Pengelasan CastIron

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).

 

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 artistik. Dengan adanya bentuk yang rumit besi tuang tersebut sedikit banyak mempunyai ketebalan yang tidak seragam hal ini akan mempengaruhi kontraksi 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.

 

Mengapa Cast Iron jika di Las Sering terjadi retak? Sebelum kita bahas hanya keretakan pada Cast Iron, ada baiknya jika kita mengerti terlebih dahulu apa yang disebut Crack pada logam, apa yang menyebabkan crack pada logam, apa pengaruh Chemical Composition terhadap mudah tidaknya suatu logam retak, Apa itu diagram CCT dan CCCT, dll. Sehingga kita tidak salah dalam mengambil kesimpulan dalam memahami terjadinya crack pada pengelasan Cast Iron…..

Keretakan pada proses pengelasan Cast Iron, ada beberapa faktor yang saling dukung mendukung sehingga memudahkan terjadinya Crack.

Faktor utamanya adalah :

1.       Chemical Composition :

%C = Carbon terlalu tinggi. Unsur C yang tinggi memang akan menurunkan Titik Lebur baja (Mesti dibahas juga Diagram Fe-Fe3C) sehingga antara proses peleburan dan penuangan di cetakan lebih mudah. Tetapi karena sifatnya yang lunak akan menjadi sumber keretakan di paduan Besi Cor, apalagi yang C nya berbentuk Flake (Besi cor mempunyai Carbon bebas, mungkin seperti radikal bebas di tubuh kita). %P= Posphor dan %S= Sulphur Tinggi. Dalam paduan Fe, kadar P dan S tidak boleh lebih besar dari keteentuan. Karena lebih dari itu akan menyebabkan sumber keretakan (kalau di proses rolling pembuatan besi beton bisa pecah) . Lantas mengapa unsur P dan S ini tidak diturunkan saja? Dalam proses pengecoran, unsur P dan S sangat diperlukan untuk meningkatkan mampu alir dari cairan besi….

2.       Faktor-faktor lain seperti bentuk yang kompleks dan lain tidak banyak berpengaruh, karena kebanyakan pada proses pengelasan Cast Iron, keretakan terjadi pada daerah HAZ.

3.       Bagaimana pengaruh Olie dll ? Pengotor seperti ini lebih banyak berpengaruh terhadap terjadinya Porosity pada weld metal.

Lantas bagaimana untuk menghindari terjadinya keretakan pada pada proses pengelasan Cast Iron?

1.       Gunakan kawat las Nickel.

2.       Kontrol heat input dan Cooling rate…

3.       Sebelum mengelas harus dibersihkan terlebih dulu dari misalnya Olie, Cat dlll.

Pada umumnya Besi Tuang (Cast Iron) mempunyai bentuk yang rumit suatu contoh (PIPE FITTING, SPROKECT, PUMP, CRANK SHAFT MESIN MOBIL dan beberapa peralatan yang terdapat pada Pabrik GULA) bukan dalam bentuk MILD seperti STEEL yang sering kita temui dipasaran.

BAGAIMANA KORELASINYA.

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.

Untuk menghindari timbulnya keretakan pada sebuah besi tuang karena ketegangan akibat konstraksi tegangan selama pengelasan sering dilakukan dengan memperluas bidang yang dipanasi dengan PREHEATING untuk menyeimbangkan KONTRAKSI TEGANGAN dalam hal ini ada metode yang dilakukan dalam preheating :

1.       PREHEATING SETEMPAT.

Tujuannya untuk menghambat tingkat pendinginan sambungan las.

2.       PREHEATING KESELURUHAN.

Mempunyai fungsi untuk melepaskan tegangan internal yang tersembunyi dan untuk memperlambat pendinginan pengelasan. Hal ini cocok untuk material yang mempunyai bentuk rumit Seperti RODA GIGI, SPROKET dsb.

MENGAPA KAWAT LAS BESI TUANG BERBASIS PADA UNSUR NICKEL (Ni) ??

Nickel adalah suatu logam berwarna Putih perak, Mempunyai Berat Jenis 8.5 yang hampir sama dengan Tembaga.

