Pengelasan Spray Dijelaskan: Proses, Teknik & Pedoman Keamanan

Apa Itu Pengelasan Spray?

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

Pengelasan spray melibatkan penggunaan plasma industri, api, senapan detonasi, busa arc, dan oxyfuel kecepatan tinggi. Karena panas yang signifikan dihasilkan oleh spatter welding, prosedur dan peraturan harus diikuti dengan hati-hati dan konsisten untuk menghindari kerugian pada orang dan lingkungan.

Terkait: Apa Itu Pengelasan?

Bagaimana Cara Kerja Pengelasan Spray?

Penyeletapan termal adalah istilah umum yang mewakili banyak proses pelapisan. Seluruh pengelasan melibatkan penggunaan bahan pelapisan, misalnya, batang, bubuk, atau kawat, yang dilelehkan oleh berbagai sumber energi.

Dalam istilah sederhana, dapat didefinisikan sebagai proses pelapisan industri yang terdiri dari sumber panas dan bahan pelapisan yang dilelehkan menjadi titik-titik yang disemprotkan dengan kecepatan tinggi. Semprotan didorong menuju substrat oleh jet atau gas atomisasi.

Penyeletapan termal adalah proses yang cukup serbaguna dan dikenal sangat efisien. Ini dapat menjadi alternatif yang baik untuk beberapa perlakuan permukaan, yang termasuk perlakuan panas atau nitridasi, pelapisan chrome, nikel, anodisasi, dan metode lain.

Ketebalan lapisan berbeda tergantung pada preferensi individu. Lapisan memperbaiki komponen yang aus dan bagian mesin dasar. Ini juga dapat diterapkan untuk meningkatkan kinerja dan daya tahan elemen. Ini dapat bertahan hingga 70% lebih lama jika dirawat dengan baik.

Terkait: Apa Itu Penyeletapan Termal?

Jenis-jenis Teknik Pengelasan Spray

1. Pengelasan Spray Arc

Pengelasan spray arc adalah salah satu metode pemindahan bahan cair dalam bentuk banyak titik kecil, diameternya lebih kecil dari kawat penisi. Karena tidak ada short circuit, busa stabil dan bebas spatter.

Persyaratan untuk pengelasan spray arc yang berhasil adalah nilai arus dan tegangan di atas batas tertentu. Akibatnya, lebih banyak panas disuplai ke work-piece daripada dengan pengelasan short-arc, dan hanya bahan dengan ketebalan 5 mm atau lebih yang cocok untuk pengelasan spray arc.

Karena input panas yang tinggi, kolam las juga besar, jadi pengelasan harus dilakukan dalam posisi horizontal. Perlu diperhatikan bahwa spray arc murni tidak dapat dicapai dengan CO2 sebagai gas pelindung.

Gas pelindung harus argon murni, Preferably dengan jumlah kecil CO2 (maksimum 25%) atau O2. Pengelasan spray arc sangat cocok untuk pengelasan MIG aluminium dan baja tahan karat, di mana gas pelindung terutama argon.

Pengelasan spray arc dapat dilakukan dengan sukses pada arus yang lebih rendah dengan kawat penisi tipis daripada dengan kawat penisi tebal.

Tegangan busa harus diatur cukup tinggi untuk mempertahankan busa bebas short. Kawat penisi biasanya dihubungkan ke kutub positif.

Kelebihan

Pengelasan spray arc adalah proses yang sangat efisien. Manfaat utama proses ini meliputi:

• Laju deponasi tinggi,
• Fusi dan penetrasi yang baik,
• Penampilan las yang baik,
• Kemampuan untuk menggunakan kawat elektroda diameter lebih besar dan
• Sedikit spatter.

Keterbatasan

Keterbatasan pengelasan spray arc adalah:

• Hanya digunakan untuk bahan 1/8 inci (3mm) tebal dan lebih tebal (tangan) dan
• Terbatas pada posisi las fillet datar dan horizontal
• Fit-up yang baik selalu diperlukan karena tidak ada kemampuan akar terbuka.

