akibat penetrasi yang dalam dan leleh yang cukup besar dari bahan benda kerja yang menyebabkan zat dari bahan benda kerja berakhir di logam las. Secara sederhana, retakan ini dapat dijelaskan dengan bagian depan pemadatan yang mendorong zona cair di depannya yang mengandung konsentrasi zat yang mudah meleleh lebih tinggi (atau zat yang menurunkan titik leleh) daripada di bagian logam las lainnya. Dalam sambungan yang dalam dan sempit, logam las mengeras sedemikian rupa sehingga meninggalkan regangan lemah yang terperangkap di tengah las, yang kemudian pecah untuk menghasilkan retakan memanjang di bawah pengaruh tegangan susut. Panas
dapat dihilangkan dengan memaksa lasan menjadi dingin dari bawah ke arah
permukaan, sehingga kristal primer dipaksa untuk tumbuh secara diagonal ke atas menuju permukaan las, dengan mengelas pada basis penghilang panas. Cacat pengelasan yang terkait dengan memulai dan menghentikan pengelasan dapat dihindari melalui penggunaan tab mulai dan berhenti yang kemudian dilepas.
Banyak baja paduan tinggi memiliki kisaran suhu yang lebih luas di mana pemadatan terjadi. Ini meningkatkan kerentanan terhadap pemadatan Itu juga
sangat dipengaruhi oleh arah solidifikasi.
Gambar 7.14 Tegangan atau kecepatan pengelasan yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan undercut.
Meremehkanadalah cacat yang menunjukkan bahwa rentang tegangan yang sesuai untuk proses telah
terlampaui. Tegangan yang terlalu rendah menghasilkan konveksitas las yang sempit dan tinggi. Meningkatkan tegangan membuat lasan lebih lebar, tetapi tegangan yang terlalu tinggi dapat dengan mudah menyebabkan undercutting di tepi konveksitas. Kecepatan linier yang terlalu tinggi di sepanjang lasan dapat menyebabkan konveksitas dan undercutting yang tinggi secara bersamaan.
Undercut akan muncul ketika logam las tidak mengisi rongga yang dipotong oleh busur. Ini paling sering merepotkan sehubungan dengan pengelasan sambungan fillet tegak, di mana itu terjadi di web. Inklusi terakjarang terjadi pada las otomatis. Jika memang terjadi, biasanya terjadi di antara
lintasan dalam lasan multi lintasan. Saat membuat lasan seperti itu di pelat tebal, harus berhatihati untuk menghilangkan semua jejak terak. Manik las tidak rataakan menjadi hasil jika arus pengelasan tinggi dibandingkan dengan diameter kawat-tentang SEBUAHatau lebih. Hal ini disebabkan oleh tingginya tekanan busur pada
kolam las. Hasil dari efek ini adalah penetrasi yang berlebihan untuk ukuran kawat yang digunakan, menyebabkan logam cair dikeluarkan dari tepi sambungan dan terkadang juga menyebabkan kurangnya fusi.
Jika arus untuk kabel melebihi nilai yang disarankan, perlu untuk mengubah ukuran kabel berikutnya.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
8 Metode pengelasan tekanan Pengelasan tekanan dapat dilakukan dengan beberapa metode pengelasan, memiliki kesamaan fakta bahwa permukaan sambungan ditekan atau dikerjakan bersama. Smith di penempaan tradisional menggunakan las tempa, yang melibatkan pemanasan logam dalam api sampai menjadi plastik, kemudian bisa ditempa bersama. Ini berarti bahwa pengelasan tempa dapat diklasifikasikan di antara metode pengelasan tekanan. Dalam beberapa kasus pengelasan titik), permukaan yang akan disambung dipanaskan sampai titik leleh, sedangkan pada metode lain las dapat dibuat tanpa pemanasan yang signifikan.
8.1 Pengelasan resistansi Pengelasan resistansi adalah salah satu jenis pengelasan tertua. Panas dihasilkan oleh aliran arus listrik melalui hambatan yang dibentuk oleh kontak antara dua permukaan logam. Kepadatan arus sangat tinggi sehingga kumpulan logam cair lokal terbentuk, bergabung dengan dua bagian. Arus sering dalam kisaran 1 000-10 000 A, dan tegangan dalam kisaran 1-30 V.
Kami biasanya membedakan antara lima jenis pengelasan resistansi: pengelasan titik pengelasan jahitan
pengelasan proyeksi pengelasan butt resistance flash welding
Metode pengelasan resistansi umumnya cepat, efisien dan rendah polusi. Tidak diperlukan bahan pengisi. Kekurangannya dapat berupa biaya modal yang tinggi dan rentang aplikasi yang agak terbatas. Pada prinsipnya, setiap mesin hanya dapat digunakan untuk satu jenis pengelasan.
Pengelasan titik Pengelasan titik adalah metode pengelasan resistansi yang paling terkenal. Ini digunakan untuk menyambung bahan lembaran tipis (hingga 3 + 3 dengan sambungan tumpang tindih, dan banyak digunakan, dalam industri otomotif. Mobil pribadi biasa dapat memiliki hingga 5.000 sambungan las titik. Arus tinggi, dalam kombinasi dengan waktu pemanasan yang cepat, berarti bahwa masukan energi panas digunakan secara efisien: sangat sedikit yang dikonduksikan ke logam di sekitarnya. Oleh karena itu, pengelasan titik memiliki beberapa keunggulan dibandingkan metode pengelasan lembaran logam lainnya, seperti:
Sedikit deformasi benda kerja, karena energi panas kurang lebih terbatas di sekitar lasan. Tingkat produksi yang sangat tinggi untuk proses mekanis. Mudah diotomatisasi, dengan konsistensi tinggi, yang karenanya cocok untuk produksi massal.
Kebutuhan energi rendah dan sedikit polusi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
METODE PENGELASAN TEKANAN
Cepat: pengelasan resistansi 1 1 Tidak
sheet, misalnya, membutuhkan waktu 0,20 detik.
diperlukan bahan pengisi. Sedikit pelatihan khusus yang diperlukan. Lebih sedikit dampak lingkungan daripada saat mengelas dengan busur.
Dua elektroda menjepit dua lembar logam bersama-sama dengan kekuatan yang cukup besar, sambil melewatkan arus tinggi melalui logam. Energi panas dihasilkan ketika arus melewati hambatan kontak listrik antara dua lembar, seperti yang diberikan oleh:
dimana Q=kuantitas energi panas (Ws) Saya=saat ini(SEBUAH)
=resistansi di seluruh lasan T= durasi waktu pengelasan (s)
Gambar 8.1 Prinsip pengelasan titik.
Resistansi total antara elektroda (lihat Gambar 8.1) terdiri dari:
2 di mana
=resistansi kontak antara masing-masing elektroda dan benda kerja =hambatan
melalui logam dari masing-masing potongan yang akan disambung
=hambatan
kontak antara dua potongan logam.
Resistansi kontak antara elektroda dan benda kerja, dan khususnya resistansi kontak antara dua potongan logam yang akan disambung, jauh lebih tinggi daripada resistansi jalur penghantar melalui logam. Minor dalam permukaan logam berarti bahwa arus terkonsentrasi ke beberapa titik kontak, dengan hasil bahwa pemanasan terbesar pada titik-titik ini. Mengubah gaya penjepitan dapat mengubah resistansi kontak dan dengan demikian juga pemanasan.
Saat pengelasan dimulai, resistansi kontak sangat tinggi. Aliran awal arus menembus lapisan permukaan, sehingga resistansi kontak turun dengan cepat. Sebagian besar panas yang terbentuk pada kontak antara elektroda dan benda kerja dilakukan melalui elektroda berpendingin air. Namun, tidak demikian halnya dengan panas yang timbul dalam tahanan kontak antara dua lembar benda kerja, sehingga suhu di sini naik sampai suhu leleh logam tercapai, sedangkan permukaan terus ditekan bersama oleh gaya penjepitan, sehingga bahwa nugget las terbentuk di area kontak.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Elektroda harus dari bahan dengan kekerasan tinggi, hambatan listrik rendah dan konduktivitas termal yang tinggi. Pendinginan sangat menentukan bagi kehidupan mereka. Keausan, bersama dengan deformasi, meningkatkan ukuran kontak efektif elektroda, yang mengurangi kerapatan arus dan, pada waktunya, kekuatan las yang dihasilkan.Sebuahelektroda biasanya memiliki umur sekitar 5 000-1 000 lasan: saat mengelas baja galvanis, masa pakai ini berkurang menjadi sekitar 500-2 000 las. Pembalut ujung, menggunakan alat khusus, mengembalikan bentuk ujung elektroda.
Parameter penting dari pengelasan titik Proses pengelasan titik mencakup sejumlah variabel yang dapat disesuaikan untuk mencapai kinerja pengelasan yang optimal. Tabel nilai optimal telah dihasilkan, tetapi juga perlu untuk mengoptimalkan proses dengan coba-coba.
Arus pengelasanadalah arus yang mengalir melalui benda kerja. Dari semua parameter, inilah yang memiliki efek terbesar pada kekuatan dan kualitas lasan, karena jumlah panas yang dihasilkan sebanding dengan kuadrat arus pengelasan. Itu Oleh karena itu arus harus disesuaikan dengan hati-hati: arus yang terlalu tinggi menghasilkan lasan dengan kekuatan yang buruk, dengan depresi kawah yang terlalu besar, percikan dan beberapa distorsi. Ini juga berarti bahwa elektroda tidak perlu. Sebaliknya, arus yang terlalu rendah juga menghasilkan las dengan kekuatan terbatas, tetapi kali ini dengan luas las yang terlalu kecil. Waktu pemerasanadalah waktu yang dibutuhkan untuk membangun kekuatan penjepit. Ini bervariasi dengan ketebalan logam dan dengan kedekatan fit, dan juga dipengaruhi oleh desain
rahang elektroda. Kekuatan penjepitadalah kekuatan yang digunakan elektroda untuk menekan lembaran bersama-sama
Penting bahwa ini harus dikontrol dengan hati-hati, karena gaya penjepit yang terlalu rendah menghasilkan resistansi kontak yang tinggi, disertai dengan percikan dan mengakibatkansebuahkekuatan las yang buruk, sementara gaya yang terlalu tinggi menghasilkan lasan yang terlalu kecil, sekali lagi dengan kekuatan yang buruk, tetapi disertai dengan keausan yang tidak perlu pada elektroda dan depresi kawah yang terlalu besar.
waktuadalah waktu di mana arus mengalir melalui benda kerja, dan adalah diukur dalam siklus, di mana arus bolak-balik melewati satu siklus. Di Eropa, frekuensi utama adalah 50 Hz, yang berarti bahwa satu siklus membutuhkan 1/50=0,02 detik. Tahan waktuadalah waktu dari saat arus terputus sampai gaya penjepit dapat
dilepaskan. Pelat harus disatukan sampai kolam las mengeras, sehingga sambungan dapat dipindahkan atau elektroda dipindahkan ke posisi pengelasan berikutnya.
Daerah elektrodamenentukan ukuran area yang dilalui arus pengelasan, kerapatan arus. Diameter elektroda ditentukan dalam kaitannya dengan ketebalan logam(T )dari rumus berikut:
Saat mengelas baja berkekuatan tinggi, faktor 5 dalam rumus dapat dinaikkan menjadi sekitar 6-8. kotak toleransi Area dalam diagram di mana las titik yang dapat diterima dapat diproduksi disebut sebagai kotak toleransi atau lobus kemampuan las. Arus yang terlalu tinggi menghasilkan percikan, sedangkan arus yang terlalu rendah, atau waktu pengelasan yang terlalu pendek, menghasilkan arus yang tidak memadai, atau bahkan tidak sama sekali.
nugget las.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
METODE PENGELASAN TEKANAN
Pengelasansaat ini
Gambar 8.2 Lobus kemampuan las tempat pengelasan titik yang dapat diterima dapat diperoleh.
pengelasan jahitan Pengelasan jahitan digunakan dengan cara yang sama seperti pengelasan titik, dan pada dasarnya beroperasi dengan prinsip yang sama. Perbedaannya adalah bahwa dua elektroda berbentuk roda digunakan, menggulung (dan biasanya memberi makan) benda kerja.
Gambar 8.3 Prinsip pengelasan jahitan. Kedua roda harus memiliki ukuran yang sama, untuk mencegah bagian dari dibelokkan ke arah salah satunya. Profil kontak yang sebenarnya dapat dirancang dalam beberapa cara, agar sesuai dengan bentuk bagian yang akan dilas. Arus dapat mengalir terus menerus saat pengelasan sedang dilakukan, atau sebentar-sebentar untuk menghasilkan serangkaian titik, diposisikan sedemikian dekat untuk menghasilkan las tunggal yang kontinu. Masalah pengelasan jahitan yang tidak dapat dihindari adalah bahwa beberapa 'kebocoran' arus melalui lasan yang telah selesai.
Saat rol elektroda berputar, mereka tidak perlu diangkat di antara setiap titik, seperti pada pengelasan titik. Jika pengelasan tidak harus kontinu, pengelasan jahitan dapat digunakan untuk memposisikan titik-titik pada jarak tertentu satu sama lain, yang dapat dilakukan lebih cepat daripada pengelasan titik biasa.
Pengelasan proyeksi Seperti halnya pengelasan jahitan dan pengelasan titik, pengelasan proyeksi digunakan untuk menggabungkan dua lembar logam yang relatif tipis yang saling tumpang tindih. Prosesnya melibatkan menekan sejumlah 'lesung' di salah satu pelat, mengelas kedua pelat secara bersamaan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 8.4 Prinsip pengelasan proyeksi. Metode ini juga dapat digunakan untuk mengelas lembaran logam ke ujung batang, batang atau pipa, atau untuk mengelas mur menjadi lembaran. Kisi-kisi kawat titik persilangan kabel) juga sangat cocok untuk pengelasan proyeksi. Keuntungan dari proses ini, relatif terhadap pengelasan titik, adalah berkurangnya keausan pada elektroda karena area kontak yang lebih besar.
Pengelasan pantat resistensi Pengelasan butt resistensi digunakan untuk pengelasan ujung ke ujung batang atau kaKbaepla, n keranjang kawat las, troli belanja atau rak kawat untuk digunakan dalam oven. Ujung-ujung bahan ditekan bersama dan arus dilewatkan melaluinya: suhu melintasi resistansi kontak menjadi sangat tinggi sehingga logam melunak menjadi keadaan plastis dan kedua bagian dapat disatukan. Butt welding dapat digunakan untuk mengelas baja, tembaga, aluminium dan paduannya, serta untuk emas, perak, dan seng. Area kontak maksimum biasanya dinyatakan sekitar
150 mm2: batas atas ditentukan oleh kemampuan mesin las untuk memastikan pemerataan panas di semua bagian sambungan. Batas bawah ditentukan oleh kemampuan praktis menangani material: untuk kawat baja, ukuran terkecil umumnya dianggap sekitar 0,2rnmdiameter.
Gambar 8.5 Tahanan las butt. Pengelasan kilat Seperti halnya pengelasan butt, pengelasan kilat adalah metode di mana ujung benda kerja ditekan bersama dan dilas. Ini digunakan untuk mengelas benda kerja yang lebih tebal seperti rantai jangkar berat, rel dan pipa.
Prosesnya dimulai dengan pemanasan awal komponen, dengan menggerakkan bagian ke depan dan ke belakang, masuk dan keluar dari kontak satu sama lain beberapa kali, sementara arus lewat, sehingga titik kontak memanas dan memanaskan badan logam di belakangnya. . Ketika suhu cukup tinggi, ini diikuti oleh tahap berikutnya,
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
METODE PENGELASAN TEKANAN
Bagian-bagian itu perlahan-lahan disatukan dan ditekan dengan kuat dalam kontak, yang menyebabkan pencairan dan gasifikasi yang cepat, dengan pengeluaran material cair yang spektakuler dalam hujan bunga api. Logam cair dari dua permukaan bergabung, dan proses berlanjut dengan penerapan tekanan tempa sehingga bahan cair dan oksida atau kontaminasi yang terperangkap ditekan keluar dari sambungan ke kerah sekitarnya atau kesal.
TABEL 8.1 Contoh aplikasi untuk sejumlah metode pengelasan resistansi. Saya
Saya
Saya
Metode pengelasan
Barang
Titik
Proyek-
Kilatan
Lapisan
Wastafel baja tahan karat Jaring kawat. nampan penyimpanan dll.
Saya
Bagian furnitur, kursi. meja
Saya
Pipa, lengan, puting
TSaya
Alat, bor loker Atas dan bawah tank
Saya
Badan kendaraan
Selubung diferensial Peredam suara
-
Saya
Pipa dan bagian yang akan disambung secara tegak lurus
rel
Saya Saya
Rantai
Saya
Penopang substansial
Saya
Peralatan Mesin yang digunakan untuk pengelasan resistansi harus melakukan tiga tahap proses:
I. Menjepit atau menekan benda kerja dengan kekuatan mekanik tertentu dan menahannya pada posisi yang benar. 2. Melewati arus yang diperlukan melalui benda kerja. 3. Mengontrol waktu pengelasan sesuai kebutuhan.
Peralatan las resistansi juga relatif mahal, dan khusus untuk jenis penggunaan tertentu. Akibatnya, proporsi total biaya yang diperhitungkan dalam kaitannya dengan biaya peralatan jauh lebih tinggi dibandingkan dengan pengelasan busur.
Ada dua jenis mesin yang berbeda, tergantung pada susunan lengan elektroda: mesin lengan ayun,di mana lengan atas dibawa oleh bantalan di bingkai, danrel panduanmesin, di mana elektroda atas dikontrol secara linier oleh silinder pneumatik, seperti yang ditunjukkan padaGambar 8.6.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 8.6 Mesin las resistansi lengan ayun dan rel pemandu. Adalah penting bahwa lengan elektroda mampu bergerak cepat untuk mengakomodasi gerakan saat benda kerja melunak dalam panas dan bergerak bersama: jika tidak, ada risiko percikan dari lasan. Pegas mekanis atau pneumatik dapat mempertahankan tekanan pada elektroda saat material 'runtuh', sehingga mengurangi risiko percikan. Ukuran mesin tergantung terutama pada ukuran dan bentuk item yang akan dilas. Ini berarti bahwa, meskipun panjang lengan proyeksi tergantung pada ukuran benda yang akan dilas, lengan tidak boleh lebih panjang dari yang diperlukan, mengingat reaktansi listrik dari loop yang dilingkupi oleh lengan, area yang dilingkupi oleh lengan dan bingkai. (Ini berlaku, tentu saja, hanya ketika mengelas dengan arus bolak-balik.) Area jendela yang besar memungkinkan untuk mengelas item yang lebih besar, tetapi juga meningkatkan impedansi reaktif. Untuk alasan ini, lengan pada sebagian besar mesin las resistansi dapat disesuaikan, meskipun ini tidak berlaku untuk pengelasan proyeksi.
Tap-changer pada trafo las memberikan kontrol tegangan dan arus yang kasar. Kontrol halus kemudian disediakan oleh kontaktor thyristor yang mengontrol peralihan arus pengelasan. pengelasan
Mesin las DC, dengan penyearah di sisi sekunder transformator, lebih banyak mahal tetapi kebal terhadap penurunan tegangan induktif. Mereka juga cocok untuk pasokan fase, yang memberikan beban yang lebih seimbang pada listrik dan memungkinkan daya yang lebih tinggi untuk diambil. Saat ini juga umum untuk menyediakan pasokan DC menggunakan inverter frekuensi menengah. Prinsipnya sama dengan inverter yang digunakan untuk pengelasan busur: lihat Halaman 18. Pengelasan tahanan menggunakan a
frekuensi
sekitar 1 4kHz. Ini mengurangi ukuran trafo dan memberikan kontrol arus yang lebih cepat dan kontrol yang lebih baik dari proses pengelasan. Keausan elektroda juga agak berkurang. Sebagai pengelasan DC
tidak mengalami penurunan tegangan reaktif, daya total
permintaan dari listrik berkurang.
8.2 Pengelasan gesekan Pengelasan gesekan tidak melibatkan pelelehan penuh permukaan sambungan. Permukaan dipanaskan dan dipengaruhi dalam berbagai cara oleh tekanan dan gesekan, dengan proses pengelasan itu sendiri agak mirip dengan pengelasan tempa. Metode ini telah digunakan selama lebih dari 30 tahun. Ini sangat cocok untuk aplikasi tertentu, terutama di mana setidaknya salah satu bagiannya simetris secara rotasi. Secara tradisional, gesekan yang diperlukan telah dihasilkan oleh gerakan relatif antara bagian benda kerja, meskipun
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
METODE PENGELASAN TEKANAN
dalam beberapa tahun terakhir teknologi telah dikembangkan lebih lanjut sehingga gerakan pembangkit yang diperlukan dapat diterapkan oleh alat eksternal.
Pengelasan gesekan dengan rotasi salah satu bagian benda kerja
Ini adalah jenis las gesekan yang sampai sekarang paling banyak digunakan. Satu bagian diputar dan ditekan terhadap yang lain, menghasilkan lasan melalui generasi panas simultan dan deformasi plastis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.7. Dengan kata lain, masukan energi adalah murni mekanis. Parameter penting adalah kecepatan rotasi, tekanan dan waktu bagian diputar. Motor berputar
Benda kerja
Silinder hidrolik
Gambar 8.7 Pengelasan gesekan, dengan motor menggerakkan satu bagian dari benda kerja pada kecepatan yang terkontrol sementara kedua bagian ditekan bersama. Setelah waktu yang ditentukan, ketika jumlah yang diperlukan
panas telah dikembangkan, drive dilepaskan dan
rotasi berhenti.
Metode ini biasanya digunakan untuk dua benda simetris rotasi,
bar ke bar,
pipa ke pipa, flensa atau ujung. Namun, tidak ada yang mencegah salah satu permukaan menjadi rata. Proses pengelasan menghasilkan kerah material yang ditekan keluar dari sambungan, menghilangkan kontaminasi permukaan sehingga sambungan menjadi homogen dan bebas cacat.
Gambar 8.8 Bagian melalui batang yang dilas dengan gambar.
permukaan gesekan
Permukaan dapat dilapisi menggunakan prinsip pengelasan gesekan. Ini melibatkan batang bundar dari bahan habis pakai yang diputar saat ditekan, dan dipindahkan ke permukaan benda kerja. Proses ini sangat cocok untuk mengelas berbagai kombinasi
bahan:
baja tahan karat dapat, misalnya, diterapkan pada baja karbon biasa.
Percobaan metode ini juga telah digunakan untuk membuat sambungan las. Salah satu metode melibatkan penerapan bahan pengisi ke dalam sambungan terus menerus antara dua lembar bahan yang tidak terlalu tebal. Jika bahannya lebih tebal, lubang dapat dibor di dalamnya yang kemudian dapat diisi dengan batang pengisi yang berputar.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Pengelasan aduk gesekan Pengelasan aduk gesekan merupakan pengembangan yang menarik dari metode pengelasan gesekan sebelumnya. Kedua bagian benda kerja dijepit pada sambungan butt pada penyangga yang kokoh.
Pengelasan dilakukan dengan alat yang mirip dengan pemotong frais, tetapi dengan perbedaan bahwa tidak ada logam yang benar-benar dipotong: sebaliknya, gesekan alat yang berputar terhadap benda kerja cukup untuk melunakkan logam tanpa benar-benar melelehkannya. Kerah pada pahat mencegah logam lunak dipindahkan ke atas, sehingga bagian bawah dan atas sambungan sangat halus.
Kerugiannya adalah lubang dibiarkan pada posisi di mana pergerakan pahat berhenti. Kecepatan pengelasan sebanding dengan metode lain. Pengelasan aduk gesekan sangat cocok untuk pengelasan aluminium, las memanjuanntugk dmiembuat sepanjang ekstrusi aluminium. Hal ini juga memungkinkan untuk digunakan dengan bahan tertentu lainnya, seperti tembaga, titanium, timbal, seng dan magnesium. Uji coba las plastik juga telah dilakukan. Prosesnya menggunakan alat yang berputar, dengan pin yang menembus hampir seluruhnya melalui benda kerja. Sambungannya adalah sambungan pantat bebas celah, dan tidak memerlukan persiapan sambungan khusus. Benda kerja harus, bagaimanapun, dijepit dengan kuat, karena tekanan tinggi dihasilkan saat pahat lewat. Ini juga berlaku untuk permukaan akar jika diperlukan penetrasi las penuh. Metodenya mirip dengan penggilingan, kecuali tidak ada bahan yang dipotong: sebaliknya, ditekan melewati pin yang berputar dan mengisi celah di belakangnya sepenuhnya. Gesekan dan efek 'pengadukan' menaikkan suhu secukupnya untuk melunakkan logam tanpa melelehkannya. Bentuk pahat berputar dirancang sedemikian rupa sehingga menekan kecembungan las sehingga tetap sejajar dengan permukaan aslinya.
Gambar 8.9 Pengelasan aduk gesekan,
Bahan yang lebih tebal dari sekitar 25 mm paling sering dilas dari kedua sisi. Kecepatan pengelasan tergantung pada ketebalan dan jenis bahan: aluminium 15 mm, misalnya, dapat dilas dengan kecepatan longitudinal sekitar 180 sedangkan bahan setebal 5 mm dapat dilas dengan kecepatan linier hingga 3000 6082). Fitur khusus dari metode ini adalah sebagai berikut: Kualitas sambungannya bagus dan dapat direproduksi. Permukaan akar bisa sangat bagus sehingga lasnya hampir tidak terlihat, sedangkan bagian atasnya pada dasarnya halus, tetapi dengan efek permukaan yang tergenang yang ditinggalkan oleh alat.
Dengan masukan panas yang rendah, hanya ada sedikit tekanan atau distorsi termal.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
METODE PENGELASAN TEKANAN
Sifat mekanik lebih terjaga dibandingkan dengan las busur. Penurunan kekerasan hanya 10-20% telah diukur. FSW dapat digunakan juga untuk paduan yang sensitif retak ketika dilas dengan proses pengelasan fusi normal. Tidak ada radiasi yang terlihat, kebisingan atau generasi asap. Tidak ada bahan pengisi yang dibutuhkan.
Tingkat produksi sebanding dengan metode lain. Profitabilitas yang baik karena sangat sedikit kebutuhan untuk persiapan atau pemrosesan selanjutnya. Tidak ada konsumsi bahan pengisi. Pengelasan dapat dilakukan di mesin penggilingan yang sama atau mesin multi-operasi, menggunakan penjepit yang sama seperti untuk operasi lainnya.
Pembentukan lubang dari alat di mana ia berhenti bisa menjadi kerugian. Masalah menghasilkan penghentian tak terlihat belum terpecahkan. Perlengkapan yang berat dan kuat diperlukan untuk menyatukan bagian-bagian benda kerja dan ditekan ke pelat penyangga.
8.3 Pengelasan frekuensi tinggi Metode pengelasan ini dapat dianggap sebagai bentuk pengelasan resistansi, karena panas dihasilkan oleh pemanasan resistif dari arus yang diinduksi dalam benda kerja. Penggunaan frekuensi yang sangat tinggi, 400 kHz, memusatkan arus yang dekat dengan permukaan material, yang dikenal sebagai efek kulit, atau di bagian benda kerja yang dekat dengan konduktor pembawa arus, yang dikenal sebagai efek kedekatan. Ini menyediakan sarana dimana pemanasan dapat dibatasi, atau terkonsentrasi di, bagianbagian permukaan yang akan dilas bersama-sama, dengan las akhir dibuat dengan menekan bagianbagian itu bersama-sama.
Arus dapat disuplai ke benda kerja dengan blok kontak atau sepatu geser. Pemanasan terkonsentrasi yang cepat menghasilkan tingkat pengelasan yang tinggi, dengan masukan panas yang rendah dan sedikit konduksi panas ke bagian lain. Aplikasi yang menarik adalah pengelasan jahitan longitudinal pipa, yang tingkat pengelasannya 30-100 dapat dicapai, tergantung
pada ketebalan material dan input daya.
Pengelasan induksi Pengelasan induksi adalah bentuk pengelasan frekuensi tinggi di mana arus diinduksi dalam benda kerja oleh koil, di mana arus frekuensi tinggi mengalir, diposisikan dekat atau di sekitar benda kerja.
8.4 Pengelasan ultrasonik Pengelasan ultrasonik menyatukan bagian-bagian benda kerja dengan cara menggetarkannya satu sama lain pada frekuensi tinggi di bawah tekanan. Sampai batas tertentu, peralatan yang digunakan untuk ini mirip dengan yang digunakan untuk pengelasan resistansi, kecuali bahwa getaran, bukan arus listrik, yang memberikan masukan energi ke benda kerja.
Pengelasan ultrasonik cocok untuk lembaran tipis, film atau kabel. Bagian yang akan disambung sebaiknya cukup kecil: setidaknya salah satunya -yang akan dibuat bergetarukurannya tidak boleh lebih dari beberapa milimeter. Contoh penggunaan metode ini adalah membuat sambungan listrik pada aluminium atau tembaga. Konduktor yang sangat tipis
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
juga dapat dilas dengan cara ini. Keuntungan khusus dari metode ini ketika menggunakannya untuk mengelas item dalam peralatan elektronik yang sensitif adalah menghasilkan panas yang sangat sedikit.
SEBUAHlapisan oksida, atau bahkan isolasi, tidak perlu mencegah sambungan yang baik. Namun, permukaannya harus benar-benar dihilangkan lemaknya, karena gemuk bertindak sebagai pelumas dan menurunkan kualitasnya.
Peralatan
Ditopang dengan dasar yang kokoh, bagian-bagian yang akan dilas ditekan bersama oleh alat
yang mentransfer getaran. Sebuah kepala ultrasonik elektromekanis beroperasi pada frekuensi dalam kisaran 20-50 kHz, dengan amplitudo hanya beberapa ratus milimeter.
8.5 Pengelasan ledakan Pengelasan ledakan menghasilkan tekanan yang sangat tinggi untuk waktu yang singkat. Permukaan yang akan disambung disatukan dengan kecepatan yang sangat tinggi, sehingga energi tumbukan menjadi plastis dan menghasilkan ikatan las yang baik. Jumlah panas yang dikembangkan sederhana. Berbeda dengan proses lain, seperti yang melibatkan peleburan bahan, tidak ada (atau hanya zona lebur yang tidak signifikan) di mana bahan dari dua bagian dapat dicampur atau dapat bereaksi secara kimia satu sama lain. Metode ini sering digunakan untuk kombinasi material yang sulit untuk disambung menggunakan metode lain. Contoh dari aplikasi tersebut adalah pengikatan bagian aluminium ke baja, di mana kemudian dimungkinkan untuk menggunakan metode pengelasan biasa untuk membangun lebih lanjut dalam aluminium, struktur atas kapal, terbuat dari aluminium, pada lambung baja.
pelapisan
Jarak bahan
Gambar 8.10 Menerapkan plating ke billet dengan las ledakan. (Nitro
AB)
Pengelasan ledakan dari potongan yang lebih besar harus dilakukan di lokasi yang ditunjuk khusus. Metode ini digunakan terutama untuk menyiapkan blanko atau billet, meskipun metode ini juga dapat digunakan untuk aplikasi seperti penyambungan pipa atau penahan tabung pada pelat tabung.
Gambar 8.11 Foto mikro sambungan las eksplosif pada baja murni.
AB)
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
90
www.TechnicalBooksPDF.com
METODE PENGELASAN TEKANAN
8.6 Pengelasan pulsa magnetik Magnetic pulse welding (MPW) telah muncul dalam beberapa tahun terakhir. Kerabat terdekatnya adalah pengelasan ledakan tetapi, alih-alih bahan peledak, pulsa magnetik yang sangat kuat digunakan. Dibandingkan dengan pengelasan ledakan, keuntungan penting termasuk tingkat kebisingan yang rendah dan kemampuan untuk membuat las lebih lanjut dengan sedikit waktu untuk persiapan atau pengaturan di antara mereka.
Prinsipnya melibatkan pemakaian kapasitor kapasitansi tinggi melalui koil yang mengelilingi bagian yang akan dilas. Dua pipa, misalnya, dapat dimasukkan satu sama lain untuk membentuk sambungan yang tumpang tindih, lihat Gambar 8.12. Arus tinggi menghasilkan arus singkat
ms) tetapi medan magnet yang sangat kuat, yang menciptakan gaya tolak-menolak, menekan bagian luar ke arah bagian dalam.
