Apa itu Pengelasan Semprot? - Proses, Dan Teknik

Apa itu Pengelasan Semprot?

Pengelasan semprot mengacu pada beberapa proses pengelasan dalam bentuk penyemprotan termal. Ini adalah kegiatan industri di mana bubuk atau kawat diatomisasi dengan kecepatan tinggi dengan gas terkompresi dan disemprotkan ke permukaan logam.

Pengelasan semprot melibatkan penggunaan plasma industri, api, senjata detonasi, semprotan busur, dan oxyfuel berkecepatan tinggi. Karena panas yang signifikan yang dihasilkan oleh pengelasan percikan, prosedur dan peraturan harus diikuti dengan hati-hati dan konsisten untuk menghindari bahaya bagi manusia dan lingkungan.

Terkait: Apa itu Pengelasan?

Bagaimana Cara Kerja Pengelasan Semprot?

Semprotan termal adalah istilah umum yang mewakili beberapa proses pelapisan. Seluruh pengelasan melibatkan penggunaan bahan pelapis, misalnya, batang, bubuk, atau kawat, yang dilebur oleh berbagai sumber energi.

Secara sederhana dapat didefinisikan sebagai proses pelapisan industri yang terdiri dari sumber panas dan bahan pelapis yang dilebur menjadi tetesan yang disemprotkan dengan kecepatan tinggi. Penyemprotan didorong menuju substrat oleh jet atomisasi atau gas.

Penyemprotan termal adalah proses yang cukup serbaguna dan dikenal sangat efisien. Ini bisa menjadi alternatif yang baik untuk beberapa perawatan permukaan, yang meliputi proses perlakuan panas atau nitrida, krom, pelapisan nikel, anodizing, di antara metode lainnya.

Ketebalan lapisan berbeda berdasarkan preferensi individu. Pelapisan memperbaiki komponen yang aus dan suku cadang mesin dasar. Ini juga dapat diterapkan untuk meningkatkan kinerja dan daya tahan elemen. Ini bisa bertahan hingga 70% lebih lama jika dirawat dengan baik.

Terkait: Apa itu Semprotan Termal?

Berbagai Jenis Teknik Pengelasan Semprot

1. Pengelasan Busur Semprot

Pengelasan busur semprot adalah salah satu metode untuk mentransfer material cair dalam bentuk banyak tetesan kecil, yang diameternya lebih kecil daripada diameter kawat pengisi. Karena tidak ada korsleting, busur stabil dan bebas percikan.

Prasyarat untuk pengelasan busur semprot yang sukses adalah bahwa nilai arus dan tegangan berada di atas batas tertentu. Akibatnya, lebih banyak panas yang disuplai ke benda kerja dibandingkan dengan pengelasan busur pendek, dan hanya material dengan ketebalan 5 mm atau lebih yang cocok untuk pengelasan busur semprot.

Karena masukan panas yang tinggi, kolam las juga besar, sehingga pengelasan harus dilakukan dalam posisi horizontal. Perlu dicatat bahwa busur semprotan murni tidak dapat dicapai dengan CO2 sebagai gas pelindung.

Gas pelindung harus argon murni, lebih disukai dengan sejumlah kecil CO2 (maksimum 25%) atau O2. Pengelasan busur semprot sangat cocok untuk pengelasan MIG aluminium dan baja tahan karat, di mana gas pelindung utamanya adalah argon.

Pengelasan busur semprot dapat berhasil dilakukan pada arus yang lebih rendah dengan kawat pengisi yang tipis dibandingkan dengan kawat pengisi yang lebih tebal.

Tegangan busur harus diatur cukup tinggi untuk mempertahankan busur bebas pendek. Kawat pengisi biasanya dihubungkan ke kutub positif.

Keuntungan

Pengelasan busur semprot adalah proses yang sangat efisien. Manfaat utama dari proses ini meliputi:

• Tingkat deposit tinggi,
• Fusi dan penetrasi yang bagus,
• tampilan las yang bagus,
• Kemampuan untuk menggunakan kabel elektroda berdiameter lebih besar dan
• Hanya sedikit percikan.

Batasan

Keterbatasan pengelasan busur semprot adalah:

• Hanya digunakan untuk material yang tebal dan tebalnya 1/8 inci (3mm) (handheld) dan
• Terbatas pada posisi las fillet datar dan horizontal
• Pengaturan yang baik selalu diperlukan karena tidak ada kemampuan root terbuka.

2. Proses Penyemprotan Api

Penyemprotan api, juga dikenal sebagai penyemprotan pembakaran oxy/acetylene, adalah teknik penyemprotan termal asli yang dikembangkan sekitar 100 tahun yang lalu. Alat ini menggunakan prinsip dasar obor las dengan tambahan aliran udara berkecepatan tinggi untuk mendorong partikel cair ke substrat.

