Proses teknologi pengelasan gas baja karbon sedang. Pengelasan baja karbon. Pengelasan baja karbon sedang

Untuk meningkatkan sifat dan karakteristik baja, berbagai aditif dimasukkan ke dalam komposisinya. Dengan mengubah kisi kristal material, aditif tidak hanya mempengaruhi kekuatan atau ketahanan korosi material, tetapi juga kemampuan mengelas. Untuk beberapa paduan, pengelasan sangat mudah, namun ada bahan yang memerlukan pendekatan khusus.

Salah satu bahan tambahan yang paling umum dalam produksi baja, tentu saja, adalah karbon. Menurut GOST 380-2005, tergantung pada kuantitasnya dalam komposisi baja, yang terakhir dapat berupa:

rendah karbon, dengan kandungan karbon tidak lebih dari 0,25% volume;
karbon sedang, mengandung karbon sebesar 0,25% -0,6%;
karbon tinggi, yang mengandung 0,6% hingga 2,07% karbon berdasarkan volume material.

Pengelasan baja karbon dicirikan oleh sejumlah fitur yang memungkinkan diperolehnya lasan seragam berkualitas tinggi.

Saat menyambung bagian-bagian yang terbuat dari baja karbon, mereka diposisikan sedemikian rupa sehingga jahitannya “berbobot”. Untuk melakukan ini, bagian-bagiannya dipasang dengan aman di meja las menggunakan perangkat rakitan - klem, braket, catok.

Di awal dan akhir jahitan, strip khusus dipasang dari bahan yang sama dengan bagian yang dilas. Awal dan akhir proses pengelasan terjadi pada strip ini. Dengan demikian, jahitan sepanjang keseluruhannya seragam, memiliki sifat stabil dan memiliki karakteristik yang ditentukan secara tepat.

Setelah mengamankan bagian-bagian dan palang ekspansi pada posisi yang diinginkan, tempelkan logam di sepanjang jahitan. Sebaiknya ditempel di bagian belakang jahitan.

Jika ketebalan bagian yang akan dilas besar dan direncanakan untuk melakukan pengelasan multilayer dalam beberapa lintasan, maka pengelasan tack dapat dilakukan dari sisi depan jahitan.

Saat pengelasan multilayer, setiap lapisan sebelumnya diperiksa apakah ada keretakan dan kurangnya penetrasi. Jika terdeteksi, logam las terpotong, ujung-ujungnya dipotong, dan proses diulangi.

Persyaratan utama dalam pengelasan adalah bahwa kekuatan logam pada lasan dan area yang terkena panas tidak boleh kalah dengan kekuatan logam bagiannya.

Rendah karbon

Baja karbon rendah, yang selain karbon, mengandung aditif paduan, biasanya dilas menggunakan salah satu teknologi pengelasan.

Pekerjaan itu tidak memerlukan tukang las yang berkualifikasi tinggi. Bahan-bahan tersebut termasuk baja yang mudah dilas. Oleh karena itu, pengelasan busur konvensional dapat berhasil digunakan di sini.

Ciri-ciri pengelasan baja karbon rendah adalah berkurangnya kandungan karbon dalam logam las dan peningkatan jumlah aditif paduan, sehingga beberapa penguatan logam las dalam kaitannya dengan logam bagiannya dimungkinkan.

Masalah lain yang harus diperhatikan adalah meningkatnya kerapuhan jahitan saat melakukan pengelasan multilayer.

Untuk membuat sambungan pada baja karbon rendah, digunakan elektroda dengan lapisan rutil dan kalsium-fluoroisrutil. Tukang las profesional menggunakan elektroda yang dilapisi sedikit bubuk besi. Dari elektroda yang diproduksi oleh industri, merek berikut ini cocok untuk pengelasan: UONI-13/85, TsL-14, TsL-18-63.

Baja karbon rendah mudah dilas. Dalam hal ini, Anda bahkan dapat melakukannya tanpa menggunakan fluks, dan gas dikonsumsi dalam jumlah kecil.

Untuk mendapatkan sambungan berkualitas tinggi dengan kekuatan tidak kalah dengan logam dasar, digunakan kawat las silikon-mangan. Setelah menyelesaikan pekerjaan dengan jahitan, nyala api tidak padam atau dihilangkan dari sambungan bagian-bagiannya, tetapi dibelokkan dengan mulus, sehingga jahitan menjadi dingin.

Jika api segera dihilangkan, maka tanpa fluks, bahan las yang dipanaskan akan teroksidasi. Untuk memberikan sifat kekuatan jahitan yang lebih baik, logam las biasanya ditempa dan diberi perlakuan panas.

Karbon sedang

Karena banyaknya karbon, penyambungan bagian-bagian tersebut menjadi rumit. Dalam hasil pekerjaan, hal ini dinyatakan dalam kenyataan bahwa logam bagian dan sambungan las dapat memiliki kekuatan yang berbeda. Selain itu, retakan dan kantong dengan bahan yang sangat rapuh dapat terbentuk di dekat tepi jahitan.

Untuk menghindari kerugian ini, digunakan elektroda yang bahannya mengandung karbon dalam jumlah rendah.

Dengan peningkatan arus yang diperlukan untuk memanaskan bagian-bagian yang disambung, penetrasi logam dasar dimungkinkan. Untuk menghilangkan kasus seperti itu, tepi bagian yang akan disambung dipotong.

Langkah lain untuk meningkatkan kualitas sambungan adalah pemanasan awal dan pemanasan konstan pada bagian-bagian selama proses berlangsung. Saat mengelas baja dengan mesin semi-otomatis, untuk meningkatkan kualitas jahitan, lebih baik memindahkan elektroda tidak melintang, tetapi sepanjang sambungan bagian-bagian dan menggunakan busur pendek. Elektroda merk UONI-13/55, UONI-13/65, OZS-2, K-5a digunakan untuk pekerjaan.

Saat menggunakan asetilena untuk mengelas baja karbon sedang, nyala api dicapai sedemikian rupa sehingga laju aliran gas adalah 75-100 dm³/jam. Untuk produk dengan ketebalan 3 milimeter atau lebih, digunakan pemanasan umum hingga 250-300 °C atau pemanasan lokal hingga 600-650 °C.

Setelah pengelasan, jahitan ditempa dan diberi perlakuan panas. Untuk mengelas produk logam dengan jumlah karbon yang mendekati baja karbon tinggi, digunakan fluks khusus.

Karbon tinggi

Baja dengan kandungan karbon tinggi sangat sulit untuk dilas. Metode alternatif lain digunakan untuk menyambung bagian-bagian yang terbuat dari bahan tersebut.

Pengelasan baja karbon tinggi yang tahan terhadap korosi hanya dilakukan selama pekerjaan perbaikan.

Dalam hal ini, pemanasan awal pada area jahitan hingga 250-300 °C dan perlakuan panas selanjutnya pada jahitan digunakan. Sama sekali tidak diperbolehkan melakukan pekerjaan pengelasan dengan baja karbon tinggi pada suhu udara di bawah 5 °C atau pada saat ada pekerjaan pengelasan konsep

Jika semua kondisi terpenuhi, pengelasan baja karbon tinggi dilakukan dengan menggunakan teknik yang sama seperti baja karbon sedang.

Pengelasan gas dengan asetilena diperbolehkan. Kekuatan nyala api pembakar harus memastikan konsumsi gas dalam kisaran 75-90 dm³/jam per 1 milimeter ketebalan lapisan.

Untuk mencegah oksidasi, digunakan fluks yang komposisinya mirip dengan yang digunakan dalam pengelasan baja karbon sedang. Setelah pengelasan gas Jahitannya ditempa dan kemudian ditempa.

Austenitik

Baja austenitik adalah bahan yang mengandung fase besi suhu tinggi - austenit. Mereka termasuk, misalnya, dalam kelompok baja kromium-nikel, yang dapat bekerja dalam berbagai macam lingkungan yang agresif ah dan pada suhu yang sangat tinggi.

Fitur utama saat mengelas baja tahan korosi adalah kebutuhan untuk memastikan ketahanan terhadap korosi antarkristalin di zona yang terkena panas.

Masalahnya adalah bahkan dengan pemanasan awal baja, kromium karbida keluar dari kisi kristal di sepanjang batas pemanasan. Sebagai akibat dari penurunan jumlah elemen ini dalam material, ketika dipanaskan kembali, retakan korosi muncul pada batasnya.

Dalam praktiknya, mungkin perlu membuat struktur menggunakan baja austenitik dengan aditif paduan kromium-nikel yang dapat beroperasi pada suhu tinggi. Untuk mengelas struktur seperti itu, perlu untuk memilih bahan yang kandungan karbonnya serendah mungkin.

Jika persentase karbon perlu lebih tinggi, dan pada saat yang sama, struktur baja memenuhi tujuannya dalam kondisi lingkungan agresif dan suhu tinggi, Anda perlu memilih aditif paduan yang sifatnya mirip dengan karbon.

Titanium, zirkonium, tantalum, vanadium, dan tungsten dapat digunakan sebagai bahan tambahan. Elemen-elemen ini mengikat karbon, yang dilepaskan dari baja selama pemanasan berikutnya, dan mencegah penipisan area yang terkena panas selama proses pengelasan.

Besi tahan karat

Paling sering, baja tahan karat yang digunakan dalam industri memperoleh sifat anti-korosinya melalui pengenalan aditif paduan - kromium dan nikel.

Saat mengelas bagian berlapis krom, harus diingat bahwa pada suhu tinggi (lebih dari 500 °C), oksidasi sambungan bagian dapat terjadi.

Untuk menghindarinya, gunakan las atau TIG (TIG). Teknologi ini melibatkan pelaksanaan operasi pengelasan tanpa akses udara langsung ke zona pengelasan. Oleh karena itu, tidak adanya oksigen, yang keberadaannya wajib di udara, menghilangkan prasyarat untuk oksidasi material.

Pembatasan akses udara dilakukan dengan memasukkan argon, gas inert ke dalam zona pengelasan, yang karena lebih berat dari udara, akan menggantikannya. Terkadang metode ini disebut pengelasan baja dengan argon. Faktanya, baja hanya dilas dengan busur, atau menggunakan bahan pengisi.

Pengelasan tig memerlukan peralatan khusus. Pekerjaan dilakukan dengan elektroda tungsten yang tidak dapat dikonsumsi, persyaratannya ditentukan oleh GOST 10052-75.

Masalah kedua adalah ini. Baja tahan karat memiliki koefisien muai panas yang tinggi, dan ketika mengelas baja lembaran, ketika sambungannya panjang dibandingkan dengan dimensi linier bagiannya, lasan dapat menekuk selama proses pendinginan.

Masalahnya diselesaikan dengan mengatur celah di antara lembaran dan menggunakan paku payung untuk memperbaiki bagian-bagian pada posisi yang diinginkan.

Instrumental

Baja perkakas adalah salah satu material yang keras dan tahan mekanis. Ini digunakan untuk membuat peralatan pengerjaan logam dan pertukangan serta bagian peralatan untuk berbagai industri.

Bagian-bagian kerja dari perkakas – bor, pemotong, yang tujuannya untuk mempengaruhi bahan untuk keperluan pengolahannya, tentunya harus lebih kuat dan keras dari bahan yang sedang diolah. Sifat-sifat tersebut dicapai dengan memasukkan sejumlah besar karbon dan aditif paduan - nikel, kromium, molibdenum.

Pengelasan baja perkakas digunakan dalam perbaikan peralatan dan perkakas. Dalam hal ini, tuntutan tinggi ditempatkan pada lapisan las: sambungan harus homogen dengan material lainnya, dan kekuatannya tidak boleh berbeda untuk menghindari konsentrasi tegangan selama operasi.

Untuk memastikan kepatuhan terhadap persyaratan tersebut, perlu menggunakan elektroda khusus. Dalam kebanyakan kasus, ini mungkin UONI-13/NZH/20ZH13.

Saat mengelas baja karbon khusus, yang penggunaannya terfokus secara sempit, elektroda yang dirancang untuk tingkat tertentu digunakan.

Dengan penentuan karakteristik material, jenis pengelasan dan mode yang tepat, bila menggunakan elektroda dengan merek yang sesuai, hasil las akan memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang tinggi.

Tergantung pada komposisi kimianya, baja dapat berupa karbon atau paduan. Baja karbon dibagi menjadi karbon rendah (kandungan karbon hingga 0,25%), karbon sedang (kandungan karbon 0,25 hingga 0,6%) dan karbon tinggi (kandungan karbon 0,6 hingga 2,07o). Baja, yang selain karbon mengandung komponen paduan (kromium, nikel, tungsten, vanadium, dll), disebut paduan. Baja paduan adalah: paduan rendah (kandungan total komponen paduan, kecuali karbon, kurang dari 2,5%); paduan sedang (kandungan total komponen paduan, kecuali karbon, dari 2,5 hingga 10%), paduan tinggi (kandungan total komponen paduan, kecuali karbon, lebih dari 10%).

Berdasarkan struktur mikronya, baja diklasifikasikan menjadi kelas perlit, martensit, austenitik, feritik, dan karbida.

Menurut metode produksinya, baja dapat berupa:

a) mutu biasa (kandungan karbon sampai 0,6%), mendidih, setengah tenang dan tenang. Baja mendidih dihasilkan melalui deoksidasi logam yang tidak sempurna dengan silikon; mengandung silikon hingga 0,05%. Baja yang tenang memiliki struktur padat yang seragam dan mengandung setidaknya 0,12% silikon. Baja semi-tenang menempati posisi perantara antara baja mendidih dan baja tenang dan mengandung 0,05-0,12% silikon;

b) berkualitas tinggi - karbon atau paduan, di mana kandungan belerang dan fosfor tidak boleh melebihi 0,04% dari setiap elemen;

c) berkualitas tinggi - karbon atau paduan, di mana kandungan belerang dan fosfor masing-masing tidak boleh melebihi 0,030 dan 0,035%.Baja tersebut juga memiliki kemurnian yang meningkat untuk inklusi non-logam dan ditandai dengan huruf A, ditempatkan setelah penunjukan merek.

Menurut peruntukannya, baja dapat digunakan untuk konstruksi, teknik (struktural), baja perkakas, dan baja dengan sifat fisik khusus.

Struktur yang terbuat dari baja karbon sedang dapat dilas dengan baik sesuai dengan aturan yang ditetapkan dalam Bab. 13, serta petunjuk tambahan berikut. Pada sambungan butt, corner dan T, saat merakit elemen yang akan disambung, celah yang disediakan oleh GOST harus dijaga di antara tepinya sehingga penyusutan melintang pengelasan terjadi lebih leluasa dan tidak menyebabkan retakan kristalisasi. Selain itu, dimulai dengan baja dengan ketebalan 5 mm atau lebih, ujung-ujungnya dipotong pada sambungan pantat, dan pengelasan dilakukan dalam beberapa lapisan. Arus pengelasan berkurang. Pengelasan dilakukan dengan elektroda dengan diameter tidak lebih dari 4-5 mm menggunakan arus searah dengan polaritas terbalik, yang memastikan lebih sedikit pelelehan tepi logam tidak mulia dan, akibatnya, proporsinya lebih kecil dan kandungan C yang lebih rendah dalam logam las. Elektroda E42A, E46A atau E50A digunakan untuk pengelasan. Batang baja elektroda mengandung sedikit karbon, sehingga bila dilebur dan dicampur dengan sedikit logam dasar karbon sedang, tidak akan ada lebih dari 0,1-0,15% karbon dalam lasan. Dalam hal ini, logam las dipadukan dengan Mn dan Si karena lapisan cairnya sehingga memiliki kekuatan yang sama dengan logam dasar. Pengelasan logam dengan ketebalan lebih dari 15 mm dilakukan dalam bentuk "slide", "cascade" atau "block" untuk pendinginan yang lebih lambat. Pemanasan awal dan pemanasan bersamaan digunakan (pemanasan berkala sebelum pengelasan "kaskade" atau "blok" berikutnya hingga suhu 120-250 ° C). Struktur yang terbuat dari baja grade VSt4ps, VSt4sp dan baja 25 dengan ketebalan tidak lebih dari 15 mm dan tanpa komponen kaku biasanya dilas tanpa pemanasan. Dalam kasus lain, pemanasan awal dan tambahan dan bahkan perlakuan panas berikutnya diperlukan. Busur hanya menyala di lokasi jahitan masa depan. Seharusnya tidak ada kawah yang belum dilas dan transisi tajam dari dasar ke logam yang diendapkan, potongan bawah dan perpotongan lapisan. Dilarang membuat kawah pada logam dasar. Rol anil diterapkan pada lapisan terakhir lapisan multi-lapis.

Pengelasan baja karbon sedang grade VSt5, 30, 35 dan 40, yang mengandung karbon 0,28-0,37% dan 0,27-0,45%, lebih sulit, karena dengan meningkatnya kandungan karbon, kemampuan las baja menurun.

Baja karbon sedang grade VSt5ps dan VSt5sp yang digunakan untuk tulangan beton bertulang dilas menggunakan metode rendaman dan sambungan memanjang konvensional bila disambung ke lapisan luar (16.1). Untuk pengelasan, ujung-ujung batang yang akan disambung harus disiapkan: untuk pengelasan pada posisi bawah, dipotong dengan pemotong atau gergaji, dan untuk pengelasan vertikal, dipotong. Selain itu, harus dibersihkan pada sambungan dengan panjang melebihi lasan atau sambungan sebesar 10-15 mm. Pengelasan dilakukan dengan elektroda E42A, E46A dan E50A untuk jahitan manik yang diperpanjang. Pada suhu udara hingga minus 30 °C, arus pengelasan perlu ditingkatkan sebesar 1% untuk setiap penurunan suhu 3 °C dari 0 °C. Selain itu, Anda harus menggunakan pemanasan awal pada batang yang disambung hingga 200--250 °C untuk panjang 90--150 mm dari sambungan dan mengurangi laju pendinginan setelah pengelasan dengan membungkus sambungan dengan asbes, dan dalam kasus bak mandi. pengelasan, jangan lepaskan elemen pembentuk sampai sambungan mendingin hingga 100 °C atau lebih rendah.

Pada suhu lingkungan yang lebih rendah (dari -30 hingga -50°C), Anda harus dipandu oleh teknologi pengelasan yang dikembangkan secara khusus, yang menyediakan pemanasan awal dan simultan serta perlakuan panas selanjutnya pada sambungan tulangan atau pengelasan di rumah kaca khusus.

Pengelasan struktur lain yang terbuat dari baja karbon sedang grade VSt5, 30, 35 dan 40 harus dilakukan sesuai dengan instruksi tambahan yang sama. Sambungan rel kereta api biasanya dilas menggunakan pengelasan bak dengan pemanasan awal dan pendinginan lambat berikutnya, mirip dengan sambungan tulangan. Saat mengelas struktur lain yang terbuat dari baja ini, pemanasan awal dan tambahan, serta perlakuan panas selanjutnya, harus digunakan.

Pengelasan baja karbon tinggi grade VStb, 45, 50 dan 60 dan baja karbon tuang dengan kandungan karbon hingga 0,7% bahkan lebih sulit. Baja ini terutama digunakan dalam pengecoran dan pembuatan perkakas. Pengelasannya hanya dimungkinkan dengan pemanasan awal dan bersamaan hingga suhu 350-400 ° C dan perlakuan panas selanjutnya dalam tungku pemanas. Saat mengelas, aturan yang ditentukan untuk baja karbon sedang harus dipatuhi. Hasil yang baik dicapai saat mengelas dengan manik-manik sempit dan di daerah kecil dengan pendinginan setiap lapisan. Setelah pengelasan selesai, diperlukan perlakuan panas.

Baja struktural karbon termasuk baja yang mengandung 0,1 - 0,7% karbon, yang merupakan unsur paduan utama pada baja golongan ini dan menentukan sifat mekaniknya. Peningkatan kandungan karbon mempersulit teknologi pengelasan dan memperoleh sambungan las berkualitas tinggi. Dalam produksi pengelasan, tergantung pada kandungan karbonnya, baja struktural karbon secara kondisional dibagi menjadi tiga kelompok: karbon rendah, sedang, dan tinggi. Teknologi pengelasan baja kelompok ini berbeda.

Sebagian besar struktur yang dilas saat ini terbuat dari baja karbon rendah yang mengandung karbon hingga 0,25%. Baja karbon rendah adalah logam yang dapat dilas dengan baik dengan hampir semua jenis dan metode pengelasan fusi.

Teknologi pengelasan untuk baja ini dipilih dari kondisi kepatuhan terhadap serangkaian persyaratan, memastikan, pertama-tama, kekuatan yang sama dari sambungan las dengan logam tidak mulia dan tidak adanya cacat pada sambungan las. Sambungan las harus tahan terhadap transisi ke keadaan getas, dan deformasi struktur harus berada dalam batas yang tidak mempengaruhi kinerjanya.Logam las saat mengelas baja karbon rendah komposisinya sedikit berbeda dari logam dasar - karbon kandungannya menurun dan kandungan mangan dan silikonnya meningkat. Namun, memastikan kekuatan yang sama selama pengelasan busur tidak menimbulkan kesulitan. Hal ini dicapai dengan meningkatkan laju pendinginan dan paduan dengan mangan dan silikon melalui bahan las. Pengaruh laju pendinginan dimanifestasikan secara signifikan saat mengelas lapisan satu lapis, serta pada lapisan terakhir lapisan multi-lapis. Sifat mekanik logam di zona yang terkena panas mengalami beberapa perubahan dibandingkan dengan sifat logam dasar - untuk semua jenis pengelasan busur, ini adalah sedikit penguatan logam di zona panas berlebih. Saat mengelas baja rendah karbon yang menua (misalnya, mendidih dan semi-tenang) di area rekristalisasi zona yang terkena panas, penurunan ketangguhan benturan logam mungkin terjadi. Logam di zona yang terkena panas menjadi lebih rapuh selama pengelasan multilapis dibandingkan dengan pengelasan satu lapis. Struktur las yang terbuat dari baja ringan terkadang mengalami perlakuan panas. Namun, untuk struktur dengan las fillet satu lapis dan las multilapis yang diterapkan secara intermiten, semua jenis perlakuan panas, kecuali pengerasan, menyebabkan penurunan kekuatan dan peningkatan keuletan logam las. Jahitan yang dibuat dengan semua jenis dan metode pengelasan fusi memiliki ketahanan yang cukup memuaskan terhadap pembentukan retakan kristalisasi karena kandungan karbon yang rendah. Namun, ketika mengelas baja dengan kandungan karbon batas atas, retakan kristalisasi dapat muncul, terutama pada las fillet, lapisan pertama las butt multi-lapis, las satu sisi dengan penetrasi tepi penuh, dan lapisan pertama las butt yang dilas dengan kesenjangan wajib.

Pengelasan manual dengan elektroda berlapis telah tersebar luas dalam pembuatan struktur baja rendah karbon. Tergantung pada persyaratan struktur yang dilas dan karakteristik kekuatan baja yang dilas, jenis elektroda dipilih. Dalam beberapa tahun terakhir, elektroda tipe E46T dengan lapisan rutil telah banyak digunakan. Untuk struktur yang sangat kritis, elektroda dengan lapisan kalsium fluorida dan kalsium fluorin-rutil tipe E42A digunakan, yang memberikan peningkatan ketahanan logam las terhadap retakan kristalisasi dan sifat plastik yang lebih tinggi. Elektroda berkinerja tinggi dengan lapisan serbuk besi dan elektroda untuk pengelasan penetrasi dalam juga digunakan. Jenis dan polaritas arus dipilih tergantung pada karakteristik lapisan elektroda.

Meskipun baja karbon rendah memiliki kemampuan las yang baik, terkadang tindakan teknologi khusus harus diambil untuk mencegah pembentukan struktur pengerasan di zona yang terkena dampak panas. Oleh karena itu, saat mengelas lapisan pertama las multilayer dan las fillet pada logam tebal, disarankan untuk memanaskannya terlebih dahulu hingga 120-150°C, yang menjamin ketahanan logam terhadap munculnya retakan kristalisasi. Untuk mengurangi laju pendinginan, sebelum memperbaiki area yang rusak, perlu dilakukan pemanasan lokal hingga 150°C, yang akan mencegah penurunan sifat plastis logam yang diendapkan.

Baja karbon rendah dapat dilas dengan gas tanpa banyak kesulitan menggunakan nyala api normal dan, biasanya, tanpa fluks. Kekuatan nyala api dengan metode kiri dipilih berdasarkan konsumsi 100--130 dm3/jam asetilena per 1 mm ketebalan logam, dan dengan metode kanan - 120--150 dm3/jam. Tukang las berkualifikasi tinggi bekerja dengan nyala api berkekuatan tinggi - 150-200 dm 3 / jam asetilena, menggunakan kawat pengisi dengan diameter lebih besar daripada pengelasan konvensional. Untuk mendapatkan sambungan dengan kekuatan yang sama dengan logam dasar saat mengelas struktur kritis, kawat las silikon-mangan harus digunakan. Ujung kawat harus dicelupkan ke dalam bak logam cair. Selama proses pengelasan, nyala api las tidak boleh dialihkan dari genangan logam cair, karena dapat menyebabkan oksidasi logam las dengan oksigen. Untuk memadatkan dan meningkatkan keuletan logam yang diendapkan, dilakukan penempaan dan perlakuan panas selanjutnya.

Perbedaan antara baja karbon sedang dan baja karbon rendah terutama terletak pada perbedaan kandungan karbon. Baja karbon sedang mengandung 0,26 - 0,45% karbon. Peningkatan kandungan karbon menciptakan kesulitan tambahan saat mengelas struktur yang terbuat dari baja ini. Ini termasuk resistensi yang rendah terhadap retakan kristalisasi, kemungkinan pembentukan struktur pengerasan plastisitas rendah dan retakan di zona yang terkena panas, dan kesulitan untuk memastikan kekuatan yang sama antara logam las dengan logam dasar. Peningkatan ketahanan logam las terhadap retakan kristalisasi dicapai dengan mengurangi jumlah karbon pada logam las dengan menggunakan batang elektroda dan kawat pengisi dengan kandungan karbon yang dikurangi, serta mengurangi proporsi logam dasar pada logam las. yang dicapai dengan pengelasan dengan persiapan tepi dalam mode yang memastikan penetrasi minimal logam dasar dan nilai maksimum koefisien bentuk las. Hal ini juga difasilitasi oleh elektroda dengan tingkat deposisi yang tinggi. Untuk mengatasi kesulitan yang timbul saat mengelas produk yang terbuat dari baja karbon sedang, dilakukan pemanasan awal dan bersamaan, modifikasi logam las dan pengelasan busur ganda pada kolam terpisah. Pengelasan manual baja karbon sedang dilakukan dengan elektroda berlapis kalsium fluorida dengan kadar UONI-13/55 dan UONI-13/45, yang memberikan kekuatan yang cukup dan ketahanan tinggi logam las terhadap pembentukan retakan kristalisasi. Jika persyaratan keuletan yang tinggi dikenakan pada sambungan las, sambungan las harus diberi perlakuan panas berikutnya. Saat mengelas, penggunaan manik-manik lebar harus dihindari, pengelasan dilakukan dengan busur pendek dan manik-manik kecil. Gerakan melintang elektroda harus diganti dengan gerakan memanjang, kawah harus dilas atau ditempatkan pada pelat teknologi, karena retakan dapat terbentuk di dalamnya.

Pengelasan gas baja karbon sedang dilakukan dengan menggunakan nyala api normal atau sedikit karburasi dengan kekuatan asetilena 75-100 dm3/jam per 1 mm ketebalan logam hanya dengan cara kiri, yang mengurangi panas berlebih pada logam. Untuk produk dengan ketebalan lebih dari 3 mm, disarankan pemanasan umum hingga 250-350°C atau pemanasan lokal hingga 600-650°C. Untuk baja dengan kandungan karbon pada batas atas, disarankan menggunakan fluks khusus. Untuk meningkatkan sifat-sifat logam, penempaan dan perlakuan panas digunakan.

Baja karbon tinggi termasuk baja dengan kandungan karbon pada kisaran 0,46-0,75%. Baja ini umumnya tidak cocok untuk pembuatan struktur yang dilas. Namun, kebutuhan akan pengelasan muncul selama pekerjaan perbaikan. Pengelasan dilakukan dengan pemanasan awal, dan terkadang disertai pemanasan dan perlakuan panas selanjutnya. Pada suhu di bawah 5°C dan dalam angin, pengelasan tidak dapat dilakukan. Metode teknologi lainnya sama dengan pengelasan baja karbon sedang. Pengelasan gas baja karbon tinggi dilakukan dengan nyala api normal atau sedikit karburasi dengan kekuatan asetilena 75 - 90 dm3/jam per 1 mm ketebalan logam, dipanaskan hingga 250 - 300 ° C. Metode pengelasan sisi kiri digunakan, yang memungkinkan untuk mengurangi waktu panas berlebih dan waktu logam dari kolam las tetap dalam keadaan cair. Fluks dengan komposisi yang sama seperti pada baja karbon sedang digunakan. Setelah pengelasan, jahitan ditempa, diikuti dengan normalisasi atau temper.

Dalam beberapa tahun terakhir, baja karbon yang diperkuat panas telah ditemukan penerapannya. Baja berkekuatan tinggi dapat mengurangi ketebalan produk. Mode dan teknik pengelasan untuk baja yang diperkuat panas sama dengan baja karbon konvensional dengan komposisi yang sama. Bahan las dipilih dengan mempertimbangkan kekuatan logam las yang sama dengan logam dasar. Kesulitan utama dalam pengelasan adalah pelunakan area zona yang terkena panas yang dipanaskan hingga 400 - 700 °C. Oleh karena itu, untuk baja yang diperkuat panas, mode pengelasan berdaya rendah direkomendasikan, serta metode pengelasan dengan pembuangan panas minimal ke logam dasar.

Baja dengan lapisan pelindung juga digunakan. Baja galvanis paling banyak digunakan dalam pembuatan berbagai desain pipa sanitasi. Saat mengelas baja galvanis, jika seng masuk ke dalam kolam las, tercipta kondisi munculnya pori-pori dan retakan. Oleh karena itu, lapisan seng harus dihilangkan dari tepi yang akan dilas. Mengingat sisa seng di bagian tepinya, tindakan tambahan harus diambil untuk mencegah pembentukan cacat: dibandingkan dengan pengelasan baja konvensional, celahnya ditingkatkan 1,5 kali lipat, dan kecepatan pengelasan dikurangi 10 g-20%, maka elektroda digerakkan sepanjang jahitan dengan getaran memanjang. Saat mengelas baja galvanis secara manual, hasil terbaik diperoleh saat bekerja dengan elektroda berlapis rutil, yang memastikan kandungan silikon minimum dalam logam las. Tapi elektroda lain juga bisa digunakan. Karena asap seng sangat beracun, pengelasan baja galvanis dapat dilakukan dengan adanya ventilasi lokal yang kuat. Setelah menyelesaikan pekerjaan pengelasan, perlu untuk menerapkan lapisan pelindung pada permukaan jahitan dan mengembalikannya di area zona yang terkena dampak panas.

Baja karbon adalah paduan besi dan karbon dengan sejumlah kecil silikon, mangan, fosfor, dan belerang. Pada baja karbon, tidak seperti baja tahan karat, tidak terdapat unsur paduan (molibdenum, kromium, mangan, nikel, tungsten).Sifat baja karbon sangat bervariasi tergantung pada sedikit perubahan kandungan karbon. Dengan meningkatnya kandungan karbon, kekerasan dan kekuatan baja meningkat, sedangkan ketangguhan dan keuletan menurun. Dengan kandungan karbon lebih dari 2,14%, paduan tersebut disebut besi tuang.

Klasifikasi baja karbon

rendah karbon (dengan kandungan karbon hingga 0,25%)
karbon sedang (dengan kandungan karbon 0,25 - 0,6%)
karbon tinggi (dengan kandungan karbon 0,6 - 2,0%)

Baja diklasifikasikan menurut metode produksinya:

1. Kualitas biasa (karbon hingga 0,6%) mendidih, setengah tenang, tenang

Ada 3 kelompok baja kualitas biasa:

Grup A. Disediakan berdasarkan sifat mekanik tanpa pengaturan komposisi baja. Baja ini biasanya digunakan dalam produk tanpa perlakuan tekanan dan pengelasan selanjutnya. Semakin besar angka bersyarat maka semakin tinggi kekuatannya dan semakin rendah keuletan baja tersebut.
Golongan B. Hadir dengan jaminan komposisi kimianya. Semakin tinggi nomor referensinya, semakin tinggi pula kandungan karbonnya. Selanjutnya dapat diproses dengan cara ditempa, dicap, atau terkena suhu tanpa mempertahankan struktur awal dan sifat mekanik.
Grup B. Dapat dilas. Dilengkapi dengan jaminan komposisi dan sifat. Baja golongan ini mempunyai sifat mekanik sesuai dengan angka pada golongan A, dan komposisi kimianya sesuai dengan angka pada golongan B, dengan koreksi sesuai dengan metode deoksidasi.

2. Berkualitas tinggi dengan kandungan sulfur hingga 0,030% dan fosfor hingga 0,035%. Baja memiliki kemurnian yang meningkat dan diberi tanda dengan huruf A setelah kelas baja

Menurut peruntukannya, baja dapat berupa:

konstruksi
teknik mesin (struktural)
instrumental
baja dengan sifat fisik khusus

Baja seperti itu dapat dilas dengan baik. Untuk memilih elektroda yang tepat dari jenis dan merek yang diinginkan, persyaratan berikut harus dipertimbangkan:

Sambungan las yang sama kuatnya ke logam dasar
Pengelasan bebas cacat
Komposisi kimia logam las yang optimal
Stabilitas sambungan las terhadap beban getaran dan kejut, suhu tinggi dan rendah

Untuk pengelasan baja karbon rendah digunakan elektroda merk OMM-5, SM - 5, TsM - 7, KPZ-32R, OMA - 2, UONI - 13/45, SM - 11

Pengelasan baja karbon

Karbon meningkatkan kemampuan baja untuk mengeras. Baja dengan kandungan karbon (0,25–0,55%) mengalami pendinginan dan temper, yang secara signifikan meningkatkan kekerasan dan ketahanan ausnya. Kualitas baja ini digunakan dalam produksi bagian mekanisme, poros gandar, roda gigi, rumahan, sproket, dan bagian lain yang memerlukan peningkatan ketahanan aus. Seringkali, pengelasan menjadi satu-satunya teknologi untuk pembuatan dan perbaikan suku cadang mesin, rangka peralatan produksi, dll.

Masalah pengelasan baja karbon dan metode penyelesaiannya

Namun, pengelasan baja karbon sulit dilakukan karena alasan berikut: karbon yang terkandung dalam baja tersebut berkontribusi pada pembentukan retakan panas kristalisasi dan formasi pengerasan plastisitas rendah serta retakan di zona yang terkena panas selama pengelasan. Sifat logam lapisan itu sendiri berbeda dari logam dasar, dan karbon mengurangi ketahanan lapisan terhadap retak, meningkatkan efek negatif belerang dan fosfor.

Kandungan karbon kritis dalam lasan bergantung pada:

desain satuan
bentuk jahitan
kandungan berbagai elemen dalam jahitan
memanaskan terlebih dahulu area jahitan

Oleh karena itu, metode untuk meningkatkan ketahanan terhadap pembentukan retakan panas ditujukan untuk:

Membatasi elemen yang mendorong terjadinya cracking
Pengurangan tegangan tarik pada lapisan
Pembentukan bentuk las yang optimal dengan komposisi kimia paling homogen

Selain itu, peningkatan kandungan karbon berkontribusi pada pembentukan struktur dengan plastisitas rendah, yang, di bawah pengaruh berbagai tekanan, rentan terhadap pembentukan retakan dingin dan kehancuran. Untuk mencegah hal ini, digunakan metode untuk menghilangkan faktor-faktor yang berkontribusi terhadap terjadinya kondisi tersebut.

Persyaratan teknologi pengelasan baja karbon

Saat membuat sambungan las pada baja dengan kandungan karbon tinggi, kondisi berikut harus diperhatikan untuk menjamin ketahanan lasan terhadap retak:

Gunakan elektroda las dan kawat dengan kandungan karbon rendah
Gunakan mode pengelasan dan langkah-langkah teknologi yang membatasi aliran karbon dari logam dasar ke dalam lasan (tepian, peningkatan overhang, penggunaan kawat pengisi, dll.)
Perkenalkan elemen yang mendorong pembentukan formasi sulfida tahan api atau bulat (mangan, kalsium, dll.) di dalam lasan.
Gunakan urutan jahitan tertentu, kurangi kekakuan simpul. Gunakan mode dan metode lain untuk mengurangi tekanan pada lapisan las
Pilih bentuk las yang diinginkan dan kurangi heterogenitas kimianya
Minimalkan kandungan hidrogen yang dapat terdifusi (gunakan elektroda hidrogen rendah, pengeringan gas pelindung, pembersihan tepi dan kabel, kalsinasi elektroda, kabel, fluks)
Pastikan lapisan las didinginkan secara perlahan (gunakan pengelasan multi-layer, double-arc atau multi-arc, permukaan manik anil, gunakan campuran eksotermik, dll.)

