T: Kami baru-baru ini mulai melakukan beberapa pekerjaan yang mengharuskan beberapa komponen dibuat terutama dari baja tahan karat kelas 304, yang dilas ke dirinya sendiri dan ke baja ringan. Kami telah mengalami beberapa masalah retak pada baja tahan karat hingga las baja tahan karat hingga 1,25″ tebal. Disebutkan bahwa kami memiliki jumlah ferit yang rendah. Bisakah Anda menjelaskan apa ini dan bagaimana cara memperbaikinya?
A: Ini adalah pertanyaan yang bagus. Ya, kami dapat membantu Anda memahami apa arti jumlah ferit yang rendah dan bagaimana cara mencegahnya.
Pertama, mari kita tinjau definisi baja tahan karat (SS) dan bagaimana ferit berhubungan dengan sambungan las.Baja hitam dan paduannya mengandung lebih dari 50% besi.Ini mencakup semua baja karbon dan baja tahan karat serta kelompok lain yang ditentukan.Aluminium, tembaga, dan titanium tidak mengandung besi, jadi mereka adalah contoh paduan non-besi yang sangat baik.
Komponen utama dari paduan ini adalah baja karbon dengan setidaknya 90% besi dan SS dengan 70 hingga 80% besi. Untuk diklasifikasikan sebagai SS, harus ditambahkan setidaknya 11,5% kromium. Tingkat kromium di atas ambang minimum ini mendorong pembentukan lapisan kromium oksida pada permukaan baja dan mencegah pembentukan oksidasi seperti karat (oksida besi) atau korosi yang disebabkan oleh serangan kimia.
SS terutama dibagi menjadi tiga kelompok: austenit, ferit, dan martensit. Nama mereka berasal dari struktur kristal suhu kamar yang menyusunnya. Kelompok umum lainnya adalah SS dupleks, yang merupakan keseimbangan antara ferit dan austenit dalam struktur kristal.
Nilai austenitik, seri 300, mengandung 16% hingga 30% kromium dan 8% hingga 40% nikel, membentuk struktur kristal austenitik yang dominan. Untuk mempromosikan pembentukan rasio austenit-ferit, zat penstabil seperti nikel, karbon, mangan, dan nitrogen ditambahkan selama proses pembuatan baja. Beberapa nilai umum adalah 304, 316, dan 347.Menawarkan ketahanan korosi yang baik;terutama digunakan dalam aplikasi makanan, layanan kimia, farmasi dan kriogenik. Kontrol pembentukan ferit memberikan ketangguhan suhu rendah yang sangat baik.
Ferritic SS adalah grade 400 series yang sepenuhnya bersifat magnetis, mengandung 11,5% hingga 30% kromium, dan memiliki struktur kristal dominan feritik.Untuk mendorong pembentukan ferit, bahan penstabil termasuk kromium, silikon, molibdenum, dan niobium selama produksi baja.Jenis SS ini biasanya digunakan dalam sistem pembuangan otomotif dan pembangkit listrik dan memiliki aplikasi suhu tinggi yang terbatas.Beberapa jenis yang umum digunakan adalah 405, 409, 430 dan 4 46.
Nilai martensit, juga diidentifikasi oleh seri 400 seperti 403, 410 dan 440, bersifat magnetis, mengandung 11,5% hingga 18% kromium, dan memiliki martensit sebagai struktur kristal. Kombinasi ini memiliki kandungan emas terendah, yang menjadikannya paling murah untuk diproduksi. Mereka memberikan ketahanan terhadap korosi;kekuatan luar biasa;dan umumnya digunakan pada peralatan makan, peralatan gigi dan bedah, peralatan masak, dan jenis alat tertentu.
Saat Anda mengelas SS, jenis substrat dan aplikasi dalam layanannya akan menentukan logam pengisi yang sesuai untuk digunakan. Jika Anda menggunakan proses pelindung gas, Anda mungkin perlu memberi perhatian khusus pada campuran gas pelindung untuk mencegah masalah terkait pengelasan tertentu.
