Artikel ini menyoroti enam proses teratas yang terkait dengan pengelasan. Proses tersebut adalah: 1. Solder 2. Brazing 3. Braze Welding 4. Adhesive Bonding 5. Surface 6. Thermal Spraying.
Proses # 1. Menyolder :
Penyolderan adalah proses penyambungan potongan-potongan logam biasanya dalam bentuk sambungan tumpang tindih, Gambar 2.51, dengan membuat logam pengisi mengalir ke celah di antara mereka dengan aksi kapiler. Filler yang digunakan disebut solder dan memiliki titik leleh lebih rendah dari 450°C.
Solder yang paling umum digunakan adalah senyawa timah dan timbal dengan perbandingan 40/60, 50/50 atau 60/40 yang memiliki titik leleh antara 185 dan 275°C, tergantung komposisinya.
Penyolderan dilakukan dengan membersihkan potongan secara menyeluruh dengan bantuan sikat kawat, kain ampelas, kikir atau bahkan sabut baja. Potongan-potongan tersebut kemudian dipasang rapat dengan celah sekitar 0 08 .mm antara permukaan kawin. Sebuah fluks diterapkan pada permukaan untuk menghindari pembentukan oksida karena pemanasan selanjutnya juga untuk melarutkan fluks yang masih ada pada permukaan tersebut. Fluks tujuan umum yang umum digunakan adalah seng klorida sedangkan untuk penyolderan resin sambungan listrik, karena tidak korosif, paling cocok.
Setelah penerapan fluks, potongan dipanaskan dengan salah satu metode yang tersedia yaitu, obor oxy-acetylene, besi solder, pelat panas, hambatan listrik, pemanasan induksi, pemanasan oven atau pemanasan celup. Solder kemudian diterapkan ke celah. Itu meleleh dan mengalir ke antarmuka permukaan kawin dengan aksi kapiler. Pada pendinginan itu mengeras dan memberikan sambungan dengan kekuatan yang memadai.
Jika celah antara permukaan kecil, maka kekuatan sambungan lebih besar dari pada kekuatan solder. Namun, jika lapisan solder yang tebal diendapkan maka kekuatan maksimum yang dicapai sambungan sama dengan kekuatan solder. Pada pendinginan, sambungan dibersihkan dengan air panas untuk menghindari aksi korosif residu fluks.
Secara komersial, penyolderan digunakan secara luas untuk menyambung lembaran tipis logam besi dan non-besi di mana sambungan tidak mengalami tegangan tarik. Itu juga banyak digunakan dalam industri listrik dan elektronik.
Penggunaan umum penyolderan termasuk penyambungan konduktor listrik, dan pemipaan pipa tembaga ke alat kelengkapan tembaga.
Proses # 2. Mematri:
Brazing adalah proses penyambungan logam dengan menggunakan logam pengisi non-ferrous yang memiliki titik leleh di atas 450°C tetapi di bawah solidus logam dasar. Tidak ada peleburan logam dasar yang terlibat dan pengisi menyebar dengan aksi kapiler di antara potongan-potongan yang digabungkan.
Benda kerja yang akan dibrazing biasanya disiapkan untuk sambungan pangkuan atau butt. Baik pantat persegi maupun pantat syal digunakan. Gambar 2.52 menunjukkan beberapa konfigurasi sambungan yang digunakan dalam mematri. Pembersihan potongan dilakukan dengan metode mekanis seperti pengarsipan, penggilingan, dll. Atau dengan menggunakan bahan kimia seperti karbon tetraklorida (CCl 4 ).
Sambungan yang akan dibrazing dibuat dengan celah kecil 0,025 hingga 0,25 mm. Fluks mematri kemudian diterapkan untuk melarutkan oksida logam padat yang masih ada dan untuk mencegah oksidasi lebih lanjut. Fluks mematri biasanya mengandung klorida, fluorida, dan borat dari logam alkali. Borax, bagaimanapun, adalah salah satu fluks mematri yang paling populer.
Pemanasan benda kerja dicapai dengan nyala api oxy-acetylene, pemanasan induksi atau pemanasan tungku. Bahan pengisi brazing, jika belum ditempatkan pada posisinya di atas sambungan, dapat diaplikasikan dalam bentuk batang atau kawat dan dilebur agar mengalir ke sambungan melalui aksi kapiler. Bahan pengisi yang paling umum digunakan adalah paduan kuningan (60/40 Cu-Zn) dan perak-tembaga-seng-kadmium seperti 35 Ag, 26 Cu, 21 Zn, 18 Cd.
Fluks sisa yang tertinggal pada sambungan brazing dapat dihilangkan dengan mencuci dengan air panas diikuti dengan pengeringan udara.
Secara komersial, mematri digunakan secara luas di seluruh industri. Industri utama yang menggunakan mematri, bagaimanapun, termasuk industri listrik, elektronik, dan pemeliharaan.