Fitur teknologi pengelasan baja karbon

Beberapa fitur persiapan dan pengelasan bagian baja karbon:

Pada saat mengelas baja karbon, logam dasar dibersihkan dari karat, kotoran, kerak, minyak dan kontaminan lainnya yang merupakan sumber hidrogen dan dapat membentuk pori-pori dan retakan pada lasan. Tepi dan area logam yang berdekatan dengan lebar hingga 10 mm dibersihkan. Hal ini memastikan kelancaran transisi ke logam dasar struktur dan kekuatan las di bawah berbagai beban.

Merakit bagian-bagian untuk pengelasan. Pemotongan tepi

Saat merakit komponen untuk pengelasan, celah harus dijaga, tergantung pada ketebalan komponen. Lebar celahnya 1-2 mm lebih besar dibandingkan saat merakit elemen baja yang dilas dengan baik. Pemotongan tepi harus dilakukan dengan ketebalan logam 4 mm atau lebih, yang membantu mengurangi perpindahan karbon ke dalam lapisan. Karena ada kecenderungan yang tinggi untuk mengeras, paku payung berpenampang kecil harus ditinggalkan atau pemanasan awal lokal harus digunakan sebelum paku payung.

Mode pengelasan harus memberikan penetrasi paling sedikit pada logam dasar dan kecepatan pendinginan optimal. Pemilihan mode pengelasan yang tepat dapat dipastikan dengan hasil pengukuran kekerasan logam las. Dalam mode optimal, tidak boleh melebihi 350 HV.
Komponen penting dilas dalam dua lintasan atau lebih. Pengelasan ke logam dasar harus memiliki pendekatan yang mulus. Pecahnya busur yang sering terjadi, kawah pada logam dasar dan luka bakar tidak diperbolehkan.
Struktur penting yang terbuat dari baja karbon, serta unit dengan kontur kaku, dll. dilas dengan pemanasan awal. Pemanasan dilakukan pada kisaran suhu 100–400 °C, dan semakin tinggi suhu pemanasan, semakin tinggi kandungan karbon dan ketebalan bagian yang dilas.
Pendinginan sambungan las setelah pengelasan baja karbon selesai harus lambat. Untuk tujuan ini, unit yang dilas ditutupi dengan bahan insulasi panas khusus, dipindahkan ke termostat khusus, atau digunakan setelah pemanasan pengelasan.

Bahan habis pakai las untuk mengelas baja karbon

Untuk baja las dengan kandungan karbon hingga 0,4%, dapat digunakan elektroda las yang sesuai untuk mengelas baja paduan rendah dengan sedikit batasan. Untuk pengelasan manual, elektroda dengan tipe lapisan dasar digunakan, yang memastikan kandungan hidrogen minimum dalam lasan yang dilas. Elektroda merek UONI-13/45, UONI-13/55, dll digunakan.
Pengelasan mekanis baja karbon dalam gas pelindung melibatkan penggunaan kawat kelas Sv-08G2S, Sv-09G2STs atau sejenisnya, serta campuran gas karbon dioksida dan oksigen (dengan kandungan terakhir hingga 30%) atau karbon dioksida. Diperbolehkan menggunakan campuran gas argon pengoksidasi (70-75% Ar+20-25% CO2+5% O2). Ketebalan kawat paling optimal adalah 1,2 mm.
Jika baja karbon telah mengalami perlakuan panas atau paduan, maka kawat elektroda Sv-08G2S tidak akan memberikan sifat mekanik yang diperlukan. Dalam kasus ini, kabel paduan kompleks merek Sv-08GSMT, Sv-08KhGSMA, Sv-08Kh3G2SM, dll. digunakan untuk pengelasan.
Pengelasan busur terendam otomatis dari baja karbon dilakukan menggunakan kabel Sv-08A, Sv-08AA, Sv-08GA bila digunakan bersama dengan fluks AN-348A, OSTS-45. Disarankan untuk menggunakan fluks AN-43 dan AN-47, yang memiliki sifat teknologi yang baik dan ketahanan terhadap retak.
Bahan las (kawat, elektroda) harus memenuhi persyaratan standar dan spesifikasi teknis. Elektroda dengan cacat lapisan yang signifikan tidak boleh digunakan. Kawat harus bebas dari kotoran dan karat, fluks dan elektroda harus dikalsinasi sebelum digunakan pada suhu yang direkomendasikan dalam dokumentasi teknis yang menyertainya. Hanya karbon dioksida pengelasan yang boleh digunakan untuk pengelasan. Karbon dioksida tingkat makanan hanya dapat digunakan setelah pengeringan tambahan.

Artikel serupa

barangvarka.ru

Pengelasan baja rendah karbon – Osvarke.Net

Baja karbon rendah adalah baja dengan kandungan karbon rendah hingga 0,25%. Baja paduan rendah adalah baja yang mengandung unsur paduan hingga 4%, tidak termasuk karbon.

Kemampuan las yang baik dari baja struktural rendah karbon dan paduan rendah adalah alasan utama penggunaannya secara luas dalam produksi struktur yang dilas.

Komposisi kimia dan sifat baja

Pada baja struktural karbon, karbon merupakan unsur paduan utama. Sifat mekanik baja bergantung pada jumlah elemen ini. Baja karbon rendah dibagi menjadi baja dengan kualitas biasa dan baja berkualitas tinggi.

Baja kualitas biasa

Tergantung pada tingkat deoksidasi, baja kualitas biasa dibagi menjadi:

mendidih - kp;
setengah tenang - ps;
tenang - sp.

Baja mendidih

Baja golongan ini mengandung tidak lebih dari 0,07% silikon (Si). Baja diproduksi melalui deoksidasi tidak sempurna baja dengan mangan. Ciri khas baja rebus adalah distribusi sulfur dan fosfor yang tidak merata di seluruh ketebalan produk canai. Jika suatu area dengan akumulasi belerang memasuki zona pengelasan, dapat menyebabkan munculnya retakan kristalisasi pada lasan dan zona yang terkena panas. Bila terkena suhu rendah, baja tersebut bisa menjadi rapuh. Karena mengalami pengelasan, baja tersebut dapat menua di zona yang terkena dampak panas.

Baja yang tenang

Baja ringan mengandung sedikitnya 0,12% silikon (Si). Baja tenang diperoleh dengan mendeoksidasi baja dengan mangan, silikon, dan aluminium. Mereka dibedakan oleh distribusi belerang dan fosfor yang lebih seragam di dalamnya. Baja yang tenang bereaksi lebih sedikit terhadap panas dan tidak mudah menua.

Baja semi-tenang

Baja semi senyap mempunyai karakteristik rata-rata antara baja tenang dan baja mendidih.

Baja karbon dengan kualitas biasa diproduksi dalam tiga kelompok. Baja Grup A tidak digunakan untuk pengelasan; mereka disuplai sesuai dengan sifat mekaniknya. Huruf “A” tidak digunakan untuk sebutan baja, misalnya “St2”.

Baja golongan B dan C disuplai sesuai dengan sifat kimianya, kimia dan mekaniknya. Huruf golongan diletakkan di awal peruntukan baja, misalnya BSt2, VSt3.

Baja semi-tenang grade 3 dan 5 dapat disuplai dengan kandungan mangan yang lebih tinggi. Pada baja tersebut, huruf G ditempatkan setelah penandaan kadar (misalnya, BSt3Gps).

Untuk pembuatan struktur kritis sebaiknya digunakan baja biasa golongan B. Pembuatan struktur las dari baja karbon rendah kualitas biasa tidak memerlukan penggunaan perlakuan panas.

Baja berkualitas

Baja berkualitas rendah karbon disuplai dengan kandungan mangan normal (grade 10, 15 dan 20) dan meningkat (grade 15G dan 20G). Baja berkualitas tinggi mengandung lebih sedikit sulfur. Untuk pembuatan struktur pengelasan dari baja kelompok ini, baja canai panas digunakan, lebih jarang baja yang diberi perlakuan panas. Untuk meningkatkan kekuatan struktur, pengelasan baja tersebut dapat dilakukan dengan perlakuan panas selanjutnya.

Baja paduan rendah

Jika unsur kimia khusus dimasukkan ke dalam baja karbon yang awalnya tidak ada di dalamnya, maka baja tersebut disebut baja paduan. Mangan dan silikon dianggap komponen paduan jika kandungannya masing-masing melebihi 0,7% dan 0,4%. Oleh karena itu, baja VSt3Gps, VSt5Gps, 15G dan 20G dianggap sebagai baja struktural rendah karbon dan paduan rendah.

Unsur paduan mampu membentuk senyawa dengan besi, karbon dan unsur lainnya. Hal ini membantu meningkatkan sifat mekanik baja dan mengurangi batas kerapuhan dingin. Hasilnya, berat struktur dapat dikurangi.

Paduan logam dengan mangan meningkatkan kekuatan benturan dan ketahanan terhadap kerapuhan dingin. Sambungan las yang terbuat dari baja mangan memiliki ciri kekuatan yang lebih tinggi di bawah beban tumbukan bolak-balik. Ketahanan baja terhadap korosi atmosferik dan laut dapat ditingkatkan dengan paduan dengan tembaga (0,3-0,4%). Sebagian besar baja paduan rendah untuk produksi struktur pengelasan digunakan dalam keadaan canai panas. Sifat mekanik baja paduan dapat ditingkatkan dengan perlakuan panas, oleh karena itu beberapa jenis baja untuk struktur yang dilas digunakan setelah perlakuan panas.

Kemampuan las baja karbon rendah dan baja paduan rendah

Baja struktural rendah karbon dan paduan rendah memiliki kemampuan las yang baik. Teknologi pengelasannya harus memastikan sifat mekanik yang sama antara las dan logam dasar (tidak lebih rendah dari batas bawah sifat logam dasar). Dalam beberapa kasus, karena kondisi pengoperasian struktur, diperbolehkan untuk mengurangi beberapa sifat mekanik lapisan. Jahitan harus bebas dari retakan, kurangnya penetrasi, pori-pori, potongan bawah dan cacat lainnya. Bentuk dan dimensi geometris jahitan harus sesuai dengan yang disyaratkan. Sambungan las mungkin terkena Persyaratan tambahan, yang terkait dengan kondisi pengoperasian struktur. Tanpa kecuali, semua pengelasan harus tahan lama dan andal, serta teknologinya harus menjamin produktivitas dan keekonomian proses.

Sifat mekanik suatu sambungan las dipengaruhi oleh strukturnya. Struktur logam selama pengelasan tergantung pada komposisi kimia bahan, kondisi pengelasan dan perlakuan panas.

Persiapan dan perakitan bagian-bagian untuk pengelasan

Persiapan dan perakitan pengelasan dilakukan tergantung pada jenis sambungan las, metode pengelasan dan ketebalan logam. Untuk menjaga jarak antara tepi dan posisi komponen yang benar, digunakan perlengkapan perakitan yang dibuat khusus atau perlengkapan universal (cocok untuk banyak komponen sederhana). Perakitan dapat dilakukan dengan menggunakan paku payung, yang ukurannya bergantung pada ketebalan logam yang dilas. Panjang paku payung bisa 20-120 mm, dan jarak antara keduanya 500-800 mm. Penampang paku payung kira-kira sama dengan sepertiga jahitan, tetapi tidak lebih dari 25-30 mm2. Pengelasan paku dapat dilakukan dengan pengelasan busur manual atau pengelasan berpelindung gas mekanis. Sebelum melanjutkan pengelasan struktur, paku payung dibersihkan, diperiksa, dan jika ada cacat, paku payung dipotong atau dihilangkan dengan metode lain. Selama pengelasan, paku payung dicairkan kembali sepenuhnya karena kemungkinan terjadinya retakan di dalamnya akibat pembuangan panas yang cepat. Sebelum pengelasan electroslag, bagian-bagian tersebut ditempatkan dengan celah yang secara bertahap meningkat menjelang akhir pengelasan. Memperbaiki bagian-bagian untuk mempertahankan posisi relatifnya dilakukan dengan menggunakan staples. Staples harus berada pada jarak 500-1000 mm. Mereka harus dilepas saat jahitan dipasang.

Untuk metode pengelasan otomatis, palang masuk dan keluar harus dipasang. Dengan pengelasan otomatis, sulit untuk memastikan penetrasi akar las berkualitas tinggi dan mencegah luka bakar logam. Untuk tujuan ini, lapisan dan bantalan fluks yang tersisa dan dapat dilepas digunakan. Anda juga dapat mengelas akar jahitan menggunakan pengelasan busur manual atau pengelasan semi-otomatis pada gas pelindung, dan sisa jahitan dilakukan dengan metode otomatis.

Pengelasan dengan metode manual dan mekanis dilakukan dengan beban.

Tepi bagian pengelasan dibersihkan secara menyeluruh dari terak, karat, minyak dan kontaminan lainnya untuk mencegah pembentukan cacat. Struktur kritis dilas terutama pada kedua sisi. Metode pengisian tepi alur saat mengelas struktur berdinding tebal tergantung pada ketebalannya dan perlakuan panas logam sebelum pengelasan. Kurangnya penetrasi, retakan, pori-pori dan cacat lain yang diidentifikasi setelah pengelasan dihilangkan dengan alat mekanis, pemotongan busur udara atau plasma, dan kemudian dilas kembali. Saat mengelas baja karbon rendah, sifat dan komposisi kimia sambungan las sangat bergantung pada bahan yang digunakan dan mode pengelasan.

Pengelasan busur manual pada baja karbon rendah

Untuk mendapatkan sambungan berkualitas tinggi menggunakan pengelasan busur manual, perlu memilih elektroda las yang tepat, mengatur mode dan menerapkan teknik pengelasan yang benar. Kerugian dari pengelasan manual adalah ketergantungan yang tinggi pada pengalaman dan kualifikasi tukang las, meskipun baja tersebut memiliki kemampuan las yang baik.

Elektroda las harus dipilih berdasarkan jenis baja yang dilas dan tujuan strukturnya. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan katalog elektroda, yang menyimpan data paspor berbagai merek elektroda.

Saat memilih elektroda, Anda harus memperhatikan kondisi yang disarankan untuk jenis dan polaritas arus, posisi spasial, kekuatan arus, dll. Paspor untuk elektroda dapat menunjukkan komposisi khas logam yang diendapkan dan sifat mekanik dari elektroda. koneksi yang dibuat oleh elektroda ini.

Dalam kebanyakan kasus, pengelasan baja karbon rendah dilakukan tanpa tindakan yang bertujuan mencegah pembentukan struktur pengerasan. Namun tetap saja, saat mengelas lasan fillet berdinding tebal dan lapisan pertama las multilayer, pemanasan awal bagian hingga suhu 150-200 ° C digunakan untuk mencegah pembentukan retakan.

Saat mengelas baja yang tidak diperkuat panas, efek yang baik dicapai dengan menggunakan metode pengelasan kaskade dan geser, yang tidak memungkinkan logam las menjadi dingin dengan cepat. Pemanasan awal hingga 150-200° C memberikan efek yang sama.

Untuk pengelasan baja yang diperkuat panas, disarankan untuk membuat jahitan panjang di sepanjang jahitan sebelumnya yang telah didinginkan untuk menghindari pelunakan pada area yang terkena panas. Anda juga harus memilih mode dengan masukan panas rendah. Koreksi cacat selama pengelasan multilayer harus dilakukan dengan jahitan berpenampang besar, panjang minimal 100 mm, atau baja harus dipanaskan terlebih dahulu hingga 150-200 ° C.

Pengelasan busur terlindung gas pada baja karbon rendah

Pengelasan baja rendah karbon dan baja paduan rendah dilakukan dengan menggunakan karbon dioksida atau campurannya sebagai gas pelindung. Anda bisa menggunakan campuran karbon dioksida + argon atau oksigen hingga 30%. Untuk struktur kritis, pengelasan dapat dilakukan dengan menggunakan argon atau helium.

Dalam beberapa kasus, pengelasan elektroda karbon dan grafit digunakan untuk mengelas sambungan terpasang dengan ketebalan 0,2-2,0 mm (misalnya, rumah kapasitor, tabung, dll.). Karena pengelasan dilakukan tanpa menggunakan batang pengisi, kandungan mangan dan silikon dalam lasan rendah, sehingga mengakibatkan hilangnya kekuatan sambungan 30-50% lebih rendah dibandingkan logam dasar.

Pengelasan karbon dioksida dilakukan dengan menggunakan kawat las. Untuk pengelasan otomatis dan semi-otomatis di berbagai posisi spasial, digunakan kawat dengan diameter hingga 1,2 mm. Untuk posisi bawah gunakan kawat berukuran 1,2-3,0 mm.

Seperti terlihat dari tabel, kawat Sv-08G2S dapat digunakan untuk mengelas semua baja.

Pengelasan busur terendam pada baja karbon rendah

Sambungan las berkualitas tinggi dengan kekuatan jahitan dan logam dasar yang sama dicapai melalui pemilihan fluks, kabel, mode dan teknik pengelasan yang tepat. Disarankan untuk melakukan pengelasan busur terendam otomatis pada baja karbon rendah dengan kawat dengan diameter 3 hingga 5 mm, pengelasan busur terendam semi-otomatis dengan diameter 1,2-2 mm. Untuk pengelasan baja karbon rendah, fluks AN-348-A dan OSTS-45 digunakan. Kawat las rendah karbon grade Sv-08 dan Sv-08A, dan untuk struktur kritis dapat menggunakan kawat Sv-08GA. Kumpulan bahan habis pakai pengelasan ini memungkinkan untuk memperoleh las dengan sifat mekanik yang sama atau melebihi sifat mekanik logam tidak mulia.

Untuk pengelasan baja paduan rendah disarankan menggunakan kawat las Sv-08GA, Sv-10GA, Sv-10G2 dan lain-lain yang mengandung mangan. Fluks sama dengan baja karbon rendah. Bahan-bahan tersebut memungkinkan untuk memperoleh sifat mekanik yang diperlukan dan ketahanan logam terhadap pembentukan pori-pori dan retakan. Saat pengelasan tanpa bevel, peningkatan proporsi logam dasar pada logam las dapat meningkatkan kandungan karbon. Hal ini meningkatkan sifat kekuatan, tetapi mengurangi sifat plastis sambungan.

Mode pengelasan untuk baja karbon rendah dan baja paduan rendah sedikit berbeda dan bergantung pada teknik pengelasan, jenis sambungan dan jahitan. Saat mengelas las fillet satu lapis, las fillet dan butt dari baja tebal kelas VSt3 dalam mode dengan masukan panas rendah, struktur pengerasan dapat terbentuk di zona yang terkena panas dan keuletan dapat menurun. Untuk mencegah hal ini, penampang jahitan harus diperbesar atau pengelasan busur ganda harus digunakan.

Untuk mencegah kerusakan las di zona yang terkena panas, saat mengelas baja paduan rendah, mode dengan masukan panas rendah harus digunakan, dan untuk pengelasan baja yang tidak diperkuat panas, mode dengan masukan panas tinggi harus digunakan. Dalam kasus kedua, untuk memastikan sifat plastik lapisan dan zona yang berdekatan tidak lebih buruk dari logam dasar, perlu menggunakan pengelasan busur ganda atau pemanasan awal hingga 150-200 ° C.

osvarke.net

Baja karbon las: tinggi, rendah, sedang, paduan, tahan karat, elektroda, teknologi, busur terendam

Halaman Utama » Tentang pengelasan » Cara mengelas dengan benar » Mengelas baja karbon

Baja karbon adalah paduan besi dan karbon dengan sedikit kandungan pengotor bermanfaat: silikon dan mangan, pengotor berbahaya: fosfor dan belerang. Konsentrasi karbon pada baja jenis ini adalah 0,1-2,07%. Karbon bertindak sebagai elemen paduan utama. Inilah yang menentukan sifat pengelasan dan mekanik dari kelas paduan ini.

Tergantung pada kandungan karbonnya, kelompok baja karbon berikut dibedakan:

kurang dari 0,25% - rendah karbon;
0,25-0,6% - karbon sedang;
0,6-2,07% - karbon tinggi.

Pengelasan baja karbon rendah

Karena konsentratnya yang rendah karbon, jenis ini memiliki sifat sebagai berikut:

elastisitas dan plastisitas tinggi;
kekuatan dampak yang signifikan;
Dapat diproses dengan baik dengan pengelasan.

Baja karbon rendah banyak digunakan dalam konstruksi dan produksi suku cadang yang menggunakan cold stamping.

Teknologi pengelasan untuk baja karbon rendah

Baja karbon rendah paling baik dilas. Sambungannya dapat dilakukan dengan menggunakan pengelasan busur manual menggunakan elektroda berlapis. Saat menggunakan metode ini, penting untuk memilih merek elektroda yang tepat, yang akan memastikan keseragaman struktur logam yang diendapkan. Pengelasan harus dilakukan dengan cepat dan akurat. Sebelum mulai bekerja, Anda perlu menyiapkan bagian-bagian yang akan disambung.

Pengelasan gas dilakukan tanpa menggunakan fluks tambahan. Kabel logam dengan kandungan karbon rendah digunakan sebagai bahan pengisi. Ini akan membantu mencegah terbentuknya pori-pori.

Pengelasan gas di lingkungan argon digunakan untuk memproses struktur penting.

Setelah pengelasan, struktur akhir harus diberi perlakuan panas melalui operasi normalisasi: produk harus dipanaskan hingga suhu sekitar 400°C; berdiri dan dinginkan di udara. Prosedur ini membantu memastikan struktur baja menjadi seragam.

Fitur pengelasan baja karbon rendah

Kemampuan las yang baik dari baja tersebut memastikan kekuatan las yang sama dengan logam dasar, serta tidak adanya cacat.

Logam las mengalami penurunan kandungan karbon, dan proporsi silikon dan mangan meningkat.

Selama pengelasan busur manual, area yang terkena panas menjadi terlalu panas, yang berkontribusi pada sedikit penguatannya.

Lasan yang diendapkan menggunakan pengelasan multilayer ditandai dengan peningkatan tingkat kerapuhan.

Senyawa ini sangat tahan terhadap PKS karena konsentrasi karbonnya yang rendah.

Jenis pengelasan baja karbon rendah

1. Metode penyambungan baja rendah karbon yang pertama adalah pengelasan busur manual dengan elektroda berlapis. Untuk memilih jenis dan merek bahan habis pakai yang optimal, persyaratan berikut harus diperhatikan:

jahitan las tanpa cacat: pori-pori, potongan bawah, area yang belum matang;
koneksi kekuatan yang sama dengan produk utama;
komposisi kimia optimal dari logam las;
stabilitas lapisan di bawah beban kejut dan getaran, serta suhu tinggi dan rendah.

Pelaku menerima tingkat tegangan dan deformasi terendah saat mengelas pada posisi spasial yang lebih rendah.

Jenis elektroda berikut digunakan untuk mengelas struktur biasa:

Elektroda las ANO-6

ANO-3.
ANO-4.
ANO-5.
ANO-6.
OZS-3.
OMM-5.
TsM-7.

Kelas bahan las berikut digunakan untuk mengelas struktur penting:

2. Pengelasan gas dilakukan dalam lingkungan pelindung argon, tanpa menggunakan fluks, menggunakan kawat logam sebagai bahan pengisi.

3. Pengelasan electroslag dilakukan dengan menggunakan fluks. Elektroda kawat dan pelat dipilih dengan mempertimbangkan komposisi paduan dasar.

4. Pengelasan otomatis dan semi-otomatis dilakukan di lingkungan yang terlindungi; argon atau helium murni digunakan, karbon dioksida sering digunakan. CO2 harus berkualitas tinggi. Jika kombinasi oksigen dan karbon jenuh dengan hidrogen atau nitrogen, hal ini akan menyebabkan pembentukan pori-pori.

5. Pengelasan busur terendam otomatis dilakukan dengan kawat elektroda dengan diameter 3-5 mm; semi-otomatis - 1,2-2 mm. Pengelasan dilakukan dengan arus searah dengan polaritas terbalik. Mode pengelasan sangat bervariasi.