Nickel dijadikan sebagai bagian dari bahan Kawat Las Cast Iron karena Nickel mempunyai karakteristik LOW SOLUBILITY pada Carbon. Dengan menyatunya NICKEL & BESI dapat menghindari terjadinya CRACK (RETAK) PADA DAERAH FUSION LINE akibat adanya perbedaan EXPANSION temperature pengelasan pada material Cast Iron. Selain itu logam las ini mempunyai karakteristik yang lentur dan mudah untuk dimachining.

Perlu diketahui juga TIDAK SELAMANYA kawat las cast iron berbasiskan pada NICKEL tetapi ada juga kawat las yang berbasiskan TEMBAGA (Copper).

Uji yang akan digunakan tergantung dari syarat yang diharuskan oleh Standard yang dipakai, bisa Visual,RT, UT, PT/MT, mechanical test. Visual inspeksi guiding-nya bisa dilihat di EN 970 untuk standard visual inspeksi dan EN 25817 standard for Quality Level.

Pengujian ada 2 kategori meliputi :

Pengujian PROSEDURE PENGELASAN (WPS/PQR) meliputi :

1.       Pengujian Tarik.

2.       Pengujian Bending.

3.       Pengujian Nick Break.

4.       Makro Etsa.

5.       Impact Test.

Jenis pengujian diatas adalah pengujian yang sering ditemui pada saat kita melakukan pengujian WPS/PQR.

Pengujian ELECTRODE atau MATERIAL PENGELASAN meliputi :

1.       Chemical Composition.

2.       Pengujian Tarik dan Bending.

3.       Radographic Test.

4.       Moisture Test (jika type electrodenya adalah Low Hydrogen).

5.       Impact Test.

Kedua jenis pengujian ini sifatnya tidak mengikat tergantung dari jenis electrode, diameter electrode dan standard yang diaplikasikan pada electrode tsb. Tidak menutup kemungkinan didalam jenis pengujian yang ada pada Material pengelasan diapplikasikan pada pengujian Prosedure Pengelasan.

Jenis Logam yang perlu dipre-heat ditinjau dari aspek %C content dalam material (semakin tinggi kandungan karbon semakin tinggi pula temperatur preheat-nya), kemudian dari Aspek tebal material yang akan di las, dan dari aspek internal stress akibat cold working dari material yang akan di las. Semua jenis LOGAM FERROUS bisa dilakukan Preheat dan PWHT kecuali untuk jenis STAINLESS STEEL. Parameter dari penentuan ini bisa kita ambil dari CARBON EQUIVALENT dan KETEBALAN dari material yang akan di welding.

Apakah kegunaan dari PWHT.
Secara prinsip kegunaan PWHT adalah : mempunyai fungsi untuk menghilangkan tegangan sisa pada lasan yang diakibatkan adanya konstraksi tegangan dimana sambungan pengelasan itu sendiri terdiri dari tegangan multi axial. Hal ini terjadi karena adanya siklus pemanasan dan pendinginan selama pengelasan sehingga rentan akan adanya KOROSI TEGANGAN lebih-lebih untuk baja karbon. Oleh karena itu untuk menghindari fenomena diatas perlu dilakukan PWHT yang mempunyai fungsi :

1. Meningkatkan ketahanan Korosi terutama korosi tegangan. 2. Menghilangkan terjadinya tegangan sisa. 3. Memperkecil pengaruh terjadinya retak pada daerah lasan.

Apakah PWHT mutlak di lakukan untuk penyambungan bahan yang bermaterial Stainless Steel

SECARA TEORI PHWT untuk material stainless steel diperbolehkan. Tetapi didalam APPLICATION CODE TIDAK DIPERBOLEHKAN (NOT RECOMENDED), disini ada dikotomi pemahaman yang berbeda.

 

 

 

 

 

 

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).

4.       BESI TUANG NODULAR (NODULAR CAST IRON)

NODULAR CAST IRON adalah perpaduan BESI TUANG KELABU. Ciri Besi tuang ini bentuk graphite FLAKE dimana ujung – ujung FLAKE berbentuk TAKIK-AN yang mempunyai pengaruh terhadap KETANGGUHAN, KEULETAN & KEKUATAN oleh karena untuk menjadi LEBIH BAIK, maka graphite tersebut berbentuk BOLA (SPHEROID) dengan menambahkan sedikit INOCULATING AGENT, seperti Magnesium atau calcium silicide. Karena Besi Tuang mempunyai KEULETAN yang TINGGI maka besi tuang ini di kategorikan DUCTILE CAST IRON.

 

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

About these ads

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: