Memahami Perbedaan: Teknik Las A-TIG vs FB-TIG

Las Tungsten Inert Gas (TIG) adalah salah satu proses las berbasis busan populer di mana busan listrik dikonstitusikan antara elektroda wolfram yang tidak dapat dikonsumsi dan benda kerja. Ini adalah proses las yang andal dan ekonomis untuk menggabungkan bagian logam secara efisien dan permanen dengan atau tanpa penggunaan bahan pengisi. Selain kemampuannya untuk menghasilkan sambungan yang kuat, penampilan titik las yang luar biasa membuat proses ini sangat diterima dalam berbagai aplikasi mulai dari struktural hingga domain aerospace. Meskipun banyak keuntungan, ini dibatasi oleh kedalaman penetrasi maksimum yang dapat dicapai. Menggunakan seperangkat parameter optimum dan semua kondisi yang menguntungkan, ini dapat mencapai maksimal hingga 3,5mm penetrasi dalam satu pass. Demikian menggabungkan komponen yang lebih tebal memerlukan persiapan tepi dan beberapa pass, yang memakan waktu dan demikian mempengaruhi produktivitas keseluruhan.

Varian las tungsten inert gas (TIG)

Penetrasi terbatas memicu minat penelitian pada topik ini dan hasilnya adalah munculnya beberapa varian las TIG yang menunjukkan peningkatan yang luar biasa dalam kedalaman penetrasi yang dapat dicapai. Las tungsten inert gas diaktifkan (A-TIG) dan las tungsten inert gas terikat flux (FB-TIG) adalah dua varian semacam itu yang memanfaatkan flux diaktivasi yang sesuai untuk meningkatkan berbagai karakteristik las TIG konvensional. Proses-proses ini juga disebut las TIG bantu flux karena mereka secara wajib memerlukan lapisan flux diaktivasi pada komponen yang akan digabungkan.

Flux diaktivasi dan aplikasinya pada permukaan logam

Dalam kedua kasus, lapisan tipis (ketebalan biasanya di bawah 50µm) flux diaktivasi diterapkan pada permukaan bahan induk sebelum las. Flux diaktivasi semacam ini mencakup sejumlah besar oksida dan halogen logam seperti oksida titanium (TiO₂), silika (SiO₂), oksida kromium (Cr₂O₃), karbonat magnesium (MgCO₃), oksida magnesium (MgO), dioksida manganese (MnO₂), oksida kalsium (CaO), oksida aluminium (Al₂O₃), dioksida zirkonium (ZrO₂), dll. Campuran homogen dari flux semacam ini dalam proporsi yang berbeda juga digunakan.

Flux semacam ini pertama dicampur dengan aseton untuk membentuk larutan seperti pasta dan kemudian diterapkan pada permukaan logam induk baik secara manual menggunakan kuas lembut atau secara otomatis menggunakan sistem mekanisasi. Rasio pencampuran tidak penting karena aseton sangat mudah menguap dan demikian rasio ini tidak akan tetap konstan bahkan selama aplikasi lapisan flux pada logam. Namun, mempertahankan keseragaman ketebalan lapisan flux adalah faktor krusial dalam mendapatkan las bebas cacat. Setelah aplikasi lapisan flux, las dilakukan tepat dengan cara yang sama seperti dalam kasus las TIG konvensional. Semua parameter proses tetap sama, kecuali bahwa tegangan rangkaian tertutup meningkat sedikit dalam beberapa kasus (biasanya perubahan ini dapat diabaikan).

Las tungsten inert gas diaktifkan (A-TIG)

Meskipun A-TIG dan FB-TIG mengikuti prinsip yang sama yang disebutkan di atas, mereka berbeda pada posisi aplikasi flux diaktivasi pada logam induk. Dalam las tungsten inert gas diaktifkan (A-TIG), flux diterapkan pada permukaan bersanding logam induk dan di sekitarnya. Biasanya flux diterapkan hingga lebar sekitar 4mm dari permukaan bersanding di seluruh celas akar di setiap sisi. Jadi di sini flux berada tepat di bawah busan selama las. Sebuah lapisan flux tipis pada logam induk untuk las A-TIG ditunjukkan secara skematis di sini.

Las tungsten inert gas terikat flux (FB-TIG)

Dalam las tungsten inert gas terikat flux (FB-TIG), tidak ada flux yang diterapkan pada permukaan bersanding dan di sekitarnya; melainkan, diterapkan pada permukaan atas logam induk dengan mempertahankan ruang kecil setelah celas akar. Jadi di sini flux tidak berada tepat di bawah busan listrik selama las. Flux diaktivasi, metode aplikasinya pada permukaan logam, dan prosedur las tetap sama dengan las A-TIG. Perbedaannya hanya terletak pada posisi tempat flux diterapkan. Namun keduanya menunjukkan peningkatan yang nyata dalam kedalaman penetrasi yang dapat dicapai. Sebuah lapisan flux tipis pada logam induk untuk FB-TIG ditunjukkan secara skematis di sini.

Keuntungan yang ditawarkan A-TIG dan FB-TIG dibandingkan las TIG konvensional

Berbagai penelitian telah mengungkapkan bahwa penggunaan flux semacam ini dapat menghasilkan banyak keuntungan dibandingkan las TIG konvensional. Baik A-TIG maupun FB-TIG memberikan hasil yang serupa dan demikian keuntungannya juga sama ketika dibandingkan dengan yang konvensional. Keuntungannya terdaftar di bawah ini.

1. Kedalaman penetrasi yang ditingkatkan: Penggunaan flux diaktivasi menghasilkan busan yang tersempit yang meningkatkan kepadatan panas busan. Banyak proponent klaim bahwa pembalikan Efek Marangoni menyebabkan peningkatan penetrasi semacam itu. Las TIG bantu flux biasanya memberikan penetrasi dalam rentang 6 – 9mm; namun, dengan penggunaan parameter optimum penetrasi se dalam 11mm juga dapat dicapai dalam satu pass. Ini menunjukkan peningkatan penetrasi sekitar 3 kali lipat dibandingkan proses las TIG konvensional.
2. Titik las yang sempit: Busan yang tersempit juga menghasilkan titik las yang sempit. Ini memiliki beberapa keuntungan tidak langsung seperti deformasi yang lebih rendah, zona terpengaruh panas (HAZ) yang lebih kecil, dll. HAZ dianggap sebagai titik lemah dalam sambungan las karena properti metalurginya terpengaruh parah oleh pemanas busan dan HAZ yang lebih sempit selalu diinginkan.

Perbandingan ilmiah antara las tungsten inert gas diaktifkan (A-TIG) dan las tungsten inert gas terikat flux (FB-TIG) disajikan dalam artikel ini. Penulis juga menyarankan Anda untuk membaca referensi berikut untuk pemahaman yang lebih baik tentang topik ini.

• Babu et al. (2016); Development of flux bounded tungsten inert gas welding process to join aluminum alloys; American Journal of Mechanical and Industrial Engineering; Vol. 1 (3); pp. 58-63.
• Saha et al. (2018); Investigation on the effect of activating flux on tungsten inert gas welding of austenitic stainless steel using ac polarity; Indian Welding Journal; Vol. 51 (2).