Ada beberapa masalah inheren dalam pengelasan logam berbeda yang menghambat perkembangannya, seperti komposisi dan kinerja zona fusi logam berbeda.Sebagian besar kerusakan pada struktur pengelasan logam yang berbeda terjadi di zona fusi.Karena karakteristik kristalisasi las yang berbeda di setiap bagian dekat zona fusi, lapisan transisi juga mudah terbentuk dengan kinerja buruk dan perubahan komposisi.
Selain itu, karena lamanya waktu pada suhu tinggi, lapisan difusi pada area ini akan meluas, yang selanjutnya akan meningkatkan ketidakrataan logam.Selain itu, ketika logam yang berbeda dilas atau setelah perlakuan panas atau operasi suhu tinggi setelah pengelasan, sering kali ditemukan bahwa karbon pada sisi paduan rendah “bermigrasi” melalui batas las ke lasan paduan tinggi, membentuk lapisan dekarburisasi pada logam tersebut. kedua sisi garis fusi.Dan lapisan karburisasi, logam dasar membentuk lapisan dekarburisasi pada sisi paduan rendah, dan lapisan karburisasi terbentuk pada sisi las paduan tinggi.
Hambatan dan hambatan dalam penggunaan dan pengembangan struktur logam yang berbeda terutama diwujudkan dalam aspek-aspek berikut:
1. Pada suhu kamar, sifat mekanik (seperti tarik, benturan, tekukan, dll.) pada area sambungan las dari logam yang berbeda umumnya lebih baik dibandingkan dengan logam dasar yang akan dilas.Namun, pada suhu tinggi atau setelah pengoperasian jangka panjang pada suhu tinggi, kinerja area sambungan lebih rendah dibandingkan logam dasar.bahan.
2. Terdapat zona transisi martensit antara las austenit dan logam dasar perlit.Zona ini memiliki ketangguhan rendah dan merupakan lapisan getas dengan kekerasan tinggi.Ini juga merupakan zona lemah yang menyebabkan kegagalan dan kerusakan komponen.Ini akan mengurangi struktur yang dilas.keandalan penggunaan.
3. Migrasi karbon selama perlakuan panas pasca pengelasan atau operasi suhu tinggi akan menyebabkan terbentuknya lapisan karburasi dan lapisan dekarburasi pada kedua sisi garis fusi.Secara umum diyakini bahwa pengurangan karbon pada lapisan dekarburisasi akan menyebabkan perubahan besar (umumnya kerusakan) pada struktur dan kinerja area tersebut, sehingga membuat area ini rentan terhadap kegagalan dini selama servis.Bagian kegagalan dari banyak pipa bersuhu tinggi yang sedang dalam pelayanan atau pengujian terkonsentrasi di lapisan dekarburisasi.
4. Kegagalan berhubungan dengan kondisi seperti waktu, suhu dan tegangan bolak-balik.
5. Perlakuan panas pasca pengelasan tidak dapat menghilangkan distribusi tegangan sisa pada area sambungan.
6. Heterogenitas komposisi kimia.
Ketika logam yang berbeda dilas, karena logam pada kedua sisi las dan komposisi paduan las jelas berbeda, selama proses pengelasan, logam dasar dan bahan las akan meleleh dan bercampur satu sama lain.Keseragaman pencampuran akan berubah seiring dengan perubahan proses pengelasan.Perubahan dan keseragaman pencampuran juga sangat berbeda pada berbagai posisi sambungan las, yang mengakibatkan ketidakhomogenan komposisi kimia sambungan las.
7. Ketidakhomogenan struktur metalografi.
Karena diskontinuitas komposisi kimia sambungan las, setelah mengalami siklus termal pengelasan, struktur berbeda muncul di setiap area sambungan las, dan struktur organisasi yang sangat kompleks sering muncul di beberapa area.
