Pengelasan lembaran baja galvanis menghadirkan tantangan unik, seperti keretakan, porositas, dan penguapan seng. Masalah-masalah ini muncul karena interaksi lapisan seng dengan proses pengelasan, yang menyebabkan potensi cacat. Artikel ini membahas strategi yang efektif untuk mengatasi kesulitan-kesulitan ini, termasuk persiapan pengelasan yang tepat, pemilihan material, dan teknik pengelasan. Dengan memahami dan mengatasi faktor-faktor ini, tukang las dapat mencapai hasil berkualitas tinggi saat bekerja dengan baja galvanis. Baca terus untuk mempelajari langkah-langkah penting untuk keberhasilan pengelasan lembaran baja galvanis dan memastikan pengelasan yang kuat dan tahan lama.
Pengelasan baja galvanis menghadirkan tantangan yang unik karena lapisan seng pelindungnya. Kesulitan utama yang dihadapi selama proses pengelasan busur meliputi:
Meningkatnya kerentanan terhadap cacat las:
Penguapan lapisan seng:
Degradasi dan kontaminasi lapisan:
Di antara tantangan-tantangan ini, keretakan las, porositas, dan pembentukan terak menjadi perhatian utama, karena secara langsung berdampak pada integritas struktural dan kinerja sambungan las. Untuk mengurangi masalah ini, tukang las harus menggunakan teknik khusus seperti menggunakan logam pengisi silikon-perunggu, meningkatkan ventilasi, dan mengoptimalkan parameter pengelasan (misalnya, input panas yang lebih rendah, kecepatan gerak yang lebih cepat) untuk menghasilkan lasan berkualitas tinggi sambil mempertahankan sifat perlindungan korosi lapisan galvanis.
Selama proses pengelasanseng cair dapat terkumpul di permukaan kolam cair atau di dasar lasan. Titik leleh seng yang lebih rendah dibandingkan dengan besi menyebabkan besi dalam kolam cair membeku terlebih dahulu, sehingga memungkinkan seng cair menembus ke dalamnya di sepanjang batas butir baja, yang menyebabkan penurunan kekuatan ikatan antar kristal.
Selain itu, pembentukan senyawa logam yang rapuh, seperti Fe3Zn10 dan FeZn10, antara seng dan besi semakin mengurangi plastisitas logam las. Hal ini membuatnya rentan terhadap keretakan di sepanjang batas kristal akibat tegangan pengelasan sisa.
1) Faktor-faktor yang mempengaruhi sensitivitas retak
(1) Ketebalan Lapisan Seng: Ketebalan lapisan seng pada baja galvanis mempengaruhi sensitivitas retak. Lapisan seng yang tipis menghasilkan sensitivitas retak yang lebih rendah, sedangkan lapisan yang lebih tebal pada baja galvanis panas menyebabkan sensitivitas retak yang lebih tinggi.
Ketebalan Benda Kerja: Ketebalan benda kerja juga memengaruhi sensitivitas keretakan, dengan benda kerja yang lebih tebal memiliki tegangan pembatas pengelasan yang lebih tinggi dan sensitivitas keretakan yang meningkat.
Jarak Bebas Alur: Jarak bebas alur yang lebih besar meningkatkan sensitivitas keretakan.
Metode Pengelasan: Berbeda metode pengelasan juga dapat memengaruhi sensitivitas retak. Pengelasan busur manual menghasilkan sensitivitas retak yang lebih rendah, sementara menggunakan gas CO2 untuk pengelasan dapat menyebabkan sensitivitas retak yang lebih tinggi.
2) Metode untuk mencegah keretakan
(1) Persiapan untuk Pengelasan: Sebelum pengelasan, perlu membuat alur berbentuk V, Y, atau X di lokasi pengelasan pada lembaran galvanis. Lapisan seng dapat dihilangkan di dekat alur dengan menggunakan oxyacetylene atau sandblasting. Yang penting, jangan sampai ada jarak bebas yang terlalu besar, dengan rekomendasi umum 1,5 mm.
② Pemilihan Bahan Pengelasan: Untuk mengurangi kemungkinan retak, penting untuk memilih bahan las dengan kandungan silikon yang rendah. Untuk pengelasan berpelindung gas, kawat las dengan kandungan silikon rendah harus digunakan. Pengelasan manual dapat dilakukan dengan menggunakan titanium jenis elektroda atau elektroda kalsium titanium.
Lapisan seng di dekat alur dapat mengalami oksidasi (ZnO) dan penguapan karena panas yang dihasilkan selama pengelasan busur, yang menyebabkan emisi asap dan uap putih. Hal ini dapat dengan mudah mengakibatkan porositas pada lasan. Semakin tinggi arus pengelasan, semakin parah penguapan seng, dan semakin besar kemungkinan terjadinya porositas.
