Reaksi Kimia pada Proses Pengelasan

Reaksi Kimia pada

Proses Pengelasan

Reaksi Kimia dasar selama

fusion welding

Pengaruh gas (N,O dan H) pada Lasan

Nitrogen Oksigen Hydrogen

Baja Meningkatkan kekuatan tapi mengurangi ketangguhan

Ketangguhan akan berkurang tapi akan meningkat bila ferit acicular terbentuk

Menyebabkan Hydrogen cracking

Stainless steel Austenitik dan duplek

Mengurangi ferit dan membantu proses solidification

cracking

Aluminium Membentuk lapisan oksida yang dapat menyebabkan inklusi

Membentuk

porositas gas dan akan mengurangi keuletan dan Kekuatan

Titanium Meningkatkan kekuatan tapi mengurangi keuletan

Teknik perlindungan gas yang umum digunakan

Teknik Perlindungan Proses Pengelasan

Gas GTAW, GMAW, PAW

Slag SAW, ESW

Gas dan Slag SMAW, FCAW

Tingkat keberadaan Oksigen dan Nitrogen pada beberapa proses

Reaksi Logam-Gas

½ N₂ (g) = N(*)

½ O₂ (g) = O ½ H₂ (g) = H

• Garis bawah menunjukkan nitrogen yang larut dalam logam cair

• Konsentrasi kesetimbangan nitrogen terlarut pada temperatur (T) tertentu dinyatakan dalam

Reaksi Logam-Gas

N = Konstanta kesetimbangan reaksi

• T = Temperatur

• PN2 = Tekanan Parsial

Nitrogen

• Beberapa logam larut dalam nitrogen atau nitrida Fe, Ti, Mn dan Cr

• Sumber Nitrogen ; Terkandung dalam gas pelindung (gas inert Ar-N₂)

• Nitrogen berfungsi sebagai “Austenite stabilizer” mengurangi kandungan ferit

Pengaruh unsur paduan terhadap kelarutan

nitrogen pada besi

Pengaruh Nitrogen

• Membentuk

presipitat besi nitrida (Fe₄N) dalam

matriks ferit

• Bentuk presipitat tajam dan getas

Proteksi terhadap Nitrogen

• Menambahkan unsur pembentuk nitrida kuat (co/ Ti,Al,Si,Zr) pada filler metal

• Mengurangi sumber nitrogen dalam slag

• Memilih metode pengelasan dengan kontaminasi nitrogen minimum

Oksigen

• Sumber :

– Udara

– Oksigen berlebih dari pengelasan gas

– Dari penguraian Oksida (SiO₂,MnO,FeO) dlm fluks

– Dari reaksi slag-logam pada weldpool

Pengaruh Oksigen

• Dapat merubah sifat mekanik material • Menghasilkan inklusi

Hidrogen

• Sumber Hidrogen :

– Lemak dan Lembab yang ada di benda kerja, elektroda dan fluks

– Reaksi pada fluks (co/ Selulosa pada SMAW)

Pengaruh unsur paduan terhadap kelarutan

Hidrogen pada besi

Kandungan hidrogen lasan

sebagai fungsi dari variabel

Pengaruh Gas pelindung terhadap Kandungan hidrogen pada lasan

Metode Mengurangi Kadar

Hidrogen pada lasan

• Pemilihan gas pelindung yang tepat • Pemanasan elektroda dan fluks

• Pemilihan Komposisi konsumable yang tepat

Reaksi Logam-Slag

►Merupakan reaksi termokimia yang terjadi diantarmuka antara slag cair dan logam cair

►Co/

 Reaksi penguraian oksida logam dalam fluks

 oksidasi unsur paduan dalam logam cair oleh oksigen yang larut dalam logam cair

Penguraian Fluks

►Oksida logam dalam fluks CaO,K₂O, Na₂O dan TiO₂, Al2O3, MgO, SiO₂ dan MnO.

►Reaksi Penguraian

(SiO₂)↔SiO (g) + 1/2O2 (g)

Oksidasi oleh Oksigen dalam Logam

►Reaksi yang terjadi

Mn + O = (MnO) Si + 2O = (SiO2)

Ti + 2O (TiO2)

Desulfurisasi Logam Cair

►Reaksi Desulfurisasi

Basicity Indeks

► Kemampuan Slag untuk menghilangkan sulfur dari baja (Steelmaking)

► Umum  Menunjukkan Kemampuan oksidasi fluks

► Bacisity Indeks