8. Diskontinuitas kinerja.
Perbedaan komposisi kimia dan struktur metalografi sambungan las menyebabkan perbedaan sifat mekanik sambungan las.Kekuatan, kekerasan, plastisitas, ketangguhan, sifat benturan, mulur suhu tinggi, dan sifat daya tahan di berbagai area sepanjang sambungan las sangat berbeda.Ketidakhomogenan yang signifikan ini membuat area sambungan las yang berbeda berperilaku sangat berbeda dalam kondisi yang sama, dengan munculnya area yang melemah dan area yang diperkuat.Khususnya dalam kondisi suhu tinggi, sambungan las logam yang berbeda digunakan selama proses servis.Kegagalan awal sering terjadi.
Karakteristik metode pengelasan yang berbeda saat mengelas logam yang berbeda
Sebagian besar metode pengelasan dapat digunakan untuk mengelas logam yang berbeda, namun ketika memilih metode pengelasan dan merumuskan langkah-langkah proses, karakteristik logam yang berbeda harus tetap dipertimbangkan.Sesuai dengan kebutuhan logam dasar dan sambungan las yang berbeda, pengelasan fusi, pengelasan tekanan, dan metode pengelasan lainnya semuanya digunakan dalam pengelasan logam yang berbeda, namun masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.
1. Pengelasan
Metode pengelasan fusi yang paling umum digunakan dalam pengelasan logam berbeda adalah pengelasan busur elektroda, pengelasan busur terendam, pengelasan busur terlindung gas, pengelasan elektroslag, pengelasan busur plasma, pengelasan berkas elektron, pengelasan laser, dll. Untuk mengurangi pengenceran, turunkan fusi rasio atau kontrol jumlah leleh bahan dasar logam yang berbeda, pengelasan berkas elektron, pengelasan laser, pengelasan busur plasma dan metode lain dengan kepadatan energi sumber panas yang lebih tinggi biasanya dapat digunakan.
Untuk mengurangi kedalaman penetrasi, langkah-langkah teknologi seperti busur tidak langsung, kawat las ayun, elektroda strip, dan kawat las non-energi tambahan dapat diterapkan.Namun bagaimanapun juga, selama itu adalah pengelasan fusi, sebagian logam dasar akan selalu meleleh ke dalam lasan dan menyebabkan pengenceran.Selain itu juga akan terbentuk senyawa intermetalik, eutektik, dan lain-lain.Untuk mengurangi dampak buruk tersebut, waktu tinggal logam dalam keadaan cair atau padat bersuhu tinggi harus dikontrol dan dipersingkat.
Namun, meskipun metode pengelasan dan langkah-langkah proses terus ditingkatkan dan ditingkatkan, masih sulit untuk menyelesaikan semua masalah saat mengelas logam yang berbeda, karena terdapat banyak jenis logam, persyaratan kinerja yang berbeda, dan bentuk sambungan yang berbeda.Dalam banyak kasus, pengelasan bertekanan atau metode pengelasan lain perlu digunakan untuk menyelesaikan masalah pengelasan pada sambungan logam tertentu yang berbeda.
2. Pengelasan tekanan
Kebanyakan metode pengelasan bertekanan hanya memanaskan logam yang akan dilas hingga menjadi plastis atau bahkan tidak memanaskannya, tetapi memberikan tekanan tertentu sebagai ciri dasarnya.Dibandingkan dengan pengelasan fusi, pengelasan tekanan memiliki keunggulan tertentu saat mengelas sambungan logam yang berbeda.Selama bentuk sambungan memungkinkan dan kualitas pengelasan dapat memenuhi persyaratan, pengelasan bertekanan seringkali merupakan pilihan yang lebih masuk akal.
Selama pengelasan bertekanan, permukaan antarmuka logam yang berbeda mungkin meleleh atau tidak.Namun karena pengaruh tekanan, meskipun terdapat logam cair di permukaannya, logam tersebut akan diekstrusi dan dibuang (seperti pengelasan kilat dan pengelasan gesekan).Hanya dalam beberapa kasus Sekali logam cair tetap ada setelah pengelasan bertekanan (seperti pengelasan titik).