2. Proses Penyeletapan Api

Penyeletapan api, juga dikenal sebagai penyeletapan pembakaran oxy/asetilen, adalah teknik penyeletapan termal asli yang dikembangkan sekitar 100 tahun yang lalu. Ia menggunakan prinsip dasar lampu pengelasan dengan tambahan aliran udara kecepatan tinggi untuk mendorong partikel cair menuju substrat.

Bahan pelapisan dapat dalam bentuk kawat atau bubuk. Lapisan penyeletapan api seringkali dilelehkan setelah aplikasi untuk meningkatkan perekat dan kepadatan lapisan.

Kelebihan

• Laju deponasi tinggi
• Pemanasan permukaan rendah
• Serbaguna
• Prosesnya sederhana dan ramah pengguna

Kekurangan

• Perekat relatif rendah
• Efisiensi pemanasan yang meningkat
• Tidak kompatibel dengan logam dengan titik leleh yang melebihi 2.800°C

3. Oxyfuel Kecepatan Tinggi (HVOF)

Proses HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel) membakar oksigen dan kelompok gas mudah terbakar yang dipilih termasuk propana, propena, atau hidrogen. Meskipun sistem HVOF menggunakan prinsip dasar pembakaran, senapan semprotan dirancang berbeda dari senapan semprotan oxy-fuel standar.

Perbedaan senapan HVOF menghasilkan suhu api yang lebih tinggi dan kecepatan yang lebih tinggi. Hasilnya adalah bubuk yang lebih terleleh dengan baik dan lebih banyak energi kinetik yang tersedia untuk “meratakan” partikel bahan pelapisan yang dilelehkan. Proses HVOF menghasilkan kekuatan perekat yang unggul dan kepadatan lapisan.

Proses HVOF paling banyak digunakan untuk menempatkan logam dan legas logam dengan suhu leleh tinggi seperti karbida tungsten dan karbida kromium.

Kelebihan

• Mendukung lapisan tebal yang sangat baik
• Tingkat porositas rendah
• Tingkat perekat yang tinggi
• Kebanyakan karbida yang dipertahankan dibandingkan penyeletapan api atau plasma

Kekurangan

• Relatif keras dengan tingkat kebisingan hingga 130 dB
• Laju deponasi rendah
• Cukup mahal

4. Proses Penyeletapan Plasma (PTA)

Proses penyeletapan plasma (busa non-transfer), menggunakan gas iners yang diumpan melewati elektroda yang menginduksi status “plasma” gas. Saat gas keluar dari nozzle perangkat senapan dan kembali ke keadaan normalnya, sejumlah besar panas dilepaskan.

Bahan pelapisan bubuk diinjeksikan ke dalam “api” plasma dan didorong menuju substrat.

Lapisan Keramik paling sering diterapkan menggunakan penyeletapan plasma karena suhu lelehnya yang tinggi. (Seringkali > 3500 F). Beberapa jenis lapisan keramik dapat diterapkan menggunakan penyeletapan plasma.

Kelebihan

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

Kekurangan

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

5. Penyeletapan Detonasi

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

Ini pertama kali ditemukan pada 1955 oleh H.B. Sargent, R.M. Poorman, dan H. Lamprey dan diterapkan pada komponen menggunakan senapan detonasi (D-gun) yang dirancang khusus. Komponen yang akan disemprotkan harus dipersiapkan dengan benar dengan menghapus semua minyak permukaan, lemak, kotoran, dan mengasalkan permukaan untuk mencapai lapisan penyeletapan detonasi yang melekat kuat.

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

Ini berarti penyeletapan detonasi dapat menerapkan lapisan pelindung dengan porositas rendah (di bawah 1%) dan kandungan oksigen rendah (antara 0.1-0.5%) yang melindungi dari korosi, aus, dan perekat di bawah beban rendah.

Proses ini memungkinkan aplikasi lapisan permukaan yang sangat keras dan padat yang berguna sebagai lapisan tahan aus. Karena alasan ini, penyeletapan detonasi biasanya digunakan untuk lapisan pelindung di mesin pesawat, gagang dan cincang ukuran, tepis pemotong (pisau skiving), bor tabung, blader rotor dan stator, rel panduan, atau bahan logam mana pun yang tunduk pada aus dan kerusakan yang tinggi.

Biasanya bahan yang disemprotkan ke komponen selama penyeletapan detonasi adalah bubuk logam, legas logam, dan cermet; serta oksidanya (aluminium, tembaga, besi, dll.).

Penyeletapan detonasi adalah proses industri yang dapat berbahaya jika tidak dilakukan dengan benar dan di lingkungan yang aman. Sebagai hasilnya ada banyak langkah keselamatan yang harus diikuti saat menggunakan teknik penyeletapan termal ini.

6. Proses Penyeletapan Dingin

Penyeletapan dingin (CS) adalah metode deponasi lapisan. Bubuk padat (1 hingga 50 mikrometer diameter) dipercepat dalam jet gas supersonik hingga kecepatan sekitar 1200 m/s. Saat benturan dengan substrat, partikel mengalami deformasi plastis dan menempel pada permukaan.

Untuk mencapai ketebalan seragam, nozzle penyeletapan dipindai di sepanjang substrat. Logam, polimer, keramik, bahan komposit, dan bubuk nanokristal dapat ditetapkan menggunakan penyeletapan dingin.

Energi kinetik partikel, yang disuplai oleh ekspansi gas, dikonversi menjadi energi deformasi plastis selama perekat. Tidak seperti teknik penyeletapan termal, misalnya, penyeletapan plasma, penyeletapan busa, penyeletapan api, atau oxyfuel kecepatan tinggi (HVOF), bubuk tidak dilelehkan selama proses penyeletapan.

Kelebihan Pengelasan Spray

• Pengelasan spray memastikan las yang licin
• Memiliki penetrasi tinggi dan cocok untuk logam lebih tebal dari 3/16
• Memiliki laju deposit las yang tinggi, yang meningkatkan produktivitas
• Sedikit sekali spatter
• Murah: penggunaan bahan yang lebih mahal dan diperkuat dengan spray
• Pengelasan spray serbaguna, sebagian besar logam, keramik, dan plastik dapat disemprotkan
• Bekerja dalam berbagai ketebalan
• Kecepatan proses cepat: waktu semprotan dari 3 hingga 60 lb/jam (tergantung pada proses yang digunakan)

Kekurangan Pengelasan Spray

• Memerlukan pelatihan pengelas khusus untuk semprotan
• Biaya gas lebih tinggi (>85%) karena konsentrasi argon yang lebih tinggi.
• Disarankan hanya untuk posisi datar dan fillet horizontal
• Panas tinggi dapat membuat pengelas tidak nyaman
• Kemungkinan undercut, terutama di tepi las
• Lapisan secara mekanis melekat, bukan metalurgis
• Proses line of sight
• Resistensi rendah dari lapisan terhadap beban titik

FAQs.

Apa Itu Pengelasan Spray?

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

Apa Itu Pengelasan Spray Arc?

Pengelasan spray arc adalah salah satu metode pemindahan bahan cair dalam bentuk banyak titik kecil, diameternya lebih kecil dari kawat penisi. Karena tidak ada short circuit, busa stabil dan bebas spatter.

Bagaimana Saya Menyiapkan Spray Arc?

Untuk kecepatan produksi yang lebih tinggi gunakan spray transfer. Greater than 80% argon mix set voltage at 23-4 volts to begin. Set amperage with about 300-400 inches of wire feed speed. Again increase/decrease wire feed speed until 150 amps are reached.

Seberapa Tebal Saya Bisa Melas Spray?

Penyeletapan termal dapat menyediakan lapisan tebal (rentang ketebalan sekitar 20 mikron hingga beberapa mm, tergantung pada proses dan bahan baku), atas area yang luas dengan laju deponasi yang tinggi dibandingkan proses pelapisan lain seperti elektrolitasi, deposit fisik dan kimiawi uap.