Bahan pelapis bisa dalam bentuk kawat atau bubuk. Lapisan semprotan api sering kali meleleh setelah aplikasi untuk meningkatkan daya rekat dan kepadatan lapisan.

Keuntungan

• Tingkat deposit tinggi
• Pemanasan permukaan rendah
• Serbaguna
• Prosesnya sederhana dan mudah digunakan

Kekurangan

• Adhesi relatif rendah
• Peningkatan efisiensi pemanasan
• Tidak kompatibel dengan logam dengan titik leleh yang melebihi 2.800 °C

3. Oxyfuel (HVOF) Kecepatan Tinggi

Proses HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel) membakar oksigen dan sekelompok gas yang mudah terbakar termasuk propana, propilena, atau hidrogen. Meskipun sistem HVOF menggunakan prinsip dasar pembakaran, pistol semprot dirancang berbeda dari pistol semprot oxy-fuel standar.

Perbedaan senjata HVOF menghasilkan suhu nyala yang lebih tinggi dan kecepatan yang lebih tinggi. Hasilnya adalah bubuk yang meleleh lebih menyeluruh dan lebih banyak energi kinetik yang tersedia untuk "meratakan" partikel yang meleleh dari bahan pelapis. Proses HVOF menghasilkan kekuatan ikatan dan kerapatan lapisan yang unggul.

Proses HVOF paling sering digunakan untuk menyimpan logam dan paduan logam dengan suhu leleh tinggi seperti tungsten karbida, dan kromium karbida.

Keuntungan

• Sangat mendukung lapisan tebal
• Tingkat porositas rendah
• Tingkat daya rekat tinggi
• Lebih banyak karbida yang tertahan dibandingkan dengan penyemprotan api atau plasma

Kekurangan

• Relatif keras dengan tingkat kebisingan hingga 130 dB
• Tingkat deposit rendah
• Agak mahal

4. Proses Penyemprotan Plasma (PTA)

Proses penyemprotan plasma (arus tidak tertransfer), menggunakan gas inert yang diumpankan melewati elektroda yang menginduksi keadaan "plasma" gas. Ketika gas keluar dari nozel aparatus senjata dan kembali ke keadaan normalnya, sejumlah besar panas dilepaskan.

Bahan pelapis bubuk disuntikkan ke dalam "api" plasma dan didorong ke substrat.

Pelapis Keramik paling sering diterapkan menggunakan semprotan plasma karena suhu lelehnya yang tinggi. (Seringkali> 3500 F). Beberapa jenis pelapis keramik dapat diaplikasikan menggunakan semprotan plasma.

Keuntungan

• Mudah diterapkan
• Partikel cermet berukuran lebih besar
• Ketahanan aus
• Porositas sangat rendah atau nol
• Lapisan tebal
• Pemanasan substrat rendah dibandingkan dengan GTAW

Kekurangan

• Oksidasi tinggi pada bahan yang disemprotkan
• Sulit mendapatkan lapisan setipis 1mm atau kurang

5. Penyemprotan Detonasi

Penyemprotan detonasi adalah salah satu dari banyak bentuk teknik penyemprotan termal yang digunakan untuk menerapkan lapisan pelindung pada kecepatan supersonik ke material untuk mengubah karakteristik permukaannya. Ini terutama untuk meningkatkan daya tahan suatu komponen.

Ini pertama kali ditemukan pada tahun 1955 oleh H.B. Sargent, R.M. Poorman, dan H. Lamprey dan diterapkan pada komponen menggunakan senjata detonasi (D-gun) yang dirancang khusus. Komponen yang disemprotkan harus disiapkan dengan benar dengan menghilangkan semua minyak permukaan, gemuk, serpihan, dan pengasaran permukaan untuk mendapatkan lapisan semprotan detonasi yang terikat kuat.

Proses ini melibatkan kecepatan tertinggi (3500 m/s gelombang kejut yang mendorong bahan pelapis) dan suhu (≈4000 °C) bahan pelapis dibandingkan dengan semua bentuk teknik penyemprotan termal lainnya.

Ini berarti penyemprotan detonasi mampu menerapkan lapisan pelindung berpori rendah (di bawah 1%) dan kandungan oksigen rendah (antara 0,1-0,5%) yang melindungi terhadap korosi, abrasi, dan adhesi di bawah beban rendah.

Proses ini memungkinkan penerapan pelapis permukaan yang sangat keras dan padat yang berguna sebagai pelapis tahan aus. Untuk alasan ini, penyemprotan detonasi biasanya digunakan untuk pelapis pelindung pada mesin pesawat terbang, plug and ring gauges, cutting edge (pisau skiving), bor tubular, bilah rotor dan stator, rel pemandu, atau bahan logam lainnya yang rentan terhadap keausan tinggi. dan robek.

Umumnya bahan yang disemprotkan ke komponen selama penyemprotan detonasi adalah serbuk logam, paduan logam, dan sermet; serta oksidanya (aluminium, tembaga, besi, dll.).

Penyemprotan detonasi adalah proses industri yang bisa berbahaya jika tidak dilakukan dengan benar dan di lingkungan yang aman. Karena itu, ada banyak tindakan pencegahan keselamatan yang harus dipatuhi saat menggunakan teknik penyemprotan termal ini.

6. Proses Semprot Dingin

Penyemprotan dingin (CS) adalah metode deposisi lapisan. Serbuk padat (diameter 1 hingga 50 mikrometer) dipercepat dalam pancaran gas supersonik hingga kecepatan hingga ca. 1200 m/s. Selama tumbukan dengan substrat, partikel mengalami deformasi plastis dan menempel pada permukaan.

Untuk mencapai ketebalan yang seragam, nosel penyemprotan dipindai di sepanjang substrat. Logam, polimer, keramik, material komposit, dan bubuk nanokristalin dapat diendapkan menggunakan penyemprotan dingin.

Energi kinetik partikel, yang disuplai oleh ekspansi gas, diubah menjadi energi deformasi plastis selama ikatan. Tidak seperti teknik penyemprotan termal, misalnya penyemprotan plasma, penyemprotan busur, penyemprotan api, atau bahan bakar oksigen kecepatan tinggi (HVOF), bubuk tidak meleleh selama proses penyemprotan.

Keuntungan Pengelasan Semprot

• Pengelasan semprot memastikan pengelasan yang mulus
• Memiliki penetrasi yang tinggi dan cocok untuk logam yang lebih tebal dari 16/3
• Ini memiliki tingkat deposit las yang tinggi, yang meningkatkan produktivitas
• Kehadiran hujan rintik-rintik sangat sedikit
• Murah:gunakan bahan yang lebih murah dan perkuat dengan semprotan
• Pengelasan semprot serbaguna, sebagian besar logam, keramik, dan plastik dapat disemprotkan
• Bekerja dalam berbagai ketebalan
• Kecepatan pemrosesan cepat:waktu penyemprotan dari 3 hingga 60 lb/jam (bergantung pada proses yang digunakan)

Kerugian Pengelasan Semprot

• Memerlukan pelatihan juru las khusus untuk penyemprotan
• Biaya gas lebih tinggi (>85%) karena konsentrasi argon yang lebih tinggi.
• Direkomendasikan hanya untuk posisi datar dan fillet horizontal
• Panas yang tinggi dapat membuat tukang las tidak nyaman
• Kemungkinan undercutting, terutama di tepi las
• Lapisan terikat secara mekanis, bukan secara metalurgi
• proses garis pandang
• Resistensi lapisan yang rendah untuk menentukan pemuatan

FAQ.

Apa itu Pengelasan Semprot?

Pengelasan semprot adalah istilah yang digunakan untuk mengklasifikasikan beberapa prosedur pengelasan dalam bentuk penyemprotan termal. Ini adalah aktivitas industri yang melibatkan atomisasi dan penyemprotan bubuk atau kawat ke permukaan logam dengan kecepatan tinggi dengan gas terkompresi.

Apa itu Pengelasan Busur Semprot?

Pengelasan busur semprot adalah salah satu metode untuk mentransfer material cair dalam bentuk banyak tetesan kecil, yang diameternya lebih kecil daripada diameter kawat pengisi. Karena tidak ada korsleting, busur stabil dan bebas percikan.

Bagaimana cara menyiapkan busur semprot?

Untuk kecepatan produksi yang lebih tinggi gunakan transfer semprot. Lebih dari 80% campuran argon mengatur tegangan pada 23-4 volt untuk memulai. Atur arus listrik dengan kecepatan umpan kawat sekitar 300-400 inci. Sekali lagi, naikkan/turunkan kecepatan umpan kawat hingga tercapai 150 amp.

Seberapa tebal Anda bisa menyemprotkan las?

Penyemprotan termal dapat memberikan lapisan tebal (kisaran ketebalan kira-kira 20 mikron hingga beberapa mm, tergantung pada proses dan bahan baku), pada area yang luas dengan laju deposisi tinggi dibandingkan dengan proses pelapisan lainnya seperti pelapisan listrik, deposisi uap fisik dan kimia .