Pengelasan dengan elektroda jenis titanium dan kalsium titanium cenderung menghasilkan lebih sedikit porositas pada kisaran arus sedang. Di sisi lain, arus rendah dan tinggi selama pengelasan dengan elektroda las jenis selulosa dan hidrogen rendah dapat menyebabkan porositas.
Yang penting adalah mengontrol sudut elektroda agar berada dalam kisaran 30-70° untuk mengurangi risiko porositas.
Lapisan seng di dekat kolam lelehan selama pengelasan teroksidasi menjadi ZnO dan menguap karena panas dari busur, sehingga menciptakan sejumlah besar debu. Komponen utama dari debu ini adalah ZnO, yang dapat menimbulkan efek berbahaya pada sistem pernapasan pekerja.
Penting untuk memastikan ventilasi yang baik selama pengelasan untuk mengurangi risiko bagi pekerja.
Di bawah spesifikasi pengelasan yang sama, pengelasan dengan elektroda titanium oksida menghasilkan lebih sedikit debu dibandingkan dengan menggunakan elektroda las hidrogen rendah, yang cenderung menghasilkan jumlah debu yang lebih besar.
Ketika menggunakan arus pengelasan yang rendah, ZnO yang terbentuk selama proses pemanasan dapat terperangkap dan membentuk terak ZnO. ZnO bersifat stabil dan memiliki titik leleh yang tinggi yaitu 1800°C. Kehadiran blok besar terak ZnO dapat memiliki dampak negatif yang signifikan terhadap plastisitas las.
Namun, ketika menggunakan elektroda jenis titanium oksida, distribusi ZnO kecil dan seragam, yang memiliki efek kecil pada plastisitas dan kekuatan tarik las. Di sisi lain, ketika menggunakan elektroda selulosa atau hidrogen, ZnO dalam lapisan las lebih besar dan lebih banyak, sehingga menghasilkan kinerja las yang buruk.
Baja galvanis dapat dilas menggunakan berbagai teknik, termasuk pengelasan busur listrik manual, pengelasan berpelindung gas elektroda leleh, pengelasan busur argondan pengelasan resistansi.
1) Persiapan pengelasan
Untuk mengurangi jumlah debu pengelasan dan mencegah terbentuknya retakan dan porositas pengelasan, perlu menyiapkan kemiringan yang sesuai sebelum pengelasan dan menghilangkan lapisan seng di dekat alur. Penghilangan ini dapat dicapai melalui nyala api atau sandblasting.
Yang penting adalah mengontrol jarak bebas alur agar berada dalam kisaran 1,5 hingga 2mm, dan untuk benda kerja yang lebih tebal, jarak bebas dapat ditingkatkan hingga 2,5 hingga 3mm.
2) Pemilihan elektroda
Prinsip untuk memilih batang las adalah untuk memastikan bahwa sifat mekanik logam las semirip mungkin dengan material induknya. Selain itu, penting untuk mengontrol jumlah silikon dalam elektroda las agar berada di bawah 0,2%.
Bacaan terkait: Bagaimana Cara Memilih Batang Las yang Tepat?
Sambungan yang diproduksi dengan menggunakan jenis ilmenit, jenis titanium oksida, selulosa, titanium kalsium, dan elektroda las hidrogen rendah dapat menunjukkan kekuatan yang memuaskan. Namun, elektroda hidrogen rendah dan selulosa cenderung menghasilkan terak dan porositas pada lasan, sehingga tidak umum digunakan.
Untuk lembaran baja galvanis baja ringan, batang las J421/J422 atau J423 lebih disukai. Untuk pelat baja galvanis dengan tingkat kekuatan di atas 500MPa, batang las E5001 atau E5003 harus digunakan. Untuk pelat baja galvanis dengan kekuatan lebih dari 600MPa, batang las yang direkomendasikan adalah E6013, E5503, atau E5513.
Saat mengelas, disarankan untuk menggunakan busur pendek dan menghindari mengayunkan busur untuk meminimalkan perluasan zona leleh lapisan galvanis, memastikan ketahanan korosi benda kerja, dan mengurangi jumlah jelaga yang dihasilkan.
Pengelasan berpelindung gas, seperti CO2 pengelasan berpelindung gas atau campuran Ar+CO2 atau Ar+O2, direkomendasikan untuk pengelasan baja galvanis. Jenis gas pelindung yang digunakan dapat memiliki dampak yang signifikan terhadap kandungan Zn pada lasan. Penggunaan CO2 murni atau CO2+O2 menghasilkan kandungan Zn yang lebih tinggi pada lapisan las, sedangkan penggunaan Ar+CO2 atau Ar+O2 menghasilkan kandungan Zn yang lebih rendah. Arus pengelasan memiliki efek minimal pada kandungan Zn dalam lasan, dengan sedikit penurunan seiring dengan peningkatan arus.
Pengelasan berpelindung gas menghasilkan lebih banyak debu pengelasan dibandingkan dengan pengelasan busur manual, sehingga penting untuk memberi perhatian khusus pada pembuangan. Ukuran dan komposisi jelaga terutama dipengaruhi oleh arus dan gas pelindung, dengan arus yang lebih besar atau jumlah CO2 atau O2 yang lebih banyak dalam gas yang menyebabkan lebih banyak jelaga. Kandungan ZnO dalam jelaga juga meningkat, dengan kandungan maksimum sekitar 70%.
Kedalaman lelehan baja galvanis lebih besar daripada baja non-galvanis dengan spesifikasi pengelasan yang sama. Sambungan T, sambungan pangkuan, dan pengelasan bawah lebih rentan terhadap porositas, dan kecepatan pengelasan memiliki dampak yang signifikan, terutama untuk pengelasan galvanis baja paduan. Dalam pengelasan multi-baris, selanjutnya jalur pengelasan lebih sensitif terhadap porositas daripada garis sebelumnya.
Komposisi gas pelindung memiliki pengaruh yang kecil terhadap sifat mekanik sambungan, dan CO2 murni biasanya digunakan untuk pengelasan. Parameter pengelasan untuk sambungan butt berbentuk I, sambungan pangkuan, dan sambungan T dari pelat baja galvanis yang menggunakan pengelasan CO2 tercantum dalam tabel 1-3.
Tabel 1 Parameter spesifikasi untuk pengelasan CO2 dari galvanis berbentuk I pelat baja sendi pantat
| Ketebalan/mm | Celah/mm | Posisi Pengelasan | Kecepatan Umpan Kawat / mm * s-1 | Tegangan busur / V | Arus Pengelasan / A | Kecepatan Pengelasan / mm * s-1 | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.6 | 0 | Pengelasan Datar | 59.2～80.4 | 17～20 | 70～90 | 5.1～7.2 | Kawat las ER705-3 Dia. 0.9mm Ekstensi kering 6.4mm |
| Pengelasan Bawah Vertikal | 82.5 | 17 | 90 | 5.9 | |||
| Pengelasan Horisontal | 50.8 | 18 | 100 | 8.5 | |||
| Pengelasan Overhead | 50.8～55 | 18～19 | 100～110 | - | |||
| 3.2 | 0.8～1.5 | Pengelasan Datar | 71.9 | 20 | 135 | 5.5 | |
| Pengelasan Vertikal | 71.9 | 20 | 135 | 7.6 | |||
| Pengelasan Horisontal | 71.9 | 20 | 135 | 6.8 | |||
| Pengelasan Overhead | 71.9 | 20 | 135 | 5.5 |
Tabel 2 Parameter spesifikasi untuk pengelasan CO2 pada sambungan pangkuan pelat baja galvanis
| Ketebalan/mm | Posisi Pengelasan | Kecepatan Umpan Kawat / mm * s-1 | Tegangan busur / V | Arus Pengelasan / A | Kecepatan Pengelasan / mm * s-1 | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.6 | Pengelasan Datar | 50.8 | 19 | 110 | 5.1～6.8 | Kawat lasER705-3 Dia. 0.9mm Ekstensi kering6.4mm |
| Pengelasan Horisontal | 50.8 | 19～20 | 100～110 | 5.5～6.8 | ||
| Pengelasan Overhead | 50.8 | 19～20 | 100～110 | 4.2～5.1 | ||
| Pengelasan Vertikal | 50.8 | 18 | 100 | 5.5～6.8 | ||
| 3.2 | Pengelasan Datar | 67.2 | 19 | 135 | 3.8～4.2 | |
| Pengelasan Horisontal | 67.2 | 19 | 135 | 3.8～4.2 | ||
| Pengelasan Bawah Vertikal | 67.7 | 19 | 135 | 5.1 | ||
| Pengelasan Overhead | 59.2 | 19 | 135 | 3.4～3.8 |
Tabel 3 Parameter spesifikasi untuk pengelasan CO2 pada sambungan pantat pelat baja galvanis berbentuk T (sambungan sudut)
| Ketebalan/mm | Posisi Pengelasan | Kecepatan Umpan Kawat / mm * s-1 | Tegangan busur / V | Arus Pengelasan / A | Kecepatan Pengelasan / mm * s-1 | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.6 | Pengelasan Datar | 50.8～55 | 18 | 100～110 | - | Kawat lasER705-3 Dia. 0.9mm Ekstensi kering6.4mm |
| Pengelasan Vertikal | 55～65.6 | 19 | 110～120 | - | ||
| Pengelasan Overhead | 55 | 19～20 | 110 | 5.9 | ||
| Pengelasan Horisontal | 59.2 | 20 | 120 | 5.1 | ||
| 3.2 | Pengelasan Datar | 71.9 | 20 | 135 | 4.7 | |
| Pengelasan Vertikal | 71.9 | 20 | 135 | 5.9 | ||
| Pengelasan Horisontal | 71.9 | 20 | 135 | 4.2 | ||
| Pengelasan Overhead | 71.9 | 20 | 135 | 5.1 |
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR