Mengapa Pengelasan Cast Iron Sering Terjadi Retak ?

Beberapa bulan yang lalu KBK Pengelasan ramai mendiskusikan masalah RETAK (CRACK) pada material CAST IRON (BESI TUANG) akibat dari pengelasan. Fenomena retak pada pengelasan Cast Iron (Besi Tuang) adalah merupakan fenomena yang tidak asing bagi para praktisi pengelasan. Oleh karena itu kami dari KBK Welding (Pengelasan) akan sedikit banyak ingin mendiskusikan lagi Bagaimana hal ini bisa terjadi serta fenomena Metalurgy apa yang tekandung pada material tersebut.

APAKAH BESI TUANG (CAST IRON) ITU ???

Secara umum Besi Tuang (Cast Iron) adalah Besi yang mempunyai Carbon content 2.5% - 4%. Oleh karena itu Besi Tuang yang kandungan karbonnya 2.5% - 4% akan mempunyai sifat MAMPU LASNYA (WELDABILITY) rendah. Karbon dalam Besi Tuang dapat berupa sementit (Fe3C) atau biasa disebut dengan Karbon Bebas (grafit). Perlu di ketahui juga kandungan FOSFOR dan SULPHUR dari material ini sangat tinggi dibandingkan Baja.

Ada beberapa jenis Besi Tuang (Cast Iron) yaitu :


1. BESI TUANG PUTIH (WHITE CAST IRON).

Dimana Besi Tuang ini seluruh karbonnya berupa Sementit sehingga mempunyai sifat sangat keras dan getas. Mikrostrukturnya terdiri dari Karbida yang menyebabkan berwarna Putih.

2. BESI TUANG MAMPU TEMPA (MALLEABLE CAST IRON).

Besi Tuang jenis ini dibuat dari Besi Tuang Putih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan graphit (Fe3C) akan terurai menjadi matriks Ferrite, Pearlite dan Martensite. Mempunyai sifat yang mirip dengab Baja.

3. BESI TUANG KELABU (GREY CAST IRON).

Jenis Besi Tuang ini sering dijumpai (sekitar 70% besi tuang berwarna abu-abu). Mempunyai graphite yang berbentuk FLAKE. Sifat dari Besi Tuang ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya rendah sekali (Nil Ductility).

FAKTOR-FAKTOR APA YANG MEMPENGARUHI SIFAT MAMPU LAS (WELDABILITY) PADA MATERIAL INI ???

1. Ketegangan saat pendinginan.

Secara teori pengelasan (welding) material las (logam las / weld metal) akan berkontraksi selama pendinginan. Karena kerapuhan dari besi tuang inilah kontraksi cast iron mempunyai kemampuan yang lebih rendah dibandingkan Baja.

2. Bentuk yang tidak beraturan.

Umumnya Besi Tuang ini dibuat dalam bentuk yang tidak berarturan atau boleh saya bilang artistic. Dengan adanya bentuk yang rumit besi tuang tersebut sedikit banyak mempunyai ketebalan yang tidak seragam hal ini akan mempengaruhi konstraksi tegangan yang terjadi pada material tersebut dan mudah terjadi retak dan perlu diingat juga yang melatarbelakangi ini adalah sifatnya yang mempunyai daya lentur yang sangat rendah.

3. HAZ yang keras.

HAZ pada Besi Tuang yang berdekatan dengan Weld Metal akan mempunyai sifat yang KERAS. Pengerasan ini diakibatkan oleh adanya bagian HAZ yang tidak ikut mencair.

4. Pengikatan Karbon dari Base Metal.

Akibat Pengelasan Besi tuang yang tercampur dengan Base Metal akan menyebabkan terjadinya pengikatan KARBON pada WELD METAL sehingga menyebabkan peningkatan kandungan SULFUR dan PHOSPOR.dalam WELD METAL tersebut.

5. Penyerapan Minyak pada Besi Tuang.

Karena bentuk kareketeristik material ini rata-rata berpori maka kemungkinan terjadinya peresapan minyak dalam graphite yang menyebabkan porositas pada logam las. Biasanya sering dialami oleh temen praktisi welding, repair pada saat maintenance.

gambar...........

Pengelasan difusi (diffusion welding, DFW); dua pemukaan logam yang akan disambung disatukan, kemudian dipanaskan dengan temperatur mendekati titik lebur logam sehingga permukaan yang akan disambung menjadi plastis dan dengan memberi tekanan tertentu maka terbentuk sambungan logam;
Pengelasan gesek (friction welding, FW); penyambungan terjadi akibat panas yang ditimbulkan oleh gesekan antara dua bagian logam yang disambung. Ke dua bagian logam yang akan disambung disatukan dibawah pengaruh tekanan aksial, kemudian salah satu diputar sehingga pada permukaan kontak akan timbul panas (mendekati titik cair logam), maka setelah putaran dihentikan akan terbentuk sambungan logam.
Pengelasan ultrasonik (ultrasonic welding, UW); dilakukan dengan menggunakan tekanan tertentu antara dua bagian logam yang akan disambung, kemudian diberi getaran osilasi dengan frekuensi ultrasonik dalam arah yang sejajar dengan permukaan kontak. Gaya getar tersebut akan melepas lapisan tipis permukaan kontak sehingga dihasilkan ikatan atomik antara ke dua permukaan tersebut.

DASAR-DASAR PENGELASAN

Pengelasan adalah proses penyambungan material dengan menggunakan energi panas sehingga menjadi satu dengan atau tanpa tekanan.
Pengelasan dapat dilakukan dengan :
pemanasan tanpa tekanan,
pemanasan dengan tekanan, dan
tekanan tanpa memberikan panas dari luar (panas diperoleh dari dalam material itu sendiri).
Disamping itu pengelasan dapat dilakukan :
tanpa logam pengisi, dan
dengan logam pengisi.
Pengelasan pada umumnya dilakukan dalam penyambungan logam, tetapi juga sering digunakan untuk menyambung pelastik. Dalam pembahasan ini akan difokuskan pada penyambungan logam.
Pengelasan merupakan proses yang penting baik ditinjau secara komersial maupun teknologi, karena :
Pengelasan merupakan penyambungan yang permanen;
Sambungan las dapat lebih kuat daripada logam induknya, bila digunakan logam pengisi yang memiliki kekuatan lebih besar dari pada logam induknya;
Pengelasan merupakan cara yang paling ekonomis dilihat dari segi penggunaan material dan biaya fabrikasi. Metode perakitan mekanik yang lain memerlukan pekerjaan tambahan (misalnya, penggurdian lubang) dan pengencang sambungan (misalnya, rivet dan baut);
Pengelasan dapat dilakukan dalam pabrik atau dilapangan.

Walupun demikian pengelasan juga memiliki keterbatasan dan kekurangan :
Kebanyakan operasi pengelasan dilakukan secara manual dengan upah tenaga kerja yang mahal;
Kebanyakan proses pengelasan berbahaya karena menggunakan energi yang besar;
Pengelasan merupakan sambungan permanen sehingga rakitannya tidak dapat dilepas. Jadi metode pengelasan tidak cocok digunakan untuk produk yang memerlukan pelepasan rakitan (misalnya untuk perbaikan atau perawatan);
Sambungan las dapat menimbulkan bahaya akibat adanya cacat yang sulit dideteksi. Cacat ini dapat mengurangi kekuatan sambungannya.

apa itu pengelasan ?

Pengelasan adalah suatu proses penyambungan dua atau lebih logam, di mana logam induk dan logam pengisi akan menjadi satu karena adanya pengaruh panas, dengan atau tanpa penekanan. Oleh karena itu, pengelasan logam tidak pemah. lepas dari peleburan logam, pengaruh penyusutan dan penyambungan antara logam induklogam pengisi pada temperatur yang relatif tinggi. Secara sederhana, proses pematrian juga termasuk dalam pengelasan. Berdasarkan penelitian, karena pengaruh efisiensi dan biaya, sampai saat ini metode pengelasan yang paling banyak digunakan ada/ah pengelasan cair dengan busur atau gas.