Gambar 8.12 Prinsip pengelasan pulsa magnetik. Arus pelepasan dapat mencapai beberapa juta ampere, dari kapasitor yang saat ini dapat diisi hingga potensial hingga 10 Kumparan unik untuk setiap bagian, sedangkan ukuran sumber daya tergantung pada energi yang dibutuhkan untuk setiap sambungan dan jumlah sambungan per satuan waktu. Konduktivitas listrik bahan, ukuran benda kerja dan tumpang tindih sambungan semuanya menentukan untuk menentukan kebutuhan energi. Tembaga dan aluminium membutuhkan lebih sedikit energi daripada baja. Bagian-bagiannya tidak perlu melingkar: bentuk lain dapat digabungkan. Selain pengelasan, metode ini dapat digunakan untuk: Membentuk
Kalibrasi Crimping
meninju Sangat mungkin untuk mengelas bahan yang berbeda, aluminium ke baja, dll. Metode ini memiliki keuntungan sebagai berikut: Proses yang dingin
Tanpa kontak
Presisi tinggi
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
tembaga menjadi aluminium,
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Sangat cepat Hemat biaya Meskipun pengelasan pulsa magnetik memiliki beberapa kesamaan dengan pengelasan ledakan, ikatan dibuat dengan tingkat kebisingan yang rendah. Medan magnet di luar kumparan tidak dianggap berbahaya,sebagaieksposur sangat pendek dan kekuatan medan menurun dengan kuadrat jarak; dengan kata lain, sangat cepat dengan bertambahnya jarak. Proses ini paling cocok untuk produksi volume, karena kumparan harus dibuat khusus agar sesuai dengan bagian yang akan dilas, dan karenanya mewakili biaya yang relatif tinggi. Proses saat ini sedang dievaluasi dengan minat yang cukup besar oleh industri seperti industri otomotif dan barang putih. Industri listrik juga, dengan kebutuhannya untuk membuat banyak kontak listrik, mungkin akan menjadi pengguna utama dari proses tersebut.
8.7 Pengelasan tekanan dingin Sebagian besar metode pengelasan melibatkan penggunaan panas saja (pengelasan fusi) atau kombinasi panas dan tekanan. Pengelasan tekanan dingin adalah contoh metode pengelasan yang dilakukan seluruhnya tanpa pemanasan. Prinsipnya melibatkan menekan bagian-bagian benda kerja bersama-sama dengan kekuatan sedemikian rupa sehingga deformasi plastis menyebabkan lapisan oksida sisa ditekan keluar dan ikatan logam dibuat. Metode ini sangat cocok untuk digunakan dengan tembaga dan aluminium, dan sering digunakan untuk sambungan listrik. Contohnya adalah terminal sambungan tembaga yang dapat dilas dengan tekanan dingin ke konduktor aluminium. Ini adalah aplikasi yang pengelasan fusinya jelas tidak cocok, karena membentuk senyawa intermetalik yang rapuh dengan kekuatan yang sangat rendah.
Gemuk dan oksida harus dihilangkan permukaannya segera sebelum pengelasan, dengan menyikat kawat. Lapisan tipis minyak yang dioleskan dengan menyentuh dengan jari sudah cukup untuk mencegah kontak yang erat antara benda kerja. Namun, aluminium dapat berhasil dilas dengan lapisan oksidanya di permukaan: karena rapuh, deformasi plastis yang besar memecahnya. Lasan dapat dibuat sebagai las butt atau sebagai sambungan tumpang tindih.
8.8 Pengelasan difusi Pengelasan difusi adalah metode penyambungan permukaan satu sama lain tanpa meleleh dan tanpa deformasi. Proses ini dilakukan di bawah vakum atau dalam atmosfer gas pelindung, dengan penerapan tekanan dan suhu tinggi selama periode waktu yang relatif lama. Asalkan permukaannya bersih, rata, dan dikerjakan secara akurat, area yang luas dapat direkatkan dengan cara ini.SEBUAHcakram baja perkakas, misalnya, dengan saluran pendinginan integral, dapat diproduksi dengan mengelas cakram penutup ke cakram lain di mana saluran yang diperlukan telah dikerjakan. pengelasan dapat digunakan untuk banyak bahan, termasuk penyambungan berbagai
jenis logam dan juga ikatan logam dengan nonlogam. Namun, hasil sering ditingkatkan dengan menggabungkan lapisan perantara antara dua lapisan luar yang berbeda.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
www.TechnicalBooksPDF.com
9 Metode pengelasan lainnya 9.1 Pengelasan elektroslag Keterangan Pengelasan elektroslag adalah pengelasan
metode pembuatan las vertikal dan hampir vertikal, vertikal.
dengan kemiringan maksimum
Ini dimaksudkan untuk pengelasan yang sangat tebal
bahan (40 ke atas), meskipun dapat juga digunakan untuk bahan yang lebih tipis.
Kolam cair
Gambar 9.1 Pengelasan elektroslag.
Prosesnya dimulai dengan membenturkan busur antara elektroda dan benda kerja. Fluks diumpankan ke dalam sambungan, dan meleleh untuk membentuk bak terak yang semakin dalam semakin alirantelah ditambahkan. Ketika suhu terak, dan dengan demikian juga konduktivitas listriknya, telah cukup meningkat, busur dihubung singkat dan arus dibawa oleh terak cair, mempertahankan suhunya dengan pemanasan resistif.
Logam cair dicegah keluar dari sambungan dengan sepatu tembaga berpendingin air, yang dapat diperbaiki atau diatur untuk berjalan dengan kepala las. Lasan terbentuk di antara mereka dan permukaan sambungan. Kepala las bergerak ke atas sambungan saat pengelasan berlangsung. Satu atau lebih kabel pengisi dapat digunakan, tergantung pada ketebalan pelat. Jika bahannya sangat tebal, kepala las bisa menenun. Manfaat dari metode tersebut antara lain:
Produktivitas tinggi Biaya rendah untuk persiapan bersama
Lintasan tunggal, terlepas dari ketebalan pelat Tidak ada deformasi sudut saat membuat sambungan butt Penyusutan melintang kecil
Sedikit risiko penggetasan hidrogen.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Kelemahan dari metode ini adalah bahwa masukan panas yang tinggi berarti bahwa pengelasan dan pendinginan hanya lambat, sehingga memberikan waktu untuk pertumbuhan butir yang substansial di HAZ. Bahan dasar memiliki ketangguhan yang tidak memadai di HAZ untuk memenuhi persyaratan pada struktur yang dilas sehubungan dengan kekuatan impak.
Pengelasan elektroslag dengan panduan habis pakai
Kawat pengisi dalam versi elektroslagwelding ini dipandu ke kolam las melalui tabung yang meleleh dan berkontribusi pada bahan pengisi saat pengelasan berlangsung. tabung dapat dilapisi, untuk menyediakan terak untuk menjaga kedalaman kolam terak konstan. Keuntungan dari metode ini adalah kepala las dapat diperbaiki, dengan panjang (tinggi) las ditentukan oleh panjang tabung, yang bisa mencapai satu meter.
9.2 Pengelasan elektrogas Pengelasan elektrogas merupakan pengembangan dari pengelasan electroslag yang memiliki kemiripan dalam hal susunan dan penggunaan. Namun, gas pelindung (seperti pada
pengelasan) adalah
digunakan sebagai pengganti kolam terak untuk melindungi lasan, dan panas busur digunakan untuk melelehkan kawat pengisi, daripada panas resistensi. Ini digunakan untuk ketebalan pelat dalam kisaran 12-100 mm, dengan gerakan menenun untuk ketebalan yang lebih besar. Preparasi sambungan umumnya berupa sambungan-I sederhana dan celah, meskipun sambungan-V juga digunakan. Biaya proses keseluruhan jauh lebih murah daripada manual
pengelasan untuk membuat sambungan vertikal di
barang-barang seperti tangki besar.
Seperti proses busur logam gas lainnya, elektroda kawat padat dan berongga dapat digunakan. Jenis gas pelindung yang sama juga digunakan. Dibandingkan dengan pengelasan electroslag, pengelasan electrogas menghasilkan zona pengaruh panas yang lebih kecil dan ketangguhan yang lebih baik. Kawat pengisi yang panjang
dapat bermanfaat, karena memungkinkan pengelasan yang lebih tinggi
kecepatan, melelehkan lebih sedikit material benda kerja dan menghasilkan pemanasan keseluruhan yang lebih sedikit.
9.3 Pengelasan stud Pengelasan stud adalah nama umum dari beberapa metode berbeda untuk mengamankan baut, stud, dll. ke benda kerja. Dibandingkan dengan proses seperti pengeboran dan penyadapan, ini cepat dan sederhana. Metode yang paling umum adalah secara singkat tetapi intensif untuk memanaskan bagianbagian melalui busur, melelehkan permukaan yang akan disambung, dan kemudian menekan baut atau stud ke posisinya dengan pistol las khusus. Baut atau stud baja dengan diameter hingga sekitar 25 dapat dilas dengan cara ini. Proses ini juga dapat digunakan untuk barang-barang stainless steel, tembaga dan kuningan: aluminium dapat dilas menggunakan metode pelepasan kapasitor.
Peralatan Selain pistol las stud, proses tersebut membutuhkan unit daya dan peralatan kontrol yang sesuai untuk menyerang busur dan mengendalikan berbagai operasi. Unit daya dapat berupa tipe konvensional, atau terdiri dari sekelompok kapasitor yang, setelah diisi, memberikan pelepasan yang sangat cepat. Pengelasan stud mudah digunakan sebagai proses manual, dan juga dapat dengan mudah dimekanisasi, untuk pengelasan robot.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE LAINDARIPENGELASAN
Pemosisian
Pengapian
pejantan adalah
ditekan
Siap
Gambar 9.2 Pengelasan stud dengan metode kapasitor
Pengelasan Capacitor Discharge (CD) mengelas stud dengan 'pip' kecil di kepala, yang membakar dan menyulut busur. Durasi arc sangat singkat, dari orde hanya beberapa milidetik. Metode ini sangat cocok untuk pengelasan pada logam tipis, karena hanya ada sedikit penyebaran panas ke logam sekitarnya, yang berarti bahwa permukaan akhir atau perawatan pada sisi sebaliknya tidak rusak. Waktu pengelasan adalah 2-5 ms, dan stud hingga 8 diameter dapat dilas. Unit daya konvensional cocok untuk stud yang lebih besar. Metode busur menyerang busur dengan menyentuh stud pada benda kerja dan kemudian mengangkatnya. Ketika memiliki
cukup meleleh, stud ditekan ke logam. Cincin keramik diposisikan di sekitar stud, melayani tujuan ganda menahan lelehan dan melindungi prosesnya. Gas pelindung juga dapat digunakan. Ketebalan pelat minimum adalah diameter stud, dan waktu pengelasan sekitar 0,1-2,0 detik. Permukaan logam tidak perlu dibersihkan. Pemosisian
Pengapian
pejantan adalah
ditekan
Siap
Gambar 9.3 Metode busur. Sebuah varian dari metode busur adalah metode siklus pendek. Waktu pengelasan lebih pendek, umumnya kurang dari 0,1 detik, dan metode ini dapat digunakan baik dengan dan tanpa cincin keramik gas pelindung. Lembarannya bisa lebih tipis sebanding dengan diameternya
dari stud (turun ke dan proses tidak sensitif terhadap lapisan permukaan pada lembaran, galvanizing, gemuk atau skala pabrik.
9.4 Pengelasan laser Sinar laser memiliki beberapa sifat unik, di antaranya adalah fakta bahwa sinar itu paralel dan sangat terkonsentrasi. Oleh karena itu dapat dilakukan, dengan cermin atau serat kaca, ke posisi pengelasan yang jauh dari unit daya. Ini juga monokromatik, pada panjang gelombang tunggal tertentu, yang tergantung pada jenis laser yang digunakan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Keterangan Sinar laser difokuskan oleh lensa atau cermin ke titik hanya beberapa persepuluh dari diameter di untuk memberikan kepadatan energi yang tinggi. Titik fokus diatur untuk jatuh pada, atau sedikit di bawah, permukaan benda kerja. Bahannya langsung meleleh, bahkan ada yang menguap. Logam yang menguap di dalam lubang membentuk plasma yang, sebagai penyerap yang baik dari cahaya yang datang, meningkatkan penyerapan energi dan sebagainya
efisiensi proses. Lihat Gambar 9.4.
gas digunakan, untuk mencegah udara
bereaksi dengan bahan dan untuk melindungi lensa dari percikan dan uap. Segera setelah balok bergerak, dan masukan panas telah terputus, logam mengeras dengan cepat, karena zona yang dipanaskan kecil. Akibatnya, ukuran zona yang terkena panas juga kecil, dan distorsi dapat diabaikan. Penetrasi las tergantung pada daya keluaran laser. Tidak ada bahan pengisi yang digunakan, kecuali untuk pengelasan hibrida (lihat di bawah). Salah satu area aplikasi utama untuk pengelasan laser adalah industri otomotif, yang mengelas lembaran yang relatif tipis. Laser yang lebih kuat meningkatkan penetrasi, dan uji coba pengelasan laseradalahdilakukan di galangan kapal.
Sinar laser
meleleh
\\
,
Gambar 9.4 Penetrasi sinar laser las. Laser menghasilkan kedalaman,
penetrasi. Ini dicapai dengan pengelasan lubang kunci
metode (lihat juga Halaman yang memastikan penetrasi penuh. Kecepatan pengelasan tergantung pada kekuatan laser, dan bisa tinggi ketikatipisbahan sedang dilas: hingga 10-50 dan bahkan 100
saat mengelas foil. Pengelasan laser, dengan kata lain, cepat:
sekitar dua kali lebih cepat dari pengelasan plasma dan delapan kali lebih cepat dari pengelasan TIG. Lasan kekuatan tinggi bebas pori, toleransi dimensi yang sangat baik, dan produktivitas tinggi menjadikan metode ini lebih unggul dari kebanyakan metode lainnya dalam banyak aplikasi. Selain itu, pengelasan laser bersih dan tenang.
Kelemahan dari pengelasan laser adalah rendahnya
rasio geometri las
dapat menyebabkan retak termal. Selain itu, baja pengerasan dapat dikeraskan secara lokal dengan laju pendinginan yang cepat. Karena sinar laser hanya sepersepuluh a
di
diameter, itu berarti bahwa metode ini sensitif terhadap toleransi, dan oleh karena itu membutuhkan jig dan perlengkapan yang sangat akurat. Namun, bahan yang lebih tipis sering kali dapat dilas secara tumpang tindih,
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE PENGELASAN LAINNYA
yang mengurangi persyaratan akurasi. Biaya investasi tinggi, tetapi harga akan turun dan pengelasan laser diharapkan akan lebih banyak digunakan di masa depan. Las laser sering digunakan untuk bahan las yang hanya dapat menerima masukan panas rendah, baja tahan karat tertentu dan bahan yang dikeraskan, atau untuk komponen pengelasan di industri elektronik. Metode ini juga digunakan di mana bagian yang rumit membutuhkan presisi tinggi, di industri otomotif, teknik umum, dan dirgantara.
Peralatan Jenis laser las yang paling umum adalah:
laser dan
laser, dengan
yang terakhir cenderung digunakan untuk bahan yang lebih tipis dan yang pertama untuk yang lebih tebal. Sinar laser dapat berupa pulsa atau kontinu.
Itu
laser
Itu
laser menghasilkan cahayanya dalam tabung yang melaluinya campuran gas (termasuk aliran, menghasilkan panjang gelombang 10,6) Masukan energi adalah dengan cara
pelepasan listrik melalui gas. Ini dapat menghasilkan keluaran daya tinggi, dan sangat populer untuk aplikasi pengelasan dan pemotongan. Cahaya biasanya disampaikan ke kepala las dan difokuskan oleh cermin. Sebuah gas pelindung (sering helium atau an
campuran) adalah
digunakan untuk melindungi lensa dan lasan: membantu membatasi jumlah plasma penyerap energi yang terbentuk di atas permukaan sambungan. Dalam hal ini, helium lebih disukai, karena energi ionisasinya yang tinggi. laser yang tersedia saat ini memiliki kekuatan yang jauh lebih tinggi daripada
laser. Sebagai
kecepatan pengelasan sebanding dengan daya keluaran, laser dapat mengelas lebih cepat. Atau, daya yang lebih tinggi berarti laser dapat mengelas pelat hingga setebal 26 rnm. Namun, satu masalah adalah bahwa sebagian besar energi berkas dipantulkan oleh bahan tertentu: panjang gelombang yang berbeda diserap ke tingkat yang berbeda, yang berarti bahwa
laser dipantulkan lebih mudah daripada laser YAG. Ini
cahaya
terutama terlihat ketika bahan pengelasan seperti paduan aluminium atau magnesium. Emas, perak, dan tembaga juga sulit dilas dengan laser.
Itu
laser
Zat aktif dalam laser ini adalah neodymium, berupa dopan dalam wadah transparan batang yttrium aluminium garnet. Energi disuplai oleh tabung flash, dengan prinsip yang sama seperti yang digunakan pada kamera. Panjang gelombang keluaran cahaya adalah 1,06
sangat
lebih pendek dari laser, tetapi masih dalam bagian infra-merah yang tidak terlihat dari spektrum. Perbedaan penting adalah bahwa panjang gelombang yang lebih pendek memungkinkan cahaya dibawa oleh serat optik dan difokuskan dengan lensa biasa. Ini memberikan manfaat praktis yang substansial dan memungkinkan penggunaan laser untuk pengelasan robot.
Masalah karena adanya plasma penyerap lebih sedikit saat pengelasan dengan
laser, dan argon dan
campuran gas dapat digunakan. Dapat diterima
hasil bahkan dapat diperoleh tanpa gas pelindung saat mengelas las titik atau pada daya rendah.
Jenis laser ini sangat cocok untuk pengelasan bahan yang sulit seperti tantalum, titanium, zirkonium, dll. Kekurangannya adalah tidak tersedia laser, dengan output daya tinggi seperti sehingga cenderung terbatas pada logam
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
ketebalan hingga 6
Namun, pembangunan meningkatkan output yang tersedia: di
kombinasi dengan kemampuan untuk menggunakan konduktor cahaya serat optik, ini membuat laser jenis ini berpotensi sangat menarik.
Laser dioda Laser berdaya tinggi berukuran besar, sangat mahal, dan sering kali memiliki efisiensi yang sangat buruk. Laser
dioda menawarkan alternatif yang menarik untuk mereka. Ini, pada prinsipnya, sama dengan yang dipasang di setiap pemutar CD. Dengan mengelompokkan sejumlah besar dari mereka, dimungkinkan untuk menghasilkan daya sinar laser yang cukup untuk mengelas logam tipis. Namun, harganya masih mahal, dengan kualitas balok yang buruk, sulit untuk memusatkan balok secara memadai.
Perlindungan
Sepasang kacamata biasa cukup untuk menyerap radiasi dari a
laser dan untuk
melindungi kornea dari kerusakan oleh sinar. Namun, cahaya dari laser membutuhkan kacamata pelindung khusus, karena bahkan cahaya yang dipantulkan dari benda kerja dapat merusak kornea dan retina, serta menyebabkan katarak di badan vitreous mata. Hal ini karena lensa mata memfokuskan cahaya pada retina. Bahkan dengan kacamata pelindung, karena itu berbahaya untuk melihat dengan keras selain sekilas) pada apa pun di sekitar a sinar laser saat pengelasan sedang berlangsung. kelongsong
Ketahanan aus dan ketahanan korosi permukaan dapat ditingkatkan dengan menerapkan a lapisan cladding yang cocok untuk mereka, baik di area lokal kecil atau di seluruh bagian. Metode ini dapat digunakan baik untuk pembuatan baru maupun untuk perbaikan, di mana pun kelongsong permukaan yang sesuai diperlukan. Ini menghasilkan lapisan tipis logam las bebas pori, dengan permukaan akhir yang baik dan sedikit pencampuran dengan bahan substrat.
Lebih sedikit energi yang dibutuhkan daripada metode kelongsong lainnya, yang berarti bahwa distorsi termal lebih sedikit dan struktur berbutir lebih halus. Bahan kelongsong biasanya dalam bentuk unggun fluks, tetapi secara teoritis dapat diterapkan dalam bentuk kawat, foil, keripik dll. Pengelasan dilakukan di bawah gas pelindung untuk mencegah pembentukan oksida.
Pengelasan hibrida Pengelasan hibrida mengacu pada kombinasi dua metode pengelasan, biasanya pengelasan laser dan metode pengelasan busur seperti pengelasan MIG atau plasma. Menggabungkan laser dengan pengelasan, kawat mana yang menyediakan bahan cair yang mengisi sambungan dan dengan demikian
mengurangi persyaratan untuk posisi yang tepat dari dua bagian yang seharusnya diperlukan untuk pengelasan laser saja. Selain itu, saat mengelas sambungan fillet, kombinasi ini memberikan penguatan sambungan. Ini juga mengurangi risiko pemotongan, yang dapat dengan mudah terjadi dengan pengelasan laser, dan yang sayangnya sangat mengurangi kekuatan kelelahan. Namun, dibandingkan dengan yang biasa pengelasan, kecepatan pengelasan jauh lebih tinggi, karena penggunaan
dari laser.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE PENGELASAN LAINNYA
Gambar 9.5 Prinsip
pengelasan hibrida.
Metode ini cocok untuk membuat sambungan butt dan fillet, dan paling sering digunakan untuk pelat las 10 dan lebih tebal. Alih-alih kawat pengisi, bubuk dapat digunakan, menghasilkan sambungan yang sangat baik. Ini melibatkan penggunaan jig elektromagnetik yang menghasilkan medan magnet untuk memastikan bahwa bubuk mencapai sampai ke dalam sambungan.
9.5 Pengelasan berkas elektron Keterangan Pengelasan berkas elektron menggunakan berkas elektron berenergi sangat tinggi untuk menghasilkan penetrasi yang dalam dan sempit. Berkas elektron memiliki kandungan energi yang lebih tinggi daripada sinar laser, dan juga lebih kecil. Penetrasi juga lebih dalam untuk daya yang diberikan, dan efisiensi keseluruhan dari proses konversi energi input listrik ke output beam power juga jauh lebih tinggi. Karakteristik penting termasuk kepadatan energi yang tinggi, yang memungkinkan untuk mencairkan celah antara dua bagian tanpa masalah distorsi.
Pengelasan harus dilakukan dalam ruang hampa,sebagaiberkas elektron diserap oleh udara. Ini memperumit proses saat mengganti benda kerja. Di sisi lain, tidak adanya udara baik untuk proses pengelasan, karena tidak ada reaksi antara udara dan logam las atau benda kerja. Pengelasan berkas elektron digunakan untuk material canggih dan bagian-bagian penting yang rumit seperti:sebagai,misalnya, rotor turbin, tetapi juga cocok dan ekonomis untuk banyak proses sederhana yang melibatkan proses produksi besar. Sangat cocok untuk bahan pengelasan butt dengan ketebalan yang berbeda, tetapi sangat kompetitif untuk pengelasan bahan tebal, hingga 250
Peralatan Senjata elektron (lihat Gambar9.6),disuplai dari sumber daya tegangan tinggi 175
itu tetapi pada arus rendah (kurang dari 1 A). Elektron dipercepat anoda dan difokuskan dan dibelokkan oleh kumparan magnet di a mirip dengan yang digunakan untuk layar televisi atau komputer.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
kumparan defleksi
,
Gambar 9.6 Pistol elektron. Berkas elektron membutuhkan ruang hampa, sehingga pengelasan dilakukan di ruang hampa udara. Ini biasanya membutuhkan ruang untuk dibuka untuk memuat atau mengganti bagian, setelah itu udara harus dievakuasi oleh pompa vakum tinggi. Namun, berbagai desain yang menggunakan bentuk kunci udara untuk bongkar muat material telah dikembangkan untuk menangani item yang lebih kecil atau (misalnya) material strip. Ketika berkas elektron bertemu dengan benda kerja, itu menghasilkan emisi sinar-x sekunder, sehingga ruang vakum juga memberikan perlindungan terhadap radiasi ini. Pengelasan biasanya dilakukan dengan melintasi atau memutar benda kerja dengan kontrol yang dapat diprogram, dengan berkas elektron stasioner. Perhatian khusus harus diberikan untuk menjaga akurasi yang tepat, mengingat ukuran balok sempit dan sambungan. Namun, balok dapat dibelokkan untuk membuatnya menyapu bolak-balik melintasi sambungan (yang mempengaruhi penetrasi) atau untuk pelacakan sambungan.
Meskipun pistol elektron itu sendiri membutuhkan vakum tinggi, vakum di seluruh ruangan tidak perlu terlalu tinggi. Berkas elektron bahkan dapat menempuh jarak pendek di udara, tetapi dengan cepat diserap dan dihamburkan, yang membatasi penetrasi. Selain itu, jika pengelasan dilakukan di luar ruang vakum, perlindungan harus diberikan terhadap sinar-x dengan cara lain.
Metode pengelasan Seperti halnya pengelasan laser, pengelasan berkas elektron adalah metode yang melibatkan kepadatan energi tinggi, yang menghasilkan karakteristik berikut:
Lasan biasanya dibuat sebagai las butt. Penetrasi yang sangat dalam dapat dicapai oleh berkas elektron.
Lasan sempit, dengan tinggi
perbandingan.
Persiapan sendi harus dilakukan dengan hati-hati, memastikan posisi yang akurat. Kontrol yang cermat dari track balok di sepanjang sambungan sangat penting. Produktivitas bisa tinggi dalam kaitannya dengan metode konvensional.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE PENGELASAN LAINNYA
Masukan panas rendah secara absolut, menghasilkan tegangan sisa yang rendah dan sedikit distorsi pada benda kerja. Reproduksibilitas dan toleransiadalahjuga bagus, karena metodenya mekanis. Banyak sebaliknya
bahan dan kombinasi bahan dapat dilas.
Metode ini sempurna untuk menyegel ruang vakum. Mungkin perlu untuk mendemagnetisasi bahan magnetik sebelum mengelasnya, karena medan magnet dapat membelokkan berkas elektron.
9.6 Pengelasan termit Sumber energi dari metode ini adalah panas yang dilepaskan oleh reduksi kimia dari oksida logam. Ini berarti bahwa pengelasan dilakukan dengan reaksi kimia, tanpa masukan energi eksternal (selain yang diperlukan untuk memulai reaksi). Bagian yang akan dilas ditempatkan dalam cetakan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.7, yang secara khusus
bubuk, yang dikenal sebagai termit, dan terdiri dari:
dimaksudkan dan dibentuk untuknya. Itu
oksida logam, seperti oksida besi, dicampur dengan bubuk aluminium, dimasukkan ke dalam kompartemen di atas benda kerja.
mesin cuci baja
Gambar 9.7 Cetakan yang disiapkan untuk pengelasan termit.
Karena aluminium memiliki yang jauh lebih tinggiafinitasuntuk oksigen daripada besi, reaksi eksotermik terjadi:
Oksida besi+aluminium
Besi+aluminium oksida + panas
Bubuk dinyalakan oleh percikan api, mengakibatkan oksida berkurang, sejumlah besar panas dilepaskan dan besi meleleh. Lelehan bersuhu sangat tinggi, yang terdiri dari besi cair pada sekitar 2.500 mengalir ke dalam cetakan, melelehkan permukaan sambungan dan membentuk sambungan las dengan benda kerja. Proses ini umumnya digunakan untuk menyambung rel, menggunakan campuran termit yang terdiri dari oksida besi dan aluminium. Aplikasi lain adalah untuk penyambungan dan penyambungan konduktor tembaga, menggunakan bubuk yang terdiri dari:
oksida, aluminium dan timah. Ini
campuran juga dapat digunakan untuk menyambungkan konduktor tembaga ke baja. Bubuk untuk pengelasan aluminium juga tersedia.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
10 metode pemotongan
Dalam literatur, proses pemotongan termal dengan gas, plasma atau laser sering dibahas dalam hubungannya dengan metode pengelasan yang sesuai. Ini karena hampir semua peralatan digunakan untuk kedua proses tersebut, dan karena metodenya juga sering digunakan bersama-sama. Kemudian juga tepat untuk mengambil kesempatan untuk membahas metode yang bersaing, seperti pemotongan jet air.
Bab ini juga menjelaskan pencungkilan busur karbon udara dan pencungkilan api gas oxy-fuel; metode yang sering terkait erat dengan proses pengelasan yang sesuai.
Pemotongan termal Pemotongan termal banyak digunakan sehubungan dengan persiapan bagian untuk pengelasan. Selain memotong pelat, dll., mungkin juga perlu untuk menyiapkan sambungan dengan memiringkannya. Kualitas dan kehalusan permukaan potongan yang dihasilkan umumnya memuaskan untuk tujuan tersebut, dan metodenya mudah untuk Pemotongan bahan bakar oxy
Pemotongan oxy-fuel menggunakan gas yang mudah terbakar, umumnya asetilen atau propana. Pembakaran gas dalam oksigen, bukan hanya udara, menghasilkan nyala api dengan suhu tinggi. Nyala api pertama-tama memanaskan benda kerja: ketika suhu yang cukup tinggi telah tercapai, semburan oksigen menghasilkan potongan dengan benar-benar membakar logam. Ini menghasilkan oksida logam dalam bentuk terak cair, yang dihembuskan keluar dari sambungan oleh pancaran gas.
Nyala api juga membantu menjaga permukaan atas pelat di atas suhu penyalaan logam saat pemotongan sedang berlangsung, meskipun sebagian besar panas yang diperlukan untuk pemotongan berasal dari pembakaran bahan yang sebenarnya sedang dipotong. Misalnya, saat memotong 25mrnbaja, sekitar 85% panas berasal dari pembakaran besi. Namun, pada bahan yang lebih tipis, proporsi panas yang lebih besar diterapkan oleh nyala api.
Peralatan
Pemotongan oxy-fuel dapat dilakukan secara manual, menggunakan obor pemotong, atau dengan mesin, dengan kepala pemotong yang dikontrol secara numerik. Dengan cara yang sama seperti untuk pengelasan gas, ada dua jenis obor utama: obor bertekanan tinggi dan obor injektor. Perbedaan antara obor las dan obor potong adalah bahwa obor las memiliki nosel untuk jet pemotongan oksigen, umumnya di tengah nosel api.
bahan Untuk pemotongan gas yang sukses, bahan yang akan dipotong harus memenuhi kondisi tertentu.
Oksida harus memiliki titik leleh yang lebih rendah dari titik leleh logam itu sendiri. Dalam kasus besi, oksida meleleh pada sekitar 1400 yang lebih rendah dari
1530 titik leleh besi karbon rendah. Ini adalah suhu leleh oksida itu menjelaskan mengapa baja tahan karat dan aluminium tidak cocok untuk pemotongan gas.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PEMOTONGANMETODE
Suhu penyalaan logam harus lebih rendah dari titik lelehnya. Dalam kasus baja karbon rendah, suhu pengapian sekitar 1050 Pembakaran logam harus menghasilkan panas yang cukup untuk mempertahankan pembakaran. Dari sini, dapat disimpulkan bahwa hanya baja paduan rendah dengan kandungan karbon hingga sekitar 0,3%, yang dapat dipotong dengan cara biasa oleh pembakar oksigen. Dalam baja seperti itu, ketebalan hingga sekitar 300 mm dapat dipotong dengan pemotongan oxy-fuel. Jika persyaratan kualitas sehubungan dengan pemotongan akhir kurang ketat, ketebalan yang sangat besar dapat dipotong, hingga sekitar 3000. Di ujung lain skala, di bawah 25 mm, pemotongan oxy-fuel bersaing dengan pemotongan plasma, yang memberikan hasil yang lebih tinggi. tingkat pemotongan, seperti yang ditunjukkan padaGambar 10.1. Metode pemotongan lain direkomendasikan untuk memotong baja tahan karat dan besi tuang. Namun, pemotongan oxy-fuel dapat digunakan untuk memotong bahan-bahan ini, dengan menggunakan aditif yang sesuai.
gas Seperti yang dijelaskan dalam bab tentang pengelasan gas, asetilenmemiliki karakteristik khusus, terbakar
dengan nyala api yang kuat dan kecepatan pembakaran yang tinggi. Kecepatan pembakaran yang tinggi ini dapat menjadi kerugian atau bahkan bahaya, karena pembakaran dapat bermigrasi ke belakang, ke nozzle burner. Di sisi lain, inti api yang panas membuat gas cocok untuk memotong bahan yang lebih tipis, yang dapat dilakukan dengan produktivitas yang baik. propana terbakar dengan nyala api dengan konsentrasi panas yang lebih rendah. Oleh karena itu, panas akan menyebar lebih merata di sepanjang potongan, yang dapat menjadi keuntungan saat memotong bahan yang lebih tebal.
Hidrogentidak umum digunakan sebagai bahan bakar gas, meskipun minatnya telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir melalui kemampuan untuk menghasilkan oksigen dan hidrogen dengan hidrolisis air. Ini melibatkan penggunaan energi listrik untuk memisahkan air menjadi unsur-unsur penyusunnya, pada tingkat yang diperlukan untuk pemotongan. Dalam hal karakteristik termal mereka, api hidrogen mirip dengan api propana.
Oksigenmelakukan tiga tugas sehubungan dengan pemotongan gas. Ini menghasilkan api pemanas dengan bahan bakar gas; itu membakar (mengoksidasi) bahan yang akan dipotong dan meniup terak yang dihasilkan dari potongan. Kemurnian oksigen sangat penting untuk kecepatan potong: kemurnian 99,3-99,7% adalah umum. Pengurangan 0,5 poin persentase mengurangi kecepatan potong sekitar 10%.
