T: Baru-baru ini kami mulai melakukan beberapa pekerjaan yang mengharuskan beberapa komponen dibuat terutama dari baja tahan karat 304, yang dilas sendiri dan ke baja lunak.Kami telah mengalami beberapa masalah dengan retak las antara baja tahan karat dan baja tahan karat hingga setebal 1,25″.Disebutkan bahwa kami memiliki kadar ferit yang rendah.Bisakah Anda menjelaskan apa itu dan bagaimana cara memperbaikinya?
J: Itu pertanyaan yang bagus.Ya, kami dapat membantu Anda memahami apa arti ferit rendah dan bagaimana cara mencegahnya.
Pertama, mari kita lihat definisi baja tahan karat (SS) dan bagaimana hubungan ferit dengan sambungan las.Baja hitam dan paduannya mengandung lebih dari 50% besi.Ini termasuk semua baja karbon dan baja tahan karat, serta kelompok tertentu lainnya.Aluminium, tembaga, dan titanium tidak mengandung besi, sehingga merupakan contoh paduan non-besi yang sangat baik.
Komponen utama paduan ini adalah baja karbon dengan kandungan besi minimal 90% dan baja tahan karat dengan kandungan besi 70 hingga 80%.Untuk diklasifikasikan sebagai SS, setidaknya harus ditambahkan 11,5% kromium.Kadar kromium di atas ambang batas minimum ini mendorong pembentukan film oksida kromium pada permukaan baja dan mencegah pembentukan oksidasi seperti karat (oksida besi) atau korosi serangan kimia.
Baja tahan karat terutama dibagi menjadi tiga kelompok: austenitik, feritik, dan martensitik.Nama mereka berasal dari struktur kristal pada suhu kamar yang menyusunnya.Kelompok umum lainnya adalah baja tahan karat 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.Stabilisator seperti nikel, karbon, mangan, dan nitrogen ditambahkan selama proses pembuatan baja untuk membantu membentuk rasio austenit-ferit.Beberapa nilai umum adalah 304, 316 dan 347. Memberikan ketahanan korosi yang baik;terutama digunakan dalam industri makanan, kimia, farmasi dan cryogenic.Kontrol pembentukan ferit memberikan ketangguhan yang sangat baik pada suhu rendah.
Feritik SS adalah kelas seri 400 yang sepenuhnya bersifat magnetis, mengandung 11,5% hingga 30% kromium, dan memiliki struktur kristal feritik yang dominan.Untuk mempromosikan pembentukan ferit, zat penstabil meliputi kromium, silikon, molibdenum, dan niobium selama produksi baja.Jenis SS ini umumnya digunakan dalam sistem pembuangan otomotif dan powertrain serta memiliki aplikasi suhu tinggi yang terbatas.Beberapa jenis yang umum digunakan: 405, 409, 430 dan 446.
Nilai martensit, juga disebut sebagai seri 400, seperti 403, 410, dan 440, bersifat magnetis, mengandung 11,5% hingga 18% kromium, dan memiliki struktur kristal martensit.Kombinasi ini memiliki kandungan emas paling rendah, menjadikannya paling murah untuk diproduksi.Mereka memberikan ketahanan terhadap korosi, kekuatan yang unggul, dan biasanya digunakan pada peralatan makan, peralatan gigi dan bedah, peralatan masak, dan beberapa jenis peralatan.
Saat Anda mengelas baja tahan karat, jenis substrat dan penerapannya dalam layanan akan menentukan logam pengisi yang tepat untuk digunakan.Jika Anda menggunakan proses gas pelindung, Anda mungkin perlu memberi perhatian khusus pada campuran gas pelindung untuk mencegah masalah tertentu yang terkait dengan pengelasan.
Untuk menyolder 304 ke dirinya sendiri, Anda memerlukan elektroda E308/308L."L" adalah singkatan dari karbon rendah, yang membantu mencegah korosi intergranular.Kandungan karbon dari elektroda ini kurang dari 0,03%, jika nilai ini terlampaui, risiko pengendapan karbon pada batas butir dan ikatan kromium untuk membentuk karbida kromium meningkat, yang secara efektif mengurangi ketahanan korosi baja.Ini menjadi jelas jika korosi terjadi di zona yang terkena panas (HAZ) dari las baja tahan karat.Pertimbangan lain untuk baja tahan karat grade L adalah bahwa mereka memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah pada suhu operasi yang tinggi daripada baja tahan karat lurus.
