Titanium dianggap sebagai logam eksotis karena bobotnya yang rendah, kekuatan yang baik, dan ketahanan terhadap korosi. Namun, di masa lalu, diyakini bahwa pengelasan titanium yang tepat hanya dapat dilakukan di ruang tertutup.
Ini adalah logam reaktif yang dapat terkontaminasi oleh gas atmosfer. Tetapi mengelas titanium sebenarnya tidak sesulit yang dipikirkan banyak tukang las. Anda hanya perlu menjaga pelindung gas yang tepat selama pengelasan, sisanya sangat mirip dengan pengelasan jenis logam lainnya.
Titanium Pengelasan
Titanium dan paduannya paling sering dilas dengan proses pengelasan busur gas tungsten (GTA atau TIG) dan busur logam gas (GMA atau MIG). Resistansi, busur plasma, berkas elektron, dan pengelasan gesekan juga digunakan pada titanium sampai batas tertentu. Semua proses ini menawarkan keuntungan untuk situasi tertentu.
Titanium dan sebagian besar paduan titanium mudah dilas, menggunakan beberapa proses pengelasan. Lasan yang dibuat dengan benar dalam kondisi seperti yang dilas adalah ulet dan, di sebagian besar lingkungan, tahan korosi seperti logam dasar. Di sisi lain, lasan yang tidak benar dapat menimbulkan getas dan kurang tahan korosi dibandingkan dengan logam dasar.
Teknik dan peralatan yang digunakan dalam pengelasan titanium serupa dengan yang dibutuhkan untuk bahan berkinerja tinggi lainnya, seperti baja tahan karat atau paduan berbasis nikel. Namun, titanium menuntut perhatian yang lebih besar terhadap kebersihan dan penggunaan pelindung gas inert tambahan daripada bahan-bahan ini.
Logam las titanium cair harus benar-benar terlindung dari kontaminasi udara. Selain itu, zona panas yang terpengaruh panas dan sisi akar las titanium harus dilindungi hingga suhu turun di bawah 800 °F (427 °C).
Titanium mudah bereaksi dengan udara, kelembaban, minyak, kotoran, refraktori, dan sebagian besar logam lainnya untuk membentuk senyawa rapuh. Reaksi titanium dengan gas dan fluks membuat proses pengelasan umum seperti pengelasan gas, busur logam terlindung, busur inti fluks, dan pengelasan busur terendam tidak cocok.
Demikian juga, pengelasan titanium untuk sebagian besar logam yang berbeda tidak layak, karena titanium membentuk senyawa rapuh dengan sebagian besar logam lainnya; namun, titanium dapat dilas menjadi zirkonium, tantalum, dan niobium.
Terlepas dari tindakan pencegahan, yang perlu diambil, banyak perakit secara rutin dan ekonomis mengelas titanium, menghasilkan lasan yang baik dan ulet dengan kecepatan yang sebanding dengan banyak bahan berkinerja tinggi lainnya.
Salah satu manfaat penting dari pengelasan titanium murni komersial adalah bahwa mereka lebih dari 99% titanium murni dan tidak ada perhatian untuk pemisahan. Hal yang sama berlaku untuk kawat las atau batang dengan kualitas murni komersial.
Lingkungan Pengelasan
Kebanyakan pengelasan titanium saat ini dilakukan di bengkel fabrikasi terbuka, meskipun pengelasan ruang masih dilakukan secara terbatas. Pengelasan lapangan adalah hal biasa. Di mana pun pengelasan dilakukan, lingkungan yang bersih diperlukan untuk mengelas titanium.
Area terpisah, khusus disisihkan untuk pengelasan titanium, membantu membuat lasan berkualitas. Area ini harus dijaga kebersihannya dan harus diisolasi dari operasi yang menghasilkan kotoran seperti penggilingan, pemotongan obor, dan pengecatan. Selain itu, area pengelasan harus bebas dari aliran udara dan kelembapan harus dikontrol.
Persiapan Las
Salah satu faktor terpenting dalam menentukan kualitas lasan titanium adalah persiapan las yang tepat.
Bersihkan permukaan titanium untuk menghilangkan kotoran dan menghilangkan minyak, lemak, atau kotoran. Yang terbaik adalah menggunakan bahan kimia yang dirancang khusus untuk titanium. Ingatlah bahwa semakin bersih titanium, semakin kuat hasil las yang Anda buat.
Untuk menghilangkan kontaminan, Anda dapat menggunakan pembersih uap atau larutan natrium hidroksida yang diencerkan.
Gunakan peniup udara panas kecil untuk memastikan tidak ada kelembapan yang tersisa di permukaan. Namun, pastikan Anda tidak menggunakannya pada pelarut yang mudah terbakar.
Pastikan semua bagian pengelasan juga bersih dan kering.
Jangan pernah menggunakan larutan pembersih berbahan dasar klorin pada titanium.
Bahkan tanganmu bisa menjadi sumber kontaminasi. Namun perlu diingat bahwa sarung tangan karet dapat mengandung klorin, jadi pilihlah sarung tangan plastik atau katun.