Proses # 3. Pengelasan Braze:
Pengelasan braze atau perunggu adalah proses di mana potongan logam disambung dengan cara yang sama seperti pada brazing tetapi bahan pengisi dibuat mengalir ke celah sambungan tanpa menggunakan aksi kapiler. Logam dasar dilebur, jika ada, sampai batas tertentu.
Semua sambungan yang digunakan untuk pengelasan oxy-acetylene dapat dilas dengan las. Panas juga diterapkan biasanya dengan bantuan obor oxy-acetylene. Namun, busur karbon, busur gas-tungsten, dan busur plasma dapat digunakan sama efektifnya dan tanpa menggunakan fluks.
Pengisi dicelupkan ke dalam fluks dan dilebur dengan bantuan nyala api atau busur agar mengalir ke celah sambungan. Kekuatan nyala dapat digunakan untuk membuat pengisi cair mengalir ke posisi yang diinginkan. Fluks yang digunakan untuk pengelasan braze adalah jenis yang sesuai dan pengisi sering berupa batang mematri paduan tembaga dengan komposisi tembaga-seng 60/40.
Sambungan untuk las braze adalah dari tipe butt persegi untuk ketebalan lembaran hingga 2 mm tetapi membutuhkan persiapan vee tunggal atau ganda di atasnya. Namun, upaya dilakukan untuk menghilangkan sudut tajam pada persiapan tepi untuk menghindari pemanasan berlebih, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.53.
Pengelasan braze pada awalnya dikembangkan untuk memperbaiki pengelasan bagian besi tuang yang retak atau pecah, tetapi sekarang digunakan dengan mudah untuk menyambung logam serupa. seperti tembaga menjadi baja, tembaga menjadi besi tuang, paduan nikel dan tembaga menjadi besi tuang dan baja.
Aplikasi umum dari pengelasan braze termasuk penyambungan cepat baja ringan pengukur tipis, pengelasan saluran baja galvanis menggunakan busur karbon, lembaran tipis ke bagian tebal besi tuang dan untuk menyambung pipa telescoping.
Proses # 4. Ikatan Perekat:
Dalam ikatan perekat, suatu logam digabungkan dengan logam lain atau non-logam dengan menggunakan perekat yang biasanya terdiri dari polimer organik sintetik dari jenis pengaturan termo misalnya, epoksi dan fenol formaldehida.
Potongan-potongan yang akan digabungkan dibersihkan secara menyeluruh dengan bahan kimia atau cara mekanis i. Sedangkan pembersihan kimia mungkin melibatkan degreasing dalam penangas uap diikuti dengan pencelupan dalam asam yang sesuai, pembersihan mekanis mungkin termasuk peledakan tembakan, penggilingan, pengarsipan, penyikatan kawat atau pengamplasan.
Perekat diaplikasikan pada permukaan yang dibersihkan dengan menyikat, menyemprotkan lapisan rol atau mencelupkan. Lapisan perekat yang digunakan tergantung pada logam yang diikat, jenis perekat, pelarut yang digunakan, dan kekuatan yang dituju, misalnya untuk mencapai ketebalan lem akhir 0,025 hingga 0,075 mm di mana saja dari 0,125 hingga 0,375 mm dari 20% perekat basah padat harus diterapkan.
Sambungan tipikal yang digunakan untuk ikatan perekat meliputi tipe lap, inset, butt-strap dan tee seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.54.
Adherends (benda kerja) setelah bergabung dalam konfigurasi sambungan yang diinginkan ditempatkan di bawah tekanan 10 sampai 100 N/cm 2 dan dikeringkan biasanya pada suhu sekitar 150°C selama sekitar 30 menit. Adhesi umumnya disebabkan oleh daya tarik molekuler antara perekat dan bahan yang melekat. Gambar 2.55 menunjukkan mekanisme sambungan dari suatu ikatan perekat.
Penggunaan komersial perekat bonding mencakup sejumlah besar aplikasi dalam pembuatan gerbong kereta api, reflektor gelombang mikro, lemari es, tangki penyimpanan, dll. Namun, sejauh ini pengguna utama metode ini adalah industri pesawat terbang dan mobil.
Aplikasi umum dari proses ini termasuk pengikatan pengaku ke kulit pesawat, pemasangan kampas rem ke sepatu rem dan sambungan di rakitan sayap dan ekor pesawat.
Proses # 5. Permukaan:
Permukaan atau overlaying adalah proses pengendapan logam pengisi di atas permukaan logam dasar dengan tujuan untuk mencapai sifat yang diinginkan yang meliputi ketahanan korosi, ketahanan aus, kontrol dimensi dan kebutuhan metalurgi. Biasanya empat varian proses dikenali yaitu, kelongsong, permukaan keras, penumpukan dan mentega, yang tujuannya masing-masing untuk memberikan peningkatan ketahanan korosi, peningkatan ketahanan aus, persyaratan dimensi, dan untuk mencapai kompatibilitas metalurgi.