Pemotongan plasma Pancaran panas terkonsentrasi yang dihasilkan dengan metode plasma, yang sebelumnya telah dijelaskan sehubungan dengan pengelasan, sangat cocok untuk pemotongan. Namun, berbeda dengan pemotongan gas, yang bekerja terutama dengan membakar material menggunakan oksigen dalam jet pemotongan, pemotongan plasma bekerja dengan melelehkan material dan kemudian meniup material cair keluar dari potongan dengan tekanan jet plasma. Saat digunakan untuk memotong, tekanan gas plasma lebih tinggi daripada yang digunakan untuk pengelasan, dan asap dan kebisingan dihasilkan, setidaknya saat memotong pelat yang lebih tebal. Namun, ini dapat sangat dikurangi dengan memotong logam di atas meja potong, dengan logam itu sendiri di bawah air.
Jangkauan aplikasinya luas, meskipun bahan yang menjadi perhatian khusus untuk proses ini seperti baja tahan karat, aluminium dan tembaga, yang tidak dapat dipotong dengan pemotongan gas oxy-fuel biasa.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Peralatan Sebuah obor tangan dapat digunakan untuk pekerjaan yang lebih sederhana, meskipun produksi industri umumnya menggunakan meja potong yang dikontrol secara numerik, dengan satu atau lebih kepala pemotong, kira-kira seperti untuk pemotongan gas. Kebisingan, visual
silau dan asap bisa sangat intensif, tapi
dapat sangat dikurangi jika logam yang akan dipotong dan nosel plasma berada di bawah air. Elektroda busur biasanya tungsten atau tungsten dengan torium oksida. Namun, perkembangan elektroda yang mengandung hafnium atau zirkonium telah memungkinkan juga untuk menggunakan gas pemotongan pengoksidasi, bahkan sejauh menggunakan udara biasa.
Unit daya memiliki karakteristik arus konstan, seperti untuk TIG dan pengelasan plasma, tetapi harus dirancang untuk tegangan yang jauh lebih tinggi. Tegangan operasi melebihi 100 V, dan tegangan rangkaian terbuka dapat melebihi 200 V. Tindakan khusus harus diambil untuk mencegah operator bersentuhan dengan tegangan berbahaya ini.
Gas plasma Argon murni terkadang digunakan sebagai gas pilot, untuk memastikan pengapian yang andal dari
busur percontohan. (Busur pilot dipukul sebelum operasi pemotongan dimulai, tetapi tidak ditransfer ke benda kerja, busur itu menyerang antara elektroda pusat dan nozzle plasma.) Gas pemotongan harus memiliki sifat perpindahan panas yang baik: nitrogen murni, campuran
dari
atau hanya udara terkompresi yang digunakan.
Salah satu cara untuk meningkatkan kecepatan potong pada baja paduan rendah adalah dengan menggunakan gas pengoksidasi yang memberikan kontribusi aktif dengan membakar logam, dengan cara yang sama seperti pemotongan bahan bakar gas. Gas paling sederhana dan termurah, tentu saja, adalah udara terkompresi biasa. Namun, ini memberlakukan persyaratan khusus sehubungan dengan elektroda. Karena elektroda tungsten diserang oleh oksigen, elektroda hafnium atau zirkonium yang didinginkan dengan baik harus digunakan. Juga harus diterima bahwa akan ada biaya yang agak lebih tinggi untuk mengganti elektroda.
Gambar 10.1 Kecepatan potong tipikal untuk pemotongan plasma,
pemotongan gas dan laser
pemotongan.
Properti Pemotongan plasma bisa menjadi alternatif terbaik, bahkan untuk baja paduan rendah biasa. Untuk tebal-
ness hingga tentang25
tingkat pemotongan bisa jauh lebih cepat daripada
pemotongan gas, yang juga berarti bahwa ukuran zona yang terkena panas berkurang. Pada
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE PEMOTONGAN
di sisi lain, lebar garitan sekitar 1,5-2 kali lebih lebar dari yang dihasilkan oleh pemotongan gas. Selain itu, permukaannya tidak sepenuhnya sejajar: potongannya sedikit lebih lebar di bagian atas. Desain baru pemotong plasma telah dikembangkan untuk mengatasi masalah ini. Sebuah metode yang dikenal sebagai plasma toleransi tinggi (Pemotongan Busur Plasma Toleransi Tinggi, HTPAC, dalam literatur Amerika) telah dikembangkan. Fitur-fiturnya termasuk bukaan nosel gas yang lebih kecil dan jet pemotongan yang lebih sempit, dengan kerapatan arus yang lebih tinggi. Oksigen murni digunakan saat memotong baja paduan rendah. Karakteristik yang dihasilkan dari pemotongan plasma toleransi tinggi agak mirip dengan pemotongan laser. Keakuratan kontrol yang lebih besar dari nozzle pemotongan diperlukan saat memotong logam tipis, untuk memenuhi persyaratan toleransi yang dikurangi. Ini juga termasuk perawatan ketinggian yang hati-hati di atas permukaan benda kerja.
Laserpemotongan Sinar laser memiliki karakteristik pemotongan yang sangat baik: khususnya, presisi pemotongan sangat baik, dan efek termalnya sangat kecil. Metode ini paling cocok untuk bahan yang relatif tipis, di mana produktivitas yang sangat tinggi diperlukan. Banyak bahan non-logam juga dapat dipotong dengan laser.
Peralatan Sinar laser dihasilkan oleh
atau
laser, dan memiliki karakteristik sebagai
dijelaskan dalam bagian tentang pengelasan laser. Laser itu sendiri tidak bergerak, dan berkas cahaya dibawa ke kepala pemotong di mana ia difokuskan oleh lensa. Gerakan pemotongan mungkin dua dimensi atau tiga dimensi:
laser lebih disukai untuk tiga
kontrol dimensi, karena dapat memberikan daya keluaran yang lebih tinggi dan cahaya dapat disalurkan melalui serat kaca, dengan kepala pemotong yang dikendalikan oleh robot industri. Memotong gas
Gas pemotongan disuplai ke kepala pemotongan bersama dengan sinar laser terfokus, di perintah ke:
membantu meniup bahan cair dan uap keluar dari potongan melindungi lensa dari percikan (tergantung pada bahan yang dipotong),salah satumelindungi permukaan dari oksidasi, melalui penggunaan gas inert,atau melalui penggunaan gas pengoksidasi, memberikan masukan dari panas pembakaran, sehingga meningkatkan kinerja pemotongan. Saat memotong baja paduan rendah biasa, penggunaan oksigen dapat meningkatkan kecepatan potong 25-40%, dibandingkan dengan kecepatan potong menggunakan udara bertekanan. Oksigen kemurnian tinggi (lebih baik dari 99,7%) memberikan kecepatan potong tertinggi.
10.2 Pemotongan jet air Air jet saja
tanpa bahan aditif di dalam air) dapat digunakan untuk memotong
bahan lunak atau berpori. Saat memotong logam atau bahan keras, seperti kaca atau batu, jet air abrasifpemotongandigunakan, dengan pasir menjadi aditif dalam jet.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Fitur unik dari pemotongan jet air adalah tidak ada efek termal pada material, sehingga menghilangkan tekanan termal atau mekanis yang dapat mempengaruhi hasil. Ini berarti bahwa, meskipun kecepatan potong mungkin lebih rendah daripada metode pesaing tertentu, waktu dapat dihemat secara keseluruhan melalui penghapusan kebutuhan untuk perawatan selanjutnya. Kualitas potongannya bagus, jika dibandingkan dengan hasil yang dihasilkan dengan metode termal. Metode ini juga cocok untuk memotong bahan yang sulit dipotong dengan cara lain.
Peralatan Sebuahpompa oli hidrolik yang digerakkan secara elektrik menghasilkan tekanan oli 150-200 bar. Oli
kemudian menggerakkan pompa bertekanan tinggi yang menghasilkan tekanan air hingga 4000 bar. Tekanan ini diubah dalam jet menjadi kecepatan yang sangat tinggi, hingga sekitar
Itu
nosel jet air mengalami keausan yang sangat tinggi, dan oleh karena itu termasuk sisipan yang
umumnya terbuat dari safir industri, untuk memberikan masa operasi mungkin sekitar 100 jam. Lubang melalui safir biasanya sekitar 0,1-0,3 mm, menghasilkan jet setipis rambut dan potongan yang hampir sama sempitnya. Potongan yang dihasilkan oleh pemotongan abrasif agak lebih lebar, hingga sekitar 1,5 mm. SEBUAHmeja potong umumnya digunakan, dengan kepala pemotongan yang dikontrol secara numerik, seperti untuk proses pemotongan termal. Robot industri juga dapat digunakan untuk pemotongan tiga dimensi.
bahan Sebagian besar bahan dapat dipotong dengan jet air. Dengan menggunakan air saja, bahan seperti kayu, kertas, kain kempa, plastik berbusa, dll. dapat dipotong. Pemotongan jet air abrasif dapat menangani logam seperti baja tahan karat, tembaga, aluminium dan titanium, atau dengan komposit seperti plastik yang diperkuat serat kaca atau bahan keras seperti kaca, keramik, dan batu alam.
Properti
Pemotongan jet air umumnya telah digunakan di mana metode lain tidak cocok. Kecepatan potong saat memotong baja kurang dari 20mrntebal, misalnya, hanya sekitar sepersepuluh dari kecepatan yang dapat dicapai dengan pemotongan plasma. Logam dapat dipotong dengan kecepatan sekitar 10-30
atau agak lebih untuk logam. Ketebalan bisa sampai sekitar 100mm. Bahan seperti kaca, plastik, karet, batu, dll. dapat dipotong dengan kecepatan sekitar 100-300 cm2/ menit
10.3 Pencongkelan termal Pengelasan sering disertai dengan kebutuhan untuk memotong kelebihan bahan: dalam kasus seperti itu, mencungkil bisa lebih efisien daripada menggiling saat memperbaiki cacat pada las atau saat memotong alur untuk menghindari cacat las saat benda kerja akan dibalik dan las selesai dari sisi akar. Beberapa metode, dan khususnya yang menggunakan busur listrik, menghasilkan asap dalam jumlah besar, sehingga ventilasi khusus harus disediakan saat menggunakannya di dalam ruangan. Selain itu, karena mencungkil melibatkan peleburan material dan meniupnya, operator harus melindungi dirinya sendiri dan lingkungan sekitarnya.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE PEMOTONGAN
Mencongkel api gas oxy-fuel Metode ini didasarkan pada teknologi yang sama seperti yang digunakan untuk pemotongan gas. Ini menggunakan nosel khusus, yang memfasilitasi pekerjaan di sepanjang permukaan benda kerja. Sangat cocok untuk digunakan dengan baja karbon dan baja paduan rendah, dengan cara yang sama seperti pemotongan gas.
Pencongkelan busur karbon udara Metode ini juga menggunakan namamencungkil udara busurataumencongkel busur karbon.Ini menggunakan peralatan yang kira-kira sama seperti untuk pengelasan dengan elektroda berlapis. Elektroda gouging adalah elektroda karbon berlapis tembaga, digunakan dalam pemegang elektroda yang memiliki outlet untuk udara terkompresi. Unit daya terbaik adalah unit yang dapat memberikan arus tinggi dan, jika mungkin, juga arus hubung singkat yang tinggi, untuk mempertahankan gaya busur yang benar. Elektroda dipegang pada sudut ke benda kerja dan, bersama dengan semburan udara terkompresi, dapat menghilangkan logam dengan kecepatan tinggi.
Elektroda karbon harus dihubungkan ke kutub positif unit daya: elektroda khusus tersedia untuk digunakan dengan AC. Diameter elektroda dari 3mm hingga 19 digunakan, tergantung pada arus yang tersedia dan tingkat penghilangan logam yang diinginkan. Pencongkelan busur logam manual Ini tidak memerlukan peralatan apa pun selain yang digunakan untuk pengelasan dengan elektroda berlapis. Elektroda, bagaimanapun, adalah elektroda pencungkil khusus, dengan lapisan tebal, yang menghasilkan sejumlah besar gas. Busur dipukul dengan cara biasa, dan elektroda kemudian dimiringkan dengan sudut yang cukup besar terhadap pekerjaan, dengan ujung mengarah ke arah perjalanan. Ini menghasilkan alur yang halus, dengan tingkat penghilangan logam yang tinggi. Performa terbaik diperoleh dengan menghubungkan elektroda ke kutub negatif atau dengan menggunakan AC.
Pencungkilan busur plasma Plasma arc gouging menggunakan peralatan dan gas yang sama seperti untuk pemotongan plasma. Nosel, bagaimanapun, dapat menggabungkan nosel untuk gas pelindung. Itu dipegang sekitar 20 mm dari benda kerja, pada sudut sekitar
untuk itu, dan menunjuk ke arah perjalanan.
Sudut dapat diubah untuk memvariasikan
hubungan dalam alur.
Dibandingkan dengan busur karbon udara ada manfaatnya Lebih sedikit asap dan gas yang dihasilkan dan tingkat kebisingan yang lebih rendah Produktivitas dan kualitas alur yang lebih tinggi
Tidak ada risiko pengambilan karbon Cocok juga untuk logam non-ferrous
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
11 Metode pelapisan permukaan 11 Cladding untuk memberikan lapisan tahan korosi Penerapan bahan tahan karat pada baja paduan rendah adalah metode ekonomi untuk memproduksi bejana tekan reaktor atau bejana tekan untuk aplikasi seperti industri kimia, di mana bejana berdinding tebal diperlukan dengan perlindungan korosi internal. Ada beberapa metode pengelasan yang dapat digunakan: Pengelasan busur terendam menggunakan elektroda kawat padat, seringkali kawat ganda Busur Kembar, atau menggunakan kawat berinti fluks.
Pengelasan busur terendam menggunakan elektroda strip lebar tapi tipis.
Pengelasan elektroda strip dengan fluks yang memungkinkan proses dilakukan dengan menggunakan prinsip electroslag, tanpa busur, tetapi dengan panas yang dihasilkan oleh pemanasan resistensi di terak cair. Lihat "Electroslagwelding" di halaman 93
Lapisan plasma. Penyemprotan termal: lihat Halaman 110.
Tujuannya adalah untuk mencapai lasan yang baik, tetapi dengan sedikit lelehan material yang mendasarinya. Dalam hal ini, metode electroslag lebih disukai daripada pengelasan busur terendam biasa, karena penetrasinya lebih sedikit ke dalam bahan substrat dan dengan demikian menghasilkan lebih sedikit pencampuran logam las. Beberapa metode pengelasan busur terendam biasa tentu saja dapat digunakan, tetapi mungkin perlu untuk menerapkan dua atau lebih lapisan sampai lapisan logam las yang cukup murni dihasilkan. Cladding sering dilakukan dengan metode mekanis, karena seringkali ada area yang lebih besar untuk ditutupi.
11.2 Hardface Penerapan paduan tahan-abrasi tinggi dengan pengelasan adalah metode untuk memperbaiki bagianbagian mesin atau barang-barang logam lainnya yang mengalami keausan abrasif. Contohnya termasuk rel, bilah turbin, gigi bucket excavator, dan konveyor di industri pertambangan. Seringkali lebih murah untuk memperbaiki suku cadang seperti itu daripada menggantinya dengan yang baru, karena lebih cepat dan tidak perlu menyimpan stok suku cadang. Bisa juga terjadi bahwa suatu permukaan harus keras, sedangkan bahan dasarnya harus memiliki ketangguhan yang lebih tinggi. Dalam kasus seperti itu, adalah umum untuk menerapkan lapisan permukaan keras dengan pengelasan, yang dapat dilakukan baik dengan peralatan las otomatis atau manual, tergantung pada keadaan dan jumlah pengelasan yang akan dilakukan.
Jenis pakaian Jenis bahan kelongsong yang akan digunakan sepenuhnya bergantung pada jenis keausan yang akan dilindungi. Ada banyak mekanisme keausan yang berbeda, meskipun mereka dapat dibagi secara kasar menjadi empat kelas berikut untuk kesederhanaan:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE CLADDING PERMUKAAN
Gesekan dan adhesi Kelas ini adalah di mana dua permukaan logam berguling atau bergesekan satu sama lain,
sebuah poros
dan bantalan atau kabel dan sheave. Bahkan permukaan yang paling halus sekalipun memiliki mikro-
ketidakrataan scopic, yang mengakibatkan keausan. Partikel
kedua permukaan ditekan
bersama-sama dan putus, menyebabkan keausan tumbuh. Faktor terpenting dalam hal ini adalah permukaan akhir, tekanan kontak dan struktur material. Secara umum, dapat dikatakan bahwa partikel keausan dari dua permukaan yang memiliki kekerasan dan analisis yang sama dapat 'bergabung' dengan lebih mudah, yang menghasilkan keausan yang lebih besar. Oleh karena itu diinginkan untuk menghindari membiarkan dua permukaan dari bahan yang sama untuk saling kontak.
Abrasi
Ketika partikel mineral kecil dan keras bergesekan di permukaan logam, permukaan logam akan terpotong. Semakin keras mineral dan semakin tajam tepi partikel, semakin besar jumlah keausan. Mekanisme keausan semacam ini terjadi, misalnya pada pengerukan dan pengangkutan mineral. Untuk mengatasi keausan abrasif, material harus sekeras mungkin, meskipun struktur mikro dan permukaannya juga merupakan faktor penting. Oleh karena itu, rekomendasi di sini biasanya untuk baja paduan yang mengandung kromium atau tungsten, yang keras.
Dampak dan guncangan Jenis keausan ini terjadi pada, misalnya, penghancur dan ember ekskavator. Jika ini adalah mekanisme keausan utama, penting untuk menggunakan baja yang menggabungkan ketangguhan dan
daktilitas, sehingga dapat menyerap guncangan dengan deformasi bukan dengan retak. Namun, keausan seperti itu sering terjadi dalam kombinasi dengan keausan abrasif, yang membutuhkan permukaan yang keras. Paduan kromium dan tungsten, yang disebutkan di atas, relatif rapuh yang, meskipun tidak penting ketika keausan abrasif adalah satu-satunya mekanisme, akan mengakibatkan retak jika terkena benturan. Untuk aplikasi seperti penghancur dan palu, paduan yang mengandung 14% mangan karenanya banyak digunakan, karena menghasilkan permukaan yang keras dengan interior yang ulet.
Panas, oksidasi dan korosi
Alat yang digunakan untuk proses kerja panas dan untuk pengecoran terkena beban termal siklik,
yang pada akhirnya mengakibatkan kegagalan kelelahan. Bekerja di lingkungan pengoksidasi menghasilkan lapisan oksida di permukaan, yang kemudian dapat retak karena ekspansi termal, memaparkan logam baru untuk oksidasi dan membiarkan proses berlanjut sampai bagian tersebut benar-benar aus. Bentuk keausan khusus ini ditentang oleh penggunaan paduan nikel dan kobalt, yang memiliki ketahanan tinggi terhadap keausan abrasif, korosi, dan kelelahan termal.
Bahan kelongsong dan metode pengelasan Bahan kelongsong yang tepat dan metode pengelasan telah dikembangkan untuk masing-masing dari empat kelas utama keausan yang dijelaskan di atas. Namun, fitur umum adalah bahwa paduan keras tidak boleh diterapkan di lebih dari 2-3 lapisan, karena koefisien konduktivitas termal yang buruk dapat mengakibatkan retakan kelongsong atau terpisah dari bahan di bawahnya. Persyaratan umum lebih lanjut adalah bahwa harus ada pencampuran sesedikit mungkin dengan bahan tubuh, untuk menghindari degradasi sifat-sifat kelongsong. Untuk
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
alasan ini, lapisan pondasi dari paduan yang kurang keras sering diterapkan, dengan lapisan permukaan yang sepenuhnya keras diterapkan di atasnya.
MEJA
I Bahan pelapis.
Jenis baja
Properti
Aplikasi menolak
Paduan rendah, rendah
Keras
Membangun
karbon
ketahanan gesekan
Abrasi tunggu, tungsten
karbit
temperamen tinggi-
paduan
Korosi baja perkakas,
suhu tinggi
11.3 Penyemprotan termal Penyemprotan termal digunakan untuk menerapkan lapisan logam atau keramik pada logam, untuk tujuan tersebut menghasilkan lapisan tahan korosi atau tahan aus pada baja paduan rendah, untuk membuat bahan yang baik hilang karena keausan atau kesalahan pemesinan, atau untuk menerapkan listrik atau isolasi termal. Ketebalan lapisan bervariasi dari sekitar 10 hingga beberapa rnrn-kadangkadang bahkan puluhan mm, tergantung pada aplikasinya.
Metode ini sangat penting untuk berbagai jenis perbaikan. Poros besar, mahal, balok, gulungan, dll., yang telah aus hingga ukuran di luar toleransi yang diizinkan, dapat dipulihkan ke kondisi yang dapat digunakan dengan input kerja sederhana. Penyemprotan termal juga sangat cocok untuk digunakan sebagai metode konstruksi, di mana ada kebutuhan untuk menerapkan berbagai jenis lapisan tahan korosi atau tahan aus pada permukaan logam. Metode penyemprotan termal yang paling penting
penyemprotan, api kecepatan tinggi
penyemprotan, penyemprotan busur, penyemprotan plasmadanpenyemprotan detonasi.Masing-masing
memiliki area aplikasi yang agak berbeda, tergantung pada jenis bahan, biaya, dan kinerja. Semua dapat digunakan untuk penyemprotan bahan logam, tetapi tidak semua cocok untuk penyemprotan bahan bukan logam.
Prinsip Prinsip penyemprotan termal adalah bahwa bahan pelapis yang sesuai, dalam bentuk kawat atau bubuk, dipanaskan sampai titik lelehnya oleh energi panas dalam nyala api atau busur, dengan partikel cair kemudian dibawa oleh pancaran gas ke benda kerja. Ukuran partikel berkisar antara 50-200 ym. Lapisan kelongsong yang diaplikasikan dengan nyala api atau busur mengandung sekitar 5-15% volume pori-pori, dan hingga 5-15% oksida. Porositas dan kandungan oksida dari lapisan yang diaplikasikan dengan penyemprotan api berkecepatan tinggi dan (khususnya) penyemprotan plasma lebih rendah. Kekuatan kelongsong tergantung pada analisis materialnya, perlakuan awal benda kerja dan metode penyemprotan yang digunakan. Saat menyemprotkan baja, kekuatannya rendah ke arah semprotan (20-80 mm2), tetapi lebih baik dalam arah memanjang (80-150 N/mm2).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE PERMUKAAN PERMUKAAN
Penyemprotan dilakukan dengan menggunakan pistol penyemprot api, dengan ukuran yang dapat ditangani secara manual. Namun demikian, sering dipasang pada penyangga, dengan benda kerja diatur untuk berputar atau bergerak di depannya. Ini penting ketika lapisan tipis dan seragam akan diterapkan. Perlakuan awal benda kerja dapat melibatkan degreasing dan pengerasan permukaan dengan peledakan, pembubutan kasar atau penggilingan. Tujuannya adalah untuk mencapai permukaan matt dengan kunci yang sesuai. Pembubutan menciptakan permukaan bergelombang, sehingga meningkatkan luas permukaan dan meningkatkan daya rekat kelongsong yang diterapkan dengan benar.
Adalah umum untuk menerapkan lapisan pengikat bahan khusus terlebih dahulu sebelum menerapkan lapisan atas terakhir. Lapisan ikatan harus tipis dan rata, tetapi dengan cakupan yang baik.
Penyemprotan api Sumber panas untuk penyemprotan api adalah nyala api, yang dihasilkan (seperti untuk pengelasan gas) dengan pembakaran asetilena atau propana dalam oksigen. Bahan kelongsong, dalam bentuk kawat atau bubuk, diumpankan terus menerus ke dalam nyala api, di mana ia meleleh, dan partikel cair kemudian dihembuskan ke benda kerja dengan semburan udara terkompresi.
Saya
Saya
Kabel
..-Angka11.1Diagram skematik
penyemprotan dengan kawat.
bedakdan membawa gas
Angka11.2Diagram skematikdaripenyemprotan api berkecepatan tinggi.
Penyemprotan api berkecepatan tinggi Penyemprotan api berkecepatan tinggi sering juga disebut sebagai penyemprotan HVOF (penyemprotan oxy-fuel berkecepatan tinggi). Metode yang berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir ini menghasilkan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
kecepatan tinggi dari partikel cair, memberikan lapisan padat yang sangat kuat, dengan porositas kurang dari 1% dan inklusi oksida rendah.
Bahan bakar gas mungkin parafin, LPG atau hidrogen, dibakar dengan oksigen pada tekanan tinggi di ruang bakar. Suhu 2700-3100 tercapai, tergantung pada bahan bakar gas. Gas yang meninggalkan ruang bakar dipercepat hingga kecepatan supersonik (1500-2000 dalam bentuk nosel yang sesuai. Kecepatan tinggi menghasilkan gelombang kejut karakteristik dalam nyala api, yang terlihat sebagai pola berlian (lihat Gambar 11.2).Pistol sering kali berpendingin air. Bahan kelongsong umumnya diterapkan dalam bentuk bubuk, dimasukkan ke dalam nosel oleh gas inert. Penyemprotan busur
Metode ini menggunakan busur listrik sebagai sumber panas, dipukul di antara ujung dua elektroda korban yang terbuat dari bahan kelongsong. Elektroda diumpankan terus menerus ke dalam busur, di mana mereka meleleh, dan dari mana partikel cair dihembuskan ke potongan dengan semburan udara atau gas terkompresi. Bahan kelongsong selalu logam, karena harus konduktif secara elektrik. Bahan yang berbeda dapat digunakan dalam dua elektroda, untuk menghasilkan kelongsong yang merupakan campuran keduanya.
Angka
Diagram skema penyemprotan busur.
Penyemprotan busur umumnya menghasilkan daya rekat terbaik pada benda kerja, dan juga biaya produksi terendah selain dari penyemprotan bahan kaya seng. Namun, beberapa konstituen paduan-dan khususnya karbon - dapat diuapkan, yang mempersulit penyemprotan bahan kelongsong karbon tinggi. Penyemprotan plasma Penyemprotan plasma sering menggunakan busur api sebagai sumber panas, yang dipukul di antara dua elektroda non-korban.SEBUAHaliran gas melewati busur meniup plasma busur keluar melalui nosel: pada 10.000-20.000 suhu plasma lebih tinggi daripada suhu yang digunakan dalam metode semprot lainnya. Gas yang biasa digunakan adalah
atau Dia.
Bahan kelongsong disuplai dalam bentuk kawat, telanjang atau bubuk, dan dimasukkan ke dalam busur, di mana ia meleleh dan dibawa ke benda kerja oleh jet plasma. Bedak adalah bentuk yang paling umum digunakan. Suhu tinggi plasma memungkinkan keramik dan oksida logam dengan suhu leleh tinggi untuk disemprotkan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
METODE CLADDING PERMUKAAN
Peralatan lebih mahal untuk dibeli dan dijalankan daripada untuk metode lain yang dijelaskan di atas, sehingga penyemprotan plasma lebih jarang digunakan untuk penyemprotan bahan yang lebih sederhana dengan sensitivitas oksidasi yang lebih rendah. Area aplikasi utamanya adalah untuk penyemprotan bahan non-logam untuk pelapisan bahan logam dengan lapisan isolasi listrik.
Bubuk
Air pendingin
,
HF-pengapian
Gas plasma
Sumber daya M-
Elektroda
Gambar 11.4 Diagram skematik
+
penyemprotan.
Untuk kontrol proses yang optimal, penyemprotan plasma juga dapat dilakukan dalam ruang vakum atau ruang dengan beberapa atmosfer terkontrol yang sesuai.
Penyemprotan detonasi Penyemprotan detonasi melibatkan penggunaan sesuatu yang mirip dengan laras senapan berpendingin air besar, yang diisi dengan campuran asetilena dan oksigen, dengan bahan pelapis dalam bentuk bubuk. Sebuah busi menyalakan campuran, dan bagian depan api melelehkan bubuk dan mendorongnya ke benda kerja dengan kecepatan yang bahkan lebih tinggi dari HVOF. Ini diulangi pada kecepatan siklus sekitar 5 Hz, menghasilkan lapisan yang sangat padat dengan daya rekat yang baik.
Penyemprotan termal dan lingkungan kerja Penyemprotan busur, penyemprotan api berkecepatan tinggi, dan penyemprotan plasma semuanya menghasilkan tingkat kebisingan yang sangat tinggi, yang berarti bahwa operator harus mengenakan pelindung pendengaran, dan direkomendasikan untuk menggunakan area kerja berinsulasi akustik. Selanjutnya, bilik semprotan dengan ventilasi ekstraksi untuk menangani asap, gas, dan kelebihan bubuk juga disarankan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
12 Mekanisasi dan pengelasan robot Mekanisasi las busur dapat diterapkan dalam beberapa tingkatan, dari yang paling sederhana hingga yang sangat canggih. Peralatan las pada awalnya dibagi menjadi manual pengelasan, ketika menggunakan elektroda berlapis), semi-otomatis (untuk dengan umpan kawat pengisi sedang dimekanisasi) dan otomatis
untuk busur terendam
pengelasan, dengan umpan kawat pengisi dan gerakan kepala las sedang diselesaikan.
Pengenalan robot las memberikan tingkat lebih lanjut dalam hal itu, selain memulai dan menghentikan, gerakan robot juga dapat mencakup bergerak di antara posisi pengelasan. Pengelasan yang sepenuhnya otomatis tiba dengan pemuatan dan pembongkaran benda kerja yang terkontrol, seperti yang digunakan dalam Flexible Manufacturing Systems (FMS). Sistem ini umumnya digunakan untuk yang lebih kecil dan
item,
dengan lasan yang dibuat di bawah gas pelindung. Pengelasan mekanis dapat meningkatkan produktivitas, kualitas lasan, dan kondisi kerja. Dalam banyak situasi, mekanisasi dapat digunakan untuk melakukan pengelasan yang tidak mungkin dilakukan dengan proses manual: contohnya adalah pengelasan celah sempit.
12.1 Pengelasan celah sempit pengelasan memiliki keuntungan sebagai berikut:
kebutuhan energi yang lebih rendah mengurangi konsumsi bahan pengisi mengurangi waktu kerja ujung ke ujung mengurangi distorsi benda kerja. pengelasan cocok untuk menggabungkan lembaran dan pelat di 25-300
jangkauan.
Sambungan yang akan dilas disiapkan dengan sisi sejajar atau sedikit berbentuk U, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.1. Sambungan dengan sisi paralel murah untuk disiapkan, meskipun kesulitan dapat timbul sebagai akibat kontraksi selama pengelasan, yang memiliki efek mempersempit bagian yang tersisa.
celah.
Gambar 12.1 Jenis sambungan untuk pengelasan celah sempit.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DAN PENGELASAN ROBOT
Sambungan berbentuk U direkomendasikan, karena tidak diperlukan penyangga tambahan, lebih mudah untuk melelehkan dinding sambungan di tepi bawah dan penyusutan yang disebabkan karena kontrak logam las pada pendinginan tidak terlalu merepotkan.
Manfaat biaya pengelasan celah sempit dihasilkan dari energi yang rendah dan biaya bahan pengisi, bersama dengan waktu yang lebih singkat yang dibutuhkan untuk mengisi volume las yang jauh lebih kecil. Faktor lain termasuk persiapan sambungan yang tidak terlalu rumit, pengurangan waktu pada suhu kerja yang tinggi, dan distorsi yang lebih sedikit karena volume logam las yang lebih kecil. Prasyarat untuk hasil yang sukses adalah kontrol proses yang dikelola dengan baik, untuk menghindari cacat las. Kepala las memiliki desain khusus, dengan kontrol mekanis presisi. Pengelasan celah sempit digunakan terutama untuk:
TIG dan
pengelasan busur terendam.
MIG celah sempit Untuk memastikan pelelehan yang tepat dari sisi sambungan, busur harus dilas secara bergantian ke
sisi kiri dan kanan sendi. Busur juga dapat dikontrol dengan melilitkan dua kabel pengisi di sekitar satu sama lain, yang menyebabkan busur bergerak terus-menerus di antara mereka, miring ke luar dan berputar saat kawat pengisi dilebur.
Gambar 12.2 Pengelasan MIG dari dua manik-manik di samping satu sama lain, satu per satu, dengan kepala las yang dapat diputar.
TIG celah sempit TIG menghasilkan logam las berkualitas tinggi di semua posisi pengelasan. Hal ini terutama sesuai-
dapat digunakan pada sambungan yang sempit, mengingat biasanya produktivitasnya rendah. Elemen terpenting untuk keberhasilan pengelasan adalah perlindungan gas yang baik dan memastikan bahwa busur mencapai tepi sambungan. Metode ini digunakan terutama untuk baja tahan karat dan baja paduan rendah.
Gambar 12.3 Sambungan U celah sempit, cocok untuk pengelasan busur terendam.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Pengelasan busur terendam celah sempit SEBUAHkepala las busur terendam untuk pengelasan celah sempit itu sendiri harus sempit.
Metode terbaik dari mode pengelasan ini adalah dengan meletakkan manik-manik, bergantian ke kiri dan ke kanan. Elektroda harus miring ke arah dinding sambungan, dan diposisikan dengan hati-hati. Dengan posisi pengelasan yang benar, terak akan lepas dengan sendirinya. Artinya, pada saat mengelas benda kerja yang berputar berbentuk silinder, terak akan lepas dengan sendirinya.
