Pengelasan Baja Tahan Karat 304 dan 316: Logam Pengisi, Masukan Panas, dan Pasivasi

Pemilihan logam pengisi

Aturan baku adalah mengelas satu tingkat di atas:

• 304/304L dilas dengan logam pengisi 308L.
• 316/316L dilas dengan logam pengisi 316L, yang membawa molibdenum yang diperlukan untuk mempertahankan ketahanan terhadap korosi sumuran (pitting).
• Sambungan logam tak sejenis (304 ke baja karbon) menggunakan logam pengisi over-alloyed seperti 309L.

Huruf "L" penting: karbon logam pengisi dijaga pada atau di bawah 0.03% sehingga deposit itu sendiri tahan terhadap sensitisasi. Jika logam dasar adalah 304 atau 316 polos (bukan L), penggunaan logam pengisi mutu L dan pengendalian masukan panas adalah pertahanan utama untuk logam las.

Masukan panas dan sensitisasi

Antara kira-kira 450 °C dan 850 °C, kromium bergabung dengan karbon membentuk karbida di batas butir — sensitisasi — meninggalkan zona yang kekurangan kromium dan terkorosi secara preferensial (pelapukan las, serangan knife-line). Oleh karena itu praktik baja tahan karat bekerja berlawanan arah dengan baja karbon:

• Jaga masukan panas tetap rendah hingga moderat (umumnya di kisaran 0.5–1.5 kJ/mm, tergantung proses).
• Batasi suhu antarlintasan, biasanya hingga sekitar 150 °C.
• Gunakan manik stringer daripada ayunan lebar, dan biarkan sambungan mendingin di antara lintasan.

Baja tahan karat austenitik juga menghantar panas dengan buruk dan memuai kira-kira satu setengah kali baja karbon, sehingga pengendalian distorsi (urutan seimbang, pengelasan backstep, pencekaman yang memadai) adalah bagian dari prosedur, bukan hal yang dipikirkan belakangan.

Poin teknik

• Pelindungan: sisi akar las pipa dan lembaran memerlukan gas pendukung inert (argon purge) hingga akar tertutup oleh beberapa milimeter logam; akar yang teroksidasi dan kasar (sugared) memiliki ketahanan korosi dan kinerja fatik yang buruk.
• Kebersihan: sikat dan abrasif khusus hanya untuk baja tahan karat; kontaminasi besi dari perkakas baja karbon yang dipakai bersama akan menempel dan berkarat. Lakukan degreasing sebelum pengelasan.
• Jangan pernah menggunakan benda baja tahan karat sebagai meja kerja untuk menggerinda baja karbon di dekatnya — kontaminasi debu gerinda adalah penyebab umum bercak karat misterius.

Setelah pengelasan: pembersihan dan pasivasi

Pengelasan meninggalkan heat tint — film oksida yang kekurangan kromium yang warna jerami hingga birunya menandakan berkurangnya ketahanan korosi di bawahnya. Untuk layanan korosi, tint dan lapisan yang terkuras harus dihilangkan:

1. Pembersihan mekanis (penyikatan baja tahan karat, abrasif halus) untuk tugas ringan.
2. Pickling dengan pasta atau bak nitrat/hidrofluorik untuk pemulihan permukaan secara penuh.
3. Pasivasi dalam asam nitrat atau asam sitrat (sesuai praktik ASTM A967) membangun kembali film oksida kromium pada permukaan yang sudah bersih. Pasivasi bukanlah pembersih — ia tidak menghilangkan tint atau kerak yang berat.

Sambungan 316 yang dilas, dibersihkan, dan dipasivasi dengan benar seharusnya tidak dapat dibedakan dalam kinerja korosi dari logam induknya; melewatkan langkah pasca-las adalah alasan yang biasa mengapa hal itu tidak terjadi.

Cacat umum dan penyebabnya

• Porositas: hampir selalu kontaminasi — kelembapan, gemuk, cat atau seng pada permukaan sambungan, atau masalah pelindungan (kehilangan cakupan gas, hembusan angin). Baja tahan karat menunjukkan porositas akibat kontaminasi lebih cepat daripada baja karbon karena kolam las kurang toleran terhadap permukaan kotor.
• Akar sugared: purge pendukung tidak mencukupi; akar teroksidasi menjadi permukaan kasar, menghitam, dan rentan korosi yang tidak dapat diperbaiki dari luar.
• Retak: jarang terjadi pada 304/316 itu sendiri (struktur austenitik dengan sedikit kandungan ferit dalam deposit tahan terhadap retak solidifikasi), tetapi merupakan risiko nyata bila logam pengisi yang salah digunakan pada sambungan tak sejenis atau bila kontaminasi karbon masuk ke kolam — satu alasan lagi untuk perkakas khusus dan kawat bersih.