Titanium dianggap logam eksotis karena bobot ringan, kekuatan baik, dan daya tahan karat. Namun, di masa lalu, dipercaya bahwa las titanium yang tepat hanya dapat dilakukan dalam ruang tertutup yang tersel.
Ini adalah logam reaktif yang dapat terkontaminasi oleh gas atmosfer. Namun, las titanium sebenarnya tidak se sulit yang banyak orang pikir. Anda hanya perlu menjaga pengaman gas yang tepat selama proses las, sisanya sangat mirip dengan las logam lainnya.
Las Titanium
Titanium dan leger titanium paling sering dilas dengan proses las busur gas tungsten (GTA atau TIG) dan las busur gas logam (GMA atau MIG). Las resistensi, plasma arc, sinar elektron, dan las geser juga digunakan pada titanium dalam terbatas. Semua proses ini menawarkan keuntungan untuk situasi tertentu.
Titanium dan sebagian besar leger titanium mudah dilas, menggunakan beberapa proses las. Las yang dibuat dengan benar dalam kondisi as-las adalah lentur dan, di sebagian besar lingkungan, memiliki daya tahan karat yang sama dengan logam dasar. Di sisi lain, las yang tidak tepat dapat menjadi rapuh dan kurang tahan karat dibandingkan logam dasar.
Teknik dan peralatan yang digunakan dalam las titanium mirip dengan yang diperlukan untuk bahan berkinerja tinggi lainnya, seperti stainless steel atau leger nikel. Namun, titanium memerlukan perhatian lebih besar pada kebersihan dan penggunaan perlindungan gas inersia tambahan dibandingkan bahan-bahan ini.
Logam las titanium yang mencair harus sepenuhnya dilindungi dari kontaminasi udara. Selain itu, zona terpana yang terpengaruh panas dan sisi akar las titanium harus dilindungi hingga suhu turun di bawah 800°F (427°C).
Titanium bereaksi dengan mudah dengan udara, kelembaban, lemak, kotoran, refraktori, dan sebagian besar logam lainnya untuk membentuk senyawa rapuh. Reaksi titanium dengan gas dan fluks membuat proses las umum seperti las gas, las busur elektroda terlindungi, las busur fluks, dan las busur terendap tidak cocok.
Demikian pula, las titanium dengan sebagian besar logam berbeda tidak dapat dilakukan, karena titanium membentuk senyawa rapuh dengan sebagian besar logam lainnya; namun, titanium dapat dilas dengan zirconium, tantalum, dan niobium.
Meski ada berbagai langkah berhati-hati yang perlu diambil, banyak pemasok rutin dan ekonomis melas titanium, menghasilkan las yang kuat dan lentur dengan tarif yang sebanding dengan banyak bahan berkinerja tinggi lainnya.
Salah satu manfaat penting dari las kelas titanium komersial murni adalah mereka lebih dari 99% titanium murni dan tidak ada khawatir tentang segregasi. Hal yang sama berlaku untuk kawat atau tungkat las dalam kelas komersial murni.
Lingkungan Las
Sebagian besar las titanium saat ini dilakukan di bengkel pembuatan terbuka, meski las dalam ruang tertutup masih dilakukan dalam terbatas. Las di lapangan umum. Di mana pun las dilakukan, lingkungan yang bersih diperlukan untuk melas titanium.
Area terpisah yang khusus disiapkan untuk las titanium membantu dalam menghasilkan las berkualitas. Area ini harus dijaga bersih dan terisolir dari operasi yang menghasilkan kotoran seperti penggerindaan, pemotongan bor, dan pengecatan. Selain itu, area las harus bebas dari angin dan kelembaban harus dikontrol.
Persiapan Las
Salah satu faktor paling penting dalam menentukan las titanium berkualitas adalah persiapan las yang tepat.
Bersihkan permukaan titanium untuk menghilangkan impuritas apa pun dan menghapus lemak, minyak, atau kotoran. Terbaik untuk menggunakan kimia yang khusus dirancang untuk titanium. Ingatlah bahwa semakin bersih titanium, semakin kuat las yang Anda buat.
Untuk menghapus kontaminan, Anda dapat menggunakan membersihkan uap atau larutan natrium hidroksida yang diencerkan.
Gunakan penghembus udara panas kecil untuk memastikan tidak ada kelembaban yang tersisa di permukaan. Namun, pastikan Anda tidak menggunakannya pada pelarut mudah terbakar.
Pastikan semua bagian las juga bersih dan kering.
Jangan pernah menggunakan larutan pembersih yang mengandung klorin pada titanium.
