Apakah PWHT Diperlukan Untuk Pengelasan Baja Tahan Karat?

Meskipun kemajuan dalam aplikasi suhu tinggi baja tahan karat telah signifikan, masalah yang signifikan masih tetap ada dengan pengelasan karena masalah retak akibat pemanasan ulang.

Retak panas ulang biasanya dimulai karena sensitisasi pada zona yang terpengaruh panas logam dasar (HAZ) dan lasan, yang menyebabkan pengendapan karbida kromium.

Kandungan Karbon

Kandungan karbon pada baja menentukan kekuatan, keuletan, dan ketahanan terhadap korosi serta persyaratan pengelasan dan perlakuan panas pasca las (PWHT). Pada baja tahan karat, kadar karbon dapat berkisar dari 0,03 hingga 0,5% untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus; namun jumlah yang berlebihan dapat membuat baja menjadi rapuh dan kurang dapat dilas.

Baja tahan karat sering kali menggabungkan elemen paduan rendah karbon, seperti kromium, molibdenum, dan mangan, ke dalam susunannya untuk meningkatkan sifat-sifatnya. Jika digabungkan, elemen-elemen ini mengurangi kandungan karbon hingga di bawah 0,25 persen sehingga memungkinkan untuk dilas, meningkatkan ketahanan korosi dan kemampuan mesin yang lebih rendah dibandingkan dengan baja karbon.

Dalam hal PWHT, baja tahan karat biasanya merupakan pilihan yang lebih unggul daripada baja karbon. Kandungan karbonnya yang lebih rendah membuat pengelasan dan penanganannya lebih sederhana di semua proses manufaktur - sesuatu yang sangat penting selama operasi pemesinan. Selain itu, memiliki tegangan luluh yang lebih rendah membuat baja tahan karat tidak terlalu rentan terhadap penyok atau bengkok dibandingkan dengan baja karbon.

Baja tahan karat austenitik cenderung memiliki kandungan karbon rendah hingga 0,10% dan sering kali dapat dilas tanpa perlakuan panas pascapanen (PWHT). Namun, ketika digabungkan dengan baja karbon, grade ini menjadi lebih rentan terhadap korosi intergranular yang disebabkan oleh ekspansi termal diferensial antara kedua jenis logam. Oleh karena itu, mengetahui kandungan karbon kelas baja tahan karat Anda sebelum memilih perawatan PWHT sangat penting.

Kimia Secara Keseluruhan

Paduan yang membentuk baja tahan karat dapat sangat bervariasi dalam komposisinya. Rasio yang berbeda dari besi, kromium, nikel, dan molibdenum berkontribusi pada komposisinya; campuran yang tepat tergantung pada jenis paduan baja tahan karat yang dibutuhkan dan tujuan penggunaannya. Faktor-faktor ini memengaruhi faktor-faktor seperti kekuatan, ketahanan korosi, kemampuan las, kerapatan magnet, dan konduktivitas termal di antara karakteristik lainnya.

Sebagai contoh, baja tahan karat dengan kadar tertentu dapat tahan terhadap larutan asam, sementara yang lainnya tidak. Dengan meningkatkan kandungan kromium dan molibdenum dalam paduan baja tahan karat, ketahanan terhadap asam pereduksi seperti asam klorida, asam sulfat encer, dan asam nitrat akan meningkat. Sayangnya, bagaimanapun, hal ini tidak akan meningkatkan ketahanan terhadap asam pengoksidasi seperti asam sulfat pekat.

Retak korosi tegangan (SCC), ciri khas lain dari baja tahan karat, terjadi ketika terpapar klorida dalam waktu yang lama dan pada suhu yang tinggi, dan mengakibatkan retakan yang berkembang di dalam logamnya. Jika tidak diperbaiki, SCC dapat menyebabkan kegagalan logam yang mengakibatkan kegagalan atau terbentuknya retakan yang pada akhirnya berakibat fatal.

Baja tahan karat menawarkan daya tahan yang sangat baik dan dapat bertahan di berbagai lingkungan, yang membuatnya menjadi bahan yang sangat diinginkan di bidang manufaktur. Ketangguhannya berarti mereka dapat bertahan di pabrik kimia, pipa minyak & gas, dan banyak lagi, namun tetap tahan api - alasan lain mengapa bahan ini banyak digunakan dalam konstruksi dan sistem pembuangan mobil.

Suhu Pengelasan

Baja tahan karat sangat tahan korosi, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk dapur restoran, tempat pembuatan bir, peralatan medis, dan transportasi cairan dan gas. Baja tahan karat dapat menahan suhu panas dan dingin yang ekstrem serta berbagai bentuk tekanan kimia dan mekanis; selain itu, baja tahan karat juga sangat tahan lama, mampu menahan lecet dan benturan tanpa retak.

Tergantung pada komposisi baja tahan karat Anda, tindakan pencegahan tambahan mungkin diperlukan saat mengelasnya. Grade sepenuhnya austenitik (seri 300) dapat menjadi rentan retak jika dibiarkan pada suhu tinggi untuk waktu yang lama, karena masukan panas dapat mengubah keseimbangan antara ferit dan austenit pada logam las dan logam dasar, yang mengarah pada pembentukan dan keretakan fasa Sigma pada akhirnya.

Baja tahan karat feritik dan dupleks memerlukan perawatan ekstra karena batas suhu interpass maksimum yang lebih rendah dan memerlukan suhu perlakuan panas pemanasan awal dan pascapanas tertentu untuk mencegah terbentuknya fase yang tidak diinginkan selama pengelasan.

PWHT yang efektif dapat mengurangi sensitivitas SMSS-IGSCC akibat presipitasi karbida di zona yang kekurangan kromium di dekat antarmuka las, dan mengurangi cacat terkait hidrogen pada sambungan sekaligus meningkatkan kekuatan, keuletan, ketahanan terhadap korosi, dan ketahanan terhadap lubang di lingkungan yang agak asam.

Ketebalan Bagian

Baja tahan karat dapat ditemukan di berbagai aplikasi dan sering dipilih sebagai bahan untuk struktur karena kekuatan dan ketahanannya terhadap korosi. Namun, kekuatannya tidak hanya ditentukan oleh tingkat dan komposisi paduan lembarannya tetapi juga ketebalannya; ketebalan pengukur standar memengaruhi seberapa mudah pembengkokan atau pelengkungan terjadi, dengan lembaran yang lebih tebal lebih tahan tetapi membutuhkan alat khusus untuk fabrikasi.

Diukur dengan menggunakan diagram pengukur, ketebalan lembaran baja tahan karat dapat ditentukan dengan menggunakan nomor pengukurnya. Meskipun nomor pengukurnya tidak memberikan banyak wawasan tentang ketebalan sebenarnya, logam yang berbeda memiliki diagram pengukur yang berbeda dan dapat sangat berbeda dalam hal ketebalan satu sama lain. Saat memilih bahan untuk proyek dengan dimensi tertentu, sangat penting untuk memeriksa diagram pengukur untuk memastikan ketersediaan dalam ukuran yang diinginkan.

Perlakuan panas pasca las (PWHT) baja tahan karat tergantung pada grade dan aplikasinya. Baja tahan karat austenitik memerlukan PWHT minimal karena kandungan karbonnya yang rendah dan kemampuan lasnya yang luar biasa; nilai pengerasan martensit dan presipitasi dapat memperoleh manfaat dari perawatan PWHT; di mana, pengelasan harus dipanaskan secara bertahap hingga mencapai suhu yang ditargetkan sebelum tetap berada pada tingkat tersebut selama jangka waktu tertentu.