Karena 304 adalah jenis baja tahan karat austenit, logam las yang sesuai akan mengandung sebagian besar austenit.Namun, elektroda itu sendiri akan mengandung penstabil ferit, seperti molibdenum, untuk mendorong pembentukan ferit dalam logam las.Produsen biasanya mencantumkan kisaran tipikal jumlah ferit untuk logam las.Seperti disebutkan sebelumnya, karbon adalah penstabil austenitik yang kuat dan untuk alasan ini penting untuk mencegah penambahannya pada logam las.
Nomor ferit diturunkan dari bagan Scheffler dan bagan WRC-1992, yang menggunakan rumus setara nikel dan kromium untuk menghitung nilai yang ketika diplot pada bagan memberikan angka yang dinormalisasi.Nomor ferit antara 0 dan 7 sesuai dengan persentase volume struktur kristal feritik yang ada dalam logam las, namun, pada persentase yang lebih tinggi, nomor ferit meningkat lebih cepat.Perlu diingat bahwa ferit pada SS tidak sama dengan ferit baja karbon, melainkan fasa yang disebut ferit delta.Baja tahan karat austenitik tidak mengalami transformasi fase yang terkait dengan proses suhu tinggi seperti perlakuan panas.
Pembentukan ferit diinginkan karena lebih ulet daripada austenit, tetapi harus dikontrol.Kandungan ferit yang rendah dapat memberikan lasan dengan ketahanan korosi yang sangat baik dalam beberapa aplikasi, tetapi mereka sangat rentan terhadap retakan panas selama pengelasan.Untuk penggunaan umum, jumlah ferit harus antara 5 dan 10, tetapi beberapa aplikasi mungkin memerlukan nilai yang lebih rendah atau lebih tinggi.Ferit dapat dengan mudah diperiksa di tempat kerja dengan indikator ferit.
Karena Anda menyebutkan bahwa Anda memiliki masalah dengan ferit retak dan rendah, Anda harus memperhatikan logam pengisi Anda dan memastikannya menghasilkan ferit yang cukup - sekitar 8 sudah cukup.Selain itu, jika Anda menggunakan las busur berinti fluks (FCAW), logam pengisi ini biasanya menggunakan gas pelindung 100% karbon dioksida atau campuran 75% argon dan 25% CO2, yang dapat menyebabkan logam las menyerap karbon.Anda dapat beralih ke proses las busur logam (GMAW) dan menggunakan campuran oksigen 98% argon/2% untuk mengurangi kemungkinan endapan karbon.
Saat mengelas baja tahan karat ke baja karbon, bahan pengisi E309L harus digunakan.Logam pengisi ini khusus digunakan untuk pengelasan logam yang berbeda, membentuk ferit dalam jumlah tertentu setelah baja karbon dilarutkan dalam las.Karena baja karbon menyerap beberapa karbon, penstabil ferit ditambahkan ke logam pengisi untuk menangkal kecenderungan karbon untuk membentuk austenit.Ini akan membantu mencegah retak termal selama pengelasan.
Kesimpulannya, jika Anda ingin memperbaiki retakan panas pada las baja tahan karat austenitik, periksa logam pengisi ferit yang cukup dan ikuti praktik pengelasan yang baik.Pertahankan input panas di bawah 50 kJ/in, pertahankan suhu inter-pass sedang hingga rendah, dan pastikan sambungan solder bersih sebelum menyolder.Gunakan pengukur yang sesuai untuk memeriksa jumlah ferit pada lasan, targetkan 5-10.
WELDER, sebelumnya bernama Practical Welding Today, mewakili orang-orang nyata yang membuat produk yang kami gunakan dan kerjakan setiap hari.Majalah ini telah melayani komunitas pengelasan di Amerika Utara selama lebih dari 20 tahun.
Sekarang 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.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar metal stamping.
Sekarang dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.