12.2 Pengelasan busur menggunakan robot
Stasiun robot pengelasan Sel robot las busur biasanya terdiri dari robot dengan peralatan kontrolnya, manipulator untuk benda kerja, unit daya las, dan peralatan las lainnya. Robot sekarang sering memiliki enam sumbu gerak, dan mungkin juga ada satu atau lebih sumbu pada manipulator yang memposisikan benda kerja. Manipulator dapat berupa tipe pertukaran dua stasiun, sehingga operator dapat memuat dan membongkar jig saat robot sedang mengelas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.4.
Gambar 12.4 Sel robot untuk pengelasan busur dengan manipulator tipe interchange.
Memprogram robot
Robot diprogram untuk mengelas dari satu titik ke titik berikutnya pada benda kerja. Operator mengontrol robot dengan joystick dan mengidentifikasi berbagai posisi di mana 'peristiwa' terjadi, di mana robot berubah arah, parameter pengelasan berubah atau robot memulai atau menghentikan pengelasan. Koordinat posisi disimpan dalam memori robot, bersama dengan instruksi terkait. Untuk pengelasan busur, tidak hanya posisi elektroda yang penting, tetapi juga sudut senjata las relatif terhadap sambungan. Data pengelasan lainnya seperti kecepatan umpan kawat, tegangan dan kecepatan perjalanan disertakan dalam pemrograman. Jika perlu, tindakan menenun juga dapat diterapkan pada gerakan perjalanan utama. Stasiun robot pengelasan biasanya juga menyertakan manipulator untuk memposisikan potongan, tidak hanya untuk memastikan bahwa robot dapat menjangkau semua sambungan, tetapi juga untuk memastikan bahwa pengelasan dapat dilakukan pada posisi terbaik. Benda kerja itu sendiri dapat melakukan semua atau beberapa gerakan yang diperlukan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DAN PENGELASAN ROBOT
Pemrograman biasanya dilakukan secara online di benda kerja, meskipun dimungkinkan juga menggunakan perangkat lunak khusus yang memungkinkan sebagian besar pekerjaan dilakukan pada komputer terpisah. Ini disebut sebagai pemrograman off-line (OLP). Pemrograman off-line menghindari waktu berhenti yang mahal untuk sel robot, ketika sedang digunakan untuk pemrograman, bukan untuk pekerjaan yang menghasilkan pendapatan. Benda kerja yang besar mungkin memerlukan lebih dari satu jam pengelasan, dan setiap menit waktu pengelasan dapat memakan waktu satu jam untuk diprogram.
Dalam bentuknya yang paling canggih, pemrograman off-line menggunakan program grafis 3D canggih yang memuat informasi tentang sistem robot, jig, dan benda kerja, sehingga gerakan las yang diperlukan dapat diprogram dan dikontrol langsung di layar. Dalam kasus seperti ini, pada desain benda kerja disediakan langsung dari sistem CAD. Meskipun mungkin perlu untuk melakukan penyetelan akhir pada robot itu sendiri, prosedur ini sangat mengurangi waktu berhenti. Jenis lain dari pemrograman off-line dapat digunakan untuk mengubah koordinat tersimpan untuk model tertentu (tipikal) kasus: ini memerlukan beberapa tingkat kesamaan antara berbagai item yang akan dilas. Pengelasan dalam sistem manufaktur yang fleksibel
Sistem manufaktur fleksibel (FMS) mencakup penanganan benda kerja, dan dapat memiliki: beberapa posisi untuk memuat dan menurunkan palet pembawa benda kerja. Sistem dapat menggunakan satu atau lebih robot, dan beberapa jenis benda kerja yang berbeda dapat dilas satu demi satu, dengan waktu penggantian yang singkat. Penggunaan stok penyangga memungkinkan produksi untuk melanjutkan sepenuhnya tanpa pengawasan untuk beberapa waktu. Seluruh fasilitas dipantau dan dikendalikan oleh sistem komputer pengawasan.
Gambar 12.5 Stasiun sistem manufaktur fleksibel (FMS) untuk pengelasan robot.
Memperluas area kerja Beberapa alternatif tersedia untuk meningkatkan jangkauan yang dapat dicakup oleh robot ketika
menangani benda kerja besar, dengan memasang robot pada rel atau menopangnya dari tiang gantung atau gantry. Ini berarti bahwa, selain enam sumbu gerak robot itu sendiri, dengan mungkin dua pada manipulator benda kerja, dapat ada hingga tiga sumbu lagi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PROSES PENGELASANBUKU PEDOMAN
untuk menggerakkan robot. Sistem kontrol robot modern dapat memberikan koordinasi gerak penuh pada semua sumbu, sumbu robot itu sendiri dan sumbu eksternal. Rentang kerja yang diperluas juga dapat digunakan untuk mentransfer robot antar stasiun sehingga dapat digunakan dengan beberapa benda kerja.
Keamanan
Instalasi robot dipagari untuk mencegah cedera pada orang. tidak sah
orang tidak boleh berada di dalam area kerja robot saat sedang beroperasi. Bentuk perlindungan normal adalah pagar tinggi, dengan titik akses yang dilindungi oleh sinar cahaya yang secara otomatis menghentikan manipulator atau robot jika ada yang mencoba memasuki enklosur. Hanya programmer atau teknisi servis yang terlatih khusus yang diizinkan bekerja di dalam area kerja robot, dan hanya dengan peralatan dan prosedur pelindung khusus. Selain itu, ada tombol berhenti darurat, yang sebaiknya mudah diatur ulang setelah operasi.
Alat dan perawatan alat
Pistol las dapat dibersihkan dengan percikan pada interval yang sesuai, di bawah kendali
program robot. Robot bergerak ke posisi khusus, di mana nosel las dibersihkan secara mekanis atau pneumatik. Ada juga sistem penggantian alat,
untuk mengganti senjata las untuk perawatan
nance, untuk mengubah proses pengelasan atau bahkan untuk mengubah tugas yang sama sekali berbeda, seperti penggilingan.
Toleransi
Pengelasan titik dengan robot adalah metode yang sudah mapan, yang telah berhasil digunakan sejak awal 1970-an. Ini karena akurasi yang diperlukan untuk memposisikan las titik sering kali
1 yang oleh karena itu dalam akurasi pengulangan robot generasi pertama. Penjepit las diposisikan, dan kemudian ditutup untuk menutup celah antara dua potongan logam yang akan disambung dan memaksanya ke posisinya. Toleransi yang relatif besar dapat diterima sehubungan dengan posisi lembaran yang akan disambung.
Pengelasan busur, di sisi lain, membutuhkan toleransi yang jauh lebih dekat: namun, seringkali mungkin untuk mengelas benda kerja yang lebih kecil dan sedang tanpa menggunakan peralatan pelacakan sambungan. Variasi posisi busur antara posisi benda kerja sponding biasanya tidak boleh melebihi 0,5 dan mencapai akurasi ini membutuhkan akurasi yang sangat tinggi dari benda kerja, jig, manipulator dan peralatan las. Elektroda kawat pengisi adalah mata rantai terakhir. Kawat jarang benar-benar lurus dan terpusat ketika muncul dari ujung kontak. Sebaliknya, sering sedikit bengkok dan, jika ujung kontak adalah ada risiko persyaratan toleransi yang diperlukan tidak terpenuhi. Sedikit pembengkokan kawat pengisi dimaksudkan untuk memastikan tekanan kontak terhadap ujung kontak. Namun, saat melakukan pengelasan robot, penting agar pembengkokan awal ini tidak berlebihan, dan ujung kontak harus sering diganti. Perbedaan antara tukang las manusia dan robot yang mengelas beberapa item yang pada dasarnya identik adalah bahwa tukang las manusia dapat melihat apakah sambungan yang akan dilas terlalu lebar atau terlalu sempit, dan kemudian dapat menyesuaikan arus, menenun kepala las, mengurangi kecepatan perjalanan ,
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DAN PENGELASAN ROBOT
tekuk benda kerja atau lakukan beberapa langkah lain untuk memastikan hasil akhir yang baik. Robot, di sisi lain, mungkin menghasilkan sambungan las yang buruk dalam kondisi ini.
Lokasi bersama dan pelacakan bersama Dalam kebanyakan kasus, adalah mungkin untuk menemukan cara untuk memenuhi toleransi dalam pengelasan robot tanpa harus menggunakan lokasi sambungan atau peralatan pelacakan sambungan. Namun, saat mengelas benda kerja yang besar, mungkin tidak mungkin untuk mempertahankan toleransi yang diperlukan untuk keberhasilan pengelasan.
Gambar 12.6 The posisi terletak untuk memperbaiki trek yang diprogram sehingga bertepatan dengan posisi fisik sebenarnya dari sendi. Lokasi bersama Dalam kasus yang paling sederhana, mungkin cukup dengan satu operasi lokasi bersama. Hal ini dilakukan oleh
robot sebelum pengelasan dimulai, dengan menentukan posisi benda kerja atau permukaan sambungan, dengan membuat kontak listrik antara beberapa bagian pistol las dan sambungan.
Pencarian lokasi dapat dilakukan, misalnya, untuk tiga permukaan dalam arah yang saling tegak lurus. Ini diikuti dengan perpindahan paralel yang sesuai dari gerakan terprogram robot, untuk menemukan titik awal pengelasan dan menghilangkan kesalahan posisi, setidaknya di area di mana lokasi sambungan dilakukan.
Gambar 12.7
panjang busur atau
panjang kawat berubah ketika
elektroda berkelok-kelok melintasi sambungan, perubahan yang sesuai terjadi pada arus pengelasan dan dapat digunakan untuk pelacakan sambungan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Pelacakan bersama SEBUAHsistem pelacakan bersama dapat digunakan saat membuat lasan panjang untuk memberikan real-
koreksi waktu untuk setiap penyimpangan antara posisi terprogram dan posisi sebenarnya dari lasan. Sistem yang paling umum untuk digunakan dengan pengelasan robot adalah dengan menggunakan busur itu sendiri sebagai sensor. Busur dibuat untuk menenun melintasi sambungan dari sisi ke sisi, dan sistem kontrol membandingkan tegangan busur atau arus pada posisi ujung dengan nilai yang diharapkan pada posisi tersebut. Penginderaan busur telah menjadi populer karena tidak memerlukan peralatan tambahan yang membutuhkan ruang, dan karena melacak sambungan pada posisi busur.
Perangkat pelacakan sambungan optik juga digunakan, posisi permukaan sambungan di depan busur.
menggunakan pemindai laser untuk menentukan
Kelebihan dan kekurangan Dalam hal biaya, sel robot las untuk
pengelasan ekonomis untuk throughput
dari struktur yang dilas atau beberapa item yang dilas antara:
dan 60.000 unit per tahun.
Untuk jumlah yang kurang dari ini, biaya pemrograman robot dan jig manufaktur kemungkinan tidak akan terbayar, sedangkan untuk jumlah yang lebih besar akan lebih baik untuk berinvestasi dalam instalasi yang lebih besar atau lebih canggih yang akan mengelas beberapa sambungan pada waktu yang sama. Namun, dalam beberapa kasus, bahkan jumlah produksi kecil dapat bermanfaat, jika peralatan FMS atau pemrograman off-line dapat digunakan.
Manfaat sel robot las busur adalah: Produktivitas yang lebih tinggi - faktor waktu busur meningkat dari 30-40% menjadi 60-80%, dan kecepatan pengelasan secara umum juga dapat ditingkatkan. Satu robot plus operator biasanya dapat menggantikan 2-4 tukang las manual.
Kualitas las menjadi lebih konsisten, dan umumnya lebih tinggi.
Kondisi kerja ditingkatkan, karena operator tidak perlu berdiri di sekitar busur yang dipukul. Organisasi yang diperlukan dan kontrol yang lebih baik dari aktivitas periferal yang terkait dengan pengenalan robot memiliki efek menguntungkan pada efisiensi umum. Kekurangannya adalah:
Kebutuhan besar akan pelatihan, baik untuk pemrograman maupun untuk servis. Toleransi yang lebih dekat pada bagian yang akan dilas dan pada jig.
Kemungkinan kebutuhan untuk mendesain ulang suku cadang agar sesuai untuk pengelasan robot.
12.3 Pengelasan TIG mekanis Pengelasan TIG mekanis menghasilkan sambungan las yang sangat baik dan halus dengan kualitas sangat tinggi. Proses ini digunakan untuk aplikasi seperti pengelasan baja tahan karat, paduan nikel dan aluminium. Alat khusus sering digunakan untuk pengelasan ereksi bagian seperti tabung stainless steel ( lihat Gambar 12.9),saat mengelas tabung penukar panas atau kondensor ke pelat tabung atau untuk pengelasan celah sempit (lihat TIG celah sempit pada halaman 115).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DAN PENGELASAN ROBOT
Parameter proses Kawat pengisi Kawat pengisi diperlukan untuk mengisi celah sambungan, dan dipasok dari unit umpan kawat. Kawatnya adalah
diumpankan langsung ke kolam las, biasanya di depan busur dan tanpa terlebih dahulu dilebur oleh panas busur. Varian dari ini adalah sistem kabel panas, di mana kabel pengisi dipanaskan terlebih dahulu oleh catu daya terpisah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.8. Arus pemanasan sebaiknya diatur agar sesuai dengan kecepatan umpan kawat. Kecepatan las dapat ditingkatkan, karena lebih sedikit energi dalam busur yang dibutuhkan untuk melelehkan bahan kawat pengisi, yang menghasilkan manfaat penting jika dibandingkan dengan penggunaan kawat pengisi dingin. Ada lebih sedikit risiko pembentukan pori, karena pemanasan awal kawat membantu pelepasan gas yang terperangkap di kolam las. Tingkat leleh yang tinggi, hingga 8
dari bahan cair untuk baja.
Mengurangi masukan panas dan lebih sedikit risiko distorsi.
Ekstensi berpemanas
Benda kerja
Gambar 12.8 Pengelasan TIG menggunakan sistem hot wire. Perhatikan bahwa kabel diumpankan langsung ke dalam
tanpa
telah dilebur oleh panas busur.
Pengaturan ini membutuhkan peralatan las untuk dilengkapi dengan unit umpan kawat tambahan, bersama dengan senjata las khusus untuk kawat pengisi. Kawat dimasukkan ke dalam kolam las pada sudut sekitar dan dipanaskan oleh AC untuk mengurangi efek angin busur magnet pada busur. Kontrol panjang busur
Untuk menjaga agar panjang busur tetap konstan, peralatan sering kali dilengkapi fasilitas (Arc Voltage Control, AVC) yang menaikkan atau menurunkan elektroda sebagai respons terhadap sinyal dari tegangan busur, sehingga elektroda mengikuti profil benda kerja dan mempertahankan panjang busur konstan.
Penyesuaian lainnya Peralatan untuk pengelasan TIG mekanis sering kali dilengkapi dengan fasilitas kontrol tingkat lanjut, seperti 'grup' parameter pengelasan yang dapat diprogram agar sesuai dengan jenis sambungan tertentu atau
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
bahan. Parameter yang biasanya dikontrol dengan cara ini dapat mencakup arus pengelasan, denyut nadi, tenun, umpan kawat, dll. Peralatan las tabung menggunakan alat khusus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.9. Saat mengelas tabung horizontal, kepala las harus berjalan di sekitar pinggiran tabung, yang berarti bahwa sudutnya harus terus berubah agar sesuai dengan posisinya. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk memprogram parameter pengelasan yang berbeda untuk bagian las yang berbeda.
Gambar 12.9 Peralatan las untuk pengelasan TIG mekanis, dengan unit daya dan unit pendingin dipasang pada troli bersama dengan botol gas yang diperlukan, alat las tabung unit umpan kawat.
Persyaratan kualitas untuk pengelasan mekanis Tindakan umum Ketika seorang tukang las manual yang berpengalaman membuat lasan, ia akan melihat apakah ada bagian dari peralatan atau proses yang tidak beroperasi sebagaimana mestinya. Dia memantau prosesnya, dan memastikan bahwa hasil akhirnya bagus. Jika perlu, dia bisa menerapkan koreksi. pengelasan, di sisi lain, dengan setia dan akurat mengulangi gerakan yang diprogram. Oleh karena itu penting untuk memastikan bahwa semua faktor lain dijaga cukup konstan untuk memastikan hasil yang sukses. Prinsip dasarnya adalah bahwa toleransi yang dapat diterima oleh proses pengelasan harus lebih besar daripada penyimpangan atau penyimpangan yang mungkin terjadi. Sayangnya, toleransi yang dapat diterima cenderung menurun ketika tekanan untuk meningkatkan produktivitas meningkat. Oleh karena itu, penggunaan peralatan (tambahan) untuk memantau proses pengelasan dapat menjadi relevan untuk memastikan kualitas yang diperlukan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DAN PENGELASAN ROBOT
Contoh khas dari faktor-faktor yang dapat mempengaruhi proses secara negatif adalah:
Variasi lebar celah pada sambungan las Posisi ujung elektroda relatif terhadap sambungan Masalah dengan pengumpanan kawat. Faktor-faktor berikut dapat menjadi penting untuk memastikan bahwa kualitas yang diperlukan dipertahankan:
Desain dan pilihan tipe sambungan yang sesuai Gunakan, sedapat mungkin, posisi pengelasan yang paling menguntungkan Pemeliharaan peralatan secara preventif Penggunaan peralatan las yang dapat mengontrol dan mempertahankan nilai yang ditetapkan Penggunaan peralatan monitoring.
Metode khusus dapat digunakan untuk menghadapi situasi sulit: Menenun, atau denyut termal lambat, dapat membuat proses tidak terlalu rentan terhadap variasi seperti perubahan lebar celah Pelacakan bersama.
Pemantauan Standar kualitas memerlukan prosedur pengelasan yang dijelaskan dalam Welding Procedure Spesification (WPS). Beberapa bentuk pemantauan kemudian harus digunakan untuk memastikan bahwa parameter pengelasan yang ditentukan dipertahankan.
Rekaman
Bentuk pemantauan yang paling sederhana adalah merekam parameter yang relevan, mungkin disertai dengan tampilan visual. Parameter khas untuk pemantauan tersebut termasuk arus,
tegangan, kecepatan umpan kawat, laju aliran gas dan mungkin kecepatan pengelasan linier. Peralatan sebaiknya cocok untuk koneksi ke PC untuk presentasi dan dokumentasi informasi. Pengawasan dengan batas alarm Dengan menetapkan batas toleransi yang sesuai, peralatan dapat menghasilkan alarm jika salah satu parameter yang dipantau bergerak di luar rentang yang diizinkan. Alarm dapat dibangkitkan secara instan ketika suatu lintasan terjadi, atau dibuat untuk menanggapi hanya sinyal rata-rata sehingga perjalanan singkat diabaikan. Batas ganda juga dapat digunakan, sehingga melintasi batas pertama memberikan peringatan, sementara melintasi batas kedua menghentikan peralatan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
13 Menyolder dan mematri 13.1 Umum Menyolder dan mematri adalah metode industri yang penting untuk mengikat logam, dan terutama digunakan secara luas sehubungan dengan produksi massal. Mereka memiliki aplikasi yang diberikan sehubungan dengan bahan dan komponen tertentu, yang pengelasannya tidak cocok karena suhu yang jauh lebih tinggi dan kemampuan terbatas untuk mengikat logam yang berbeda. Solder dan brazing adalah proses ikatan yang sederhana dan cocok untuk menggabungkan logam besi dengan logam nonferro, dan untuk mengikat logam yang memiliki suhu leleh yang sangat berbeda. Mereka adalah metode utama ikatan yang digunakan dalam pembuatan produk yang terbuat dari tembaga atau paduan tembaga. Meskipun aplikasi utama berbeda dengan pengelasan, dalam banyak kasus mereka dapat menjadi alternatif yang sepenuhnya dapat diterima untuk pengelasan.
suhu dan fakta
Prosesnya ekonomis karena lebih rendah
bahwa pada umumnya tidak diperlukan pemotongan, penggilingan, atau pembersihan sambungan yang substansial sebagai proses penyelesaian.
Bagian berikut memberikan pengenalan metode menyolder dan mematri dengan menjelaskan prinsip-prinsip dasar, dengan deskripsi singkat dari berbagai metode.
Keterangan Menyolder atau mematri melibatkan pemanasan area yang akan disambungkan ke
suhu
logam pengisi, atau ke suhu yang agak lebih tinggi. Karena suhu kerja selalu lebih rendah dari suhu leleh bahan dasar, dan umumnya jauh lebih rendah, bahan dasar akan tetap padat selama proses berlangsung. Ini adalah perbedaan utama dalam prinsip antara dan pengelasan.SEBUAHfluks umumnya digunakan dalam memesan secara kimiawi untuk menghilangkan oksida dari permukaan dan untuk mencegah pembentukan lapisan oksida baru selama proses pemanasan. Jika permukaannya cukup bersih, logam pengisi cair dapat membasahinya dan berdifusi ke dalam logam dasar. Ini menghasilkan paduan logam dan bahan dasar dalam lapisan tipis di zona ikatan (lihat Gambar 13. sehingga menghasilkan ikatan logam dalam bentuk sambungan yang disolder atau dibrazing. termodi-
proses namic mengakibatkan kedua bahan saling berdifusi: suhu proses yang tinggi menyebabkan unsur-unsur dari logam yang ditambahkan menjadi menjadi bahan dasar
dan sebaliknya (erosi).
Logam pengisi yang dipadatkan
Saya
Saya
Saya
Gambar 13.1 Diagram skema sambungan brazing.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
Benda kerja
Saya
menyolder dan mematri
Komposisi dan struktur lapisan ikatan dapat menentukan kekuatan sambungan, sehingga penting untuk memilih logam pengisi yang kompatibel dengan bahan dasarnya. Lapisan padat dari logam pengisi dalam sambungan harus tipis jika kekuatan dan sifat pengisi terbaik ingin dicapai, yang berarti bahwa hanya dalam kasus luar biasa celah antara dua bagian yang akan disambung melebihi 0,5 mm. Celah sempit menarik logam cair ke dalamnya dengan daya tarik kapiler, dengan pengisian terbaik diperoleh ketika celah antara 0,05 dan 0,25 mm. Paduan mematri dengan rentang suhu kerja yang sempit biasanya menembus lebih baik daripada paduan dengan rentang suhu kerja yang lebih luas.
Jenis sendi
Mematri menggunakan jenis sambungan yang sama seperti pengelasan, sambungan: Lihat "Jenis sambungan" di halaman 6, serta sambungan
pantat biasa dan tumpang tindih
diantaranya, berupa
butt overlap, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13.2.
Kekuatan sambungan brazing tergantung pada berbagai faktor, termasuk luas sambungan. Semakin besar area, semakin besar kekuatan yang dapat ditahan oleh sambungan. Karena tidak perlu, saat menyiapkan sambungan brazing, agar sambungan dapat diakses secara manual sepanjang panjangnya, geometri seperti sambungan butt overlap atau serupa sering dapat digunakan.
Gambar 13.2 Sambungan butt overlap.
Lebar tumpang tindih yang sama dengan sekitar tiga kali ketebalan bagian yang lebih tipis harus diarahkan, untuk memberikan kekuatan sambungan yang cukup: lihat Gambar 13.3.
Saya
Saya
Gambar 13.3 Tiga kali ketebalan bagian yang lebih tipis adalah panjang putaran yang sesuai.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Masalah khusus saat membuat sambungan brazing adalah lebar celah yang disebutkan sebelumnya.
ketebalan yang berbeda, lebar
Saat menggabungkan logam yang berbeda
perubahan celah (baik meningkat atau menurun) sebagai akibat dari tingkat pemuaian yang berbeda dari logam saat dipanaskan hingga suhu kerja: lihat Gambar 13.4. Lebar celah yang sesuai biasanya diperoleh dengan menempatkan bagian-bagian dalam kontak satu sama lain, tanpa tekanan tambahan.
Suhu kamar
Suhu mematri
Kuningan
Kuningan
kombinasi bahan dapat menghasilkan g . ap meningkat atau
Gambar 13.4
menurun saat bagian dinaikkan ke suhu kerja. definisi
Solder, mematri.Mengikat bagian logam dengan menggunakan bahan pengikat cair
(pateri,
logam)yang memiliki titik leleh lebih rendah dari basa
dan
yang membasahi permukaan sambungan.
Pateri,
logam.Bahan logam yang digunakan untuk membuat solder atau
sambungan brazing.
Aliran. SEBUAHbahan cair atau gas, dimaksudkan untuk melarutkan oksida dan untuk mencegah pembentukan oksida lebih lanjut. Membasahi.Kemampuan logam solder atau mematri, ketika dicairkan, menyebar dan menghubungkan permukaan sambungan (substrat).
Proses paduan, dengan salah satu komponen yang tersisa dalam padatan negara di seluruh.
Suhu kerja.Suhu di mana sambungan harus dinaikkan agar solder atau paduan mematri meleleh dan membasahi permukaan sambungan. Interval pencairan,
suhu leleh
Berbagai jenis metode
selang.Kisaran antara bawah dan atas dan suhu).
Kedua solder (yang juga bisa disebut
menyolder) dan mematri adalah proses yang
mengandalkan penetrasi celah kapiler oleh bahan pengisi cair, pada suhu di bawah titik leleh bahan yang akan disambung. Perbedaan antara
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
menyolder dan mematri
dua proses tergantung pada suhu kerja: jika di bawah ini disebut sebagai penyolderan; jika di atas itu disebut sebagai mematri.
proses
Mematri terkadang juga disebut sebagai penyolderan keras. Tergantung pada desain sambungan, kami membedakan antara:
sendi kapiler,di mana solder ditarik ke dalam sambungan - yang lebarnya harus kurang dari 0,5 mm-oleh daya tarik kapiler. Pengelasan las,di mana celah melebihi 0,5 mm, atau merupakan sambungan V atau X.
Pengelasan brazeadalah jenis mematri, tetapi dilakukan dengan prosedur, dan untuk jenis sambungan, itu
mirip dengan pengelasan gas. Solder dan mematri lunak biasanya
dilakukan sebagai gap-brazing, sedangkan braze welding adalah metode di mana logam pengisi tidak didistribusikan oleh aksi kapiler. Baik penyolderan lunak dan pematrian dapat dibagi menjadi beberapa metode kerja, tergantung pada faktor-faktor seperti bagaimana pemanasan diterapkan.
Solder manual,menggunakan besi solder, yang biasanya dipanaskan dengan listrik. Metode ini hanya digunakan untuk penyolderan lunak. Pemanasan api,menggunakan api terbuka.
Mandi solder,mengandung solder cair dan bagian-bagiannya dapat terendam seluruhnya atau sebagian. (Bagian juga dapat direndam dalam fluks cair.) Solder tungku,di mana benda kerja, dengan solder yang telah ditempatkan sebelumnya (dikenal sebagai bentuk awal solder) dan fluks, dipanaskan dalam tungku, umumnya pada konveyor. Bagian mungkin dilindungi oleh atmosfer inert.
Pemanasan induksi,dengan panas yang dihasilkan oleh induksi frekuensi tinggi. Pemanasan resistensi,dengan melewatkan arus listrik melalui benda kerja untuk menghasilkan pemanasan resistif. Seperti halnya penyolderan tungku, solder dan fluks dapat ditempatkan sebelumnya.
mematri busur,menggunakan busur listrik dan logam mematri. Metode ini mirip dengan MIG (MIG mematri)atau pengelasan tiang. pematerian,menggunakan radiasi infra-merah dari lampu halogen berdaya tinggi dan
reflektor. Solder laseradalah contoh lain pada pemanasan berseri.
Pilihan metode penyolderan tergantung pada desain benda kerja, jumlah yang akan disolder dan faktor serupa.
Solder lunak Solder yang paling umum digunakan untuk penyolderan lunak adalah paduan timah dan timbal, meskipun berbagai paduan lain digunakan pada tingkat yang lebih rendah, seringkali untuk tujuan khusus. Tabel 13.1daftar komposisi jenis solder normal. Solder sering disuplai dalam bentuk kawat atau batangan, umumnya dengan inti fluks. Fluks seringkali berupa asam atau garam lemah. Karena korosif, residunya harus dihilangkan dari sambungan setelah disolder. Sebuah alternatif, yang biasanya tidak menyebabkan korosi jika tertinggal, adalah penggunaan resin yang dilarutkan dalam pelarut organik. Ada juga fluks cair dan pasta.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Tembaga dan paduannya adalah bahan yang paling sering disambung menggunakan penyolderan lunak. Solder biasanya adalah paduan timah-timah, dan fluksnya adalah fluks yang tidak korosif atau hanya korosif ringan. Fluks serupa juga digunakan untuk menyolder baja ringan. Fluks yang sangat aktif harus digunakan untuk penyolderan lunak bahan dengan film oksida yang stabil secara kimia, seperti aluminium atau baja tahan karat, untuk menghilangkan oksida dan memungkinkan solder bersentuhan dengan permukaan logam yang cukup bersih. Untuk menghasilkan sambungan yang memuaskan, baja tahan karat harus diasamkan segera sebelum disolder. Contoh solder yang digunakan untuk aluminium termasuk paduan seng dan kadmium, atau seng dan aluminium.
TABEL 13.1
Meskipun banyak
o solder biasa.
penyolderan dilakukan secara manual, prosesnya juga sangat
cocok untuk mekanisasi. Dalam kasus terakhir, celah antara permukaan yang akan disambung harus sempit, tidak lebih dari 0,2 mm, untuk memastikan bahwa solder cair dapat mencapai semua bagian dengan daya tarik kapiler. Sambungan yang paling umum untuk proses tersebut adalah berbagai jenis sambungan tumpang tindih.
Proses mekanis digunakan untuk aplikasi seperti pembuatan papan sirkuit untuk produk elektronik.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
menyolder dan mematri
13.3 Mematri Faktor kunci dalam menentukan kualitas sambungan brazing adalah metode mematri, komposisi logam pengisi mematri dan fluks. Untuk digunakan sebagai bahan pengisi, suatu logam atau paduan harus memiliki titik leleh yang lebih rendah dari bahan benda kerja, dan harus mampu membasahi bahan benda kerja. Selain itu, ketika cair, ia harus mengalir cukup mudah untuk memungkinkannya mengisi sambungan dengan benar. Paduan yang dihasilkan harus memberikan sifat mekanik dan fisik yang diperlukan, sedangkan logam pengisi tidak boleh menguap secara signifikan selama proses pemanasan,sebagaiini dapat menghasilkan fusi yang buruk. Logam dalam kelompok berikut adalah yang paling umum digunakan sebagai logam pengisi mematri: lihat jugaTabel 13.2. Paduan mematri perak terdiri dari paduan perak, tembaga, seng dan kadang-kadang juga kadmium. Mereka mengalir dengan mudah, dengan suhu kerja rendah 600-800 °C. Mereka dapat digunakan dengan semua metode pemanasan, dan untuk hampir semua bahan kecuali paduan aluminium dan magnesium. Namun, karena toksisitas kadmium, logam pengisi yang mengandungnya tidak boleh digunakan kecuali
disediakan.
evakuasi penuh dari mematri
Logam pengisi fosfor tembaga didasarkan pada paduan tembaga dan fosfor, dan mungkin juga mengandung perak. Mereka digunakan hampir secara eksklusif untuk mematri tembaga dan paduan tembaga. Karena fosfor mereduksi oksida tembaga, logam tersebut mengalami fluks sendiri, sehingga tidak diperlukan fluks tambahan.
Logam pengisi ini tidak cocok untuk mematri baja atau nikel, karena fosfida dapat terbentuk dan menggerogoti zona sambungan. Tembaga dan kuningan. Tembaga elektrolitik bebas oksigen digunakan untuk mematri tungku. Kuningan (dari mana nama proses 'mematri' berasal), bila digunakan sebagai logam pengisi mematri, sebagian besar terdiri dari tembaga (40-80%) dan seng, dan mungkin sering kali mengandung timah dan silikon dalam jumlah yang lebih kecil. Ini digunakan untuk mematri bahan seperti baja ringan.
Bahan brazing suhu tinggi terdiri dari paduan berbasis nikel dan paduan nese. Mereka digunakan untuk komponen mematri yang dimaksudkan untuk beroperasi pada suhu jauh di atas suhu lingkungan normal, seperti:sebagaibagian dari turbin gas atau turbin uap.
Aluminium mematri logam. Aluminium dan paduannya dibrazing dengan logam pengisi yang terdiri dari paduan aluminium-silikon atau paduan aluminium-silikon-tembaga. Logam pengisi tersedia dalam berbagai bentuk fisik, seperti kawat, batangan, strip, foil atau butiran: beberapa bentuk batangan termasuk inti fluks atau pelapis fluks. Mereka dapat, tentu saja, juga disediakan dalam bentuk awal, seperti cincin, ring, dll. Permukaan sambungan harus dibersihkan dengan hati-hati jika ingin mendapatkan kualitas ikatan terbaik. Oksida juga harus direduksi,
pembentukan oksida selama pemanasan harus dicegah.