Permukaan dapat dilakukan dengan sejumlah proses pengelasan seperti las busur logam terlindung, las busur tungsten gas, las busur logam gas, las busur submerge, las elektroslag, las plasma, las eksplosif dan bahkan las oxy-acetylene. Gambar 2.56 menunjukkan pengaturan kelongsong dengan proses las busur terendam menggunakan elektroda strip. Cladding dapat dilakukan bahkan dengan operasi rolling mekanis.
Permukaan dengan pengelasan dilakukan dengan teknik pengelasan biasa tetapi cukup sering manik-manik diletakkan tumpang tindih hingga 30 sampai 50 persen untuk mencapai penyatuan sempurna di antara mereka. Penetrasi dangkal dengan pengenceran rendah tetapi kekuatan sambungan yang memadai adalah tujuan proses yang diinginkan.
Ini mungkin memerlukan pembersihan permukaan yang benar sebelum muncul ke permukaan. Metode pembersihan yang digunakan akan bergantung pada bahan dan keutuhan permukaan logam tidak mulia. Grinding, shot blasting, dan pembersihan bahan kimia dapat digunakan untuk mencapai kualitas permukaan yang diinginkan. Ketebalan bahan yang diletakkan biasanya bervariasi antara 3 sampai 5 mm.
Secara komersial, busur terendam dan busur plasma adalah proses yang paling sering digunakan untuk permukaan. Banyak industri yang menggunakan pelapisan permukaan, antara lain industri bejana tekan, kereta api, industri otomotif dan industri mesin pemindah tanah . Selain melapisi bagian dalam bejana tekan dan ketel yang baru dibuat, proses ini digunakan terutama untuk reklamasi peralatan seperti peralatan penghancur batu bara dan semen, rig pengeboran, pemotong batu bara, tempa dan komponen tekan seperti cetakan dan pelubang.
Aplikasi umum dari proses ini meliputi permukaan permukaan katup mesin dan dudukan mesin pembakaran internal, membuat roda gigi dan gigi sproket yang rusak atau aus, perbaikan digester yang digunakan di pabrik pulp dan kertas, kerucut penghancur batu, dan tip buldoser.
Proses # 6. Penyemprotan Termal:
Penyemprotan termal adalah proses pengendapan bahan logam atau non-logam di atas bahan dasar untuk melindunginya dari korosi, atau untuk mengurangi abrasi, erosi, kavitasi, atau keausan. Ini juga digunakan untuk mengembalikan permukaan yang rusak atau aus ke bentuk dan dimensi aslinya.
Proses penyemprotan termal memiliki tiga varian utama yaitu, penyemprotan busur listrik, penyemprotan api dan penyemprotan plasma. Sedangkan pada electric arc spray menggunakan bahan berupa kawat, plasma arc spray menggunakan bahan dalam bentuk bubuk sedangkan flame spray dapat menggunakan bahan baik dalam bentuk kawat maupun bubuk. Gambar 2.57 menunjukkan pengaturan penyemburan api menggunakan material dalam bentuk kawat.
Prinsip operasi dalam ketiga metode penyemprotan adalah bahwa bahan yang akan disemprotkan dilelehkan oleh busur listrik, atau busur plasma, atau nyala gas dan diatomisasi dengan bantuan udara bertekanan tinggi atau gas inert dan diproyeksikan ke bahan dasar.
Bahan yang disemprotkan menempel pada bahan dasar karena bentuknya yang cair dan benturan yang tinggi. Bergantung pada suhu dan tekanan, ikatan antara pelapis dan bahan dasar bersifat mekanis atau penggabungan sempurna.
Untuk mencapai ikatan yang baik antara pelapis dan bahan dasar, sangat penting untuk menyiapkan benda kerja dengan benar. Bergantung pada sifat bahan dasarnya, ia dapat dikerjakan dengan mesin, ditembakkan, dibersihkan secara kimia atau bahkan dilapisi ikatan. Secara keseluruhan, permukaan yang bersih namun kasar memberikan hasil terbaik jika disemprotkan segera setelah persiapan. Selain logam, bahan dasarnya bisa berupa kain, kulit, kayu, beton, atau permukaan berpori lainnya.
Secara komersial, proses ini digunakan dalam perbaikan dan pemeliharaan mesin, dan untuk memberikan lapisan pelindung. Bahan yang diendapkan dengan penyemprotan biasanya memiliki ketebalan yang jauh lebih kecil daripada yang diendapkan dengan permukaan. Ikatan dalam penyemprotan juga biasanya bersifat mekanis sedangkan pada permukaannya adalah jenis koalesensi.
Aplikasi umum dari proses ini termasuk lapisan seng pada bilah turbin, poros angker, dan poros bubungan. Pekerjaan dekoratif dengan penyemprotan meliputi penyemprotan furnitur, mainan dan papan tanda.
