Apa yang Logam Pengisi di bidang pengelasan?
Logam pengisi adalah logam yang ditambahkan selama pengelasan untuk membantu membentuk sambungan. Logam ini dapat berupa kawat, batang, atau elektroda habis pakai. Fungsinya adalah menyediakan material untuk pengelasan dan dapat menyesuaikan komposisi lasan. Logam pengisi sangat penting untuk banyak proses pengelasan—tetapi tidak setiap pengelasan membutuhkan penambahan logam pengisi. Pilihan yang tepat bergantung pada material, sambungan, proses, dan kondisi penggunaan.
Lihat proses mana yang membutuhkan pengisi.
Mengapa logam pengisi digunakan dalam pengelasan?
Bahan pengisi (filler) melakukan lebih dari sekadar "mengisi lubang." Ia memberikan proses pengelasan cara lain untuk mengontrol hasil akhir sambungan. Peran utamanya adalah:
- Tambahkan volume pengelasan yang dibutuhkan. Alur yang telah disiapkan atau pengelasan fillet yang ditentukan mungkin membutuhkan lebih banyak logam daripada yang dapat disediakan oleh tepi peleburan saja.
- Membantu mencapai bentuk las yang diinginkan. Penambahan logam dapat membangun bagian yang ditentukan dan mengakomodasi celah sambungan yang terkontrol. Namun, hal itu tidak membuat celah yang tidak terbatas menjadi dapat diterima.
- Sesuaikan komposisi kimia logam las. Bahan pengisi yang sesuai dapat membantu mencapai kekuatan, ketahanan terhadap retak, atau kinerja korosi yang dibutuhkan setelah dicampur dengan logam dasar.
Bayangkan sebuah alur di antara dua pelat: pemanasan dapat melelehkan tepinya, tetapi sambungan tersebut masih membutuhkan cukup logam untuk menciptakan penampang yang diinginkan. Bahan pengisi menyediakan volume tambahan tersebut. Menaikkan suhu saja tidak sama dengan menambahkan material.
Penambahan bahan pengisi tidak secara otomatis berarti lasan yang lebih kuat. Lapisan las yang terlalu besar masih dapat mengandung kekurangan fusi, retakan, atau pori-pori yang terperangkap. Hasil yang penting adalah sambungan yang berukuran tepat dan kuat yang memenuhi persyaratan desainnya—bukan endapan terbesar yang terlihat.
Apa perbedaan antara logam pengisi, logam dasar, dan logam las?
Logam dasar adalah benda kerja asli. Logam pengisi adalah bahan yang ditambahkan. Dalam pengelasan fusi, logam las adalah logam yang meleleh dan kemudian mengeras di sambungan.
Saat bahan pengisi digunakan, logam dasar yang meleleh biasanya bercampur dengannya. Pencampuran ini disebut pengenceran . Oleh karena itu, hasil pengelasan akhir tidak selalu memiliki komposisi yang sama dengan kawat pada gulungan. Penjelasan CWB tentang bahan pengisi dan logam las memperjelas perbedaan ini.
Contoh: sambungan baja yang dilas MIG
Potongan baja adalah logam dasar. Kawat yang dialirkan melalui obor adalah bahan pengisi. Pada busur las, kawat dan logam benda kerja meleleh menjadi genangan. Di belakang obor yang bergerak, genangan tersebut mendingin menjadi lasan yang padat.
Mengganti kawat dapat mengubah komposisi kimia cairan las, tetapi mengubah seberapa banyak setiap benda kerja meleleh juga dapat mengubah hal yang sama. Inilah sebabnya mengapa sertifikat pengisi saja tidak dapat menetapkan sifat-sifat sambungan produksi yang telah jadi.
- 3 — Kawat elektroda: membawa arus dan memasok bahan pengisi.
- 5 — Logam las cair: kolam cairan.
- 6 — Logam las yang mengeras: manik-manik di belakang kolam renang.
- 7 — Benda Kerja: Logam dasar yang disambung.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai bahan awal, lihat apa yang dimaksud dengan bahan dasar dalam pengelasan.
Apakah elektroda las sama dengan logam pengisi?
Terkadang—tetapi tidak selalu. "Elektroda" menggambarkan peran listrik. "Logam pengisi" menggambarkan material yang ditambahkan ke sambungan.
Dalam pengelasan MIG, kawat melakukan dua peran: menghantarkan arus dan meleleh ke dalam lasan. Elektroda las batang juga dikonsumsi dan memasok logam seiring berlangsungnya pengelasan.
Dalam pengelasan TIG, elektroda tungsten menghantarkan arus tetapi tidak dimaksudkan untuk meleleh ke dalam sambungan. Jika pengelasan membutuhkan bahan pengisi, batang atau kawat terpisah akan menyediakannya. Panduan dasar TIG Miller menjelaskan pemisahan ini.