Salah satu cara untuk melakukan ini adalah membuat sambungan di lingkungan bebas udara, di tungku dengan atmosfer gas inert yang sesuai, atau di bawah vakum. Namun, mematri umumnya dilakukan di udara, yang berarti bahwa logam pengisi yang dapat mengalir sendiri (lihat tembaga-fosfor, di atas) atau fluks terpisah harus digunakan.
Fluks terdiri dari campuran berbagai garam logam, dan diterapkan pada permukaan sambungan sebagai cairan dengan viskositas tinggi, sebagai pasta atau sebagai bubuk. Pemanasan mengusir pembawa (seringkali air), sebelum garam meleleh dan bereaksi dengan oksida pada permukaan sambungan. Pilihan fluks tergantung pada jenis bahan benda kerja dan suhu mematri logam pengisi. Sambungan brazing umumnya merupakan beberapa bentuk sambungan tumpang tindih. Pada tingkat yang lebih rendah, sambungan mungkin dari tipe pantat, tetapi harus dilubangi untuk meningkatkan kekuatan sambungan. Lebar celah harus dalam kisaran 0,05-0,5 rnm, dan sebaiknya 0,1-0,2
Mematri dapat dilakukan secara manual, mekanis atau otomatis.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Pengelasan braze Ketika digunakan untuk membuat sambungan butt V atau X, atau untuk sambungan fillet, mematri disebut sebagai las patri, dan umumnya dilakukan secara manual dengan pemanasan api gas. Logam pengisi harus relatif kental, untuk memberikan sambungan terbaik. Berbagai jenis paduan kuningan dan fluks yang sesuai umumnya digunakan: lihat Tabel 13.2. Saat ini proses ini kurang umum digunakan, tetapi digunakan sampai batas tertentu untuk membuat sambungan pada pipa tembaga dan paduan tembaga, serta untuk mematri perunggu dan besi tuang.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
menyolder dan mematri
mematri busur Mematri busur adalah nama yang diberikan untuk metode mematri berdasarkan metode pengelasan busur. Bidang aplikasi yang paling menarik di sini tampaknya adalah komponen bodi otomotif yang dibuat dari lembaran baja berlapis seng. Alasan untuk ini adalah bahwa pengelasan fusi konvensional sering mengalami masalah yang berbeda karena terbakarnya lapisan seng dan ketidakstabilan proses seperti pori-pori dan percikan. Kecepatan mematri seringkali dapat mencapai nilai ganda dibandingkan dengan pengelasan.
Dalam mematri busur, masukan panas berkurang dan penguapan seng lebih sedikit. Keuntungan mengganti logam pengisi mematri dengan suhu leleh rendah adalah:
Jumlah percikan minimal Lebih sedikit pasca perawatan jahitan brazing Input panas rendah Pembakaran lapisan seng yang rendah
aluminium-perunggu
Bahan pengisi dapat berbahan dasar tembaga timahperunggu paduan rendah.
mematri MIGmelibatkan penggantian elektroda dalam obor las MIG dengan elektroda yang terbuat dari logam pengisi mematri berbasis tembaga. Peringkat daya diatur sehingga logam pengisi meleleh, tetapi tepi sambungan hanya dipanaskan, dan tidak meleleh, oleh busur. Gas pelindung yang digunakan adalah argon murni atau argon dengan sejumlah kecil gas aktif yang meningkatkan stabilitas busur. Adalah umum untuk menggunakan argon dengan hingga 2% sebagai pelindung gas. Busur MIG berdenyut dapat digunakan untuk meningkatkan stabilitas busur. Mematri MIG memungkinkan tingkat penyambungan yang tinggi. Kecepatan mematri hingga 3
dapat dicapai.
CEKCOKmematrimenggunakan pengumpanan mekanis dari kawat pengisi mematri. Argon murni digunakan sebagai gas pelindung.
Mematri busur plasmamenggunakan obor plasma yang dikombinasikan dengan umpan kawat dari logam mematri. Busur plasma lebih stabil dan memberikan sifat mematri yang lebih baik dibandingkan dengan mematri MIG. Umumnya argon digunakan baik sebagai plasma dan gas pelindung tetapi sedikit tambahan gas lain (He, dapat digunakan untuk meningkatkan kecepatan mematri.
Mematri sinar laser Saat menyambung lembaran tipis baja sinar laser mematri adalah alternatif yang sangat baik untuk teknik mematri busur. Berdua dan
laser digunakan tetapi juga dioda daya tinggi
laser menjadi tersedia. Untuk mematri, fokus balok tidak perlu setepat untuk pengelasan. Kemampuan untuk meningkatkan ukuran titik sinar laser dengan pengaburan adalah keuntungan. Kawat pengisi dipasok oleh pengumpan kawat tetapi juga dapat ditempatkan sebelumnya. Mematri sinar laser menyebabkan zona terpengaruh panas yang sangat kecil. Jahitannya menjadi sangat halus dan memungkinkan perawatan setelah minimal sebelum pengecatan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
14 Kemampuan las baja dan jas-
Bagian berikut menjelaskan secara singkat tentang metalurgi
kemampuan berbagai baja untuk pengelasan termal. Weldability berarti bahwa proses pengelasan dimaksudkan untuk menghasilkan sifat-sifat yang sehomogen mungkin dalam lasan, bahwa bahan-bahan yang dipengaruhi oleh lasan harus memiliki kekuatan, ketahanan korosi, ketahanan oksidasi, dll yang sama. sebagai bahan dasarnya. Sifat-sifat logam las:adalahsangat ditentukan oleh pilihan bahan pengisi, jenis bahan dasar, metode pengelasan dan metodologi pengelasan, sedangkan sifat ditentukan terutama oleh komposisi bahan dasar dan jumlah energi panas yang diberikan selama pengelasan. Angka14.1menunjukkan nama-nama berbagai bagian bahan yang dipengaruhi oleh lasan.
Saya
Persiapan bersama
Garis fusi Batas zona transformasi
SAYA .
logam las Zona penetrasi HAZ berbutir kasar
Saya
HAZ berbutir halus Logam dasar
Terkena panas
Gambar 14.1 Nomenklatur zona dan batas dalam panas
daerah.
14.1 Baja karbon Seperti yang digunakan di sini, istilah 'baja karbon' mengacu pada baja karbon biasa, baja karbonmangan dan baja paduan mikro. Baja karbon polosadalahdicirikan oleh paduan hingga
0.20-0.25%karbon sebagai elemen penentu kekuatan. Baja karbon-mangan mengandung, di samping itu, hingga sekitar1.5%mangan, dengan kandungan karbon maksimum
0,25%.Contoh baja tersebut termasuk SS13 12danSS 14 12baja struktural dan
SS 13 30danss14 30baja bejana tekan.
MEJA14.1 Kelas mutu untuk baja karbon biasa. (Sumber:
B
C
D
Setengah terbunuh
terbunuh
terbunuh
terbunuh
Terbunuh
Terbunuh
Terbunuh
Terbunuh
0
- 20
Kelas berkualitas
SEBUAH
Derajat pembunuhan
Tidak Terampil
E Terbunuh
Persyaratan ketangguhan dampak, min. 27 J di:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
- 40
ITU
DARIBAJA
Baja paduan mikro terdiri dari baja karbon biasa atau baja karbon-mangan sebagai bahan dasarnya, yang ditambahkan sejumlah kecil (0,001-0,1%) dari satu atau lebih zat paduan untuk mengurangi ukuran butir bahan dan sehingga meningkatkan kekuatan luluh dan memberikan ketangguhan impak yang lebih baik. Contoh elemen pengurang ukuran tersebut meliputi aluminium, niobium, titanium, zirkonium dan vanadium. Baja karbon polos sebagian besar telah dikembangkan secara khusus sebagai bahan struktural untuk struktur yang dilas.
The International Institute of Welding (IIW) membagi baja menjadi lima kelas kualitas, A, B, C, D dan E, tergantung pada metode pembuatan dan persyaratan sehubungan dengan kekuatan impak:lihat Tabel 14.1.Standar Eropa baru untuk baja struktural tujuan, EN 10 025-1993, memberikan klasifikasi yang berbeda untuk baja, tergantung pada kekuatan impaknya pada berbagai suhu (rendah).
Austenit
Saya Perlit
semenit+ Perlit
Saya
Saya"
0
0,5
"
1
1
kandungan karbon,%
Gambar 14.2 Bagian
struktur.
diagram besi-karbon, dengan representasi skematik dari
Perubahan struktur butir akibat pengelasan
Diagram besi-karbon (Gambar 14.2) dapat digunakan untuk menjelaskan asal-usul berbagai
zona di bagian bahan dasar yang terkena pengelasan. Dapat dilihat bahwa baja dengan kandungan karbon rendah didominasi oleh feritik, sedangkan perlit (campuran eutektik ferit dan sementit) meningkat dengan meningkatnya kandungan karbon dan sementit mulai muncul di batas butir pada kandungan karbon lebih dari 0,8%. Mengingat apa yang dikatakan di atas tentang komposisi baja karbon biasa, dapat dilihat bahwa mereka umumnya akan memiliki struktur feritik-perlitik. Dalam diagram, garis PSK mewakili suhu konversi, garis GS mewakili konversi
suhu dan garis SE mewakili A, suhu konversi. © 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Angka14.3menunjukkan struktur utama dari las single-pass. Panas mengalir dengan cepat dari lasan ke bahan dasar melalui permukaan yang diwakili oleh garis, sedangkan permukaan adc, yang terpapar atmosfer di bagian atas las, kehilangan panas lebih cepat. Saat logam mengeras, butiran primer tumbuh tegak lurus pada permukaan yang kehilangan panas paling cepat, permukaan leleh.
Angka14.3Struktur utama dapat dilihat pada bagian melalui las, Angka14.4menunjukkan secara skema bagaimana panas las mempengaruhi bahan dasar yang paling dekat dengan lasan. Struktur bahan dasar yang digulung dan tidak terpengaruh ditunjukkan di sebelah kanan, berdekatan dengan zona perubahan struktural, yang telah dipanaskan hingga suhu antara dan
Zona transisi-sering juga disebut sebagai Zona yang Terkena Panas - dapat terlihat jelas berdekatan dengan lasan. Ini dapat dibagi menjadi zona normalisasi, yang telah dipanaskan hingga agak berlebihan dan zona yang terlalu panas, di mana suhu telah
telah jauh lebih
ke titik leleh bahan. Struktur dari
zona terlalu panas menunjukkan sejumlah besar pembesaran butir, dan sebagian berorientasi Widmanstiitten.
Logam las dapat dilihat pada:
diagram, dalam hal ini dengan
struktur, yang merupakan karakteristik las single-pass (lihat juga Gambar14,5).
Diagram skematis dari struktur zona yang terkena panas dan bahan dasar. Zona transformasi terlalu panasdaerah
Tidak terpengaruh daerah
Angka14.4Ilustrasi skema tentang bagaimana panas las
logam dasar
logam dasar.
Dalam las multi-pass, setiap manik las akan diberi perlakuan panas oleh manik berikutnya. Ini berarti bahwa, dengan pengecualian operan atas, yang mempertahankan Widmanstiittennya
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
ITU
BAJA
struktur, las multi-lapisan memiliki apa yang dikenal sebagai struktur las yang dinormalisasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.6.
Gambar 14.5 Struktur Widmanstatten pada las satu arah. Pengelasan busur logam manual,
Gambar 14.6 Struktur las yang dinormalisasi dari lasan multi-pass. Pengelasan busur logam manual,
Saat menggunakan bahan pengisi, sifat logam las sangat ditentukan oleh komposisi bahan pengisi. Dalam kasus penetrasi yang dalam ke bahan dasar, ini juga mempengaruhi sifat-sifat logam las. Saat melakukan pengelasan tanpa bahan pengisi, tentunya kesesuaian bahan dasar untuk pengelasan sangat menentukan sifat dan kualitas hasil las.
Bersama dengan masukan panas, komposisi bahan dasar juga menentukan perubahan sifat bahan dasar dalam Ini berlaku di
khusus untuk zona panas berlebih yang, dalam beberapa hal, merupakan area paling kritis.
Resiko retak Jika masukan panas rendah dibandingkan dengan ketebalan logam sekitarnya, pendinginan akan cepat dan martensit dapat terbentuk. Ini berarti kekerasan akan meningkat dan, kasus, bahwa akan ada risiko perengkahan hidrogen dan plement. Secara umum diterima bahwa kekerasan tidak boleh melebihi 350 atau lebih untuk baja paduan mikro. Gambar 14.7 menunjukkan kekerasan karakteristik di sekitar lasan. HV SEBUAH=Las
B=Zona terlalu panas C=Zona normalisasi D=Zona berbutir kasar E= Logam dasar
Gambar 14.7 Khas
baja karbon.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
dari berbagai bagian
zona di dataran
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Sampai batas tertentu, risiko komplikasi dapat ditentukan dengan menghitung kandungan karbon yang setara, dari bahan:
tidak melebihi 0,41. Pada nilai yang lebih tinggi, itu
Sebuah baja dianggap sepenuhnya dapat dilas jika:
dianggap dapat dilas sampai batas tertentu, yang secara umum berarti bahwa pengelasan harus disertai dengan pemanasan benda kerja untuk mengurangi laju pendinginan.
Meskipun tidak melebihi nilai ini, pemanasan benda kerja mungkin masih kali diperlukan. Untuk baja dalam kelompok kekuatan minimum, ini berarti bahwa pemanasan diperlukan untuk ketebalan logam lebih dari 50 mm, sedangkan untuk baja dalam kelompok kekuatan tertinggi diperlukan untuk ketebalan lebih dari 30. Dalam kasus baja karbon biasa, suhu di atas 200 adalah tidak mungkin dibutuhkan. Karena baja karbon biasa telah dikembangkan untuk digunakan dalam struktur yang dilas, biasanya tidak ada masalah jika pengelasan dilakukan dengan benar. Namun, untuk baja 'tidak standar', dan khususnya untuk baja yang tidak diolah, ada risiko retak termal jika bahan tersebut mengandung tingkat elemen pencemar yang lebih tinggi. Selain itu, jika bahan yang tidak memiliki ketangguhan impak yang dijamin digunakan di mana ketangguhan tersebut diperlukan, ada risiko patah karena kerapuhan di HAZ. Struktur baja karbon polos yang dilas dapat dihilangkan tegangannya pada
kapan ini
550600 dianggap perlu.
14.2 Kekuatan tinggi kekuatan ekstra tinggi ke 740
Baja yang memiliki kekuatan luluh dari 450
kriteria kemampuan las, dapat digulung dengan ketebalan mulai dari 2
tapi bertemu
baja juga dapat dibentuk dingin, karena kandungan belerangnya yang rendah, hasil dari proses pembuatan baja modern.
TABEL 14.2 Baja
+ +
Saya
Domex 640 Domex 690 Domex 740
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
640 690 740
700 750 790
0,41
menjadi 14mm. Sebagian besar dari ini
+ Nb+ + Nb+ + Nb+
ITU
BAJA
Pembentukan dingin memungkinkan bagian diproduksi yang kemudian dapat digabungkan untuk menghasilkan struktur yang lebih kompleks, sehingga mengurangi jumlah total pengelasan yang dibutuhkan. Tabel 14.3 menunjukkan tipikal baja cold-finished yang dapat dilas dari jenis ini.
Baja serupa juga digunakan untuk bejana tekan dan tabung dan pipa yang dilas, gas curah
untuk
atau saluran minyak. atau untuk pipa distribusi pemanas distrik. Dapat dilihat tabel bahwa ada itu banyak kelas kekuatan baja Domex. Baja canai panas jenis ini juga digunakan untuk penampang. Kekuatan luluh ekstra tinggi, dalam kombinasi dengan kemampuan las yang baik, juga dapat diperoleh dengan pengerasan dan temper atau dengan pendinginan yang dipercepat setelah penggulungan. Di Swedia, baja yang dikeraskan dan ditempa dengan kemampuan las yang dapat diterima diproduksi oleh SSAB dengan namN a amun,
dengan kekuatan luluh di atas 650 nilainya
akan melebihi 1.
Geometri las juga mempengaruhi disipasi panas. Dalam kasus, misalnya, lasan fillet, di mana tiga pelat bertemu, perlu untuk mempertimbangkan ketebalan logam gabungan. Aturan saat ini untuk suhu pengelasan (BS 5135) menyatakan suhu kerja sebagai fungsi dari kombinasi ketebalan bahan, energi tarik, kandungan hidrogen dari logam las dan nilainya. Hanya bahan pengisi dengan dijamin kandungan hidrogennya rendahseharusnya digunakan. MEJA14.3 Penyeberangan baja
perlakuan
Saya
Keras dan marah
baja tersedia dengan kekuatan luluh hingga
1100 seperti terlihat pada tabel di atas. Baja yang sesuai dengan baja Domex canai paduan mikro dan baja yang dikeraskan dan ditempa baja juga diproduksi
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
137
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
di Jerman, Inggris, dan Prancis. Namun, baja kekuatan tinggi Swedia yang dapat dilas telah lama menjadi pemimpin pasar dan kinerja Eropa. Standar Eropa untuk baja canai panas kekuatan tinggi sedang disusun dalam langkah kekuatan luluh 500
Bekerja pada standar EN yang mencakup aspek-aspek seperti terendah
suhu kerja yang direkomendasikan juga sedang berlangsung.
Baja tahan karat Kelompok baja ini terdiri dari baja yang mengandung kromium sebagai elemen paduan dalam konsentrasi sekitar 12% atau lebih. Pada konsentrasi ini, permukaan logam membentuk lapisan tipis oksida yang kuat, melindungi material dari serangan saat terkena lingkungan fase gas atau cair yang korosif. Mekanisme yang sama meningkatkan suhu penskalaan material, dibandingkan dengan baja karbon biasa. Elemen paduan lainnya ditambahkan untuk lebih meningkatkan ketahanan korosi terhadap berbagai solusi: yang paling penting dari elemen ini adalah nikel dan molibdenum.
Efek dari paduan konstituen
Elemen paduan dapat dibagi menjadi dua kelompok utama, tergantung pada efeknya dalam rentang suhu di mana ferit atau austenit adalah fase stabil. Mereka disebut sebagai
elemen pembentuk austenit atau ferit.
unsur pembentuknya antara lain nikel,
mangan, karbon dan nitrogen, sedangkan unsur pembentuk ferit meliputi kromium, molibdenum, silikon dan niobium. Elemen pembentuk austenit memperluas zona austenit baja saat konsentrasi meningkat, sementara elemen pembentuk ferit mengurangi zona saat konsentrasinya meningkat.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
ITU
BAJA
Diagram Schaeffler menunjukkan bagaimana struktur material dipengaruhi oleh berbagai konsentrasi elemen pembentuk austenit dan ferit.SEBUAHvariasi dari ini adalah diagram (Gambar yang juga menunjukkan kandungan nitrogen dari
bahan.
Dengan menghitung konsentrasi kromium dan nikel ekivalen dari
bahan dari diagram, adalah mungkin untuk memperkirakan struktur logam las. Diagram tidak berlaku untuk lasan yang telah diberi perlakuan panas, dan juga untuk bahan dasar yang terpengaruh oleh lasan.
Karena, tergantung pada jenis dan jumlah elemen paduan, struktur bahan dalam kelompok berbeda, memberi mereka sifat fisik dan mekanik yang berbeda, ketahanan korosi dan kemampuan las, mereka telah dibagi ke dalam kelompok berikut untuk diskusi lanjutan: baja austenitik
baja feritik baja martensit
baja baja martensit-austenitik
14.3 Baja Austenitik Aplikasi utama baja ini adalah untuk barang-barang rumah tangga, seperti bak cuci dan panci, dan untuk pipa dan bejana tekan yang membutuhkan ketahanan korosi yang baik dalam industri kimia, selulosa, bangunan dan makanan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PENGELASANBUKU PEDOMAN PROSES
Elemen paduan
Baja austenitik mengandung sekitar 12-27% kromium dan 7-30% nikel. Mereka bukanmagnetik, dan tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas. Mereka biasanya dikirim dalam keadaan austenneal, yang membutuhkan pendinginan cepat dari suhu sekitar Bergantung pada aplikasi yang dimaksudkan, mereka sering kali menyertakan tentang 2-3%
molibdenum elemen paduan, yang meningkatkan ketahanan korosi. TABEL14.4Jenis utama baja tahan karat
Buku pegangan no. 4).
Besi-
Batas komposisi seperti yang diberikan dalam Standar Swedia untuk baja dalam grup
Kelompok
feritik
Kemampuan mengeras
magnetis
Tidak bisa
Magnetik
mengeras
Kukus-
Dapat dikeraskan
Magnetik
Dapat dikeraskan
Magnetik
feritik-
Tidak bisa
Magnetik
austenitik
mengeras
situs
Kukusaustenitik
kerasnitic-Tidak termasuk
mo as paduan
0.12 0,07 0,05
Tidak bisa mengeras
bersih
menusuk.')
konstitu-
0,030
ent
keras-
nitik Dengan Mo sebagai paduan-
ing con-
stituen kerasnitik,
tahan termasuk
elemen paduan yang sengaja ditambahkan,
N,
atau Ce
dengan Ti atau Nb dengan Ti
Konsentrasi karbon biasanya di bawah 0,05%, atau di bawah 0,03% untuk baja ELC (Extra Low Carbon). Bahan-bahan tertentu memiliki konsentrasi karbon yang lebih tinggi, sekitar 0,08%. Untuk mencegah pembentukan kromium karbida selama pengelasan, elemen paduan dalam baja tersebut harus memiliki afinitas yang lebih tinggi terhadap karbon daripada kromium: elemen yang cocok adalah titanium dan niobium. Baja dengan komposisi ini disebut
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
ITUKEMAMPUAN LAS BAJA
sebagai
baja. Gambar di bawah menunjukkan struktur mikro dari baja austenitik setelah
Gambar 14.10 Struktur mikro baja austenitik yang mengandung 18 %kromium dan 8% nikel. 500
Formasi ferit
Meskipun pemanasan dan pendinginan yang disebabkan oleh pengelasan tidak menghasilkan signifikan
perubahan struktural dalam bahan austenitik, fase sekunder dapat dibentuk dalam kondisi tertentu dalam logam las dan Yang paling penting dari fase ini adalah ferit, yang memiliki efek menguntungkan dan merugikan pada sifat las. Gambar tersebut menunjukkan lasan austenitik dengan sekitar 8% ferit.
Gambar 14.11
Bagian melalui lasan austenitik yang mengandung sekitar 8% ferit: 500
Efek menguntungkan dari ferit adalah bahwa sebagian besar mencegah pembentukan retakan panas di lasan, sebagian karena melarutkan unsur-unsur seperti belerang dan fosfor, yang jika tidak akan memisahkan dan secara substansial meningkatkan risiko retak karena tekanan pada lasan meningkat. Metode modern pembuatan baja telah memungkinkan untuk menghasilkan las dengan ketahanan retak panas yang baik. Mereka mengandung proporsi mangan yang relatif tinggi dan kadar belerang dan fosfor yang rendah. phorus. bahan pengisi yang memberi
Efek merugikan dari ferit pada logam las adalah dapat diserang secara selektif oleh media korosif tertentu. Karena batas butir ferit berdekatan pada konsentrasi sekitar 10% ke atas, kegagalan yang disebabkan oleh korosi dapat terjadi dalam kasus tersebut. Ini berarti
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
bahwa perlu menggunakan bahan pengisi yang memberikan konsentrasi ferit yang jauh lebih rendah untuk struktur yang mungkin menghadapi kondisi korosi seperti itu.
Pada suhu operasi di550-900
jangkauan, ferit diubah menjadi apa
dikenal sebagai fase sigma, yang mengurangi keuletan material. Namun, hal ini umumnya tidak terlalu penting secara praktis, jika kandungan ferit dari logam las kurang dari sekitar 5%. Cara radikal untuk menghindari efek merugikan dari ferit dalam logam las, tentu saja, adalah
sehingga melarutkan ferit dan austenit. Namun, ini sering tidak layak karena alasan praktis. dengan menganil bahan sekitar
itu
korosi
Masalah utama saat mengelas baja austenitik sebelumnya adalah kebutuhan untuk menghindari pengendapan karbida pada batas butir. Karbida iniadalahkaya kromium, dan oleh karena itu mengurangi konsentrasi kromium dalam austenit yang berdekatan dengan batas butir, sehingga menciptakan kondisi untuk korosi interkristalin, seperti yang ditunjukkan pada Gambar14.12dan14.13. Kromium karbida terbentuk lebih cepat pada baja dengan konsentrasi karbon yang lebih tinggi, seperti yang dapat dilihat pada:Angka14.14.Jika waktu pemanasan pada suhu tertentu lebih lama dari yang ditunjukkan oleh kurva masing-masing, karbida akan diendapkan, proses yang dikenal sebagai
baja dengan konsentrasi karbon rendah umumnya dapat
menahan efek dari kisaran suhu yang tidak menguntungkan ini untuk waktu yang cukup lama untuk memungkinkan pengelasan dilakukan tanpa risiko presipitasi karbida. Bahan yang mengandung0,056%karbon, misalnya, dapat ditahan pada 700 hingga sekitar tujuh menit tanpa korosi antarkristalin yang terjadi selama pengujian berikutnya. Namun demikian, ketika bekerja di logam tebal, pengelasan harus dilakukan dengan input panas yang terkontrol. Oleh karena itu baja ELC dipilih untuk aplikasi tertentu, karena dapat dipanaskan selama sekitar sepuluh jam tanpa pengendapan karbida: alternatifnya adalah penggunaan bahan yang distabilkan.
Angka
Korosi interkristalin pada lasan baja austenitik.
Korosi tegangan
Dalam keadaan tertentu, baja austenitik sensitif terhadap korosi tegangan, yang disebabkan oleh tegangan pengelasan sisa pada bahan yang kontak dengan klorida atau media garis kuat. Bahan lain harus digunakan jika dirasa ada risiko korosi tegangan: contohnya termasuk baja feritik-austenitik atau baja austenitik dengan kandungan nikel tinggi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
ITU
Gambar 14.13 Bagian melalui area
Gambar 14.14
DARIBAJA
korosi:
300
diagram untuk baja austenitik dengan 18 %kromium, 8 %nikel dan
konsentrasi karbon yang bervariasi.
=Sensitisasi
Waktu-Suhu).
Baja perkakas baja perkakas Austenitik,
baja yang ditujukan khusus untuk pemesinan pemotong keping, adalah
dianggap memiliki kemampuan las yang buruk, karena kandungan sulfurnya yang tinggi sekitar 0,2%
mengurangi risiko retak termal pada lasan. Namun, baja perkakas yang mengandung maksimum 0,05% karbon, 0,20% belerang dan lebih dari 1,5% mangan memiliki kemampuan las yang relatif baik. Sebagai mangan dengan belerang untuk membentuk mangan sulfida, presipitasi dihindari, yang mengurangi risiko retak. Hal ini dapat dicegah lebih lanjut dengan menggunakan bahan pengisi seperti 18 8 mangan atau 23 12 L. Logam pengisi yang terakhir ini memiliki konsentrasi ferit sekitar 15-20 %. Tegangan pengelasan
Dibandingkan dengan baja karbon biasa, koefisien muai panas
baja austenitik sekitar 50% lebih besar, sedangkan koefisien konduktivitas termal sekitar 40% lebih kecil. Ini berarti bahwa akan ada lebih banyak kontraksi pada sambungan las, sehingga pengelasan harus dilakukan dengan pertimbangan khusus terhadap kemungkinan distorsi. Biasanya cukup untuk mengelas dengan masukan panas rendah, dengan
perencanaan pekerjaan dan
urutan pembuatan las, dan penerapan lasan secara simetris.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PENGELASANBUKU PEDOMAN PROSES
Penghilangan tegangan dari tegangan yang masuk ke dalam struktur dengan pengelasan dilakukan pada 850-950 atau 400-500 Adalah penting bahwa rentang suhu di mana karbida dapat terbentuk dihindari dalam semua perlakuan panas.
Baja feritik Baja feritik digunakan dalam banyak aplikasi yang sama seperti baja austenitik, dalam industri makanan, kimia dan selulosa. Namun, ada beberapa aplikasi di mana kinerjanya lebih unggul, untuk digunakan di atmosfer belerang, di mana keberadaan nikel mengurangi ketahanan terhadap korosi, dan di lingkungan dengan konsentrasi klorida sederhana, di mana baja feritik memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap korosi tegangan. Unsur paduan utama dalam baja feritik adalah kromium, dalam proporsi antara 12% dan 30%. Kandungan karbon umumnya kurang dari 0,1%. Ada juga baja Extra Low Interstitial (ELI), dengan konsentrasi karbon dan nitrogen yang sangat rendah, kurang dari 0,03%, memiliki kinerja korosi yang lebih baik daripada baja feritik normal dan kemampuan yang lebih baik. Baja feritik bersifat magnetis dan tidak dapat mengeras.
Dibandingkan dengan baja austenitik, baja feritik tidak mudah dilas. Ada pembesaran butir yang signifikan di HAZ, dengan karbida yang diendapkan pada batas butir ferit, yang mengakibatkan penggetasan lasan dan pengurangan ketahanan korosinya. Penggetasan ini menimbulkan risiko retak getas tertentu yang terjadi saat las mendingin ke suhu transisi getas material sekitar 100-200 Selain itu, ada risiko retak susut melintang pada logam las saat mendingin dan tegangan meningkat. Masalah potensial ini diatasi dengan memanaskan area hingga sekitar 400 yang mengurangi gradien suhu dan tegangan.
Bahan harus bebas tegangan pada 750-850 untuk kekuatan dan ketahanan korosi las yang optimal.
menit untuk memberikan Hal ini mengurangi tekanan intro-
dihasilkan oleh pengelasan dan spheroidises karbida yang diendapkan. Jika baja telah dilapisi dengan memasukkan titanium sebagai elemen paduan, penghilangan tegangan untuk meningkatkan ketahanan korosi terkadang dapat dihilangkan, karena pengendapan karbida yang menurunkan ketahanan korosi tidak selalu terjadi saat mengelas logam tersebut; bagaimanapun, tidak jika ketebalan logam kurang dari sekitar 2
Baja yang mengandung lebih dari sekitar 20% kromium membentuk ferit fase sigma yang signifikan pada suhu antara 550 dan 800 jika baja mengandung molibdenum, pembentukan fase sigma ini meluas ke suhu yang lebih tinggi. Fase ini rapuh, dan secara substansial mengurangi keuletan logam dan meningkatkan kekuatan tarik utamanya. Oleh karena itu, anil dalam kisaran suhu ini tidak sesuai untuk baja ini. Waktu yang diperlukan untuk memisahkan fase sigma pada suhu tertentu sangat tergantung pada komposisi baja, tetapi ferit fase sigma dapat terbentuk di zona las saat mengelas benda kerja yang tebal. Jenis penggetasan lain, yang dikenal sebagai bahan
getas, dapat terjadi jika
475, diberi perlakuan panas dalam kisaran suhu Pengelasan dapat dilakukan, menggunakan pengisi dari bahan yang sama atau dari baja austenitik. Yang terakhir, dengan kandungan nikel sekitar 20%, menghasilkan keuletan lasan terbaik.
Baja Martensit Baja martensit memiliki konsentrasi kromium antara sekitar 12% dan 18%. Mereka mengandung lebih banyak karbon daripada baja feritik (sekitar 0,1-0,3%), yang berarti bahwa mereka dapat:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
ITU
BAJA
mengeras. Hal ini dilakukan dari sekitar anil pad dea ngan pendinginan dalam minyak atau udara, diikuti oleh 300-750 Baja ini bersifat magnetis. Aplikasi khas untuk mereka adalah di mana ada kebutuhan untuk menggabungkan kekerasan dengan ketahanan korosi: contohnya termasuk bilah turbin, alat pemotong, pisau cukur
pisau, gunting, parang, dll. Meja
dan instrumen bedah adalah contoh lainnya. Karena baja ini bersifat pengerasan udara, selalu ada zona keras dan sering kali rapuh di bahan dasar yang dekat dengan garis fusi, yang berarti bahwa baja ini memiliki kemampuan las yang buruk dibandingkan dengan baja tahan karat lainnya. Untuk mengurangi, sampai batas tertentu, puncak kekerasan di zona ini, baja ini harus selalu dilas pada suhu pemanasan awal yang ditentukan. Suhu yang sesuai tergantung pada dimensi material dan jenis tetapi umumnya dalam kisaran Selain itu, pengelasan harus diikuti oleh perlakuan panas pada 650-750 untuk menit. Jika kondisi stres
Dalam struktur yang rumit, perlakuan panas ini harus dilakukan segera setelah pengelasan, tanpa membiarkan benda kerja menjadi dingin hingga suhu kamar antara pengelasan dan perlakuan panas. Namun, untuk memastikan konversi struktur metalurgi logam yang lengkap, suhu benda kerja tidak boleh melebihi sekitar 150 saat perlakuan panas dimulai. Jika benda kerja dilas dalam keadaan panas dan kemudian diberi perlakuan panas, ada risiko retak pengerasan di zona transformasi. Ada juga risiko retak getas, karena material memiliki suhu transisi getas yang relatif tinggi, dan tegangan akibat pengelasan di dalam dan sekitar zona las cukup signifikan. Selain itu, ada risiko penggetasan hidrogen di HAZ, terutama jika elektroda lembab telah digunakan. Selanjutnya, jika menggunakan bahan pengisi dari logam yang sama dengan bahan dasar, ada risiko retak melintang pada logam las, sehingga pengisi austenitik sering digunakan untuk mengurangi risiko ini. Ini juga mengurangi risiko kegagalan getas. Khususnya dengan struktur yang rumit, biasanya permukaan sambungan diolesi mentega dengan logam pengisi austenitik. Setiap bagian dari benda kerja diperlakukan secara terpisah dan dipanaskan. Lapisan austenitik dibangun hingga a
ketebalan untuk memastikan bahwa tidak ada metalurgi
perubahan terjadi pada bahan dasar ketika las akhir dibuat.