Sebelum membuat busur, pastikan pelarut yang Anda gunakan untuk membersihkan permukaan telah menguap sepenuhnya, karena biasanya memiliki titik nyala rendah.
Pilih Gas Pelindung
Karena titanium mudah bereaksi dengan udara, minyak, kotoran, kelembapan, dan logam lain untuk membentuk senyawa rapuh, penggunaan gas pelindung yang tepat sangat penting ketika Anda ingin memastikan bahwa Anda mendapatkan hasil las yang kuat. Biasanya, kebanyakan tukang las menggunakan 99,999% Argon murni untuk prosesnya. Hanya Argon dan Helium yang benar-benar murni yang memberikan perlindungan optimal dari atmosfer.
Ketika Anda membeli gas pelindung untuk proyek pengelasan Anda, pastikan Anda hanya mendapatkan gas ini dari pemasok tepercaya. Bahkan jika Argon sedikit kurang murni dari yang dibutuhkan, dapat mengakibatkan perubahan warna. Anda akan berakhir dengan lasan berwarna kekuningan, yang bukanlah sesuatu yang Anda inginkan terjadi. Gas yang tidak murni atau cakupan yang tidak lengkap juga dapat menyebabkan warna biru dan bintik-bintik.
Dengan titanium, Anda perlu memastikan bahwa tidak hanya bagian depan tetapi juga bagian belakang tetap terlindungi dari atmosfer. Setiap area yang terkena panas akan memiliki reaksi yang merugikan jika bersentuhan dengan oksigen.
Untuk bagian yang lebih kecil, Anda dapat menggunakan kompartemen tertutup yang terbuat dari kotak sarung tangan yang diisi dengan gas pelindung. Anda bahkan dapat menggunakan kamar gas pembersih polietilen yang dibuat khusus yang dikombinasikan dengan monitor pembersihan. Dengan mereka, Anda dapat memverifikasi bahwa ruangan tersebut memiliki Argon yang cukup untuk memberikan perlindungan yang optimal.
Jika Anda ingin memiliki tingkat cakupan yang ideal saat Anda mengelas, berikut adalah tiga langkah yang perlu Anda ikuti:
Perlindungan Utama – biasanya dibangun di obor las dan menyediakan cakupan utama yang diperlukan untuk melindungi genangan las cair. Anda dapat menggunakan obor standar berpendingin air yang dilengkapi dengan cangkir keramik dan lensa gas. Kami menyarankan Anda memilih obor dengan cangkir yang lebih luas untuk cakupan terbaik.
Perlindungan Sekunder – Perisai trailing memberikan perlindungan sekunder. Mereka melekat pada ujung sebagian besar obor las dan menjamin bahwa semua area yang terkena panas tetap aman dari kontaminasi.
Perlindungan Cadangan – Perangkat ini terlihat mirip dengan pelindung belakang dan memiliki fungsi yang hampir sama. Mereka adalah perangkat genggam atau ditempelkan pada posisinya. Mereka jarang masuk ke dalam obor las.
Memilih Kawat Pengisi yang Tepat
Saat memilih logam pengisi untuk mengelas titanium dan paduannya, kami sarankan Anda memilih kawat pengisi yang terutama memiliki sifat yang sama dengan bahan dasarnya. Anda juga dapat memilih kawat yang dikategorikan dalam tingkat kekuatan yang satu tingkat di bawah logam dasar. Dalam beberapa situasi, tukang las bahkan dapat menggunakan kategori kawat pengisi yang berbeda sama sekali.
Pilihan kawat pengisi Anda akan tergantung pada sifat dan kombinasi sambungannya. Untuk meningkatkan keuletan sambungan:
Saat mengelas titanium murni dengan kekuatan lebih tinggi, gunakan logam pengisi yang kekuatan luluh dasarnya lebih rendah.
Anda dapat menggunakan bahan pengisi murni saat mengelas titanium dari klasifikasi Ti-5A1-2.5Sn dan Ti-6A1-4V.
Opsi lainnya adalah logam pengisi dengan persentase oksigen, nitrogen, hidrogen, karbon, dan kandungan paduan lainnya yang lebih rendah daripada logam dasar.
Proses Pengelasan yang Dapat Digunakan
Saat mengelas titanium dan paduan titanium, Anda dapat menggunakan salah satu prosedur pengelasan berikut:
Pengelasan berkas elektron (EBW)
Pengelasan busur gas-tungsten (GTAW) atau (TIG) tungsten Inert Gas Welding
Pengelasan tahanan (RW)
Pengelasan sinar laser (BBLR)
Pengelasan busur plasma (PAW)
Pengelasan busur gas-logam (GMAW) atau (MIG) Metal Inert Gas
Pengelasan gesekan (FRW)
1. Pengelasan Sinar Elektron
Ini adalah proses fusi yang memanfaatkan berkas elektron berkecepatan tinggi untuk menyatukan dua logam. Ketika balok bersentuhan dengan potongan logam, itu menghasilkan panas yang hebat. Kedua pelat meleleh dan menyatu untuk membentuk sambungan yang kokoh. Industri produksi kedirgantaraan dan pesawat terbang memanfaatkan pengelasan berkas elektron karena ketahanan sambungan yang dihasilkan.