Fluks adalah konsep lain yang terpisah. Fluks membantu melindungi atau mempersiapkan kolam las. Lapisan atau inti juga dapat menyediakan bahan paduan, tetapi "fluks" dan "logam pengisi" bukanlah nama yang dapat dipertukarkan untuk keseluruhan bahan habis pakai.
Apakah semua proses pengelasan membutuhkan logam pengisi?
Tidak. Pengelasan MIG, flux-cored, dan stick menggunakan elektroda sebagai bagian dari prosesnya. Pengelasan TIG dan laser dapat dilakukan dengan atau tanpa tambahan bahan pengisi, tergantung pada sambungan dan materialnya.
Pengelasan fusi yang dilakukan tanpa penambahan bahan pengisi disebut pengelasan autogenik . Pengelasan ini masih mengandung logam las: logam tersebut berasal dari benda kerja. Lihat definisi logam las dari TWI.
| Proses pengelasan | Bentuk pengisi yang umum | Apakah perlu tambahan bahan pengisi? |
|---|---|---|
| MIG / MAG (GMAW) | Kawat padat yang dialiri secara terus menerus; beberapa aplikasi menggunakan kawat inti logam. | Ya. Elektroda yang dimasukkan memasok logam ke lasan. |
| Pengelasan inti fluks (FCAW) | Kawat tubular dengan inti yang mengandung fluks. | Ya. Jenis yang terlindungi gas dan yang terlindung sendiri memiliki persyaratan yang berbeda. |
| Tongkat (SMAW) | Elektroda tertutup individual. | Ya. Elektroda tersebut terpakai; lapisannya menopang proses tersebut. |
| TIG (GTAW) | Batang lurus terpisah atau kawat yang dimasukkan secara mekanis. | Opsional. Sendi autogen yang disetujui tidak menggunakan bahan pengisi tambahan. |
| Pengelasan laser | Hubungkan kabel di tempat yang dibutuhkan oleh sistem dan prosedur. | Opsional. Keputusan bergantung pada volume sambungan, kesesuaian, dan komposisi kimia las. |
| Pengelasan titik resistansi konvensional | Biasanya tidak ada tambahan bahan pengisi. | Biasanya tidak. Lasan terbentuk dari benda kerja. |
Gulir ke samping pada layar yang sempit. Tabel tersebut menjelaskan pengaturan umum, bukan setiap varian proses khusus.
Proses ini juga membantu menjelaskan kemasannya: pengelasan TIG manual umumnya menggunakan batang lurus, proses pengelasan kawat menggunakan gulungan atau drum, dan pengelasan elektroda menggunakan potongan kawat berlapis terpisah. Bentuk-bentuk ini saja tidak memberi tahu Anda jenis paduan atau apakah produk tersebut sesuai dengan pekerjaan Anda.
"Tanpa bahan pengisi" bukanlah sebuah penilaian kualitas. Pengelasan autogenik bisa sesuai untuk satu sambungan tetapi tidak cocok untuk sambungan lainnya. Konfirmasikan ukuran las, fusi, dan sifat yang dibutuhkan sebelum mengganti prosedur pengelasan dengan bantuan bahan pengisi.
Apa arti ER70S-6, E7018, dan ER308L?
Klasifikasi logam pengisi mengelompokkan produk berdasarkan karakteristik tertentu. Bacalah kode tersebut dalam keluarga spesifikasinya. Posisi angka yang sama tidak selalu berarti hal yang sama di setiap sistem paduan.
| Example | Cara membacanya | Jangan salah sangka |
|---|---|---|
| ER70S-6 AWS A5.18 | UGD: elektroda atau batang. 70: pengidentifikasi kelas kekuatan dalam sistem ksi. S: padat. -6: penunjukan komposisi kimia. | Pengaturan saat ini, diameter kawat, atau kekuatan sambungan jadi yang dijamin. |
| E7018 AWS A5.1 | E: elektroda. 70: kelas kekuatan. 1: klasifikasi semua posisi. 8: cakupan dan penunjukan terkini/kegunaan. | Diizinkan untuk menggunakan polaritas, metode penyimpanan, atau teknik apa pun tanpa mengikuti petunjuk produk. |
| ER308L AWS A5.9 | UGD: elektroda atau batang. 308: jenis komposisi baja tahan karat. L: Penunjukan rendah karbon. | Nilai kekuatan tarik 308 ksi atau salinan langsung dari nomor kelas logam dasar. |
Contoh menggunakan klasifikasi AWS A5, bukan penunjukan ISO. Satuan ksi berarti 1,000 pound per inci persegi. Batas pasti, kondisi pengujian, dan akhiran tambahan apa pun harus diperiksa dalam spesifikasi dan data produk yang berlaku.