Baja feritik-austenitik Baja femtik-austenitik, yang telah menarik minat yang meningkat sejak
adalah
sering dikenal sebagai baja dupleks. Karakteristik dari mereka adalah bahwa mereka menggabungkan ketahanan korosi yang sangat baik dengan kekuatan mekanik yang tinggi.
Baja ini menemukan area aplikasi utamanya di industri lepas pantai, di mana sifatsifatnya sangat cocok untuk digunakan di lingkungan dengan kandungan klorida tinggi. Kekuatannya yang tinggi, dibandingkan dengan baja austenitik, juga membawa keuntungan dalam bentuk struktur yang lebih ringan. Industri selulosa, kimia dan petrokimia adalah bidang lain di mana mereka semakin banyak digunakan.
Baja dalam kelompok ini dicirikan oleh kandungan kromium hingga 29%, kandungan nikel sekitar 5-8% dan kandungan molibdenum sekitar 1 4%. Kandungan karbon biasanya rendah, kurang dari 0,03%. Elemen lain yang telah menunjukkan dirinya sangat penting dalam menentukan kemampuan las dari
baja adalah nitrogen, yang mungkin ada dalam konsentrasi lebih tinggi
menjadi 0,4%. Saat pengelasan, kolam las mengeras terutama dengan struktur feritik penuh, dengan pembentukan austenit pada tahap selanjutnya saat suhu turun.Lihat Gambar 14.15.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 14.15 Diagram fase biner semu untuk
baja.
batas butir, dan tumbuh
Pembentukan austenit dimulai pada
ke dalam butiran ferit untuk menghasilkan struktur seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.16.
Gambar 14.16 Struktur mikro dari logam las dan
di
baja.
Kehadiran nitrogen sebagai elemen pembentuk austenit yang efektif mempercepat proses ini, untuk menghasilkan struktur metalurgi las yang benar tanpa memerlukan pengelasan panas atau perlakuan panas berikutnya. Jenis baja feritik-austenitik yang lebih tua, seperti:
329, tanpa nitrogen dan proporsi ferit yang tinggi, menjadi hampir seluruhnya femtic di zona yang dekat dengan garis fusi, yang menurunkan sifat mekanik dan ketahanan korosi. Perlu untuk memberikan perlakuan panas sekitar 100-200 untuk memperbaiki baja tidak boleh dilas terlalu rendah atau terlalu tinggi masukan panas.
Masukan panas yang rendah dapat menyebabkan laju pendinginan yang terlalu cepat, yang membentuk
kromium nitrida yang dapat merugikan
tahan korosi. Masukan panas yang terlalu tinggi,
di sisi lain, dalam kombinasi dengan suhu tinggi antara lintasan, menghasilkan fase sigma (di antara efek lainnya), yang menurunkan ketahanan korosi dan sifat mekanik. Pengelasan harus dilakukan dengan menggunakan pengisi dari bahan serupa, tetapi dengan konsentrasi nikel sekitar 2-3% lebih tinggi sesuai urutan
membantu pembentukan austenit dan menghasilkan a
konsentrasi ferit dalam logam las mirip dengan logam dasar. Hal ini memastikan karakteristik optimal dari logam las dalam hal ketahanan korosi dan kekuatan mekanik.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
ITU
DARIBAJA
Baja martensit-austenitik Aplikasi untuk kelompok baja ini termasuk turbin air, baling-baling, bagian-bagian mesin dan baja struktural pada umumnya.
Baja ini bersifat magnetis, dan memiliki analisis perkiraan
%karbon,
13-16% kromium, 5-6% nikel dan 1-2% molibdenum. Mereka dapat dikeraskan dengan pendinginan dalam minyak atau udara dari sekitar
mungkin mengandung beberapa sisa austenit.
yang menghasilkan struktur martensit, tempering selanjutnya pada sekitar 600
membentuk austenit, yang sangat stabil sehingga tidak diubah menjadi martensit saat bahan mendingin hingga suhu kamar. Akibatnya, struktur akhir mengandung sekitar 65-80% martensit temper, dengan sisanya adalah austenit, yang berarti bahwa bahan tersebut memiliki keuletan yang jauh lebih baik daripada baja martensit penuh. Oleh karena itu, baja ini memiliki kemampuan las yang baik saat ditempa.
Biasanya tidak perlu memanaskan benda kerja terlebih dahulu, dan juga tidak ada risiko retak yang lebih besar di HAZ. Bagian dari HAZ yang dipanaskan sampai suhu tinggi (lebih dari sekitar 900 yang diubah sepenuhnya menjadi austenit akan diubah terutama menjadi martensit dengan pendinginan berikutnya ke suhu kamar. Tempering mengembalikan
rasio bahan dasar di zona ini.
Kemampuan las baja ini relatif baik. Bahan pengisi austenitik umumnya digunakan, meskipun hal ini terkadang mengakibatkan kekuatan logam las lebih rendah daripada bahan dasarnya.
Pengelasan bahan yang berbeda Seringkali ada kebutuhan, saat membuat struktur baja tahan karat ketika tergabungperingkat mereka di pabrik lain, untuk mengelas baja tahan karat ke karbon biasa atau baja paduan rendah. Selain itu, berbagai jenis baja tahan karat seringkali harus dilas satu sama lain. Untuk mendapatkan kinerja terbaik dari sambungan tersebut, perhatian khusus harus diberikan pada metalurgi logam las. Untuk tujuan ini, diagram Schaeffler adalah bantuan yang baik. Secara umum, metode kerja berikut dapat digunakan ketika memutuskan pilihan bahan pengisi yang tepat.
Posisi material dalam diagram Schaeffler ditentukan dari ekuivalen kromium dan nikelnya, dan kemudian ditarik garis lurus di antara titik-titik tersebut. Demikian pula, posisi bahan pengisi yang diusulkan diplot. Saat mengelas sambungan simetris, dapat diasumsikan bahwa permukaan sambungan bahan dasar akan sedikit banyak meleleh. Oleh karena itu dapat ditarik garis lurus antara posisi bahan pengisi dan pusat garis antara bahan dasar. Secara umum, sekitar 40% bahan pengisi akan 'diencerkan' oleh bahan dasar cair, sehingga struktur logam las akan seperti yang ditunjukkan oleh titik sekitar 20-40% sepanjang garis dari posisi bahan pengisi. Jika struktur ini cocok, maka bahan pengisi yang diusulkan dapat digunakan. Diagram Schaeffler diGambar 14.8menunjukkan contoh di atas untuk kasus baja paduan rendah (A) yang dilas ke baja tahan karat (B), menggunakan pengisi 23 12 2 L (D). Ini memberikan struktur logam las seperti yang ditunjukkan pada titik E, austenit dengan sekitar 10% ferit. Bahan pengisi yang akan digunakan untuk penyambungan kedua bahan tersebut juga harus dipilih seperti dijelaskan di atas pada saat mengelas bahan kompon yang terdiri dari bahan karbon biasa dan
bahan paduan. Hal yang sama berlaku untuk pemilihan bahan pengisi untuk lapisan pertama bahan tahan karat hingga karbon biasa atau baja paduan rendah.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
15 Desain komponen yang dilas pengantar Menentukan parameter desain yang diperlukan dari sambungan las dapat memakan banyak waktu, dan terkadang rumit. Bab ini ditujukan untuk unit, dengan tujuan menjelaskan bagaimana perancang berpikir ketika merancang sambungan las. Hanya secara khusus aturan desain mutlak yang dirujuk: sebagai gantinya, presentasi berkonsentrasi pada saran dan saran praktis, yang ditujukan untuk menghasilkan desain yang dioptimalkan dalam hal kekuatan, berat, kinerja, kemudahan pembuatan, dan biaya keseluruhan. Mereka yang tertarik dengan persyaratan desain yang lebih rinci harus beralih kereferensi [I], [2], [3], [6] atau [7]:lihat Halaman 170.
15.2 Representasi simbolis dari lasan pada gambar Simbol pengelasan pada gambar terdiri dari:
Garis panah
Satu atau dua garis acuan (2) Simbol dasar (3) Kemungkinan simbol tambahan Dimensi las Gambar 15.1 Simbol yang digunakan pada gambar pengelasan.
2553,referensi [4].
Presentasi simbolis dari lasan pada gambar diberikan dalam Penamaan
8
tepi terangkat
Las pantat persegi Lasan V-butt tunggal
Las butt bevel tunggal
v
v
las pantat dengan wajah akar lebar
Las butt bevel tunggal dengan wajah akar lebar
7 Lasan Ubutt Tunggal
atau miring
Gambar 15.2 Contoh simbol dasar.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
las pantat
Las
DESAIN KOMPONEN DILAS
Simbol dasar dan simbol pelengkap Secara umum, simbol dasar serupa bentuknya dengan sambungan las sebelum pengelasan, yang menunjukkan bagaimana lembaran logam harus disiapkan untuk pengelasan). Contoh simbol dasar ditunjukkan padaGambar 15.2.Jika tepi yang tidak dimiringkan melebihi 2, sambungannya adalah sambungan butt V tunggal dengan permukaan akar lebar (Y). Jika tidak, itu adalah sambungan butt V tunggal.
Simbol tambahan dapat digunakan, dalam kombinasi dengan simbol dasar: lihat Gambar 15.3. Tidak adanya simbol tambahan berarti bahwa tidak ada persyaratan khusus sehubungan dengan bentuk permukaan las.
Penamaan
Bentuk permukaan las: simbol a) Datar (selesai Rush)
Datar
b) Cembung
Cembung
simbol
pantat
las
c) cekung d) Jari-jari kaki harus tercampur rata
las pantat dengan wajah root yang luas dan backing run
e) Dukungan permanen
Siram selesai
mengupas
las pantat Dukungan yang dapat dilepas
1) Simbol dalam
dengan
1302,
dari simbol itu
simbol dapat digunakan
Gambar 15.3 Simbol tambahan.
Pentingnya garis referensi Posisi simbol dasar pada garis referensi menunjukkan di sisi mana dari garis panah itu las akan ditempatkan. Garis padat atas (yang direkomendasikan untuk diakhiri dengan ekor yang menunjukkan bahwa representasi mengacu pada 2553) menunjukkan lasan pada sisi panah. Dalam hal ini, simbol dasar ditempatkan pada garis padat. Garis putus-putus yang lebih rendah menunjukkan lasan di sisi lain. Dalam hal ini, simbol 'menggantung' di bawah garis terputus. Lihat Gambar 15.4 danGambar 15.5.
Las di sisi panah Gambar 15.4 A
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
dengan satu lasan fillet.
Las di sisi lain
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Sisi lain
Sisi panah
Sisi lain
Sisi panah
Sisi panah dari sendi B
Angka
dari sendi B
dari sendi A
Sendi salib dengan dua
las.
dari sendi B
Garis referensi terputus tidak digunakan untuk las simetris penuh: contoh ditunjukkan pada Gambar 15.6.
Posisi garis panah Secara umum, posisi garis panah tidak penting dalam kaitannya dengan lasan, kecuali dalam kasus las bevel butt tunggal dan las butt J tunggal di mana panah dari garis panah harus mengarah ke pelat yang disiapkan. . Lihat Gambar 15.7.
Las yang diinginkan
Angka
Simbol pada menggambar
Posisi garis panah.
Dimensi lasan: Dimensi penampang lasan ditunjukkan di sebelah kiri (sebelum) penetrasi simbol dasar untuk las tumpul, panjang kaki atau ketebalan leher las fillet). Tulis panjang las di sebelah kanan (setelah) simbol dasar. 511300 menunjukkan las tumpul persegi, dengan penetrasi 5 mm dan panjang
mm.
menunjukkan lasan fillet kontinu dengan panjang kaki 10 mm. 5x200 (100) menunjukkan lasan fillet intermiten dengan panjang kaki 8 mm, dibagi menjadi lima lasan sepanjang 200 mm, dengan jarak 100 mm (ujung ke ujung).
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Simbol pelengkap Ketika las akan diterapkan sepanjang bagian, simbolnya adalah lingkaran seperti yang ditunjukkan pada Gambar Las lapangan atau lokasi ditunjukkan dengan bendera, seperti yang ditunjukkan pada Gambar
Gambar 15.8 a) Las periferal.
b) Las lapangan atau lokasi.
Informasi lebih lanjut dapat diberikan setelah ekor, dengan urutan sebagai berikut:
proses sesuai dengan tingkat penerimaan
posisi kerja logam pengisi
Menurut
4063); 5817 dan
Menurut Menurut
10042);
6947);
544,
2560,
1).
Berbagai item harus dipisahkan dengan garis miring Sebagai tambahan, referensi dapat dibuat untuk instruksi-instruksi khusus dengan
lembar prosedur)
menggunakan simbol pada ekor tertutup, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.9.
Gambar 15.9 Informasi referensi.
15.3 Kelas pengelasan Kelas pengelasan diberikan dalam 5817,referensi [5]. Jika perancang telah menentukan kelas pengelasan pada gambar, ini telah dilakukan untuk memastikan bahwa unit produksi mengetahui persyaratan kualitas yang berlaku untuk sambungan. 5817 menetapkan tiga tingkat kualitas yang berbeda: B, C dan D, dengan Kelas B menjadi yang paling ketat. Standar tersebut mencakup tabel yang merinci berbagai jenis cacat, dan seberapa besar cacat tersebut diizinkan dalam berbagai tingkat kualitas. Kelas D biasanya digunakan untuk bagian yang tidak memikul beban atau pada struktur yang hanya menerima beban statis rendah.
Bagian yang mengalami beban statis tinggi biasanya dilas menurut Kelas C. Bagian yang mengalami beban lelah biasanya dilas di Kelas C atau Kelas B, dengan persyaratan tambahan bahwa transisi antara lasan dan material benda kerja harus mulus. Dalam kasus ekstrim pembebanan kelelahan, mungkin ada persyaratan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
bahwa tepi lasan harus digiling atau diperlakukan dengan TIG untuk menghasilkan bentuk bulat
dengan radius minimal 4
15.4 Tegangan sisa pada las, distorsi las Tegangan sisa selalu muncul dalam struktur yang dilas, karena fakta bahwa logam las cair berkontraksi saat mendingin. Jika bagian yang berdekatan tidak dapat menahan penyusutan ini, distorsi akan terjadi. Jika hal ini tidak terjadi, maka tegangan sisa akan timbul pada lasan, atau kombinasi dari tegangan sisa dan distorsi.
Tegangan sisa dalam lasan dalam arah longitudinal lasan sering kali sama dengan kekuatan luluh material, atau tepat di bawahnya. Dalam arah melintang, tegangan pada lasan lebih tergantung pada kondisi penjepitan bagian-bagiannya. Tegangan las sisa transversal seringkali relatif kecil, meskipun distorsi transversal cukup besar.Lihat referensi [6]untuk informasi lebih lanjut. Beberapa pedoman sederhana:
Masukan panas yang lebih tinggi berarti bahwa zona di mana tegangan las sisa tinggi akan lebih besar. Selain itu, tegangan tekan agak jauh dari lasan akan meningkat, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.10. Pemotongan termal menghasilkan tegangan sisa yang serupa dengan yang disebabkan oleh pengelasan.
Jika bagian tidak ditahan untuk deformasi, pemanasan awal bagian dapat mengurangi tegangan sisa. Namun, jika bagian-bagian tersebut dijepit, maka tegangan sisa akan meningkat jika bagian-bagian tersebut dipanaskan terlebih dahulu.
panasmemasukkan
Saya Gambar 15.10 Tegangan sisa longitudinal pada las tumpul. Daerah
=
Dalam hal komponen berdinding tipis, terkena risiko tekuk, pertimbangan harus diambil untuk pengurangan resistensi tekuk sebagai akibat dari daerah yang mengandung tegangan tekan sisa, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.10.
Ketika merancang untuk menahan kelelahan dan kegagalan getas, pertimbangan harus diambil untuk tegangan tarik sisa memanjang di sekitar lasan. Tegangan sisa dapat dikurangi sebagian dengan menghilangkan tegangan pada komponen sambil membiarkannya mengembang.
Memproduksi lasan sedemikian rupa sehingga bagian-bagian benda kerja dapat bergerak selama operasi pengelasan dapat mengurangi tegangan las sisa.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Tabel 15.1 menunjukkan beberapa data material yang mempengaruhi las sisa tion. Konduktivitas termal yang tinggi berarti bahwa area yang lebih besar akan dipanaskan dengan pengelasan, sehingga meningkatkan distorsi. Jika material memiliki kapasitas termal yang tinggi, lebih banyak panas yang dapat disimpan ke dalamnya, sehingga juga meningkatkan distorsi. Semakin besar koefisien ekspansi termal material, semakin besar distorsinya. Gambar 15.11 menunjukkan distorsi pengelasan untuk bahan yang berbeda.
ba ja Baja
Saya masukan panas
Angka
II Skema
distorsi dari las.
TABEL 15.1 Beberapa data material yang mempengaruhi residu Tahan karat
Baja
Properti konduktivitas termal (W/m°C)
Kapasitas termal
Aluminium
kira-kira 50
kira-kira 25
235
kira-kira 450
kira-kira 500
920
Koefisien ekspansi termal
1
15.5 Pertimbangan desain Distribusi beban dan tegangan Ketika dikenai beban, aliran tegangan menyebar dan bekerja pada berbagai bagian struktur. Perubahan geometri mengganggu aliran tegangan ini, sehingga menimbulkan konsentrasi tegangan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.12 iklan.
a) konsisten aliran stres
b) lubang melingkar
takik
Gambar 15.12 Contoh perubahan aliran tegangan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
d) bagian yang diubah
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Konsentrasi tegangan ini kurang penting dalam struktur yang dibebani secara statis. Meskipun, secara tegas, beberapa bagian material dapat ditekan hingga melampaui batas kekuatan luluhnya, ini sebenarnya tidak melibatkan risiko keamanan apa pun, karena bagian dari material hanya akan menghasilkan dan mendistribusikan kembali tegangan tersebut.
Gambar '5.13 Skema
dalam berbagai jenis sambungan las.
Akan tetapi, situasinya berbeda pada struktur yang mengalami beban lelah. Dalam kasus seperti itu, konsentrasi tegangan sangat penting dalam menentukan kekuatan keseluruhan struktur, sehingga harus diperhatikan dalam desain untuk menghindari konsentrasi tegangan. Sejauh sambungan las yang bersangkutan, lasan itu sendiri merupakan konsentrasi tegangan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.13.
Desain untuk mentransfer kekuatan lokal SEBUAHaturan utama desain adalah bahwa bagian-bagian harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya ditransfer dalam bidang material, dan tidak tegak lurus terhadapnya. Jika gaya yang diterapkan bekerja pada bidang material, maka material digunakan secara maksimal (menghasilkan tegangan tarik, tekan atau geser).
Pemindahan paksa
bagian
Angka
14 Permukaan yang ditandai bertindak seperti cangkang.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Sebaliknya, jika beban diterapkan secara tegak lurus ke bidang lembaran, itu akan bertindak seperti pelat dan mengalami pembengkokan, yang pada gilirannya berarti bahwa semua bahan tidak dapat digunakan secara maksimal.Gambar 15.14menunjukkan bagian-bagian yang mentransfer gaya pada balok. Jika mengikuti dari sini, bahwa jika mata gantungan harus dipasang pada balok, itu harus dirancang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.15.
Gambar 15.15 Balok dengansebuahmata gantungan.
Gambar 15.16 adalah contoh caranya
untuk merancang. Jika mata gantungan harus diatur
tegak lurus dengan badan balok, tulangan dapat diterapkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.17, yang akan mentransfer beban ke badan balok. Ini kemudian akan menggantikan beban yang tidak diinginkan pada sayap bawah dengan penerapan gaya yang lebih menguntungkan pada bidang tulangan.
Gambar 15.16 Mata gantungan dilas ke
darisebuahbalok -desain yang buruk.
Gambar 15.17 Tulangan memindahkan beban ke badan balok.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Angka
menunjukkan posisi yang benar-benar salah untuk memposisikan mata gantungan,
menimbulkan tegangan lentur yang tinggi pada badan. Gambar b menunjukkan cara yang lebih baik di mana gaya dapat ditransfer ke bidang sayap.
SayaF
SayaF
Gambar 15.18 a) menunjukkan desain yang buruk, yang telah diperbaiki seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Jika balok dikenai gaya horizontal, sambungan harus diatur seperti yang ditunjukkan pada Gambar c).
Desain seperti yang ditentukan oleh jenis beban
Urutan prioritas berikut dapat direkomendasikan untuk menangani berbagai jenis beban yang dihadapi dalam suatu struktur:
1. Beban tarik beban
4. Beban lentur 5. Beban torsional
3beban geser
Beban tarik
Hasil yang sangat baik akan dicapai jika memungkinkan untuk merancang berbagai elemen dari struktur sedemikian rupa sehingga mereka terutama mengalami tegangan tarik. Seluruh penampang material kemudian memainkan perannya dalam memikul beban, sehingga memanfaatkan material secara optimal untuk menghasilkan desain yang ringan dan murah.
Beban tekan
Mengatur beban dalam struktur yang akan dipikulsebagaibeban tekan juga membuat penggunaan bahan yang baik. Namun, kekuatan struktur ramping dapat dikurangi dengan risiko tekuk atau fenomena ketidakstabilan lainnya. Beban tekuk kritis tidak tergantung pada kekuatan material. Ini berarti bahwa, ketika merancang struktur ramping di mana risiko tekuk menentukan daya dukung beban, tidak membantu untuk memilih bahan alternatif yang memiliki kekuatan struktural lebih tinggi. Di sisi lain, modulus elastisitas material memainkan peran yang menentukan dalam menentukan daya dukung beban struktur ramping. Semua baja struktural memiliki modulus elastisitas yang sama, E=
ketika
bahwa aluminium jauh lebih rendah pada E =
Dalam kasus struktur ramping yang dilas dan dikenai beban tekan, tegangan tekan sisa longitudinal yang bekerja pada setiap sisi lasan, juga memiliki efek negatif pada kapasitas dukung beban. Dalam kasus struktur seperti tangki khususnya, tegangan tekuk sebenarnya jauh lebih rendah dibandingkan dengan tegangan tekuk yang dihitung secara teoritis.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
beban geser Ketika bagian dari struktur mentransfer beban dengan geser, ia bertindak sebagai cangkang, yaitu:
sanggup:lihat bagian di halaman 156.Namun, ada risiko tekuk geser dalam kasus cangkang berdinding tipis. Kapasitas memikul beban kemudian akan dikurangi dengan cara yang sama seperti untuk tekuk di bawah beban tekan.
Beban lentur Jika tidak memungkinkan untuk menghindari pemindahan beban dengan menekuk bagian struktural,
langkah pertama adalah mencoba menempatkan material sejauh mungkin dari pusat gravitasi penampang. Gambar 15.19 menunjukkan dua penampang yang memiliki luas penampang yang sama. Jika terkena momen lentur yang sama, tegangan pada penampang b) akan berkali-kali lebih tinggi dibandingkan dengan yang ada di bagian a).
Gambar 15 19 Tegangan lentur
Beban torsi Sangat tidak menguntungkan untuk mencoba mentransfer beban puntir di tempat terbuka, berdinding tipis
bagian. Struktur yang dilas sering dari jenis ini. Sebaliknya, jika bukaan dapat ditutup, tahanan puntir akan meningkat secara substansial, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.20.
Gambar 15.20 a) Tahan torsi, tertutup b) tahan torsi rendah, buka. Setiap penampang memiliki titik pusat puntir dimana gaya eksternal dapat diterapkantanpapembebanan torsional pada penampang. Gambar 1 menunjukkan contoh posisi pusat puntir pada beberapa penampang umum.
Saya
CT=CG
Gambar 15.21
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
dari torsi
Saya
sebuah angka
CG'
CG=Tengah
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Desain untuk menahan korosi Pertimbangan dapat dibuat untuk korosi pada tahap desain sebagai berikut: Rancang struktur untuk menghindari korosi. Rancang strukturnya sehingga mudah untuk menerapkan perlindungan korosi, danjadibahwa perlindungan korosi dapat dengan mudah dipertahankan.
Rancang struktur dengan kelonggaran korosi (kelonggaran karat), beberapa korosi dapat terjadi tanpa risiko kegagalan atau kebocoran.
sehingga
Penting untuk menghindari kantong dan celah di mana kotoran dan air dapat terkumpul, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.22.
\ Lubang pembuangan
Gambar 15.22 Merancang untuk menghindari korosi.
Jika tidak mungkin untuk menghindari area di mana air dapat berkumpul, lubang pembuangan dengan diameter minimal 20 harus disediakan pada posisi yang sesuai. Bentuk yang cocok
Bentuk tidak sesuai
Gambar 15.23 Menghindari korosi di sekitar lasan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
Bentuk yang cocok
DESAIN KOMPONEN DILAS
Struktur harus dirancang sedemikian rupa sehingga celah sempit dapat dihindari, seperti yang ditunjukkan pada gambarAngka
15.23.Gunakan las butt daripada las tumpang tindih. Jika las tumpang tindih tidak dapat dihindari, las tersebut harus diterapkan di sepanjang material, dengan sangat hati-hati untuk menghindari pori-pori.
Perlindungan karat dapat diterapkan dengan pelapisan seng panas. Volume tertutup, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.24, harus memiliki bukaan untuk mencegah efek meledak ketika direndam dalam larutan seng.
Dapat digunakan
Gambar 15.24
Bagus
lapisan seng.
Desain untuk produksi Biaya produk dapat ditekan, pekerjaan yang tidak perlu di lantai pabrik dapat dikurangi dan kualitas keseluruhan dapat ditingkatkan jika, tepat pada tahap sketsa awal, perancang dengan hatihati memikirkan aspek produksi desain, dan memahami bagaimana proses produksi tertentu beroperasi. Beberapa poin umum adalah sebagai berikut: Gunakan profil gulungan atau ekstrusi standar, atau baja tuang, sejauh mungkin, yang akan meminimalkan jumlah pengelasan yang diperlukan. Pengelasan dapat dikurangi, dan jumlah bagian ditekan, dengan membengkokkan bahan lembaran.
Gambar 15.25 Bagian yang dilas dan ditekuk. Alternatif b) umumnya lebih disukai. Gunakan metode pengelasan yang rasional, seperti pengelasan titik, pengelasan busur, pengelasan gesekan, dll.
Pertimbangkan aksesibilitas bagian yang akan dilas (dan aksesibilitas untuk inspeksi dan pemeliharaan). Usahakan posisi sambungan agar posisi pengelasan yang dibutuhkan nyaman. Pengelasan horizontal lebih disukai daripada pengelasan overhead. Pilih alur yang sesuai, memiliki logam pengisi minimum yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan yang diperlukan sehubungan dengan kualitas, persyaratan penetrasi, dll.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Optimalkan ketebalan tenggorokan dari lasan fillet. Menggandakan ketebalan tenggorokan membutuhkan logam pengisi empat kali lebih banyak: distorsi pengelasan juga meningkat dengan meningkatnya ketebalan tenggorokan. Secara umum, beberapa tingkat penetrasi dapat diharapkan untuk las fillet, yang berarti bahwa tenggorokan sebenarnya akan agak lebih tebal daripada seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Gunakan pengelasan intermiten sedapat mungkin.
Pilih bahan yang akrab dengan pabrikan. Bahan berkekuatan tinggi bisa jadi sulit untuk ditangani dan dikerjakan. Cobalah untuk tidak menggunakan terlalu banyak kualitas bahan, ketebalan lembaran atau jenis profil yang berbeda, untuk menghindari risiko campur aduk.
Tentukan geometri, kelas kualitas, persyaratan inspeksi, dll. lasan dengan jelas dan dengan cara yang optimal, untuk menekan biaya produksi. Pertimbangan khusus mungkin diperlukan jika produksi dilakukan secara otomatis. Las, misalnya, harus diposisikan secara akurat, dan mungkin perlu menyediakan ruang yang lebih besar bagi robot untuk mencapai las. Lasan butt bisa sulit jika dukungan tidak disediakan. Tingkat toleransi yang diizinkan berkurang. Menggunakan las simetris dapat mengurangi distorsi las. Pengelasan menjadi lebih mudah jika bagian-bagiannya terletak sendiri dan dapat diperbaiki sendiri.
Desain detail Desain yang baik untuk struktur yang dilas adalah desain yang mudah untuk melihat bagaimana beban dan gaya dipindahkan dan mengalir ke seluruh struktur. Secara umum, sebuah item dirancang dengan baik jika mudah untuk menghitung kekuatannya. Berikut ini adalah sejumlah tips dan pandangan tentang solusi desain yang tepat.
Hindari mengelas bahan tipis ke bahan tebal (lihat Gambar 15.26). Ini tidak diinginkanble dalam hal kekuatan karena konsentrasi tegangan yang dihasilkan untuk beban kelelahan, dan dalam hal manufaktur karena fakta bahwa pendinginan cepat yang disebabkan oleh bahan tebal dapat menyebabkan retak dan fusi yang buruk pada lasan.
tidak cocok
Sesuai
Gambar 15.26 Hindari mengelas bahan tipis ke bahan tebal.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Jika struktur akan mengalami beban fatik, perubahan penampang harus dirancang sedemikian rupa sehingga konsentrasi tegangan sesedikit mungkin, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.27.
Jika memungkinkan, posisikan lasan di area tegangan rendah. Hindari memposisikan las terlalu dekat satu sama lain. Hindari juga menahan las (lihat Gambar 15.28). Ingatlah bahwa itu harus benar-benar memungkinkan untuk menghasilkan lasan (Gambar 15.29). Rancang sambungan sebagai sambungan las, dan bukan sambungan paku keling dengan tulangan (Gambar 15.30).
Sudut dapat diperkuat seperti yang ditunjukkan padaGambar 15.31. Gambar 15.32 menunjukkan ples lain dari sudut dilas dan bala bantuan sudut. Dapat diterima untuk
Desain untuk kelelahan
beban statis
beban
15.27 Desain perubahan dalam
Gambar 15.28
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
terlalu banyak las terlalu dekat satu sama lain.
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Gambar 15.29 Ingatlah untuk mengizinkan akses untuk pengelasan
Gambar 15.30 Terpaku
persendian. Pilih desain seperti yang ditunjukkan di sebelah kanan
Gambar 15.31 Memperkuat sudut yang terdiri dari bagian berongga persegi panjang.
Gambar 15.32 Tulangan sudut.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Pertimbangan kekuatan sambungan las Bagian
5.8dimaksudkan hanya untuk bimbingan:lihat referensi[SAYA],[2],[3], [7]dan [8]untuk informasi lebih rinci tentang sambungan las yang sebenarnya. Jika komponen harus
mematuhi kode desain apa pun, maka kode itu harus diikuti sepenuhnya. Pertimbangan tambahan terhadap tegangan sisa pada sambungan las diperlukan hanya dalam hubungannya dengan perancangan untuk menahan tekuk, ketidakstabilan lateral atau fenomena ketidakstabilan lainnya.
Las pantat
Jika logam pengisi memiliki kekuatan tarik ultimit yang lebih tinggi daripada logam induk, dan
jika lasan menembus penuh, maka sambungan las akan lebih kuat dari logam induk.
Lasan fillet
Bagian untuk analisis las fillet adalah melalui ketebalan tenggorokan las dan melalui bagian yang berdekatan dengan lasan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar15.33. Secara umum, tegangan dapat diasumsikan terdistribusi secara merata di sepanjang bagian yang
dianalisis. Beberapa penetrasi mungkin termasuk dalam ketebalan tenggorokan
Bagian Bagian
Bagian
15.33 Bagian untuk analisis
15.7 Analisis sambungan las yang dibebani secara statis Stres yang dapat diterima
Tegangan yang dapat diterima berikut (= kapasitas melalui bagian yang dianalisis) dapat diasumsikan untuk kekuatan sambungan las: =
(persamaan1) 1.2.
adalah faktor reduksi yang tergantung pada kelas pengelasan: =1.0 untuk kelas pengelasan B =0,9 untuk kelas pengelasan C =faktor
keamanan yang tergantung pada konsekuensi potensial dari kegagalan.
kekuatan tarik pamungkas dari logam induk
kekuatan tarik utama dari logam pengisi
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
TABEL 15.2 Nilai berikut dapat diasumsikan untuk
kekuatan tarik akhir sebesar
dilas,
logam pengisi
logam pengisi
Kapasitas kekuatan tertinggi Sambungan las mungkin dirancang untuk menahan beban berikut: =Gaya
geser sejajar dengan lasan
=Gaya normal
membentuk sudutsebuahke bagian analisis
sebuah
Tentukan kapasitas sambungan las pada bagian yang melalui las dan juga melalui bagian yang berdekatan dengan las sesuai dengan Persamaan 2 dan 3, dengan menggunakan simbol seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.34.