Tangan Anda bahkan dapat menjadi sumber kontaminasi. Namun, ingatlah bahwa sarung karet dapat mengandung klorin, jadi pilih sarung plastik atau katun sebagai gantinya.
Antes memulai busur, pastikan pelarut yang Anda gunakan untuk membersihkan permukaan telah sepenuhnya menguap, karena biasanya memiliki titik nyala rendah.
Pilih Gas Pengaman
Karena titanium bereaksi dengan mudah dengan udara, minyak, kotoran, kelembaban, dan logam lainnya untuk membentuk senyawa rapuh, menggunakan gas pengaman yang tepat sangat penting ketika Anda ingin memastikan hasil las yang kuat. Biasanya, sebagian besar pengelasan menggunakan Argon 99,999% murni untuk proses ini. Hanya Argon dan Helium yang benar-benar murni yang memberikan perlindungan optimal dari atmosfer.
Saat Anda membeli gas pengaman untuk proyek las Anda, pastikan Anda hanya mendapatkan gas ini dari supplier terpercaya. Bahkan jika Argon sedikit lebih sedikit murni dari yang diperlukan, dapat mengakibatkan perubahan warna. Anda akan akhirnya mendapatkan las dengan nuansa kekuningan, yang bukan hal yang Anda inginkan. Gas tidak murni atau cakupan yang tidak sempurna juga dapat menyebabkan tinting biru dan bercak.
Dengan titanium, Anda perlu memastikan bahwa tidak hanya bagian depan tetapi juga bagian belakang tetap dilindungi dari atmosfer. Setiap area yang terpengaruh panas akan memiliki reaksi buruk jika berkontak dengan oksigen.
Untuk bagian yang lebih kecil, Anda dapat menggunakan kompartemen tertutup yang terbuat dari kotak sarung tangan yang diisi dengan gas pengaman. Anda bahkan dapat menggunakan kamar purge polietilena yang dibuat khusus kombinasi dengan monitor purge. Dengan mereka, Anda dapat memverifikasi bahwa kamar memiliki cukup Argon untuk memberikan perlindungan optimal.
Jika Anda ingin mendapatkan tingkat cakupan yang ideal saat Anda melas, inilah tiga langkah yang perlu Anda ikuti:
Pengaman Primer – biasanya bawaan di lampu las dan memberikan cakupan primer yang diperlukan untuk melindungi kolam las cair. Anda dapat menggunakan lampu las pendingin air standar yang dilengkapi dengan cangkir keramik dan lensa gas. Kami menyarankan Anda memilih lampu las dengan cangkir yang lebih lebar untuk cakupan terbaik.
Pengaman Sekunder – trailing shields memberikan perlindungan sekunder. Mereka dilekatkan di ujung sebagian besar lampu las dan menjamin semua area yang terpengaruh panas tetap aman dari kontaminasi.
Pengaman Cadangan – perangkat ini terlihat mirip dengan trailing shields dan melayani fungsi yang sama. Mereka adalah perangkat handheld atau ditempelkan ke posisi. Mereka jarang sekali datang secara pre-fit ke dalam lampu las.
Memilih Kawat Pengisi yang Tepat
Saat memilih logam tambahan untuk melas titanium dan legernya, kami menyarankan Anda memilih kawat pengisi yang terutama memegang properti yang sama dengan bahan dasar. Anda juga dapat memilih kawat yang dikategorikan pada tingkat kekuatan satu tingkat di bawah logam dasar. Dalam beberapa situasi, pengelasan bahkan dapat menggunakan kategori kawat pengisi yang sama sekali berbeda.
Pilihan kawat pengisi Anda akan tergantung pada properti dan kombinasi sambungan. Untuk meningkatkan lentur sambungan:
Saat melas titanium tanpa leger dengan kekuatan lebih tinggi, gunakan logam tambahan yang kekuatan lelehnya lebih rendah dari dasar.
Anda dapat menggunakan bahan tambahan tanpa leger saat melas titanium dari klasifikasi Ti-5Al-2.5Sn dan Ti-6Al-4V.
Opsi lain adalah logam tambahan dengan persentase oksigen, nitrogen, hidrogen, karbon, dan konten leger lainnya yang lebih rendah dari logam dasar.
Proses Las yang Dapat Digunakan
Saat melas titanium dan leger titanium, Anda dapat menggunakan salah satu prosedur las berikut:
Las sinar elektron (EBW)
Las busur gas tungsten (GTAW) atau (TIG) Tungsten Inert Gas Welding
Las resistensi (RW)
Las sinar laser (LBW)
Las plasma arc (PAW)
Las busur gas logam (GMAW) atau (MIG) Metal Inert Gas
Las geser (FRW)
1. Las Sinar Elektron
Ini adalah proses peleburan yang menggunakan sinar elektron berkecepatan tinggi untuk menggabungkan dua logam bersama. Khi sinar bersentuhan dengan potongan logam, menghasilkan panas intens. Dua plat mencair dan menyatu untuk membentuk sambungan padat. Industri produksi pesawat angkasa dan pesawat terbang menggunakan las sinar elektron karena ketahanan sambungan yang dihasilkan.
Anda dapat menggunakan prosedur las sinar elektron untuk plat yang berkisar dari 6mm hingga 76mm dan lebih. Proses ini menghasilkan las berkualitas tinggi dengan tingkat kontaminasi rendah karena proses berlangsung di atmosfer vakum tinggi.
2. Tungsten Inert Gas/GTAW
Proses las TIG atau GTA menggunakan elektroda tungsten yang tidak terpakai habis yang mentransfer arus ke busur las. Gas pengaman digunakan untuk melindungi kolam las dari kontaminasi eksternal, yang dapat menghasilkan las yang lemah dan berkualitas rendah. Dalam proses, Anda memerlukan logam tambahan atau kawat untuk sambungan las.
Ini adalah proses yang banyak digunakan untuk melas titanium dan legernya. Anda dapat menggunakan TIG tanpa bahan tambahan untuk sambungan butt groove persegi pada logam dasar hingga tebal 2,5 mm. Untuk lembar yang lebih tebal, Anda perlu menggunakan logam tambahan untuk menjamin sambungan las yang kuat.
3. Las Resistensi (RW)
Las Resistensi adalah proses termo-listrik. Ini menggabungkan dua potongan logam bersama dengan melewatkan arus terkontrol melalui plat selama waktu yang terkontrol. Biasanya menggunakan jumlah tekanan yang signifikan untuk prosedur juga. Dalam metode ini, panas secara ketat terbatas pada area yang perlu digabungkan.
Anda dapat menggunakan las resistensi untuk menggabungkan titanium dan legernya untuk las titik atau kontinu. Ini sangat berguna ketika datang ke las titanium dengan logam lain seperti plat baja karbon atau stainless steel.
4. Las Sinar Laser (LBW)
Ini adalah proses peleburan lain yang menggabungkan dua potongan logam bersama melalui laser. Ini memanaskan persimpangan antara dua plat, yang mencair dan menyatu, membentuk sambungan. Setelah kolam las cair mendingin dan mengeras, menghasilkan las yang kokoh dan tahan lama.
Pengelasan kini semakin memilih las sinar laser untuk titanium karena menghilangkan kebutuhan akan ruang vakum. Namun, penggunaan gas pengaman masih menjadi keharusan karena risiko kontaminasi tetap ada.
Meski sinar laser dan sinar elektron keduanya merupakan proses peleburan, cakupan yang pertama lebih terbatas. Anda tidak dapat menggunakan proses ini secara efisien pada plat titanium yang lebih tebal dari 13mm.
5. Las Plasma Arc (PAW)
Las Plasma Arc mirip dengan TIG karena juga menggunakan busur antara elektroda tungsten dan benda kerja. Ini cocok untuk digunakan pada hampir semua klasifikasi titanium dan berkinerja baik bahkan pada lembar logam yang lebih tebal. Menggunakan teknik keyhole, Anda juga dapat menggunakannya pada satu lapis plat hingga tebal 13 mm.
6. Metal Inert Gas (MIG)/ Gas-Metal Arc Welding (GMAW)
Las MIG menggunakan kawat logam padat yang secara kontinu dipanaskan dan diumpankan melalui pistol las. Proses ini mewajibkan penggunaan gas pengaman untuk melindungi kolam las dari kontaminasi. Banyak pengelasan memilih GMAW karena tingkat deponisasi logam dan produktivitas yang tinggi.
Anda juga dapat menggunakan proses ini untuk las titanium pada plat yang lebih tebal dari tiga 3mm. Menggunakan teknik arus diulirkan, Anda dapat menghasilkan las berkualitas tinggi. Metode ini terbukti lebih murah dari yang lain, khususnya untuk digunakan pada plat titanium yang lebih tebal dari 13mm.
7. Las Geser (FRW)
Seperti namanya, metode ini menggunakan geser untuk menggabungkan dua potongan logam bersama. Ini adalah proses las solid-state di mana sambungan yang dihasilkan set kuat dengan dasar. Ini banyak digunakan di berbagai industri dan berguna untuk menggabungkan pipa, tabung, atau tungkat. Ini berkinerja sangat baik dalam situasi di mana Anda dapat mencapai kebersihan sambungan tanpa menggunakan langkah perlindungan tambahan. Untuk informasi lebih lanjut klik Apa itu Las Geser?