Penunjukan “70” saja tidak cukup untuk menyetujui sambungan penahan beban. Uji klasifikasi menggunakan kondisi yang telah ditentukan; pengelasan produksi juga bergantung pada geometri, pengenceran, masukan panas, dan kualitas pengerjaan. Jangan mengubah klasifikasi bahan pengisi menjadi beban yang diizinkan.
Untuk contoh pembacaan kode, lihat panduan klasifikasi elektroda Hobart , panduan kawat padatnya , dan data produk 308/308L.
Apakah diameter kawat termasuk dalam klasifikasi paduan?
Tidak. Diameter adalah ukuran terpisah, biasanya dinyatakan dalam milimeter atau inci. Klasifikasi yang sama dapat dijual dalam beberapa diameter. Ukurannya harus sesuai dengan prosedur, pengumpan, obor, dan rentang operasi yang disetujui; kode paduan saja tidak dapat memilihnya.
Bagaimana Anda memilih logam pengisi yang tepat?
Mulailah dengan persyaratan pekerjaan, bukan dengan gulungan yang tersedia. Klasifikasi yang tepat adalah hasil dari pemilihan material dan prosedur—bukan jalan pintas.
- Identifikasi kedua benda kerja tersebut. Tetapkan mutu dan kondisi sebenarnya. Nama keluarga seperti "stainless" atau "aluminium" saja tidak cukup, terutama untuk perbaikan atau sambungan logam yang berbeda.
- Tentukan apa yang harus ditahan oleh sambungan tersebut. Periksa kekuatan, ketangguhan, paparan korosi, suhu, dan perlakuan panas pasca-pengelasan yang dibutuhkan. Bahan pengisi yang cocok untuk fabrikasi suhu ruangan mungkin tidak memenuhi persyaratan layanan lainnya.
- Periksa proses dan peralatannya. Konfirmasikan bentuk pengisi, diameter, posisi pengelasan, gas, polaritas (jika relevan), dan perangkat keras pengiriman terhadap data produk.
- Ikuti prosedur pengelasan yang telah ditentukan. Spesifikasi prosedur pengelasan (WPS) mencatat kondisi pengelasan yang telah disetujui. Jika terjadi perubahan di luar prosedur tersebut atau peraturan yang berlaku, dapatkan tinjauan teknis dan kualifikasi yang diperlukan sebelum produksi.
Faktor seleksi Hobart mencakup pemeriksaan material, layanan, proses, dan spesifikasi yang mendasari keputusan ini. Untuk detail spesifik proses, gunakan panduan pemilihan logam pengisi kami untuk tujuh proses pengelasan.
Apakah logam pengisi harus sama persis dengan logam dasar?
Tidak. Pengelasan yang kompatibel tidak selalu memerlukan nomor paduan yang identik. Misalnya, Hobart mencantumkan bahan pengisi 308/308L untuk aplikasi termasuk baja tahan karat Tipe 304. Tingkat dasar dan penunjukan bahan pengisi menggambarkan produk yang berbeda.
Apa yang ditunjukkan—dan tidak ditunjukkan—oleh contoh ini: Logam dasar 304 dan bahan pengisi 308L bukanlah kesalahan penomoran. Tetapi pasangan tersebut saja tidak menyetujui setiap komponen 304, lingkungan layanan, atau prosedur pengelasan.
Apakah filler dengan konsentrasi lebih tinggi selalu lebih baik?
Tidak. Kekuatan harus dipertimbangkan bersama dengan ketangguhan, risiko retak, komposisi kimia logam las, dan area terlemah pada sambungan. Istilah "cocok," "melebihi kecocokan," dan "kurang cocok" membandingkan tingkat kekuatan yang ditentukan; istilah-istilah tersebut bukanlah tingkatan kualitas yang baik, lebih baik, dan terbaik.
Lapisan las yang lebih kuat tidak secara otomatis dapat mengembalikan logam dasar yang melunak di samping lasan atau mengimbangi fusi yang buruk. Gunakan hubungan kekuatan yang dibutuhkan oleh desain dan prosedur yang memenuhi syarat, bukan memilih angka terbesar pada label.
Kapan pengelasan laser membutuhkan kawat pengisi?
Pengelasan laser dapat menggunakan kawat pengisi ketika sambungan membutuhkan logam tambahan, celah terkontrol harus dijembatani, atau komposisi kimia las perlu disesuaikan. Pengelasan autogen dapat digunakan ketika kesesuaian, material, dan bagian las yang dibutuhkan memungkinkan.
Penambahan kawat penggerak (wire feed) menambah variabel proses lain. Kawat harus mencapai bagian kolam yang dituju dan meleleh secara konsisten. Laju penggerak, kecepatan gerak, penyelarasan, dan energi laser yang tersedia harus bekerja bersama-sama. Penambahan kawat tidak menjamin peningkatan penetrasi atau kecepatan.
Panduan pengelasan laser kawat dingin TWI menjelaskan alasan penambahan kawat dan pentingnya pengiriman yang andal.
Untuk uji coba di bengkel, bandingkan mutu dasar, sambungan, dan hasil yang diinginkan yang sama. Periksa dimensi fusi dan pengelasan serta lapisan atas las. Gunakan pengaturan keselamatan produksi dan pengendalian asap, dan nilai hasilnya berdasarkan kriteria penerimaan yang telah disepakati.
Lanjutkan dengan pembahasan tentang pengelasan laser dengan pengumpanan kawat vs. tanpa kawat . Jika proses dengan bantuan kawat telah dipilih, lihat bagaimana kecepatan pengumpanan kawat memengaruhi pengelasan laser.
Masalah apa saja yang dapat ditimbulkan oleh logam pengisi yang salah atau disimpan dengan tidak benar?
Paduan logam yang salah dapat menghasilkan lasan yang tidak sesuai meskipun proses pengumpanan dan tampilan manik las terlihat normal. Bahan pengisi yang rusak atau terkontaminasi menimbulkan masalah yang berbeda: produk yang benar mungkin tidak lagi dalam kondisi yang dapat digunakan.
- Keretakan yang tak terduga atau kinerja layanan yang buruk: Verifikasi identitas bahan pengisi, tingkatan dasar, dan prosedurnya. Jangan berasumsi bahwa mengganti ke bahan pengisi yang lebih kuat akan menyelesaikan masalah.
- Porositas atau pemberian makan yang tidak teratur: Periksa kawat atau batang untuk melihat adanya kelembapan, minyak, kotoran, korosi, atau kerusakan. Periksa juga pelindung dan peralatan; gejala-gejala ini tidak membuktikan bahwa hanya bahan pengisi saja yang menjadi penyebabnya.
- Label hilang atau stok campur: Hentikan penggunaan bahan tersebut sampai identitas dan kesesuaiannya dipastikan. Penampilan tidak dapat secara andal mengidentifikasi klasifikasi pengisi.
Jaga agar bahan pengisi tetap bersih, kering, dan mudah dikenali.
Lindungi stok dari kelembapan dan kontaminasi, pertahankan klasifikasi dan informasi lotnya, serta pisahkan paduan yang berbeda. Ikuti petunjuk produsen untuk kemasan yang sudah dibuka dan material yang tertinggal di mesin.
Elektroda rendah hidrogen memerlukan penanganan khusus produk. Batas paparan, kondisi penyimpanan, dan prosedur pengeringan ulang yang diizinkan tidak bersifat universal. Jangan menerapkan satu pengaturan oven untuk semua elektroda atau memanggang kawat las sebagai metode pemulihan umum.
Pedoman penyimpanan Hobart menjelaskan mengapa bahan habis pakai yang terkontaminasi atau ditangani dengan buruk dapat menyebabkan masalah kualitas. Sisihkan stok yang diragukan untuk ditinjau, alih-alih mencampurnya kembali dengan bahan yang dapat digunakan.
Mengganti bahan pengisi juga dapat mengubah zat-zat yang terdapat dalam asap pengelasan. Tinjau lembar data keselamatan produk dan pengendalian di tempat kerja sebelum memperkenalkan bahan habis pakai baru.
Apa yang perlu Anda periksa sebelum menggunakan logam pengisi?
Konfirmasikan empat hal: material yang akan disambung, kinerja sambungan yang dibutuhkan, klasifikasi dan ukuran pasti bahan pengisi, dan prosedur yang memungkinkan penggunaannya. Kemudian periksa apakah material yang dipasok dapat diidentifikasi dan dalam kondisi baik.
Logam pengisi sangat penting ketika proses atau sambungan membutuhkan penambahan material atau perubahan komposisi kimia las. Hal ini bukan hanya penting karena pengelasan sedang dilakukan. Pertanyaan yang bermanfaat bukanlah "Pengisi mana yang paling kuat?" tetapi "Pengisi mana yang membantu sambungan ini memenuhi persyaratannya?"
Referensi teknis
- Grup CWB: logam pengisi, logam las, dan pengenceran.
- TWI: logam las dan pengelasan tanpa bahan pengisi tambahan.
- Miller: Dasar-dasar elektroda dan pengisi TIG.
- Hobart: klasifikasi elektroda; pemilihan kawat padat; Lembar data 308/308L.
- Hobart: faktor-faktor pemilihan logam pengisi.
- TWI: pengumpanan kawat dingin dalam pengelasan laser.
- Hobart: penanganan dan penyimpanan logam pengisi.