D. -
..
(persamaan 2)
(persamaan 3)
di mana
D=ketinggian bagian yang dianalisis untuk lasan fillet)
ketebalan tenggorokan (a) atau panjang kaki
=panjang las efektif (= panjang las aktual - pengurangan untuk kawah ujung)
Gambar 15.33 Simbol yang digunakan pada bagian analisis melalui las. Gunakan persamaan 4 ketika beban bekerja paralel dan tegak lurus terhadap lasan.
(persamaan 4)
Perhatikan bahwa
menunjukkan beban geser saja. Saat mengukur dimensi (misalnya) lasan
antara sayap dan badan pada balok-I, jangan mempertimbangkan tegangan normal longitudinal pada lasan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Contoh perhitungan untuk sambungan yang dibebani secara statis Hitung kapasitas tegak lurus terhadap lasan pada Gambar 15.35. =200mm.
Panjang efektif las, Bahan: EN 10025:
=410
Kelas elektroda E51 4 B
=510
Keamanan terhadap kegaga=l1 an .1
las.
Gambar 15.35
Larutan:
Periksa Bagian I, dan
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.36.
Pengelasan kelas C, sesuai dengan simbol las yang ditunjukkan pada Gambar 15.35, yang artinya=0.9.
Gambar 15.36 Bagiankediperiksa Untuk Bagian dan
kita punya
las. 410
Untuk Bagian
457 bertindak.
Hanya gaya normal yang tegak lurus terhadap las
Bagian I (berdekatan dengan lasan): sebuah=
D=z8.5 (untuk setiap lasan).
Dari Persamaan 1 dan3,kami memperoleh:
=475
(untuk setiap las)
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PENGELASANPROSESBUKU PEDOMAN
Bagian
(berdekatan dengan las): D= =8,5 mm (untuk setiap lasan).
sebuah=0"
Dari Persamaan 1 dan3,kami memperoleh:
n=274
Bagian
(untuksetiaplas)
(melalui ketebalan tenggorokan lasan): =6mm
sebuah=
-
=264
.
(untuk setiap las).
N 264
(untuk setiap las)
.
Jawaban: Kapasitas beban adalah 2 x 264=528
Bagian yang paling kritis adalah Bagian
melalui tenggorokan las.
Komentar: Kapasitas beban pada baja 10 mm adalah =
1.2. 1 . 1
621
Oke
Dengan kata lain, lasan akan gagal sebelum baja 10 mm gagal.SEBUAHAturan praktis sederhana untuk lasan fillet ganda adalah panjang kaki harus sekitar 1,0 xT(di manaT= ketebalan logam induk), jika lasan harus sama kuatnya dengan logam induk.
Struktur yang dilas mengalami beban kelelahan Beberapa catatan umum tentang kelelahan sambungan las Dengan permintaan yang terus meningkat untuk bobot rendah dan pengurangan biaya produksi, menjadi penting untuk memecahkan masalah struktur las yang mengalami beban lelah. Catatan di halaman berikut hampir seluruhnya didasarkan pada tes dari
struktur, dan pengalaman yang dihasilkan dari kinerja mereka. Untuk memahami fenomena kelelahan, penting untuk menyadari hal-hal berikut.
Geometri lasan menentukan kekuatan lelahnya. Pemeriksaan sambungan las di bawah mikroskop menunjukkan bahwa selalu ada diskontinuitas, terutama pada transisi antara logam induk dan lasan. Cacat dapat berupa undercutting, overlaps, overrunning weld, micro-retak, konveksitas berlebihan, dll. Bersama dengan konsentrasi tegangan potensial 'mikro-geometrik' ini, konsentrasi tegangan 'makro-geometrik' misalnya dalam bentuk fitur seperti tiba-tiba perubahan penampang, tentukan kekuatan lelah sambungan las. Dengan sedikit pengalaman dan sedikit imajinasi, akan segera mudah untuk melihat di mana retakan lelah mungkin terjadi pada sambungan las. Beberapa contoh ditunjukkan dalamGambar 15.37.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Gambar 15.37 Titik kritis pada sambungan las. Kemungkinan area di mana retakan dapat diperkirakan ditandai. Transisi yang lebih halus antara lasan dan logam induk dapat diperoleh dengan menggiling las atau dengan membalutnya dengan TIG. Secara umum, penggilingan lebih disukai untuk las tumpul, sedangkan pembalut TIG sering lebih disukai untuk las fillet.
Angka
CEKCOK
a) Sebelum pengobatan. B)
konsentrasi tegangan.
menggiling. Arah penggilingan telah ditandai.
c) Setelah balutan TIG.
Hal ini sangat penting untuk menggiling efek konsentrasi tegangan potensial di daerah transisi antara lasan dan logam induk. Agar aman, ini juga melibatkan penggilingan sedikit ke dalam logam induk. Pengurangan efek konsentrasi tegangan biasanya jauh mengkompensasi efek pengurangan ketebalan logam induk. Kekuatan statis logam induk (dan logam pengisi) kurang penting dalam menentukan kekuatan lelah sambungan las. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan teori mekanika rekahan. Kami biasanya membedakan antara tiga fase yang berbeda dalam pertumbuhan retak lelah melalui material:
Fase 1: Fase 2:
Fase3:
Inisiasi retak=jumlah siklus beban yang diperlukan sebelum diskontinuitas membentuk retakan nyata (berukuran seperseratus milimeter). Crackpropagation=setelah pembentukan, retak tumbuh dengan panjang tertentu untuk setiap siklus beban baru. Kegagalan akhir =ketika retak telah berkembang sedemikian rupa sehingga material yang tersisa tidak dapat menerima beban statis yang diterapkan, dan dengan demikian terjadi kegagalan akhir.
Perbedaan kekuatan lelah bahan yang berbeda tergantung pada panjang fase inisiasi: semakin baik bahan, semakin lama fase inisiasi.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PENGELASANBUKU PEDOMAN PROSES
Namun, begitu retak lelah dimulai, retakan itu akan tumbuh dengan kecepatan yang sama di hampir semua kelas baja. Pengelasan (atau pemotongan gas) dari suatu material menghancurkan struktur mikro dan menimbulkan begitu banyak diskontinuitas sehingga seluruh fase inisiasi dapat dianggap telah berlalu. Yang tersisa hanyalah fase propagasi, diikuti oleh kegagalan akhir.
Karena fase propagasi sama untuk semua jenis baja, dan karena fase kegagalan akhir hanya memiliki sedikit kepentingan, dapat ditunjukkan bahwa umur struktur tidak bergantung pada kekuatan lelah material - yaitu, di area yang dipengaruhi oleh las. Tingkat stres absolutnya adalah
pentingnya.
Secara umum, tegangan sisa di daerah sekitar lasan memiliki urutan yang sama dengan diatu kekuatan tarik luluh material, seperti yang ditunjukkan padaGambar 15.10.Dtaepralet p sndjuakrki aanpbaahwa,
stres eksternal
adalah, las akan
dikenakan tegangan yang bervariasi dari nilai kekuatan tarik luluh hingga batas luluh
-
minus
lihat referensi
Faktor penentu dalam menentukan kekuatan lelah lasan adalah rentang tegangan
-
Namun, perhatikan bahwa sambungan las yang telah dibebaskan tegangannya, atau
bahan itu
dipengaruhi oleh lasan, tergantung pada tingkat tegangan absolut, seperti:
kemudian ada tegangan sisa yang lebih rendah karena pengelasan untuk menambah tegangan eksternal.
Beberapa saran umum sehubungan dengan kelelahan
Jika jumlah siklus beban yang diharapkan selama umur struktur melebihi 1000, analisis kelelahan harus dilakukan. Waspadalah terhadap desain di mana fenomena osilasi frekuensi alami dapat terjadi. Dalam kasus seperti itu, jumlah siklus beban dengan cepat akan menjadi sangat besar.
Jika material dipengaruhi oleh lasan, maka kekuatan fatik akan kira-kira sebanding dengan kekuatan tarik ultimit material. Jika logam telah dipotong secara termal, itu harus diperlakukan dengan cara yang sama seperti elemen yang dilas sejauh menyangkut penilaian kelelahan.
Jika struktur terkena lingkungan korosif, kekuatan kelelahan akan berkurang drastis: dalam kasus terburuk, hingga 40%. Meskipun material berkekuatan tinggi dapat digunakan, kekuatan fatik yang lebih tinggi tidak dapat diasumsikan
material dipengaruhi oleh lasan material telah dipotong secara termal, lingkungan sangat korosif. Dalam semua kasus ini, kekuatan lelah yang lebih tinggi dari apa yang terjadi pada baja ringan normal seharusnya tidak diharapkan. Namun demikian, baja mutu tinggi masih dapat digunakan jika lasan dan permukaan yang dipotong secara termal dapat ditempatkan di daerah bertegangan rendah di sepanjang sumbu netral balok yang mengalami momen lentur), atau jika tindakan khusus lainnya dapat diambil.
Pelapisan seng panas mengurangi kekuatan lelah baja berkekuatan tinggi. Namun, efek ini dapat diabaikan jika kekuatan tarik akhir bahan dasar kurang dari 500 rnm2. Untuk UTS dari
bisa ada pengurangan hingga 30% sehubungan dengan
kekuatan permukaan gulung yang tidak dirawat. Namun demikian, dalam lingkungan yang sangat korosif, pelapisan seng panas masih lebih disukai daripada penggunaan bahan yang tidak diolah.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
DESAIN KOMPONEN DILAS
Kelas bersama Selama bertahun-tahun, banyak pengetahuan dan pengalaman pengujian kelelahan bagian dan bahan telah dibangun. Salah satu cara untuk menyatukan materi tersebut adalah dengan membuat 'perpustakaan referensi' dari bagian yang diuji. Sebagian besar standar dan peraturan menempatkan sambungan las ke dalam berbagai kategori atau kelas (FAT).Lihat, misalnya, referensi [I], [2], [3] dan [7].
Kelas sambungan menentukan kekuatan kelelahan karakteristik lasan di
2 x siklus beban. Tidak ada konfigurasi bersama
GEMUK
215
Bahan induk, permukaan yang dibumikan
02
Bahan induk. permukaan yang digulung
140
Catatan Kualitas baik kualitas sedang Permukaan baja berkarat lambat yang terbuka
Lihat No 02 dan 04-07
03 Bahan induk. permukaan yang diledakkan pasir 04 Bahan induk, permukaan dilapisi seng hot dip
156
05
156 Kelas Pengerjaan GB
Bahan induk, permukaan gergajian
Kelas Pengerjaan GA Tepi talang
06 Bahan induk, permukaan geser 07
Lihat No 05
90 Kekasaran permukaan 0,3 mm 112 Sudut dikerjakan hingga 2
Permukaan yang dipotong secara termal
talang.
Kekasaran permukaan 0.2
Catatan
GEMUK,,
90
10Pantatsambungan las ganda V
11 Butt weld dalam sambungan V tunggal
12 Las butt dalam sambungan V tunggal
,
100
90
Dengan root dengan sealing run,
90
71
Tidak ada penyegelan yang berjalan di akar, tetapi persyaratan kualitas untuk tingkat kualitas las yang ditentukan juga berlaku untuk sisi akar
13 Butt weld dalam sambungan V tunggal dengan backing
90
56
14 Butt weld dengan penetrasi yang tidak lengkap
90
-
di
Gambar 15.39 Contoh 5817.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
sebagai alternatif dilas terhadap strip pendukung yang dilepas
kelas. Kualitas sesuai kelas pengelasan B menurut
untuk
BUKU PEDOMAN PROSES
Pustaka referensi kelas gabungan bisa sangat berharga, bahkan tanpa melakukan analisis kelelahan atau perhitungan lainnya sama sekali.Gambar 15.39diambil sebagian dari referensi
Study joint 10 (las butt Double-V).
ContohSEBUAH:
100 dan
90
Oleh karena itu, lasan ini sekitar 10% lebih kuat sehubungan dengan beban yang sejajar dengan arah longitudinal dibandingkan dengan beban yang tegak lurus terhadap lasan.
Contoh B:
Kemudian bandingkan sambungan 13 (lasan butt dengan strip belakang di posisi kiri):
=
dan
=
Jika tegangan yang diterapkan sejajar dengan lasan, kita hanya kehilangan sekitar 10%
makhluk
dikurangi dari 100 menjadi 90) saat berubah dari las butt V ganda menjadi las butt V tunggal, dilas hanya dari satu sisi. Sebaliknya, jika tegangan tegak lurus terhadap lasan, kita kehilangan hampir 40% kekuatannya
turun dari 90 menjadi 56). Hasil ini terasa pas, karena backing strip harus memiliki a efek konsentrasi tegangan yang lebih besar tegak lurus terhadap lasan dibandingkan dengan jika tegangan bekerja sejajar dengan lasan.
15.9 Referensi Materi berikut dapat sangat direkomendasikan bagi mereka yang ingin mempelajari lebih lanjut tentang dimensi dan desain produk yang dilas. kode euro3:Desain struktur baja. Bagian 1-1: Aturan umum dan aturan untuk bangunan. Eropa untuk Standardisasi. Brussel
(Contoh dimensi, pembuatan dan inspeksi struktur baja. Memberikan instruksi sederhana dan efektif dalam merancang kekuatan lelah sambungan las).
Desain kelelahan sambungan las dan komponen. Institut pengelasan internasional. SEBUAHHobbacher, Penerbitan Abington, Cambridge, 1996.
ISBN 1 85573 315 3. (Kiat, saran dan instruksi untuk desain konstruktif dan dimensi komponen yang dilas tidak tercakup oleh standar sektor tertentu dan tunduk pada beban fatik).
Edisi3,1996.
Buku Pegangan Lembaran Baja, SSAB
struktur lembaran tipis di
(Buku pegangan umum untuk bahan desain dan kekuatan).
2553. Sambungan yang dilas, dibrazing dan disolder. Representasi simbolis pada gambar. Edisi l, 16. 5817. Sambungan las busur pada baja. Panduan tentang tingkat kualitas untuk ketidaksempurnaan. Edisi 1, 1993-02-26.
Analisis Struktur Dilas, Koichi Masubuchi, Pergamon Press 1980. ISBN 0-08-022714-7.
London,
(Panduan untuk memperkirakan besarnya distorsi dan tegangan sisa). BS Kode praktik untuk desain Kelelahan dan penilaian struktur baja
tur. Lembaga Standar Inggris, London 1993. ISBN 580 21281 5.
-
EN 13445-3 Bejana tekan terpadu Bagian 3: Desain. ICS 23.020,30. Komite Eropa untuk Standardisasi, Brussel 2002. (Buku pegangan komprehensif untuk desain dan analisis bejana tekan). Pengarang:
170
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
16 Jaminan kualitas dan kualitas pengelolaan Persyaratan kualitas sehubungan dengan struktur yang dilas ditetapkan dalam arahan, peraturan, standar atau spesifikasi pelanggan. Perusahaan yang melakukan pekerjaan perlu menganalisis persyaratan ini pada tahap tender, untuk memutuskan apakah persyaratan tersebut dapat dipenuhi atau tidak. Hal ini dibantu dengan metode kerja yang sistematis. Perusahaan dengan 900119002 adalah Sertifikasi 900119002 telah mendokumentasikan prosedur untuk ini. standar sistem yang berkaitan dengan sistem mutu. Mereka mendefinisikan pengelasan sebagai khusus
proses yang harus dikontrol dengan baik untuk memastikan bahwa kualitas yang diperlukan adalah
Sistem kualitas
Saya
ID729
Persyaratan kualitas untuk pengelasan
Saya
Koordinasi pengelasan Tugas dan tanggung jawab Kompetensi:
EWE
II
Saya ID288
Pengujian persetujuan dari
tukang las
Sertifikasi
Spesifikasi dan
persetujuan pengelasan
Prosedur
Teknisi pengelasan, EWT Spesialis pengelasan, EWS
WPAR WPS
5817
10042
Klasifikasi dari
Tingkat kualitas
Gambar 16.1 Standar yang mengatur persyaratan kualitas untuk struktur yang dilas. Gambar 16.1 menunjukkan standar yang menarik dalam konteks ini. Berikut ini dijelaskan lebih lanjut di bawah ini: EN 729, Persyaratan kualitas untuk pengelasan
EN 719, Koordinasi pengelasan: tugas dan tanggung jawab EN 287, Pengujian persetujuan tukang las
EN 288, Spesifikasi dan persetujuan prosedur pengelasan
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
16.1 Persyaratan kualitas untuk pengelasan (EN 729) EN 729 adalah standar proses untuk pengelasan, dan menjelaskan bagaimana jaminan kualitas pekerjaan pengelasan dapat dipastikan. Ini terdiri dari empat bagian yang berbeda. EN 729-1, yang merupakan bagian pedoman, menetapkan area aplikasi berikut:
a) sebagai pedoman untuk spesifikasi dan penetapan bagian yang bersangkutan dengan pengelolaan proses khusus.
90011902
b) sebagai pedoman untuk penentuan persyaratan kualitas pengelasan dalam kasus di mana standar sistem mutu tidak dapat diterapkan.
c) sehubungan dengan pemeriksaan kualitas pengelasan sesuai dengan a) dan b) di atas. Standar tersebut memiliki tiga tingkat persyaratan kualitas yang berbeda, terkait dengan
persyaratan komprehensif, persyaratan standar danpersyaratan dasar,sehingga
specifier dapat memilih tingkat persyaratan yaitu cocok untuk pekerjaan pengelasan yang akan dilakukan.
EN 729-2 digunakan untuk ketiga tingkat persyaratan kualitas ketika
9001 atau 9002
persyaratan berlaku. Ini karena persyaratan dalam EN 729-2 dapat diatur pada tingkat yang sesuai untuk struktur tertentu yang bersangkutan, tergantung pada efek pengelasan pada keamanan dan fungsi produk. Namun, jika Persyaratan 900119002 tidak terlibat, maka EN 729 diterapkan, sebagai berikut:
EN 729-2 EN 729-3 EN 729-4
Persyaratan kualitas yang komprehensif Persyaratan kualitas standar Persyaratan kualitas dasar
Tahap selanjutnya dalam proses ini adalah memilih elemen tertentu dari EN 729-2, -3 atau
- 4 yang berlaku untuk wilayah kerja tertentu. Standar ini mencakup lampiran yang memberikan bantuan dalam hal ini. EN 729-4 menentukan tingkat persyaratan kualitas minimum yang dapat diterima, dari mana tidak ada elemen yang dapat dikecualikan. Jika ada persyaratan sehubungan dengan sistem manajemen mutu umum, EN 729-2 harus dipilih.Tabel 16.1menunjukkan persyaratan yang termasuk dalam EN 729-2. Elemen persyaratan yang penting untuk memastikan proses pengelasan adalah nomor 6 dan 7, bersama dengan bagian 9, 10, 11 dan 12. Di antara poin-poin yang ditentukan oleh mereka adalah:
bahwa tukang las harus telah diuji dan disetujui sesuai dengan EN 287 (Bagian 6.2),EN 8, EN-IS0 9606-3; -4; -5. bahwa personel NDT harus memenuhi syarat dan disetujui sesuai dengan EN 473 ( Bagian 7.2) bahwa pengelasan harus dilakukan sesuai dengan spesifikasi prosedur pengelasan (WPS) (Bagian 9.2) bahwa bahan habis pakai harus disimpan dan ditangani dalam
untuk mencegah penyerapan
kondisi lembab (Bagian 10.3)
bahwa bahan dasar harus ditangani sehingga bahan tersebut (Bagian 11) bahwa kebutuhan untuk perlakuan panas harus dipertimbangkan (Bagian
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
jangan bingung dengan yang lain
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS
MEJA
I Reauirement elemen dalam EN 729-2
elemen persyaratan Kontrak dan tinjauan desain Subkontrak Tukang las dan personel terkait pengelasan lainnya
personil Peralatan Kegiatan yang terkait dengan Pengelasan Bahan Habis Pakai
Penyimpanan bahan induk
Nomor tajuk dalam standar
4 5 6 7 8 9 10 11
Perlakuan panas pasca las Pengelasan
Tindakan yang tidak sesuai dan korektif
13 14
Kalibrasi dan ketertelusuran
Catatan kualitas
16 17
Perbedaan antara EN 729-2 dan EN 729-3 sedikit, dan terutama berkaitan dengan persyaratan yang berkaitan dengan pemeliharaan peralatan, kalibrasi, persetujuan dan
inspeksi batch elektroda. EN 729-1 mencakup lampiran yang memberikan deskripsi keseluruhan tentang perbedaan antara tiga tingkat standar.
Tabel 16.2menunjukkan hubungan antara elemen persyaratan dalam persyarata9 n0 ya 0n1gdseasnuai dalam EN 729-2, -3 dan -4. EN 729 menetapkan persyaratan sehubungan dengan koordinator
pengelasan, dan mengacu pada EN 719, Koordinasi Pengelasan-Tugas dan Tanggung Jawab (lihat Bagian 16.2). Persyaratan kualitas yang ditentukan sehubungan dengan produk yang dilas dapat diverifikasi sebagai berikut:
Spesifikasi dan persetujuan prosedur pengelasan, yang memverifikasi sifat mekanik sambungan las (EN 288,lihat Bagian 16.3). Pengujian persetujuan tukang las, yang memverifikasi kompetensi operator (EN 287,lihat Bagian 16.4,EN 1418, EN-IS0 9606-3, -4, -5). Pengujian non-destruktif, yang memverifikasi bahwa sambungan las tidak mengandung ketidaksempurnaan yang tidak diizinkan 5817,lihat Bagian 16.5).
16.2 Koordinasi pengelasan (EN 9 ) Pengelasan adalah suatu proses yang memerlukan manajemen dan koordinasi untuk memastikan bahwa persyaratan kualitas yang ditentukan dapat dipenuhi. EN 719 menjelaskan tugas dan tanggung jawab yang terkait dengan koordinasi dan manajemen pengelasan tersebut, yang diringkas secara singkat di bawah ini.
Tingkat koordinasi yang diperlukan tergantung pada persyaratan perusahaan itu sendiri, persyaratan dalam standar yang berlaku dan persyaratan dalam kontrak. Tugas sehubungan dengan koordinasi dan manajemen ini dapat dibagi oleh beberapa:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
orang. Namun, itu harus didefinisikan, orang
dengan dokumen yang menjelaskan tugas-tugas
yang bersangkutan.
TABEL 16.2 Elemen penataan ulang di
9001 sebagai perbandingan
EN 729 -2, -3 dan-
Angka-angka ke nomor pos di Organisasi Personil dan peralatan untuk kation Peninjauan kontrak
ulasan desain
pembelian Identifikasi dan keterlacakan produk Pengendalian proses-perencanaan
instruksi persetujuan prosedur pengelasan
kapasitas bengkel
peralatan pemeliharaan perawatan panas
Kontrol dan pengujian proses Inspeksi dan pengujian akhir Laporan inspeksi dan pengujian Kalibrasi
Status inspeksi dan pengujian Produk yang tidak sesuai Tindakan korektif Penanganan Penyimpanan
Dokumen berkualitas
Pelatihan ( ) =Persyaratan yang kurang luas -
Tidak ada persyaratan
Contoh tugas tersebut meliputi:
spesifikasi
Seseorang harus ditunjuk sebagai pejabat perusahaankoordinator pengelasan, berwenang untuk
dokumen pengelasan yang diperlukan atas nama perusahaan.
Dari aktivitas yang tercantum dalam EN 729, berikut ini dapat dikaitkan dengan tugas terkait kualitas sesuai dengan EN 719:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS
Peninjauan kontrak
Tinjauan desain (dalam hal kelayakan pembuatan) Pembelian bahan dasar Pemilihan bahan habis pakai Pemilihan subkontraktor Perencanaan produksi
Pemilihan peralatan Persetujuan tukang las
Personil untuk
Melakukan pengelasan Inspeksi dan pengujian
Dokumentasi Cara yang sesuai untuk memenuhi persyaratan di atas sehubungan dengan pembuatan produk las adalah dengan menggunakan daftar periksa untuk persiapan tender dan untuk perencanaan produksi.
Kualifikasi
Koordinator pengelasan harus memiliki kualifikasi yang diperlukan untuk tugasnya, berupa pengetahuan teknis umum dan khusus, ditambah dengan pengalaman dari industri pengelasan. Di bawah EN 719, pengetahuan teknis dapat dibagi menjadi tiga tingkatan: komprehensif, standar dan dasar.
Contoh pelatihan dan kualifikasi yang dianggap memenuhi persyaratan-
hal-hal yang berkaitan dengan pengetahuan teknis adalah sebagai berikut, sebagaimana disetujui oleh Federasi Pengelasan Eropa (European Welding Federation (EWF):):
Insinyur Pengelasan Eropa, Teknisi Pengelasan EWE Eropa, Spesialis Pengelasan EWT Eropa, EWS
16.3 Spesifikasi dan persetujuan prosedur pengelasan (EN 288) EN 288, dengan Lampiran
menjelaskan spesifikasi dan persetujuan dari,
prosedur pengelasan untuk pengelasan bahan logam. Ini terdiri dari bagian-bagian berikut: I. Aturan umum untuk pengelasan fusi 2. Spesifikasi prosedur pengelasan untuk pengelasan busur 3. Tes prosedur pengelasan untuk pengelasan busur baja
4. Tes prosedur pengelasan untuk pengelasan busur aluminium dan paduannya 5.Persetujuan dengan menggunakan bahan habis pakai las yang disetujui untuk pengelasan busur
6.Persetujuan terkait dengan pengalaman sebelumnya
7. Persetujuan dengan prosedur pengelasan standar
8. Persetujuan dengan uji las pra-produksi 9. Tes prosedur pengelasan untuk pengelasan pipa
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Aturan umum (EN 288-1) Aplikasi
Bagian standar ini mendefinisikan aturan umum untuk deskripsi dan kualifikasi prosedur pengelasan. Diasumsikan bahwa pengelasan akan dilakukan menggunakan konvensional metode pengelasan, dikendalikan oleh juru las atau operator pengelasan yang bekerja sesuai dengan spesifikasi prosedur pengelasan atau lembar data pengelasan. Standar berlaku
ketika kualifikasi prosedur pengelasan diperlukan, standar, peraturan atau arahan.
dalam kontrak, produk
Spesifikasi prosedur pengelasan
Semua operasi pengelasan harus direncanakan dengan baik sebelum produksi dimulai. Ini termasuk memproduksi spesifikasi prosedur pengelasan untuk semua sambungan las, sesuai dengan persyaratan EN 288-2, dan memberikan detail sebanyak yang dipersyaratkan oleh metode kualifikasi. Semua variabel penting yang dapat mempengaruhi sifat sambungan las harus disertakan. Setiap variasi yang diizinkan harus ditentukan.
Sampai spesifikasi prosedur pengelasan telah disetujui sesuai dengan EN 288, itu diklasifikasikan
Persetujuan
SEBUAHprosedur pengelasan dapat disetujui oleh salah satu alternatif berikut: pengalaman sebelumnya dari pengelasan seperti itu
pengujian prosedur pengelasan bahan habis pakai yang disetujui
prosedur pengelasan standar pengelasan pra-produksitest Lampiran A dari EN 288-1 menetapkan pedoman untuk penerapan dan pemilihan metode persetujuan.
Spesifikasi prosedur pengelasan (EN EN 288-2 menentukan isi teknis dari spesifikasi prosedur pengelasan (WPS) untuk metode pengelasan busur. Tunduk pada kesepakatan antara pihak-pihak yang mengadakan kontrak, standar ini juga dapat diterapkan pada metode pengelasan fusi lainnya. Sebuah WPS harus menentukan, secara rinci, bagaimana pengelasan harus dilakukan. Itu harus berisi semua informasi penting yang berkaitan dengan pekerjaan pengelasan, dengan indikasi apakah faktorfaktor tersebut dapat mempengaruhi metalurgi, sifat mekanik atau geometri sambungan las.
Nomenklatur pengelasan dan proses yang terkait ditentukan dan diberi nomor dalam 4063. Nomor yang menunjukkan metode pengelasan yang paling umum ditunjukkan pada tabel di bawah ini. Bentuk model untuk WPS diberikan dalam standar dalam bentuk lampiran.
Tes prosedur pengelasan untuk pengelasan busur baja (EN EN 288-3 menetapkan kondisi untuk prosedur persetujuan pengelasan untuk pengelasan busur baja, dan termasuk metode pengelasan diTabel 16.3.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS
TABEL 16.3Nomor referensi numerik dari metode pengelasan fusi umum seperti yang diberikan pada 4063.
Metode pengelasan
Saya
4063
penamaan
Pengelasan busur logam dengan elektroda tertutup Pengelasan busur logam dengan inti fluks tanpa pelindung gas Pengelasan
114
busur terendam
Pengelasan MIG
Pengelasan MAG Pengelasan MAG dengan kawat inti fluks Pengelasan TIG Pengelasan busur plasma
Pengelasan oksi-asetilen
131 135 136 141 15 31
Metode pengelasan fusi lainnya dapat dimasukkan, tergantung kesepakatan antara para pihak.
Potongan uji
Standar menentukan bentuk dan dimensi minimum benda uji standar untuk digunakan sehubungan dengan prosedur pengelasan. Benda uji harus besar untuk memastikan bahwa ada cukup bahan untuk menghantarkan panas. Ketika pengujian dampak dari zona yang terkena panas diperlukan, potongan uji harus ditandai dengan arah bergulir. Semua pengelasan benda uji harus dilakukan sesuai dengan WPS awal, dan dalam kondisi yang samasebagaidapat diharapkan dalam produksi. Posisi kerja dan sudut kemiringan dan rotasi harus seperti yang ditentukan dalam 6947. Pengelasan takik harus disertakan dalam las uji jika akan digunakan dalam produksi. Pengelasan dan pengujian harus diawasi oleh pemeriksa atau badan pemeriksa.
Ujian dan ujian Pengujian terdiri dari pengujian non-destruktif dan destruktif, sebagaimana mestinya, dan sebagai
berikut:
inspeksi visual deteksi retak pengujian radiografi atau ultrasonik
uji tarik melintang uji tekuk melintang pengujian dampak
uji kekerasan
pemeriksaan makro dan mikro Standar menentukan bagaimana benda uji harus diposisikan. pengujian ulang
Jika potongan uji prosedur pengelasan tidak memenuhi semua persyaratan pengujian, hasilnya tidak dapat disetujui. Diperbolehkan untuk melakukan tes prosedur lebih lanjut.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Jika salah satu benda uji gagal memenuhi persyaratan karena cacat geometris, dua benda uji baru dapat dipilih untuk pengujian ulang. Jika salah satu dari mereka gagal, maka keseluruhannya juga gagal.
Rentang persetujuan
A yang telah dikualifikasi oleh pabrikan berlaku untuk pengelasan di bengkel dan
di situs di bawah manajemen teknis yang sama.
Tes prosedur pengelasan membentuk dasar untuk kualifikasi WPS, di mana variabel-variabel penting berada dalam kisaran persetujuan tes prosedur. Variabel penting adalah: bahan dasar
ketebalan bahan metode pengelasan
posisi pengelasan
jenis sendi bahan habis pakai
jenis input panas arus pengelasan
panaskan suhu perlakuan panas pasca suhu lulus menengah Dokumen pengujian prosedur pengelasan yang disetujui (WPAR) Rekaman dari pengelasan dan pengujian harus mencakup semua informasi yang diperlukan untuk persetujuan.
Catatan Persetujuan Prosedur Pengelasan (WPAR) harus ditandatangani oleh pemeriksa. Bentuk model WPAR termasuk dalam standar. Tes prosedur pengelasan yang lebih lama
Tes prosedur pengelasan yang lebih lama, dilakukan sesuai dengan standar atau spesifikasi nasional
ifikasi, dapat disetujui asalkan persyaratan teknis dalam EN 288 terpenuhi dan kondisi pengujian sesuai dengan kondisi produksi yang akan dihadapi. Penggunaan tes prosedur pengelasan yang lebih tua ini harus disepakati antara pihak-pihak yang mengadakan kontrak.
Uji prosedur pengelasan untuk pengelasan busur aluminium dan paduannya (EN 288-4) Dengan cara yang mirip dengan EN 288-3, EN 288-4 menjelaskan kondisi yang berlaku untuk persetujuan prosedur pengelasan yang akan digunakan untuk pengelasan busur aluminium dan paduannya yang dapat dilas sesuai dengan 2092 dan 2107. Metode pengelasan ini adalah pengelasan MIG, TIG pengelasan dan pengelasan plasma. Standar, yang mengikuti prinsip yang sama seperti pada EN 288-3, menentukan bagaimana pengelasan harus dilakukan dan pengujian apa yang harus dilakukan. Variabel penting untuk pengujian prosedur sama dengan baja, tetapi dengan perbedaan yang lebih kecil dalam area validitas. Perhatikan bahwa posisi pengelasan adalahsebuahvariabel penting.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS
Pengujian tarik menggunakan faktor koreksi yang terkait dengan jenis paduan bahan dasar dan kondisi pengirimannya. Pengujian lengkung dilakukan dengan menggunakan diameter bekas yang lebih besar untuk paduan kekuatan tinggi daripada aluminium yang tidak diolah.