6. Metode yang paling optimal adalah pengelasan dengan kabel berinti fluks. Kekuatan arus berkisar antara 200 hingga 600 A. Pengelasan disarankan dilakukan pada posisi bawah.
7. Untuk pengelasan berpelindung gas, digunakan karbon dioksida, serta campuran gas inert dengan oksigen atau CO2.

Menghubungkan produk dengan ketebalan kurang dari 2 mm. dilakukan dalam atmosfer gas inert dengan elektroda tungsten.

Untuk meningkatkan stabilitas busur, meningkatkan pembentukan las dan mengurangi sensitivitas logam yang diendapkan terhadap porositas, campuran gas harus digunakan.

Pengelasan dalam atmosfer karbon dioksida dimaksudkan untuk bekerja dengan paduan dengan ketebalan lebih dari 0,8 mm. dan kurang dari 2,0 mm. Dalam kasus pertama, elektroda habis pakai digunakan, yang kedua - grafit atau karbon. Jenis arusnya konstan, polaritasnya terbalik. Perlu dicatat bahwa metode ini ditandai dengan peningkatan tingkat percikan.

Pengelasan baja karbon sedang

Baja karbon sedang digunakan ketika diperlukan sifat mekanik yang tinggi. Paduan ini bisa ditempa.

Mereka juga digunakan untuk bagian yang dihasilkan oleh deformasi plastik dingin; dicirikan sebagai ketenangan, yang memungkinkan mereka untuk digunakan dalam teknik mesin.

Teknologi pengelasan untuk baja karbon sedang

Paduan ini tidak dilas seperti halnya baja karbon rendah. Hal ini disebabkan oleh beberapa kesulitan:

kurangnya kekuatan yang sama antara logam dasar dan logam yang diendapkan;
level tinggi risiko terbentuknya retakan besar dan struktur tidak ulet di zona yang terkena dampak panas;
resistensi rendah terhadap pembentukan cacat kristalisasi.

Namun, masalah ini dapat diatasi dengan mudah dengan mengikuti rekomendasi berikut:

penggunaan elektroda dan kawat dengan kandungan karbon rendah;
batang las harus memiliki tingkat deposisi yang meningkat;
untuk memastikan tingkat penetrasi logam dasar yang paling rendah, ujung-ujungnya harus dipotong, mode pengelasan yang optimal harus diatur, dan kawat pengisi harus digunakan;
pemanasan awal dan bersamaan pada benda kerja.

Teknologi pengelasan baja karbon, jika mengikuti rekomendasi di atas, tidak menunjukkan adanya masalah atau kesulitan.

Fitur pengelasan baja karbon sedang

Sebelum pengelasan, produk harus dibersihkan dari kotoran, karat, minyak, kerak dan kontaminan lainnya yang merupakan sumber hidrogen dan dapat berkontribusi pada pembentukan pori-pori dan retakan pada lapisan. Tepi dan area sekitarnya dengan lebar tidak lebih dari 10 mm harus dibersihkan. Ini menjamin kekuatan sambungan di bawah berbagai jenis beban.

Merakit bagian-bagian untuk pengelasan memerlukan pemeliharaan celah, yang lebarnya tergantung pada ketebalan produk dan harus 1-2 mm. lebih dari saat bekerja dengan material yang dilas dengan baik.

Jika ketebalan produk baja karbon sedang melebihi 4 mm, pemotongan tepi harus dilakukan.

Untuk penetrasi logam dasar yang paling sedikit dan tingkat pendinginan yang optimal, mode pengelasan harus dipilih dengan benar. Ketepatan pilihan dapat dipastikan dengan mengukur kekerasan logam yang diendapkan. Dalam mode optimal, tidak boleh lebih tinggi dari 350 HV.

Node yang bertanggung jawab terhubung dalam dua lintasan atau lebih. Pecahnya busur yang sering terjadi, luka bakar (burning) pada logam dasar dan pembentukan kawah di atasnya tidak diperbolehkan.

Pengelasan struktur kritis dilakukan dengan pemanasan awal dari 100 hingga 400°C. Semakin tinggi kandungan karbon dan ketebalan bagiannya, semakin tinggi pula suhunya.

Pendinginan harus lambat, produk harus ditempatkan di termostat atau ditutup dengan bahan isolasi panas.

Jenis pengelasan baja karbon sedang

Pengelasan baja karbon sedang dapat dilakukan dengan beberapa cara yang akan kita bahas di bawah ini.

1. Pengelasan busur manual dilakukan dengan elektroda dengan jenis lapisan dasar, memastikan kandungan hidrogen rendah dalam logam yang diendapkan. Paling sering, pemain menggunakan elektroda berikut untuk mengelas baja karbon:

ANO-7.
ANO-8.
ANO-9.
OZS-2.
UONI-13/45.
UONI-13/55.
UONI-13/65.

Lapisan khusus bahan las UONI menjamin peningkatan ketahanan sambungan terhadap retak dan juga menjamin kekuatan jahitan.

Nuansa berikut harus diperhitungkan:

alih-alih gerakan melintang, gerakan memanjang harus dilakukan;
kawah perlu dilas, jika tidak, risiko pembentukan retakan meningkat;
Disarankan untuk melakukan perlakuan panas pada jahitannya.

2. Pengelasan gas baja karbon format lembaran tipis dilakukan dengan metode tangan kiri menggunakan kawat, dan juga digunakan api las biasa. Konsumsi asetilen rata-rata adalah 120-150 l/jam per 1 mm. ketebalan paduan yang dilas. Untuk mengurangi risiko retak kristalisasi, sebaiknya digunakan bahan las dengan kandungan karbon tidak lebih dari 0,2-0,3%.

Produk berdinding tebal harus disambung menggunakan metode pengelasan gas tangan kanan, yang ditandai dengan produktivitas lebih tinggi. Perhitungan asetilena juga 120-150 l/jam. Untuk menghindari panas berlebih pada area kerja, laju aliran harus dikurangi.

Pengelasan gas baja karbon juga mencakup beberapa fitur berikut:

pengurangan oksidasi di kolam las dicapai dengan menggunakan nyala api dengan sedikit asetilena berlebih;
penggunaan fluks mempunyai efek positif pada proses;
Untuk menghindari kerapuhan pada zona yang terkena panas, pendinginan diperlambat dengan pemanasan awal hingga 200-250°C atau temper berikutnya pada suhu 600-650°C.

Setelah pengelasan, produk dapat diberi perlakuan panas atau ditempa. Operasi ini secara signifikan meningkatkan properti.

Teknologi pengelasan gas pada baja karbon telah dikembangkan untuk memperoleh sambungan dengan sifat mekanik yang diperlukan. Oleh karena itu, penting bagi pelaku untuk mempertimbangkan ciri-ciri khusus ini.

3. Teknologi pengelasan busur terendam baja karbon melibatkan penggunaan kawat las dan fluks leburan: AN-348-A dan OSTS-45. Pengelasan dilakukan pada nilai arus rendah. Hal ini memungkinkan Anda untuk "menjenuhkan" logam yang diendapkan dengan tingkat silikon dan mangan yang dibutuhkan. Elemen-elemen ini secara intensif berpindah dari fluks ke logam las.

Keuntungan metode ini: produktivitas tinggi; logam yang diendapkan dilindungi secara andal dari interaksi dengan udara, yang menjamin kualitas tinggi koneksi; efisiensi proses dicapai karena percikan yang rendah dan pengurangan kehilangan logam akibat limbah; stabilitas busur menjamin permukaan las yang terkelupas halus.

4. Pelaku sering menggunakan metode pengelasan busur argon dengan elektroda yang tidak dapat dikonsumsi. Kesulitan utama dalam mengelas baja karbon sedang dengan metode ini adalah sulitnya menghindari terbentuknya pori-pori akibat sedikit deoksidasi pada logam dasar. Untuk mengatasi masalah ini, proporsi logam dasar di deposit perlu dikurangi. Untuk melakukan ini, perlu memilih mode pengelasan baja karbon dengan argon dengan benar. Pengelasan dilakukan dengan arus searah dengan polaritas lurus.

Nilai tegangan diatur tergantung pada ketebalan struktur untuk pengelasan single-pass dan berdasarkan tinggi bead, yaitu 2,0-2,5 mm untuk pengelasan multi-pass. Perkiraan indikator arus dapat ditentukan sebagai berikut: 30-35 A per 1 mm. batang tungsten.

Pengelasan baja karbon tinggi

Demonstrasi pengelasan baja dari pegas dengan elektroda Zeller 655

Kebutuhan akan baja karbon tinggi muncul ketika melakukan pekerjaan perbaikan, dalam produksi pegas, pemotongan, pengeboran, pengerjaan kayu dan peralatan lainnya, kawat berkekuatan tinggi, serta pada produk-produk yang harus memiliki ketahanan dan kekuatan aus yang tinggi.

Teknologi pengelasan untuk baja karbon tinggi

Pengelasan biasanya dimungkinkan dengan pemanasan awal dan bersamaan hingga 150-400°C, serta perlakuan panas berikutnya. Hal ini disebabkan kecenderungan paduan jenis ini menjadi rapuh, sensitif terhadap retakan panas dan dingin, serta heterogenitas kimia pada lasan.

Untuk informasi anda! Pengecualian mungkin terjadi jika Anda menggunakan elektroda khusus untuk baja yang berbeda. Lihat foto dan keterangannya di bawah.

Setelah pemanasan perlu dilakukan annealing yang harus dilakukan hingga produk mendingin hingga suhu 20°C.
Kondisi penting adalah tidak dapat diterimanya pengelasan dalam angin dan pada suhu sekitar di bawah 5°C.
Untuk meningkatkan kekuatan sambungan, perlu dibuat transisi yang mulus dari satu logam ke logam lain yang sedang dilas.
Hasil yang baik dicapai saat mengelas dengan manik-manik sempit, dengan pendinginan setiap lapisan yang diendapkan.
Kontraktor juga harus mengikuti aturan yang diberikan untuk menyambung paduan karbon sedang.

Contoh demonstrasi ini (pegas, kikir, bantalan dan baja tahan karat kelas makanan). Jika Anda tidak memperhatikan kualitas jahitannya, pengelasan tidak dilakukan oleh tukang las profesional, foto tersebut menegaskan bahwa pengelasan baja yang “tidak dapat dilas” sangat mungkin dilakukan.

Fitur pengelasan baja karbon tinggi

Permukaan kerja harus dibersihkan dari berbagai jenis kontaminan: karat, kerak, penyimpangan mekanis dan kotoran. Kehadiran kontaminan dapat menyebabkan terbentuknya pori-pori.

Struktur yang terbuat dari baja karbon tinggi perlu didinginkan secara perlahan, di udara, untuk menormalkan struktur.

Memanaskan produk penting hingga suhu 400°C memungkinkan seseorang mencapai kekuatan yang dibutuhkan.

Jenis pengelasan baja karbon tinggi

1. Pilihan terbaik Proses pengelasan dilakukan dengan menggunakan las busur manual dengan menggunakan elektroda berlapis. Bekerja dengan baja karbon tinggi memiliki banyak karakteristik spesifik. Oleh karena itu, pengelasan baja karbon tinggi dilakukan dengan elektroda yang dirancang khusus, misalnya NR-70. Pengelasan dilakukan dengan arus searah dengan polaritas terbalik.

2. Pengelasan busur terendam juga digunakan untuk menyambung paduan jenis ini. Cukup sulit untuk melapisi area kerja dengan fluks secara manual secara merata. Oleh karena itu, dalam banyak kasus, teknologi otomatis digunakan. Fluks cair membentuk cangkang padat dan mencegah pengaruh faktor atmosfer berbahaya pada kolam las. Untuk pengelasan busur terendam, digunakan trafo yang menghasilkan arus bolak-balik. Perangkat ini memungkinkan Anda membuat busur yang stabil. Keuntungan utama metode ini adalah kecilnya kehilangan logam akibat percikan kecil.

Penting untuk diperhatikan bahwa metode pengelasan gas tidak disarankan. Proses ini ditandai dengan pembakaran karbon dalam jumlah besar, yang mengakibatkan terbentuknya struktur pengerasan yang berdampak buruk pada kualitas lasan.