Karena pengelasan bertekanan tidak memanas atau suhu pemanasannya rendah, hal ini dapat mengurangi atau menghindari efek buruk siklus termal pada sifat logam dari logam dasar dan mencegah pembentukan senyawa intermetalik yang rapuh.Beberapa bentuk pengelasan bertekanan bahkan dapat menekan senyawa intermetalik yang telah terbentuk dari sambungan.Selain itu, tidak ada masalah perubahan sifat logam las akibat pengenceran selama pengelasan bertekanan.
Namun, sebagian besar metode pengelasan bertekanan memiliki persyaratan tertentu untuk bentuk sambungan.Misalnya, pengelasan titik, pengelasan jahitan, dan pengelasan ultrasonik harus menggunakan sambungan pangkuan;selama pengelasan gesekan, setidaknya satu benda kerja harus memiliki penampang badan yang berputar;pengelasan ledakan hanya berlaku untuk sambungan area yang lebih besar, dll. Peralatan las bertekanan belum populer.Ini tidak diragukan lagi membatasi ruang lingkup penerapan pengelasan bertekanan.
3. Metode lainnya
Selain pengelasan fusi dan pengelasan tekanan, ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengelas logam yang berbeda.Misalnya saja brazing merupakan suatu metode pengelasan logam yang berbeda antara logam pengisi dan logam dasar, namun yang dibahas disini adalah metode brazing yang lebih khusus.
Ada metode yang disebut fusion-welding-brazing, yaitu sisi logam dasar dengan titik leleh rendah dari sambungan logam yang berbeda dilas secara fusi, dan sisi logam dasar dengan titik leleh tinggi dibrazing.Dan biasanya logam yang sama dengan bahan dasar titik leleh rendah digunakan sebagai solder.Oleh karena itu, proses pengelasan antara logam pengisi brazing dan logam dasar titik leleh rendah adalah logam yang sama, dan tidak ada kesulitan khusus.
Proses brazing adalah antara logam pengisi dan logam dasar yang titik lelehnya tinggi.Logam dasar tidak meleleh atau mengkristal, sehingga dapat menghindari banyak masalah kemampuan las, namun logam pengisi diperlukan agar dapat membasahi logam dasar dengan baik.
Metode lain disebut mematri eutektik atau mematri difusi eutektik.Hal ini untuk memanaskan permukaan kontak logam-logam yang berbeda sampai suhu tertentu, sehingga kedua logam tersebut membentuk eutektik dengan titik leleh rendah pada permukaan kontak.Eutektik dengan titik leleh rendah berbentuk cair pada suhu ini, pada dasarnya menjadi semacam solder tanpa memerlukan solder eksternal.Metode mematri.
Tentu saja, hal ini memerlukan pembentukan eutektik dengan titik leleh rendah antara kedua logam tersebut.Selama pengelasan difusi logam yang berbeda, bahan lapisan perantara ditambahkan, dan bahan lapisan perantara dipanaskan di bawah tekanan yang sangat rendah hingga meleleh, atau membentuk titik leleh eutektik rendah yang bersentuhan dengan logam yang akan dilas.Lapisan tipis cairan yang terbentuk saat ini, setelah melalui proses pengawetan panas tertentu, menyebabkan material lapisan tengah meleleh.Ketika semua bahan lapisan perantara disebarkan ke dalam bahan dasar dan dihomogenisasi, sambungan logam yang berbeda tanpa bahan perantara dapat terbentuk.
Metode jenis ini akan menghasilkan sejumlah kecil logam cair selama proses pengelasan.Oleh karena itu, disebut juga pengelasan transisi fase cair.Ciri umum mereka adalah tidak adanya struktur pengecoran pada sambungan.
Hal-hal yang perlu diperhatikan ketika mengelas logam yang berbeda
1. Perhatikan sifat fisik, mekanik dan komposisi kimia hasil las
(1) Dari sudut pandang kekuatan yang sama, pilih batang las yang memenuhi sifat mekanik logam dasar, atau gabungkan kemampuan las logam dasar dengan batang las yang kekuatannya tidak sama dan kemampuan lasnya baik, tetapi pertimbangkan bentuk strukturnya. las untuk memenuhi kekuatan yang sama.Persyaratan kekuatan dan kekakuan lainnya.
(2) Buatlah komposisi paduannya konsisten dengan atau mendekati bahan dasarnya.
(3) Jika logam dasar mengandung pengotor berbahaya C, S, dan P tingkat tinggi, batang las dengan ketahanan retak dan ketahanan porositas yang lebih baik harus dipilih.Disarankan untuk menggunakan elektroda kalsium titanium oksida.Jika masih belum bisa diatasi, dapat digunakan batang las jenis natrium hidrogen rendah.
2. Pertimbangkan kondisi kerja dan kinerja pengelasan
(1) Dalam kondisi menahan beban dinamis dan beban tumbukan, selain memastikan kekuatan, terdapat persyaratan yang tinggi untuk ketangguhan dan perpanjangan tumbukan.Elektroda tipe hidrogen rendah, tipe kalsium titanium, dan tipe oksida besi harus dipilih sekaligus.
(2) Jika bersentuhan dengan media korosif, batang las baja tahan karat yang sesuai harus dipilih berdasarkan jenis, konsentrasi, suhu kerja media, dan apakah itu pakaian umum atau korosi antar butir.
(3) Saat bekerja dalam kondisi keausan, harus dibedakan apakah keausan normal atau akibat benturan, dan apakah keausan pada suhu normal atau suhu tinggi.
(4) Saat bekerja dalam kondisi non-suhu, batang las yang sesuai harus dipilih yang memastikan sifat mekanik suhu rendah atau tinggi.
3. Pertimbangkan kompleksitas bentuk kolektif lasan, kekakuan, persiapan patahan las dan posisi pengelasan.
(1) Untuk pengelasan dengan bentuk yang rumit atau ketebalan yang besar, tegangan penyusutan logam las selama pendinginan besar dan mudah terjadi retakan.Batang las dengan ketahanan retak yang kuat harus dipilih, seperti batang las hidrogen rendah, batang las dengan ketangguhan tinggi, atau batang las oksida besi.
(2) Untuk pengelasan yang tidak dapat dibalik karena suatu kondisi, harus dipilih batang las yang dapat dilas pada semua posisi.
(3) Untuk bagian pengelasan yang sulit dibersihkan, gunakan batang las asam yang sangat teroksidasi dan tidak sensitif terhadap kerak dan minyak untuk menghindari cacat seperti pori-pori.
4. Pertimbangkan peralatan lokasi pengelasan
Di tempat yang tidak terdapat mesin las DC, tidak disarankan menggunakan batang las dengan catu daya DC terbatas.Sebagai gantinya, batang las dengan catu daya AC dan DC harus digunakan.Beberapa baja (seperti baja tahan panas perlitik) perlu menghilangkan tekanan termal setelah pengelasan, tetapi tidak dapat diberi perlakuan panas karena kondisi peralatan (atau keterbatasan struktural).Batang las yang terbuat dari bahan logam non-dasar (seperti baja tahan karat austenitik) sebaiknya digunakan, dan perlakuan panas pasca pengelasan tidak diperlukan.
5. Pertimbangkan untuk meningkatkan proses pengelasan dan melindungi kesehatan pekerja
Jika elektroda asam dan basa dapat memenuhi persyaratan, elektroda asam harus digunakan semaksimal mungkin.
6. Mempertimbangkan produktivitas tenaga kerja dan rasionalitas ekonomi
Dalam hal kinerja yang sama, kita harus mencoba menggunakan batang las asam dengan harga lebih rendah daripada batang las basa.Di antara batang las asam, tipe titanium dan tipe titanium-kalsium adalah yang paling mahal.Sesuai dengan situasi sumber daya mineral negara saya, besi titanium harus dipromosikan secara gencar.Batang las berlapis.
Waktu posting: 27 Oktober 2023