Penggunaan bahan las yang disetujui (EN 288-5) EN 288-1 memungkinkan prosedur pengelasan disetujui berdasarkan penggunaan bahan habis pakai yang disetujui. Metode ini dijelaskan dalam EN 288-5, yang berlaku untuk operasi pengelasan berulang dan untuk material benda kerja yang struktur dan propertinya di zona yang terpengaruh panas tidak terdegradasi selama operasi. Untuk baja, metode pengelasan yang berlaku adalah pengelasan busur logam,
pengelasan
dan pengelasan TIG, sedangkan pengelasan MIG dan pengelasan TIG disetujui untuk aluminium. Standar ini berlaku untuk baja karbon mangan dan baja nikel krom, serta untuk aluminium murni dan paduan aluminium yang tidak dapat diolah dengan panas. Ketebalan bahan dasar adalah 3-40
Persetujuan diberikan oleh pemeriksa atau organisasi pemeriksa, berdasarkan spesifikasi material benda kerja sesuai dengan standar EN, dan deskripsi bahan habis pakai yang disetujui sesuai dengan standar EN yang relevan dan pWPS spesifik sesuai dengan EN 288-2. Persetujuan berlaku selama bahan habis pakai yang disetujui terus digunakan, dan didokumentasikan dengan inisial pemeriksa dan penanggalan pada
khawatir.
Persetujuan terkait dengan pengalaman sebelumnya (EN 288-6) Banyak bengkel memiliki pengalaman yang cukup dalam pembuatan struktur las yang melibatkan inspeksi pihak ketiga, dengan pengalaman pengoperasian yang baik dari produk jadi. Dalam kasus seperti itu, prosedur pengelasan dapat disetujui berdasarkan referensi pengalaman sebelumnya. EN 288-6 menjelaskan kondisi untuk prosedur ini, dan mencakup busur logam, busur terendam, TIG dan pengelasan plasma. Harus dimungkinkan untuk mendokumentasikan EN 288-2
berdasarkan pengalaman sebelumnya oleh
pengujian atau investigasi otentik yang menunjukkan bahwa persyaratan spesifikasi teknis produk terpenuhi. Dua metode dokumentasi ditentukan:
I. Dokumentasi pengujian non-destruktif atau pengujian destruktif, pengujian kebocoran), bersama dengan ringkasan produksi pengelasan selama setidaknya satu tahun.
2. Catatan kinerja las dalam operasi selama periode yang sesuai (lima tahun dapat sesuai). Rentang persetujuan sesuai dengan EN 288-3 dan 288-4, dan terus berlaku selama pembuatan dilakukan dengan cara yang ditentukan. Persetujuan didokumentasikan oleh pemeriksa yang menginisialisasi dan memberi tanggal pada WPS pendahuluan, yang kemudian disimpan oleh pabrikan.
Persetujuan dengan prosedur pengelasan standar (EN 288-7) EN 288-7 menjelaskan kondisi untuk persetujuan dan penggunaan prosedur pengelasan standar. Prosedur ini terbatas pada kelompok material dan ketebalan benda kerja yang ditentukan dalam EN 288-7.
WPS standar harus memenuhi persyaratan dalam EN 288-2, dan disetujui oleh pemeriksa atau badan pemeriksa memverifikasi bahwa pengelasan dan pengujian dilakukan © 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
keluar sesuai dengan persyaratan standar. Organisasi yang telah menyiapkan prosedur pengelasan standar yang disetujui kemudian dapat memasoknya sebagai dasar untuk berbagai lembar data pengelasan perusahaan lain. Penggunaan prosedur pengelasan standar, seperti bahan habis pakai yang disetujui atau pengalaman sebelumnya, dapat dibatasi oleh standar yang berlaku untuk produk tertentu atau oleh persyaratan dalam kontrak.
Penggunaan prosedur pengelasan standar memerlukan keterlibatan koordinator pengelasan sesuai dengan EN 719, ditambah dengan persyaratan bahwa sistem manajemen mutu perusahaan harus memenuhi persyaratan bagian EN 729 yang berlaku.
Prosedur pengelasan standar berlaku selama persyaratan di atas terpenuhi.
Persetujuan dengan uji las pra-produksi (EN 288-8) Prosedur pengelasan dapat disetujui oleh uji las pra-produksi jika bentuk dan ukuran benda uji sesuai dengan standar tidak mewakili jenis sambungan las tertentu yang akan dibuat. Kondisi yang terkait dengan metode persetujuan ini ditetapkan dalam EN 288-8. Potongan uji harus sesuai dengan standar produk yang berlaku, atau sesuai dengan kesepakatan antara pihak-pihak yang mengadakan kontrak. SEBUAH
harus disiapkan sebelum mengelas tes
potongan, yang harus dilakukan di bawah kondisi yang mewakili produksi yang direncanakan. Sejauh mungkin, pengujian harus mencakup berbagai persyaratan yang diberikan dalam standar. Secara umum, tes berikut harus dilakukan:
inspeksi visual deteksi retak:lihat Bagian 16.5) pemeriksaan makro
uji kekerasan (tergantung pada kebutuhan material). Secara umum, rentang validitas persetujuan adalah sebagaimana diatur dalam bagian EN . yang berlaku
288, tetapi terbatas pada jenis sambungan yang digunakan untuk pengujian. Persetujuan prosedur tetap berlaku selama kondisi produksi sama dengan yang digunakan selama pengujian.
Sedapat mungkin, WPAR harus mematuhi EN 288-3 atau 288-4.
16.4 Pengujian persetujuan tukang las (EN 287) Secara umum, arahan dan peraturan yang berkaitan dengan produk yang dilas membutuhkan kompetensi juru las untuk dinyatakan. Ini paling mudah dapat dilakukan dengan menguji pengetahuan dan kemampuan tukang las. EN 287, dengan
menetapkan kebutuhan penting-
persetujuan dan sertifikasi orang yang mengelas baja atau aluminium. Operator las diuji sesuai dengan EN 1418: pengelasan tembaga, nikel atau titanium diuji sesuai dengan EN-IS0 9606-3, -4 dan -5. Sertifikat juru las yang dikeluarkan oleh lembaga pemeriksa di satu negara harus dapat diterima oleh lembaga pemeriksa di negara Eropa lainnya. Namun demikian, ada pengecualian tertentu: peraturan nasional mungkin mengharuskan hanya lembaga sertifikasi di negara yang bersangkutan yang dapat menerbitkan sertifikat juru las untuk jenis pekerjaan tertentu. Pembatasan ini akan hilang ketika semua arahan UE untuk produk yang dilas diterapkan.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS
Parameter penting untuk pengujian tukang las Metode pengelasan
EN 287 mencakup las busur logam dengan elektroda tertutup, las busur terendam, las MAG, las TIG, las plasma dan gas. Metode pengelasan fusi lainnya dapat disertakan, jika disetujui secara khusus.
Jenis-jenis las
Las butt dan las fillet pada lembaran, pelat dan pipa (bagian berongga dianggap sebagai:
pipa). Kelompok bahan
baja,
W02 W03 W04
360 baja
Baja berbutir halus, baja yang dinormalisasi, dipadamkan dan ditempa, baja tahan karat, Cr Tahan karat
W21 W22 W23
360
12-20%
dan
Aluminium murni Paduan yang tidak dapat diolah dengan panas Paduan yang dapat diolah dengan panas
Informasi tentang aspek penting lainnya dari pengujian tukang las, seperti bahan habis pakai, ketebalan logam, diameter pipa dan posisi pengelasan, diberikan dalam standar.
Melakukan pengujian tukang las Pengujian persetujuan tukang las sesuai dengan EN 287, 1418 dan 9606 berarti bahwa perusahaan harus meninjau kegiatannya dan memutuskan kualitas material, ketebalan logam, dan diameter pipa apa yang perlu dilas oleh perusahaan.
Posisi pengelasan untuk berbagai
metode pengelasan juga harus ditentukan.
Saat memutuskan jenis produk
atau pipa), perusahaan harus
pertimbangkan persyaratan dalam standar yang berkaitan dengan pembaruan pengujian tukang las: dengan kontinuitas yang wajar, tukang las harus telah melakukan pekerjaan pengelasan yang dicakup oleh persetujuan mereka.
Secara umum, persetujuan kemampuan juru las juga mencakup persetujuan semua las yang dibuat oleh juru las dan dianggap lebih mudah daripada las uji. Validitas persetujuan tukang las diatur dalam tabel dalam standar. Tes tukang las harus dilakukan sesuai dengan spesifikasi prosedur pengelasan atau lembar data pengelasan. Ini mungkin pendahuluan berdasarkan perusahaan kemampuan pengelasan agregat, atau memenuhi syarat, tergantung pada persyaratan produk tertentu. Pengetesan tukang las harus diawasi oleh pemeriksa atau lembaga penguji yang diterima oleh pihak-pihak yang mengadakan kontrak. Pemeriksa dapat dipekerjakan oleh produsen atau pembeli, atau oleh pihak ketiga, sebagaimana ditentukan oleh persyaratan kontrak. Tingkat persetujuan tertinggi diberikan jika pemeriksaan dilakukan oleh lembaga sertifikasi yang terakreditasi untuk sertifikasi personel. Meskipun tidak wajib, pengetahuan teoritis tukang las juga dapat diuji. Ini akan membutuhkan tukang las untuk memiliki pengetahuan tentang:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
Bagian penting dari peralatan las Identifikasi bahan dasar Metode untuk pemanasan awal dan pemeriksaan suhu pemanasan awal Penanganan bahan habis pakai
Spesifikasi prosedur pengelasan, pemilihan parameter pengelasan Penyebab cacat pengelasan dan langkah-langkah untuk menghindari cacat Persyaratan keamanan
Validitas sertifikat tukang las. Metode tes yang digunakan untuk penilaian adalah:
Inspeksi visual Radiografi Tes tikungan Tes patah tulang
Pemeriksaan makro. Metode yang akan digunakan tergantung pada metode pengelasan, bentuk produk dan jenis sambungan.
Kriteria penerimaan untuk las uji harus ditentukan sesuai dengan Level B, untuk ba5ja8,17, dan 10.042 untuk aluminium. 6520 menjelaskan ketidaksempurnaan. Referensi juga harus dibuat untuk kriteria penerimaan yang sesuai untuk pengujian non-destruktif.
Durasi validitas Sertifikat tukang las dikeluarkan di bawah tanggung jawab penuh dan satu-satunya dari pemeriksa atau badan pemeriksa. Mereka tetap berlaku selama dua tahun, asalkan tukang las terus bekerja dalam wilayah validitas dan tidak mengambil istirahat lebih dari enam bulan. Ini harus disertifikasi
setiap enam bulan. Sertifikat dapat diperpanjang untuk periode dua tahun berikutnya, asalkan pekerjaan tukang las terus memenuhi persyaratan kualitas yang ditentukan, yang harus dikonfirmasi dengan dokumentasi pengujian pekerjaan pengelasan. Pemeriksa atau Badan Pemeriksa menerbitkan sertifikat dapat memperpanjang validitas sertifikat jika di atas oleh
syarat terpenuhi.
Pengujian non destruktif Tingkat kualitas harus ditentukan dengan jelas jika kualitas lasan akan ditentukan dengan pengujian non-destruktif. Hal ini dilakukan sesuai dengan 5817 dan
042, Arc-
sambungan las dalam Baja dan Aluminium - Pedoman Tingkat Kualitas untuk Diskontinuitas dan Ketidaksempurnaan Geometris. tingkat:
Level kualitas
Sedang
Simbol
Rata-rata Tinggi
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
D
B
Kedua standar ini memiliki tiga kualitas yang berbeda
JAMINAN MUTU DAN MANAJEMEN KUALITAS
Tingkat kualitas ini digunakan dalam standar aplikasi atau oleh perancang. Metode pengujian tak merusak yang paling banyak digunakan adalah:
Radiografi Pengujian ultrasonik
Pengujian partikel magnetik Pengujian penetran cair Pengujian arus eddy
RT UT MT PT ET
Radiografidigunakan untuk mengungkapkan diskontinuitas volumetrik internal. Film-film tersebut dievaluasi terhadap tingkat kualitas yang dipersyaratkan. Penggunaan metode ini dibatasi oleh ketebalan las, yang tidak boleh melebihi 50 mm. Pengujian ultrasonikpaling cocok untuk mendeteksi diskontinuitas bidang internal. Ini membutuhkan permukaan uji yang baik. Bahan tidak boleh kurang dari 8 mm tebal untuk evaluasi yang andal. Pengujian partikel magnetikadalah metode pengujian permukaan, yang digunakan untuk mengungkapkan diskontinuitas di dalam atau tepat di bawah permukaan bahan feromagnetik.
Pengujian penetran cairjuga merupakan metode pengujian permukaan, dan digunakan untuk mengungkapkan diskontinuitas di permukaan bahan tidak berpori.
Pengujian arus eddy,atau pengujian induktif, digunakan untuk mengungkapkan diskontinuitas pada atau tepat di bawah permukaan bahan penghantar listrik. Fitur umum dari semua metode pengujian ini adalah bahwa personel pengujian harus memiliki sertifikat sesuai dengan EN 473. Pengujian juga harus dilakukan sesuai dengan prosedur pengujian yang disetujui. Pengarang: Curt Johansson
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
17 Biaya pengelasan
17.1 Perhitungan biaya pengelasan Pilihan proses pengelasan tertentu biasanya dibuat berdasarkan biaya serta istilah teknis. Batasan teknis dapat berupa jenis bahan, ketebalannya, jenis sambungan yang faktor yang secara langsung terkait dengan diperlukan posisi pengelasan, ikatan dari metode pengelasan tertentu. kapabili-Selain itu, ada batasan yang mungkin dikenakan oleh persyaratan kualitas khusus, sumber daya produksi di pabrik, lingkungan kerja dan sebagainya. Terlepas dari potensi keuntungan, perusahaan mungkin tidak dapat berinvestasi dalam peralatan las baru atau metode pengelasan baru, dengan semua yang terlibat dalam hal biaya peralatan, pelatihan personel dan membawa fasilitas baru ke dalam produksi. Akibatnya, faktor penentu umum dalam memutuskan proses pengelasan tertentu biasanya biaya - yaitu, untuk memilih proses yang menghasilkan kualitas yang dibutuhkan dengan biaya serendah mungkin. Hal ini dibantu dengan metode pembuatan perhitungan biaya pengelasan melalui prosedur analisis biaya internal yang disempurnakan yang menghitung biaya yang spesifik untuk elemen pengelasan pekerjaan. Secara tradisional, biaya ini dianggap terdiri dari biaya tenaga kerja, bahan habis pakai (termasuk gas pelindung dan bahan pendukung), peralatan dan energi. Tentu saja ada banyak biaya lain, seperti persiapan sambungan, inspeksi, pengecatan, dll., yang semuanya harus dipertimbangkan. Materi berikut hanya mempertimbangkan biaya yang terkait dengan pekerjaan yang dilakukan oleh tukang las. Perhitungan biaya internal dapat digunakan untuk sampai pada biaya pengelasan suatu produk, dan juga untuk perbandingan antara prosedur yang berbeda atau untuk investasi pada peralatan baru, untuk pengenalan otomatisasi. Ini juga dapat digunakan ketika mengevaluasi berbagai cara untuk mengurangi biaya pengelasan.
Model yang dijelaskan di sini paling cocok untuk metode pengelasan fusi biasa menggunakan bahan pengisi. Perhitungan dapat dilakukan secara manual, atau ada juga program komputer yang kurang lebih lengkap yang membantu pekerjaan sehingga memudahkan untuk membandingkan sejumlah besar alternatif. Beberapa program termasuk basis data untuk bahan, bahan pengisi, tarif per jam, nilai panduan untuk parameter pengelasan dan sebagainya, yang selanjutnya membantu pekerjaan. Penting untuk disadari bahwa keakuratan perhitungan tidak pernah lebih baik daripada kualitas data masukan. Pengalaman perhitungan sebelumnya, yang biaya sebenarnya telah diperoleh dengan biaya pasca-produksi, oleh karena itu penting dalam memastikan bahwa perkiraan biaya dapat diandalkan.
17.2 Beberapa konsep biaya pengelasan Biaya pengelasan menggunakan sejumlah konsep, seperti yang dibahas di bawah ini.
Itutingkat pengendapanadalah massa logam las yang dilebur ke dalam sambungan per satuan waktu (sementara busur dipukul), dan biasanya dinyatakan dalam
Dalam kasus pengelasan dengan elektroda berlapis, lembar data
orang elektroda-
pabrikan memberikan laju pengendapan pada 90% dari arus maksimum yang ditentukan untuk diameter elektroda yang bersangkutan. Karena laju pengendapan bergantung pada arus, ia dapat dinyatakan dalam bentuk yang disederhanakan untuk nilai arus tertentu sebagai:
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PENGELASANBIAYA
Tingkat deposisi aktual
Tingkat deposisi maksimum xArus pengelasan Arus pengelasan pada tingkat deposisi maksimum
Arus tergantung pada posisi pengelasan, apakah pass untuk root pass atau filler pass dll. Untuk pengelasan MIG dengan diagram kabel padat dan/atau tabel laju pengendapan untuk diameter dan arus kawat yang berbeda tersedia: sebagai alternatif, dapat dihitung dari kecepatan umpan kawat. Dalam kasus baja, dengan stickout normal, kecepatan pengumpanan kawat kirakira: Arus pengelasan+22 Kecepatan umpan kawat
52 Kawat
Ituendapan
menunjukkan proporsi berat kotor bahan pengisi
real sebenarnya digunakan yang diubah menjadi logam las yang berguna.
Elektroda berlapis danaliran-
elektroda berinti membentuk terak, sehingga efisiensi pengendapan untuk bahan tersebut jauh lebih kecil dari 1. Panjang tunggul elektroda berlapis biasanya diasumsikan 50 mm, kecuali untuk elektroda tahan karat, yang diambil sebagai 35 mm. Dalam kasus kawat pengisi, ada beberapa kerugian dalam bentuk percikan. Khas dari efisiensi pengendapan ciency diberikan pada Tabel 17.1.
Jika laju pengendapan dihitung dari kecepatan pengumpanan kawat, hasilnya perlu dikalikan dengan efisiensi pengendapan untuk mengkompensasi kerugian terak atau percikan. TABEL 17.1 Nilai tipikal untuk perhitungan biaya komparatif n. Saya
Saya
Operator
faktor Pengelasan busur logam manual.G
kawat padat
MAG, kawat inti fluks Pengelasan busur terendam
Endapan efisiensi
0,60
0,30 0,45 0,40 Saya
0,95 0,85 Saya
0,80
0,98
Saya
J
Jumlah elektroda yang dibutuhkan untuk menyimpan 1 kg logam las hanya menarik untuk elektroda berlapis. Jika berat logam las diketahui, jumlah perubahan elektroda yang diperlukan dapat dihitung dan juga waktu yang terkait untuk menghilangkan terak setelah masing-masing elektroda. Ituberat logam lasdihitung dari rincian sambungan seperti yang ditunjukkan pada gambar pengelasan, yang memberikan volume logam las, dikalikan dengan kepadatan bahan yang, untuk baja, adalah 7,8
Luas penampang las, dan
panjang, memberikan volume teoritis logam las.SEBUAHlas fillet dengan ketebalan tenggorokan 4 dan panjang 1 memiliki volume logam las 16 cm3. Dalam praktiknya, nilai ini mungkin perlu dikompensasikan untuk deposisi berlebih, celah, dll., yang meningkatkan volume, penyusutan, yang mengurangi volume. Tabel tersedia yang memberikan volume logam las untuk berbagai jenis sambungan. Program komputer yang disebutkan sebelumnya secara otomatis menghitung volume data gabungan yang diberikan. Ituwaktu kerjaadalah waktu yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan pengelasan tertentu, dan termasuk
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
waktu dan waktu operasi. Ituwaktu pengaturanadalah waktu
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
diperlukan untuk mengatur dan memulai pekerjaan baru. Dalam hal proses produksi massal, waktu ini akan dikeluarkan hanya sehubungan dengan benda kerja pertama yang akan diproduksi. Itu waktu operasiadalah waktu yang dibutuhkan untuk mengelas setiap benda kerja, dan meliputi: Ituwaktu busur,
waktu di mana busur benar-benar terjadi.
Ituwaktu tambahanterhubung langsung ke waktu busur, waktu yang dibutuhkan oleh penggantian-
ment kawat pengisi / elektroda, chipping terak, membersihkan nozel gas dll, dan berhubungan langsung dengan pengelasan. ituwaktu penanganan,
waktu penanganan benda kerja, persiapan sebelum pengelasan,
seperti tack welding dll. Waktu ini sangat tergantung dari praktek dan prosedur kerja.
itutunjangan darurat,
waktu yang tidak dapat berhubungan langsung dengan pengelasan,
dan yang sering diperbolehkan dengan penambahan persentase.
Proporsi relatif dari total yang dibuat pada waktu di atas akan bervariasi, tergantung pada jenis barang yang diproduksi, cara pekerjaan dilakukan, ketersediaan peralatan tambahan, jumlah mekanisasi, dan sebagainya. faktor operatoradalah waktu di mana busur benar-benar menyala, dan dapat dicapai dengan berbagai cara. Tabel dan diagram dari literatur dan dari pemasok memberikan nilai panduan yang dapat digunakan dalam kasus di mana perusahaan tidak memiliki pengalaman sendiri untuk menggambar. Nilai-nilai sendiri, tentu saja, memiliki keuntungan diterapkan secara tepat untuk situasi dan keadaan khusus perusahaan itu sendiri. Dalam kasus di mana bahan pengisi digunakan,waktu busurjuga dapat dihitung dari berat logam las dibagi dengan laju pengendapan. Itufaktor operatormenyatakan hubungan antara waktu terjadinya busur dan total waktu kerja pengelasan. Kadang-kadang salah digunakan sebagai ukuran produktivitas - dengan asumsi bahwa faktor operator yang tinggi menunjukkan produktivitas yang tinggi. Namun, menggunakan metode pengelasan yang memiliki kecepatan pengelasan yang lebih tinggi akan mengurangi waktu busur. Jika waktu lain tidak berubah, ini berarti bahwa faktor operator berkurang, meskipun pekerjaan sebenarnya telah dilakukan lebih cepat. Jika perusahaan memiliki nilai faktor operator berdasarkan pengalaman untuk beberapa jenis pengelasan tertentu, total waktu kerja dapat dihitung dengan membaginya dengan faktor operator. Faktor operator tipikal ditunjukkan dalam Tabel 17.1.
17.3 Perhitungan biaya Itubiaya tenaga kerjadiperoleh dengan mengalikanwaktu operasidengan biaya per jam. Perusahaan mengetahui biaya per jam mereka sendiri, yang terdiri dari biaya upah langsung per jam, biaya asuransi sosial pengusaha, pembayaran liburan, dll. Biaya per jam sering kali mencakup bagian dari biaya umum dalam bentuk penambahan persentase.
Biaya dari
nama payungbiaya
diperlukan untuk pengelasan disebut di sini hanya dengan
bahan.
Konsumsi elektroda (atau kawat dalam pengelasan TIG) dapat dihitung dari berat logam las dibagi dengan efisiensi pengendapan. Kilogram biaya elektroda adalah khusus perusahaan.
Konsumsi fluks terkait dengan berat logam las oleh faktor konsumsi fluks tertentu, yang dinyatakan oleh pabrikan fluks.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BIAYA PENGELASAN
Konsumsi gas pelindung dapat dihitung dari waktu busur (atau waktu yang sebagai gas pelindung belakang, dikalikan dengan gas sesuai selama aliran gas, Biaya bensin
laju aliran dalam
tergantung pada faktor-faktor seperti metode
(botol gas, tangki curah), dan khusus untuk perusahaan.
Biaya mesindapat mencakup biaya untuk peralatan las,
peralatan,
peralatan penanganan khusus dan sebagainya, dan bisa sangat berarti jika mencakup otomatisasi
peralatan robot. Biaya peralatan per jam dapat dihitung dari biaya penyusutan, bunga dan pemeliharaan, bersama dengan perkiraan waktu penggunaan tahunan. Rincian perhitungan ini, dan unsur-unsur yang akan dimasukkan, bervariasi dari satu perusahaan ke perusahaan lain. Biaya mesin untuk pekerjaan pengelasan tertentu dapat dihitung dari biaya mesin per jam dan waktu operasi. Itubiaya energidapat dihitung waktu busur dan kebutuhan daya selama pengelasan, mungkin dengan penambahan kelonggaran untuk operasi tanpa beban. Biasanya tidak perlu untuk memperhitungkan ketidakpastian yang harus dipertimbangkan untuk biaya lainnya. Biaya energi biasanya berjumlah sekitar 1-2% dari total biaya.
Biaya tenaga kerja
Upah:
Logam las (kg) x biaya per jam x Faktor operator
Tingkat pengendapan
Biaya bahan pengisi Logam las (kg) x Biaya elektroda
Nittotal
Gas:
Logam las (kg) x 0,06 x Konsumsi gas
x Biaya bensin
)
Tingkat pengendapan
Aliran:
rel. konsumsi fluks
Dukungan:
Panjang las (m) x Biaya backing
x Logam las (kg) x Biaya fluks (eurokg)
Biaya mesin Peralatan:
Logam las (kg) x Biaya mesin Tingkat pengendapan
x Faktor operator
Biaya energi Listrik: Konsumsi energi
x biaya energi
Gambar 17.1 Rumus untuk menghitung biaya pengelasan.
Biaya dukungan dukungan adalah fungsi dari panjang las. Perbandingan semua biaya di atas menunjukkan bahwa biaya tenaga kerja yang paling tinggi untuk pengelasan manual.SEBUAHcontoh tipikal dari pengelasan baja karbon biasa bisa 80-90 % untuk biaya tenaga kerja, 5-15% untuk biaya bahan pengisi dan 3-5 % untuk
biaya.
Biaya bahan pengisi menjadi lebih signifikan saat mengelas bahan mahal
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
BUKU PEDOMAN PROSES PENGELASAN
seperti baja tahan karat. Biaya mesin menjadi signifikan hanya ketika pengelasan otomatis dan robot muncul. Oleh karena itu, tindakan untuk mengurangi biaya dikonsentrasikan pada pengurangan waktu operasi. Gambar 17.1menunjukkan perhitungan biaya berdasarkan perhitungan teoritis berat logam las. Perhitungan Biaya halaman 1
268 33
Tanggal:
Tempat:
Reparasi
0.00 0.00 0.00 0.00
mencungkil:
Dukungan:
kg
0.00 0.00 0.00 0.00
kg 0,08
Aliran
000
saya
, Biaya
0,02
Pengelasan
Busur
0,04
0,04
0,07
0,02
Pengelasan
1.41
10.95
1.41
10.95
Total
12.38
Totalbiaya (Reputasi.+
Gambar 17.2 Contoh perhitungan biaya pengelasan, menggunakan
12.38
program.
Program komputer untuk perhitungan biaya pengelasan Berbagai jenis program komputer untuk menghitung biaya pengelasan tersedia. Yang lebih sederhana tidak memiliki basis data bahan pengisi, waktu tambahan, dll., tetapi murah dan ramah pengguna. Di ujung lain skala adalah program (dikembangkan oleh FORCE Institute, Denmark). Ini dapat digunakan untuk menghasilkan spesifikasi pekerjaan yang lengkap, yang kemudian menjadi titik awal untuk perhitungan biaya. Gambar 17.2 mengilustrasikan perhitungan menggunakan program. Program ini juga dapat menghasilkan daftar operasi, merinci operasi untuk menghasilkan total biaya produksi.
Metode untuk mengurangi biaya pengelasan Salah satu alasan terpenting untuk membuat perhitungan biaya adalah untuk mengidentifikasi cara-cara di mana biaya produksi dapat dikurangi. Biaya dipengaruhi langsung dari tahap desain, dengan faktor input lebih lanjut hingga produksi. Beberapa contoh diberikan di bawah ini. Biaya terbesar dalam pengelasan manual adalahbiaya tenaga kerja.Salah satu cara untuk menguranginya adalah dengan memperkenalkan mekanisasi dan otomatisasi, yang dijelaskan di bawah ini. Berbagai bagian dari total
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
PENGELASANBIAYA
waktu kerja dapat terpengaruh: metode pengelasan dengan tingkat deposisi yang lebih tinggi mengurangi waktu busur, sementara mengubah metode sepenuhnya mungkin juga memungkinkan untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengganti elektroda, chipping terak dan penghapusan percikan, sehingga mengurangi total waktu. Peralatan untuk menahan atau memanipulasi benda kerja untuk memberikan posisi pengelasan yang baik membantu pengelasan. Perencanaan pekerjaan juga penting, karena mungkin hanya 30% dari total waktu yang merupakan waktu busur produktif. Terkadang dimungkinkan untuk menghindari membuat las yang tidak perlu,
menggunakan proses produksi lain seperti bending. Beberapa waktu kerja adalah busur Bahkan dengan metode pengelasan tertentu, itu mungkin masih mungkin untuk meningkatkan ini dengan pilihan parameter pengelasan dan elektroda yang optimal,
dengan menghindari deposit logam las lebih dari yang diperlukan. Tahap desain,
misalnya, menentukan desain sambungan dan ketebalan tenggorokan dari lasan fillet. Desain sambungan dapat sedemikian rupa untuk meminimalkan jumlah logam las yang dibutuhkan, secara alami tunduk pada persyaratan kinerja yang diperlukan. Ketebalan tenggorokan yang terlalu besar selalu menghasilkan lebih banyak logam las daripada yang dibutuhkan: ketebalan tenggorokan 5 menggunakan 56% lebih banyak logam las daripada ketebalan tenggorokan 4
Penting juga untuk merencanakan persiapan bersama.
penyatuan, menyatukan dan menahan bagian-bagian dan pengelasan sehingga tidak ada lebih banyak logam las yang terendapkan daripada yang diperlukan: ini juga akan memiliki manfaat tambahan untuk mengurangi deformasi pengelasan. Jika, sebagai tambahan, penetrasi las fillet dapat digunakan untuk mengurangi ketebalan tenggorokan nominal, akan ada a
logam las. Menggunakan
pengurangan jumlah
bahan juga dapat dipengaruhi, meskipun biaya ini perlu
berhubungan dengan biaya tenaga kerja. Jika biaya tenaga kerja dapat dikurangi dengan pengelasan yang lebih efisien, pengurangan persiapan dan penyelesaian, seperti penghilangan percikan, penghindaran pengelasan dua sisi, peningkatan kualitas, dll., biaya tambahan untuk bahan pengisi dapat dibenarkan.
Ingatlah juga, proses produksi secara keseluruhan. Kualitas bahan yang benar, pengisi, persiapan sambungan yang hati-hati dan penyatuan bagian-bagian semuanya membantu pengelasan, mengurangi waktu keseluruhan dan memiliki efek seminimal mungkin pada proses lainnya. Lasan yang dibuat dengan benar menghasilkan lebih sedikit masalah inspeksi dan kemungkinan koreksi.
17.4 Mekanisasi, otomatisasi, pengelasan robot Pengelasan
dapat ditingkatkan dengan menggunakan berbagai tingkat mekanisasi.SEBUAH
tingkat tertentu produksi massal, atau produksi berulang, biasanya diperlukan, meskipun berbagai jenis peralatan mekanisasi dapat dibenarkan bahkan dengan batch kecil. Pengenalan mekanisasi akan mengubah proporsi antara berbagai elemen biaya yang membentuk keseluruhan. Waktu penyiapan cenderung lebih lama, terutama dengan otomatisasi yang lebih maju. Jika biaya manufaktur ingin menjadi layak, biaya pengaturan-uptime harus tersebar di sejumlah benda kerja. Penghematan total berasal dari waktu operasi yang lebih rendah per item. Setiap tukang las juga dapat menghasilkan lebih banyak melalui penggunaan peralatan, meskipun biaya mesin akan lebih tinggi, mencerminkan penggunaan peralatan canggih. Biaya kontrol kualitas kemungkinan akan berkurang, karena produksi dikelola dengan lebih hati-hati ketika peralatan telah disiapkan dengan benar. Namun, pelatihan dan pelatihan akan dibutuhkan, yang menimbulkan biaya tambahan. Biaya perawatan kemungkinan juga akan meningkat, sehubungan dengan penggunaan peralatan yang lebih rumit. Proses robot otomatisasi mekanisasi yang dipasang dan digunakan dengan benar meningkatkan kondisi kerja baik dari segi fisik maupun konten kerja. Pemanfaatan yang lebih baik dari modal yang terikat dalam produk dalam persediaan merupakan faktor positif lainnya, yang dihasilkan dari kemampuan untuk menyesuaikan manufaktur agar sesuai dengan kebutuhan aktual.
© 2003, Woodhead Publishing Ltd