Anda dapat menggunakan prosedur pengelasan berkas elektron untuk pelat mulai dari 6mm hingga 76mm dan lebih banyak lagi. Proses ini menghasilkan lasan berkualitas tinggi dengan tingkat kontaminasi rendah karena proses berlangsung dalam atmosfer vakum tinggi.
2. Gas Inert Tungsten/GTAW
Proses pengelasan TIG atau GTA menggunakan elektroda tungsten non-consumable yang mentransfer arus ke busur las. Gas pelindung digunakan untuk melindungi genangan las dari kontaminasi eksternal, yang dapat menghasilkan lasan yang lemah dan berkualitas rendah. Dalam prosesnya, Anda membutuhkan logam pengisi atau kawat untuk sambungan las.
Ini adalah proses yang banyak digunakan untuk pengelasan titanium dan paduannya. Anda dapat menggunakan TIG tanpa bahan pengisi untuk sambungan alur pantat persegi pada logam dasar dengan ketebalan hingga 2,5 mm. Untuk lembaran yang lebih tebal, Anda perlu menggunakan logam pengisi untuk menjamin sambungan las yang dihasilkan tahan lama.
3. Resistance Welding (RW)
Resistance Welding adalah prosedur termo-listrik. Ini menggabungkan dua potong logam bersama-sama dengan melewatkan arus terkontrol melalui pelat untuk periode yang terkontrol. Adalah umum untuk menggunakan sejumlah besar tekanan untuk prosedur juga. Dalam metode ini, panas dibatasi secara ketat pada area yang perlu disambung.
Anda dapat menggunakan pengelasan resistansi untuk menggabungkan titanium dan paduannya untuk pengelasan titik atau kontinu. Ini sangat berguna saat mengelas titanium dengan logam lain seperti baja karbon atau pelat baja tahan karat.
4. Laser-Beam Welding (LBW)
Ini adalah proses pengelasan fusi lain yang menggabungkan dua potong logam bersama-sama melalui laser. Ini memanaskan persimpangan antara dua pelat, yang meleleh dan bergabung, membentuk sambungan. Setelah genangan las cair mendingin dan mengeras, hasilnya adalah las yang kokoh dan tahan lama.
Tukang las sekarang semakin memilih pengelasan sinar laser untuk titanium karena menghilangkan kebutuhan akan ruang vakum. Namun, penggunaan gas pelindung tetap harus dilakukan karena risiko kontaminasi tetap ada.
Meskipun sinar laser dan berkas elektron keduanya merupakan prosedur pengelasan fusi, ruang lingkup yang pertama lebih terbatas. Anda tidak dapat menggunakan proses ini secara efisien pada pelat titanium dengan ketebalan lebih dari 13mm.
5. Pengelasan Busur Plasma (PAW)
Plasma Arc Welding mirip dengan TIG karena juga menggunakan busur antara elektroda tungsten dan benda kerja. Sangat cocok untuk digunakan pada hampir semua klasifikasi titanium dan bekerja dengan baik bahkan pada lembaran logam yang lebih tebal. Dengan menggunakan teknik lubang kunci, Anda juga dapat menggunakannya pada pelat satu arah dengan ketebalan hingga 13 mm.
6. Metal Inert Gas (MIG)/ Gas-Metal Arc Welding (GMAW)
Pengelasan MIG menggunakan kawat logam pengisi padat yang terus menerus dipanaskan dan diumpankan melalui pistol las. Proses ini menjamin penggunaan gas pelindung untuk melindungi genangan las dari kontaminasi. Banyak tukang las lebih menyukai GMAW karena pengendapan logamnya yang tinggi dan tingkat produktivitasnya.
Anda juga dapat menggunakan proses untuk las titanium pada pelat dengan ketebalan lebih dari tiga 3mm. Dengan menggunakan teknik arus berdenyut, Anda dapat menghasilkan lasan berkualitas tinggi. Metode ini terbukti lebih murah daripada yang lain, terutama untuk digunakan pada pelat titanium dengan ketebalan lebih dari 13mm.
7. Pengelasan Gesekan (FRW)
Sesuai dengan namanya, metode ini menggunakan gesekan untuk menyatukan dua potong logam. Ini adalah proses las solid-state di mana sambungan yang dihasilkan sekuat alasnya. Ini banyak digunakan di berbagai industri dan berguna untuk menyambung pipa, tabung, atau batang. Ini bekerja sangat baik dalam situasi di mana Anda dapat mencapai kebersihan sendi tanpa menggunakan tindakan perlindungan tambahan. Untuk informasi lebih lanjut, klik Apa itu Pengelasan Gesekan?
