Bahan dan Kemampuan Lasnya (Weldability)

Ada banyak definisi yang berbeda mengenai kemampuan las baja karena seringkali memiliki arti yang berbeda pula untuk orang yang berbeda. Secara sederhana dapat diartikan sebagai kemampuan dari bahan yang akan dilas dan masih mempertahankan spesifikasi propertinya. Kemampuan untuk berhasil dilas ini tergantung pada banyak faktor termasuk jenis dan komposisi material, proses pengelasan yang digunakan dan mekanik properti yang dibutuhkan. Kemampuan las yang buruk umumnya melibatkan beberapa jenis masalah retak dan ini tergantung pada faktor-faktor seperti:

• tingkat tegangan sisa (dari ekspansi dan kontraksi yang tidak sama karena pengelasan);
• tingkat tekanan pengekangan (dari pengekangan lokal seperti klem, jig atau fixture);
• adanya struktur mikro yang rentan terhadap retak (bahan dasar mungkin memiliki struktur mikro yang rentan atau HAZ dan / atau logam las dapat membentuk struktur mikro rentan terhadap retak karena pengelasan).

Kesetaraan Karbon 

Kerentanan mikro terhadap retak sangat tinggi dipengaruhi oleh jumlah karbon dan jenis serta jumlahnya elemen paduan lainnya yang ada di baja. Karbon dan elemen paduan lainnya dapat dimasukkan ke dalam rumus itu menentukan nilai kesetaraan karbon (Cev) dari bahan. Cev ini adalah ukuran kekerasan dari baja. Semakin tinggi Cev, semakin rentan materialnya akan retak oleh fraktur getas.

Faktor lain yang mempengaruhi kemungkinan retak termasuk ketebalan logam dasar dan ketebalan sambungan gabungan (yaitu, pengelasan butt memiliki dua ketebalan sedangkan pengelasan fillet memiliki tiga). Ketebalan sambungan gabungan penting karena setiap ketebalan material bertindak sebagai heat sink dan dapat mendinginkan area las lebih cepat, membuatnya lebih keras dan karenanya lebih banyak rentan terhadap retak.

Rumus Sederhana Cev

setiap ketebalan material bertindak sebagai heat sink dan dapat mendinginkan area las lebih cepat, membuatnya lebih keras dan karenanya lebih banyak rentan terhadap retak. Gambar di atas menunjukkan rumus yang digunakan untuk menentukan Cev untuk sebuah material. Sebagai panduan umum, level Cev berikut tentukan kemampuan las baja:

• hingga 0,4%: kemampuan las yang baik;
• 0,4 hingga 0,5%: kemampuan las terbatas;
• di atas 0,5%: kemampuan las yang buruk.

Klasifikasi Baja

Baja karbon rendah: mengandung 0,01–0,3% karbon
Baja karbon sedang: mengandung 0,3–0,6% karbon
Baja karbon tinggi: mengandung 0,6–1,4% karbon

Baja karbon biasa hanya mengandung besi dan karbon sebagai bahan utamanya elemen paduan. Jejak elemen lain seperti Mn, Si, Al, S dan P mungkin juga hadir. Itu bisa dilihat dari diagram karbon pada Gambar di atas yang menyebabkan peningkatan karbon keuletan baja menurun sedangkan kekuatan tarik dan kekerasan meningkat. Perhatikan juga cara tarik maksimalnya kekuatan baja karbon biasa dicapai pada 0,83% karbon kandungan. Baja paduan mengandung elemen paduan seperti Mn, Mo, Cr dan Ni dan dibagi menjadi dua kelompok:

• Baja paduan rendah mengandung <7% total paduan elemen lainnya.
• Baja paduan tinggi mengandung > 7% total paduan elemen lainnya.

Elemen Paduan

Berikut ini adalah beberapa sifat dasar elemen paduan ditambahkan ke baja:

• Besi (Fe) adalah unsur dasar baja.
• Karbon (C) Meningkatkan kekuatan dan kekerasan tarik tetapi mengurangi keuletan.
• Mangan (Mn) Meningkatkan ketangguhan dan kekuatan saat paduan pada tingkat <1,6% pada baja. Dapat mengontrol retak solidifikasi baja dengan menetralkan yang merugikan efek belerang.
• Paduan Kromium (Cr) pada tingkat > 12% untuk diproduksi baja tahan karat. Memberikan ketahanan korosi dan meningkatkan ketebalan pengerasan. Hardenability adalah kemampuan baja untuk mengeras lebih lambat tingkat pendinginan saat memadukan elemen ditambahkan ke dalamnya. Jangan bingung ini istilah dengan kekerasan.
• Molybdenum (Mo) Memberikan ketahanan dan kekuatan creep suhu tinggi pada baja paduan rendah.
• Nikel (Ni) Meningkatkan kekuatan, ketangguhan, keuletan dan ketahanan korosi baja saat paduan pada tingkat > 8%. Ini mempromosikan pembentukan austenit pada suhu di bawah suhu kritis yang lebih rendah.
• Silicon (Si) Dicampur dalam jumlah kecil sebagai deoxidiser dalam baja feritik.
• Aluminium (Al) Digunakan sebagai grain refiner pada baja dan agen deoksidasi dalam tiga kali terdeoksidasi baja.
• Niobium (Nb) dan Digunakan untuk membantu pembentukan karbida
• Titanium (Ti) menstabilkan baja tahan karat.

Referensi 

S. E. Hughes. First published 2009. A Quick Guide to Welding and Weld Inspection. Woodhead Publishing Limited and Matthews Engineering Training Limited