Untuk menyolder 304 ke dirinya sendiri, Anda memerlukan elektroda E308/308L. "L" adalah singkatan dari karbon rendah, yang membantu mencegah korosi intergranular. Elektroda ini memiliki kandungan karbon di bawah 0,03%;apa pun di atas ini meningkatkan risiko pengendapan karbon ke batas butir dan bergabung dengan kromium untuk membentuk karbida kromium, secara efektif mengurangi ketahanan korosi baja. Hal ini menjadi jelas jika korosi terjadi di zona yang terkena panas (HAZ) dari sambungan las SS. Pertimbangan lain untuk kelas SS L adalah bahwa mereka memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah pada suhu layanan tinggi daripada kelas SS langsung.
Karena 304 adalah jenis SS austenitik, logam las yang sesuai akan mengandung sebagian besar austenit. Namun, elektroda itu sendiri akan mengandung penstabil ferit, seperti molibdenum, untuk mempromosikan pembentukan ferit dalam logam las. Pabrikan biasanya membuat daftar kisaran jumlah ferit yang khas untuk logam las. Seperti disebutkan sebelumnya, karbon adalah penstabil austenitik yang kuat, dan untuk alasan ini sangat penting untuk mencegahnya ditambahkan ke logam las.
Nomor ferit diturunkan dari diagram Schaeffler dan diagram WRC-1992, yang menggunakan formula ekuivalen nikel dan kromium untuk menghitung nilai, yang ketika diplot pada diagram menghasilkan angka yang dinormalisasi. Angka ferit antara 0 dan 7 sesuai dengan persentase volume struktur kristal ferit yang ada dalam logam las;namun, pada persentase yang lebih tinggi, jumlah ferit meningkat dengan kecepatan yang lebih cepat. Ingat bahwa ferit dalam SS tidak sama dengan ferit baja karbon, tetapi fase yang disebut ferit delta. SS austenitik tidak memiliki transformasi fase yang terkait dengan proses suhu tinggi seperti perlakuan panas.
Pembentukan ferit diinginkan karena lebih ulet daripada austenit, tetapi harus dikontrol. Jumlah ferit yang rendah dapat menghasilkan lasan dengan ketahanan korosi yang sangat baik dalam beberapa aplikasi, tetapi sangat rentan terhadap retak panas selama pengelasan. Untuk kondisi penggunaan umum, jumlah ferit harus antara 5 dan 10, tetapi untuk beberapa aplikasi mungkin diperlukan nilai yang lebih rendah atau lebih tinggi. Ferit dapat dengan mudah diverifikasi di tempat kerja menggunakan indikator ferit.
Karena Anda menyebutkan bahwa Anda memiliki masalah retak dan jumlah ferit yang rendah, Anda perlu memperhatikan logam pengisi Anda dan memastikannya menghasilkan jumlah ferit yang cukup – sekitar 8 akan membantu. Selain itu, jika Anda menggunakan las busur berinti fluks (FCAW), logam pengisi ini biasanya menggunakan gas pelindung karbon dioksida 100% atau campuran 75% argon/25% CO2, yang dapat menyebabkan penyerapan karbon pada logam las. Anda mungkin ingin beralih ke proses pengelasan busur logam gas (GMAW) dan gunakan campuran 98% argon/2% oksigen untuk mengurangi kemungkinan pengambilan karbon.
Untuk mengelas SS ke baja karbon, Anda harus menggunakan bahan pengisi E309L. Logam pengisi ini khusus digunakan untuk mengelas logam yang berbeda dan membentuk ferit dalam jumlah tertentu setelah baja karbon diencerkan ke dalam las. Karena baja karbon akan menyerap beberapa karbon, penstabil ferit ditambahkan ke logam pengisi untuk menangkal kecenderungan karbon untuk membentuk austenit. Ini akan membantu mencegah retak termal dalam aplikasi pengelasan.
Singkatnya, jika Anda ingin menghilangkan retakan panas pada sambungan las SS austenitik, verifikasi logam pengisi ferit yang memadai dan ikuti praktik pengelasan yang baik. Pertahankan input panas di bawah 50 kJ/inci, pertahankan suhu interpass sedang hingga rendah, dan pastikan sambungan solder bebas dari kontaminasi apa pun sebelum penyolderan. Gunakan alat pengukur yang sesuai untuk memverifikasi jumlah ferit pada sambungan las, yang ditujukan untuk 5 hingga 10.
WELDER, sebelumnya Practical Welding Today, menampilkan orang-orang nyata yang membuat produk yang kami gunakan dan bekerja setiap hari. Majalah ini telah melayani komunitas pengelasan di Amerika Utara selama lebih dari 20 tahun.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang dapat diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar metal stamping.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.