Namun, jika struktur biasa dilas, maka penggunaan metode ini dimungkinkan. Penyambungan dilakukan pada api normal atau rendah, yang kekuatannya tidak melebihi 90 m3 asetilena per jam. Produk harus dipanaskan hingga 300°C. Pengelasan dilakukan dengan menggunakan metode sebelah kiri, yang memungkinkan untuk mengurangi waktu logam dalam keadaan cair dan durasi panas berlebih.

Pengelasan baja tahan karat dan baja karbon

Pengelasan baja tahan korosi dan baja karbon adalah contoh utama penyambungan material yang berbeda.

Pemanasan awal dan bersamaan pada produk hingga suhu sekitar 600°C akan memungkinkan diperolehnya lapisan dengan struktur yang lebih seragam. Setelah bekerja, perlu dilakukan perlakuan panas, ini akan membantu menghindari terbentuknya retakan. Untuk mengelas baja tahan karat dan baja karbon rendah, dalam praktiknya digunakan dua metode yang melibatkan penggunaan batang las:

elektroda baja paduan tinggi atau elektroda berbahan dasar nikel mengisi lapisan las;
Bagian tepi produk baja karbon rendah dilas dengan elektroda paduan, kemudian lapisan clad, bagian tepi baja tahan karat dilas dengan elektroda khusus untuk baja tahan karat.

Pengelasan baja tahan karat dan baja karbon juga dapat dilakukan dengan metode busur argon. Namun, teknologi ini sangat jarang digunakan dan hanya untuk bekerja dengan struktur yang sangat kritis.

Kontraktor juga dapat membuat sambungan menggunakan pengelasan semi-otomatis menggunakan elektroda logam dalam lingkungan pelindung gas inert.

Pengelasan baja karbon dan baja paduan

Pengelasan dan permukaan baja karbon dan baja paduan rendah dilakukan dengan menggunakan elektroda tipe E42 dan E46.

Pengelasan baja karbon dan baja paduan dengan metode busur listrik dilakukan dengan bahan elektroda yang memberikan karakteristik mekanik dan ketahanan panas yang diperlukan dari logam las:

Elektroda TsL-39

Masalah utamanya adalah pengerasan zona yang terkena dampak panas untuk mencegah pembentukan retakan dingin. Untuk mengatasi masalah ini, Anda memerlukan:

untuk memperlambat pendinginan, Anda perlu memanaskan produk hingga suhu 100-300°C;
alih-alih pengelasan satu lapis, gunakan pengelasan multilapis, di mana pengelasan dilakukan pada area kecil di atas lapisan sebelumnya yang tidak didinginkan;
mengkalsinasi elektroda dan fluks;
sambungan dibuat dengan arus searah dengan polaritas terbalik;
Untuk meningkatkan keuletan, produk harus ditempa hingga 300°C segera setelah pengelasan.

weldelec.com

§ 75. Pengelasan baja paduan rendah

Baja paduan dibagi menjadi paduan rendah (total unsur paduan kurang dari 2,5%), paduan sedang (dari 2,5 hingga 10%) dan paduan tinggi (lebih dari 10%). Baja paduan rendah dibagi menjadi baja paduan rendah karbon rendah, baja tahan panas paduan rendah dan baja non-karbon paduan rendah.

Sifat mekanik dan komposisi kimia beberapa jenis baja paduan rendah diberikan dalam tabel. 33.

33. Sifat mekanik baja karbon rendah paduan rendah dengan komposisi kimia tertentu

Kandungan karbon dalam baja struktural rendah karbon paduan rendah tidak melebihi 0,22%. Tergantung pada paduannya, baja dibagi menjadi mangan (14G, 14G2), silikon-mangan (09G2S, 10G2S1, 14GS, 17GS, dll.), kromium-silikon-mangan (14KhGS, dll.), mangan-nitrogen-vanadium ( 14G2AF, 18G2AF, 18G2AFps, dll.), mangan-oniobium (10G2B), kromium-silikon-nikel-tembaga (10HSND, 15HSND), dll.

Baja paduan rendah karbon rendah digunakan dalam teknik transportasi, pembuatan kapal, teknik hidrolik, produksi pipa, dll. Baja paduan rendah dipasok sesuai dengan GOST 19281 - 73 dan 19282 - 73 dan khusus spesifikasi teknis.

Baja tahan panas paduan rendah harus memiliki kekuatan yang meningkat pada suhu operasi yang tinggi. Baja tahan panas paling banyak digunakan dalam pembuatan pembangkit listrik tenaga uap. Untuk meningkatkan ketahanan panas, molibdenum (M), tungsten (B) dan vanadium (F) dimasukkan ke dalam komposisinya, dan untuk memastikan ketahanan panas, kromium (X), yang membentuk lapisan pelindung padat pada permukaan logam.

Baja struktural paduan rendah, karbon sedang (lebih dari 0,22% karbon) digunakan dalam teknik mesin, biasanya dalam keadaan diberi perlakuan panas. Teknologi pengelasan baja karbon menengah paduan rendah mirip dengan teknologi pengelasan baja paduan menengah.

Fitur pengelasan baja paduan rendah. Baja paduan rendah lebih sulit dilas dibandingkan baja struktural rendah karbon. Baja paduan rendah lebih sensitif terhadap pengaruh termal selama pengelasan. Tergantung pada kualitas baja paduan rendah, selama pengelasan, struktur yang mengeras atau panas berlebih dapat terbentuk di zona sambungan las yang terkena panas.

Struktur logam yang terkena panas tergantung pada komposisi kimianya, laju pendinginan dan lamanya waktu logam tetap berada pada suhu yang sesuai dimana struktur mikro dan ukuran butir berubah. Jika austenit diperoleh dalam baja hipoeutektoid dengan pemanasan (Gbr. 100), dan kemudian baja didinginkan dengan laju yang berbeda, maka titik kritis baja tersebut berkurang.

Beras. 100. Diagram dekomposisi isotermal (pada suhu konstan) austenit baja rendah karbon: A - awal dekomposisi, B - akhir dekomposisi, A1 - titik kritis baja, Mn dan Mk - awal dan akhir transformasi austenit menjadi martensit; 1, 2, 3 dan 4 - laju pendinginan dengan pembentukan berbagai struktur

Pada laju pendinginan yang rendah, diperoleh struktur perlit (campuran mekanis ferit dan sementit). Pada laju pendinginan yang tinggi, austenit terurai menjadi struktur komponen pada suhu yang relatif rendah dan terbentuk struktur - sorbitol, troostit, bainit, dan pada laju pendinginan yang sangat tinggi - martensit. Struktur yang paling rapuh adalah martensit, oleh karena itu, selama pendinginan, transformasi austenit menjadi martensit tidak diperbolehkan saat mengelas baja paduan rendah.

Laju pendinginan baja, terutama baja tebal, selama pengelasan selalu jauh melebihi laju pendinginan logam biasa di udara, akibatnya martensit dapat terbentuk saat mengelas baja paduan.

Untuk mencegah pembentukan struktur martensit yang mengeras selama pengelasan, perlu dilakukan tindakan yang memperlambat pendinginan zona yang terkena panas - memanaskan produk dan menggunakan pengelasan multilayer.

Dalam beberapa kasus, tergantung pada kondisi pengoperasian produk, panas berlebih diperbolehkan, yaitu pembesaran butiran pada logam di zona yang terkena panas pada sambungan las yang terbuat dari baja paduan rendah.

Pada suhu pengoperasian produk yang tinggi, untuk meningkatkan ketahanan mulur (deformasi produk pada suhu tinggi seiring waktu), diperlukan struktur berbutir kasar pada sambungan las. Tetapi logam dengan butiran yang sangat kasar telah mengurangi keuletannya dan oleh karena itu ukuran butirannya diperbolehkan sampai batas tertentu.

Saat mengoperasikan produk pada suhu rendah, mulur dihilangkan dan diperlukan struktur logam berbutir halus, yang memberikan peningkatan kekuatan dan keuletan.

Saat mengelas baja paduan rendah, elektroda berlapis dan bahan las lainnya dipilih sehingga kandungan karbon, belerang, fosfor, dan unsur berbahaya lainnya di dalamnya lebih rendah dibandingkan bahan untuk mengelas baja struktural rendah karbon. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan ketahanan logam las terhadap retakan kristalisasi, karena baja paduan rendah sangat rentan terhadap pembentukannya.

Teknologi pengelasan baja paduan rendah. Baja karbon rendah paduan rendah 09G2, 09G2S, 10HSND, 10G2S1 dan 10G2B tidak mengeras selama pengelasan dan tidak rentan terhadap panas berlebih. Pengelasan baja ini dilakukan dalam kondisi termal apa pun, serupa dengan kondisi pengelasan baja karbon rendah.

Untuk memastikan kekuatan sambungan yang sama, pengelasan manual dilakukan dengan elektroda tipe E50A. Kekerasan dan kekuatan zona yang terkena panas praktis tidak berbeda dengan logam dasar.

Saat mengelas dengan kawat berinti fluks dan gas pelindung, bahan las dipilih untuk memastikan sifat kekuatan logam las pada tingkat kekuatan yang dicapai oleh elektroda tipe E50A.

Baja karbon rendah paduan rendah 12GS, 14G, 14G2, 14KhGS, 15KhSND, 15G2F, 15G2SF, 15G2AF selama pengelasan dapat membentuk struktur mikro pengerasan dan panas berlebih pada logam las dan zona yang terkena panas. Jumlah struktur pengerasan berkurang tajam jika pengelasan dilakukan dengan masukan panas yang relatif tinggi, yang diperlukan untuk mengurangi laju pendinginan sambungan las. Namun, penurunan laju pendinginan logam selama pengelasan menyebabkan pengerasan butiran (overheating) pada logam las dan logam yang terkena panas karena meningkatnya kandungan karbon dalam baja tersebut. Hal ini terutama berlaku untuk baja 15ХСНД, 14ХГС. Baja 15G2F, 15G2SF, dan 15G2AF tidak terlalu rentan terhadap panas berlebih di zona yang terkena panas, karena baja tersebut dicampur dengan vanadium dan nitrogen. Oleh karena itu, pengelasan sebagian besar baja ini terbatas pada batas kondisi termal yang lebih sempit dibandingkan pengelasan baja karbon rendah.

Mode pengelasan harus dipilih sedemikian rupa sehingga tidak terjadi sejumlah besar struktur mikro yang mengeras dan logam yang terlalu panas. Kemudian dimungkinkan untuk mengelas baja dengan ketebalan berapa pun tanpa batasan pada suhu sekitar minimal - 10°C. Pada suhu yang lebih rendah, diperlukan pemanasan awal hingga 120 - 150 ° C. Pada suhu di bawah - 25 ° C, pengelasan produk yang terbuat dari baja yang dikeraskan dilarang. Untuk mencegah panas berlebih yang besar, pengelasan baja 15KhSND dan 14KhGS harus dilakukan dengan masukan panas yang lebih rendah (pada nilai arus yang lebih rendah dengan elektroda berdiameter lebih kecil) dibandingkan dengan pengelasan baja karbon rendah.

Untuk memastikan kekuatan yang sama antara logam dasar dan sambungan las saat mengelas baja ini, perlu menggunakan elektroda tipe E50A atau E55.

Teknologi pengelasan baja karbon menengah paduan rendah 17GS, 18G2AF, 35ХМ dan lain-lain serupa dengan teknologi media pengelasan baja non paduan.

Logam yang paling banyak dikonsumsi di dunia adalah baja, padahal baja bukanlah logam, melainkan paduan besi dan karbon. Saat ini, jumlah total baja yang diproduksi di dunia melebihi satu setengah miliar ton per tahun. Baja dibagi menjadi karbon dan paduan; baja paduan dibedakan oleh fakta bahwa selama proses produksi berbagai elemen ditambahkan ke baja (misalnya, nikel untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, mangan untuk meningkatkan karakteristik kekuatan dan seterusnya), memberinya sifat khusus. Baja karbon paling sering digunakan untuk pengelasan, ada baja karbon rendah yang mengandung kurang dari 0,3% karbon, mereka cocok untuk pengelasan apa pun, baja karbon sedang dengan kandungan 0,3 hingga 0,6% kurang dapat menerima proses pengelasan, namun baja karbon tinggi yang lebih kuat, namun kurang ulet, adalah yang terkuat, namun memiliki perpanjangan relatif rendah dan paling tidak dapat menerima proses pengelasan. Mereka berbeda dalam kandungan karbon, dan akibatnya, dalam sifat kimia dan fisik.

Baja karbon rendah termasuk dalam kelompok besar baja struktural. Kandungan karbon di dalamnya tidak lebih dari 0,3%, karena persentasenya yang rendah, ia memiliki sifat sebagai berikut:

Plastisitas dan elastisitas tinggi;
Sangat cocok untuk proses pengelasan;
Kekuatan benturan tinggi.

Merek ini banyak digunakan dalam konstruksi karena sangat mudah dalam pengelasan, karena kandungan karbon dalam strukturnya sangat sedikit, sehingga berdampak buruk pada proses pengelasan, karena struktur rapuh dan porositas dapat terbentuk pada lapisan logam. , yang kemudian menyebabkan kegagalan. Selain itu, karena kelembutannya yang tinggi, bagian-bagiannya dibuat menggunakan stempel dingin.

Pengelasan baja karbon

Benar-benar semua jenis baja dapat dilas. Namun, setiap jenis logam memiliki teknologi pengelasannya sendiri. Teknologi pengelasan baja karbon harus memenuhi persyaratan, antara lain:

Distribusi kekuatan jahitan yang seragam sepanjang keseluruhan;
Tidak adanya cacat pengelasan, jahitannya tidak boleh memiliki berbagai retakan, pori-pori, alur, dan sebagainya;
Dimensi dan bentuk geometris jahitan harus dibuat sesuai dengan standar yang ditentukan dalam Gost 5264-80 yang relevan;
Stabilitas getaran struktur yang dilas;
Penggunaan elektroda dengan kandungan hidrogen dan karbon rendah, yang dapat berdampak negatif pada kualitas lapisan;
Strukturnya harus kuat dan kaku.

Oleh karena itu, teknologi harus seefisien mungkin, yaitu memberikan kinerja proses tertinggi sekaligus menjamin kekuatan dan keandalan yang tinggi.

Sifat mekanik logam las dan sambungan las sepenuhnya bergantung pada struktur mikro, yaitu komposisi kimianya, dan juga ditentukan oleh cara pengelasan dan perlakuan panas, yang dilakukan sebelum dan sesudah pengelasan.

Baja karbon rendah: teknologi pengelasan

Seperti disebutkan di atas, baja karbon rendah paling cocok untuk proses pengelasan. Mereka dapat dilas menggunakan pengelasan gas dalam nyala oksi-asetilen tanpa fluks tambahan. Kabel logam digunakan sebagai aditif. Hidrogen yang dapat membentuk pori-pori dapat berdampak buruk pada proses pengelasan. Untuk mencegah masalah ini, disarankan untuk melakukan proses pengelasan dengan logam pengisi yang mengandung sedikit karbon.

Setelah proses pengelasan, struktur harus diberi perlakuan termal untuk meningkatkan sifat mekanik - keuletan dan kekuatannya akan sama. Perlakuan panas pada struktur yang dilas dilakukan dengan operasi normalisasi, yang terdiri dari pemanasan produk hingga suhu tertentu, sekitar 400 derajat, penahanan dan pendinginan lebih lanjut di udara. Akibatnya, strukturnya menjadi rata, karbon dalam bentuk sementit dalam logam berdifusi ke dalam butiran, sehingga strukturnya menjadi seragam.

Pengelasan gas dilakukan dengan adanya argon, yang menciptakan lingkungan netral. Struktur yang dilas dalam lingkungan argon memiliki tujuan yang lebih penting.

Pengelasan baja karbon rendah dapat dilakukan secara manual; diperlukan pengelasan busur pada bahan tersebut pilihan yang tepat elektroda. Saat memilih elektroda, perlu mempertimbangkan faktor-faktor berikut, yang akan memastikan struktur las seragam tanpa cacat. Sebelum melakukan proses pengelasan, elektroda perlu dikalsinasi untuk mempersiapkannya pekerjaan selanjutnya, hilangkan hidrogen. Pengelasan paduan besi rendah karbon harus tepat dan cepat, dan bagian logam harus dipersiapkan sebelum memulai proses.

Pengelasan karbon sedang

Prosedur pengelasan bagian baja dengan kandungan karbon sedang, dari 0,3% hingga 0,55%, lebih sulit dibandingkan dengan karbon rendah, karena jumlah karbon yang lebih tinggi dapat berdampak buruk pada pengelasan. Karbon mengurangi batas kerapuhan dingin - yaitu kehancuran pada suhu rendah, meningkatkan kekuatan dan kekerasan, tetapi mengurangi keuletan lasan.

Elektroda dengan kandungan karbon rendah digunakan untuk pengelasan, yang menjamin sambungan yang kuat.

Pengelasan baja karbon tinggi

Baja dengan persentase kandungan karbon yang tinggi, dari 0,6% hingga 0,85%, sangat sulit untuk dilas. Pengelasan gas tidak dapat digunakan dalam kasus ini, karena dalam prosesnya karbon terbakar dalam jumlah besar dan terbentuk struktur pengerasan, yang menurunkan kualitas lasan. Cara terbaik adalah menggunakan pengelasan busur dalam kasus ini.

Persyaratan

Saat mengelas baja karbon, untuk mencapai parameter maksimum, persyaratan berikut harus dipenuhi:

Elektroda dan kabel las harus memiliki persentase karbon yang rendah untuk menghindari cacat yang tidak perlu;
Penting untuk memastikan bahwa karbon dari logam tidak berpindah ke lasan di bawah pengaruh suhu tinggi, untuk ini, kawat digunakan untuk mengelas baja dengan kandungan karbon rata-rata dan lebih tinggi, misalnya Forte E71T-1, Bars-71 . Jenis ini ideal untuk mengelas baja dengan kandungan karbon di atas 0,3%;
Saat melakukan proses pengelasan, fluks harus ditambahkan, yang berkontribusi pada pembentukan formasi tahan api;
Mengurangi heterogenitas kimia pada lapisan dengan perlakuan panas selanjutnya;
Kurangi kandungan hidrogen dengan mengkalsinasi elektroda, menggunakan elektroda dengan kandungan hidrogen rendah, dll.

Keunikan

Ciri-ciri pengelasan baja karbon berikut juga harus diperhatikan:

Sebelum melakukan operasi ini, bahan yang dilas harus dibersihkan secara menyeluruh dari karat, penyimpangan mekanis, kotoran, dan kerak. Kontaminan ini berkontribusi terhadap pembentukan retakan pada lasan;
Struktur pengelasan yang terbuat dari baja karbon perlu didinginkan secara perlahan, di udara, agar struktur menjadi normal;
Saat melakukan proses pengelasan, bagian-bagian penting memerlukan pemanasan awal, hingga sekitar 400 derajat; dengan bantuan pemanasan, kekuatan jahitan yang diperlukan akan dipastikan; juga dalam hal ini, pengelasan dapat dilakukan dalam beberapa pendekatan.

Dengan demikian, proses pengelasan baja karbon terutama bergantung pada kandungan karbonnya. Oleh karena itu, perlu dipertimbangkan konten apa dan memilih yang tepat skema teknologi untuk mendapatkan produk yang berkualitas, tahan lama, dan dapat bertahan lama.

Struktur baja karbon sedang dapat dilas dengan baik jika aturan pengelasan dan pedoman tambahan berikut dipatuhi dengan ketat. Pada sambungan butt, corner dan T, saat merakit elemen yang akan disambung, celah yang disediakan oleh GOST harus dijaga di antara tepinya sehingga penyusutan melintang pengelasan terjadi lebih leluasa dan tidak menyebabkan retakan kristalisasi. Selain itu, dimulai dengan baja dengan ketebalan 5 mm atau lebih, ujung-ujungnya dipotong pada sambungan pantat, dan pengelasan dilakukan dalam beberapa lapisan. Arus pengelasan berkurang.

Pengelasan baja karbon tinggi

Pengelasan baja karbon tinggi grade VSt6, 45, 50 dan 60 dan baja karbon tuang dengan kandungan karbon hingga 0,7% bahkan lebih sulit. Baja ini terutama digunakan dalam pengecoran dan pembuatan perkakas. Pengelasannya hanya dimungkinkan dengan pemanasan awal dan bersamaan hingga suhu 350-400 ° C dan perlakuan panas selanjutnya dalam tungku pemanas. Saat mengelas, aturan untuk baja karbon sedang harus dipatuhi, kita akan membahas proses ini di bawah.

Teknologi pengelasan untuk baja karbon tinggi

Hasil yang baik dicapai saat mengelas manik-manik sempit dan area kecil dengan pendinginan setiap lapisan. Setelah pengelasan selesai, diperlukan perlakuan panas.

Pengelasan baja karbon sedang

Pengelasan baja karbon sedang grade VSt5, 30, 35 dan 40, yang mengandung karbon 0,28-0,37% dan 0,27-0,45%, lebih sulit, karena kemampuan las baja menurun seiring dengan meningkatnya kandungan karbon.

Baja karbon sedang grade VSt5ps dan VSt5sp yang digunakan untuk tulangan beton bertulang dilas menggunakan metode rendaman dan sambungan memanjang konvensional saat disambung ke pelapis (Gbr. 16.1). Untuk pengelasan, ujung-ujung batang yang akan disambung harus disiapkan: untuk pengelasan pada posisi bawah, dipotong dengan pemotong atau gergaji, dan untuk pengelasan vertikal, dipotong. Selain itu, harus dibersihkan pada sambungan dengan panjang melebihi lasan atau sambungan sebesar 10-15 mm. Pengelasan dilakukan dengan elektroda E42A, E46A dan E50A untuk jahitan manik yang diperpanjang. Pada suhu udara hingga minus 30°C, gaya perlu ditingkatkan

Beras. 16.1. Sambungan las tulangan beton bertulang: a - kamar mandi; 1 - horisontal; 2 - vertikal; b - jahitan

arus pengelasan sebesar 1% ketika suhu turun dari 0°C untuk setiap 3°C. Selain itu, Anda harus menggunakan pemanasan awal pada batang yang disambung hingga 200-250 °C untuk panjang 90-150 mm dari sambungan dan mengurangi laju pendinginan setelah pengelasan dengan membungkus sambungan dengan asbes, dan dalam kasus pengelasan bak, jangan lepaskan elemen pembentuk sampai sambungan mendingin hingga 100 °C atau lebih rendah.

Pada suhu lingkungan yang lebih rendah (dari -30 hingga -50 °C), Anda harus dipandu oleh teknologi pengelasan yang dikembangkan secara khusus, yang menyediakan pemanasan awal dan bersamaan serta perlakuan panas selanjutnya pada sambungan tulangan atau pengelasan di rumah kaca khusus.

Elektroda

Pengelasan dilakukan dengan elektroda dengan diameter tidak lebih dari 4-5 mm menggunakan arus searah dengan polaritas terbalik, yang memastikan lebih sedikit pelelehan tepi logam tidak mulia dan, akibatnya, proporsinya lebih kecil dan kandungan C yang lebih rendah dalam logam las. Elektroda E42A, E46A atau E50A digunakan untuk pengelasan. Batang elektroda baja mengandung sedikit karbon, sehingga ketika dilebur dan dicampur dengan sejumlah kecil logam dasar karbon sedang, tidak akan ada lebih dari 0,1-0,15% karbon dalam lasan.

Dalam hal ini, logam las dipadukan dengan Mn dan Si karena lapisan cairnya sehingga memiliki kekuatan yang sama dengan logam dasar. Pengelasan logam dengan ketebalan lebih dari 15 mm dilakukan dalam bentuk "slide", "cascade" atau "block" untuk pendinginan yang lebih lambat. Pemanasan awal dan pemanasan bersamaan digunakan (pemanasan berkala sebelum pengelasan "kaskade" atau "blok" berikutnya hingga suhu 120-250 ° C). Struktur yang terbuat dari baja grade VSt4ps, VSt4sp dan baja 25 dengan ketebalan tidak lebih dari 15 mm dan tanpa komponen kaku biasanya dilas tanpa pemanasan. Dalam kasus lain, pemanasan awal dan tambahan dan bahkan perlakuan panas berikutnya diperlukan. Busur hanya menyala di lokasi jahitan masa depan. Seharusnya tidak ada kawah yang belum dilas dan transisi tajam dari dasar ke logam yang diendapkan, potongan bawah dan perpotongan lapisan. Dilarang membuat kawah pada logam dasar. Rol anil diterapkan pada lapisan terakhir lapisan multi-lapis.