Porositas pada Las Aluminium: Penyebab dan Cara Mengatasinya
Porositas adalah cacat yang paling sering dijumpai pada pengelasan paduan aluminium. Artikel ini menguraikan sumber-sumber hidrogen, urutan penelusuran di lapangan, dan tindakan perbaikan yang konkret — ditujukan bagi tenaga proses dan juru las.
Mengapa aluminium sangat rentan terhadap porositas
Hampir seluruh porositas pada lasan paduan aluminium merupakan porositas hidrogen. Penyebabnya terletak pada kelarutan hidrogen dalam aluminium yang berubah sangat tajam terhadap suhu: dalam keadaan cair aluminium mampu melarutkan hidrogen dalam jumlah cukup besar, namun pada saat membeku kelarutan tersebut turun sekitar satu orde besaran. Hidrogen yang tidak sempat naik dan keluar akan tertinggal di dalam lasan dan membentuk rongga berbentuk bulat atau mendekati bulat. Baja karbon memiliki mekanisme serupa, tetapi selisih kelarutannya jauh lebih kecil, sehingga kelembapan dan minyak dalam kadar yang sama menimbulkan akibat yang jauh lebih serius pada lasan aluminium.
Karena itu, penelusuran porositas bertumpu pada satu alur berpikir saja: temukan dari mana hidrogen masuk ke kolam las, lalu putus sumbernya satu per satu. Penyetelan parameter pengelasan pada umumnya hanya memperbaiki peluang gelembung untuk keluar, dan tidak dapat menggantikan penanganan sumber pencemaran itu sendiri.
Empat sumber hidrogen
Diurutkan dari yang paling sering hingga paling jarang dijumpai di lapangan. Penelusuran sebaiknya mengikuti urutan ini; pada sebagian besar kasus penyebabnya sudah ditemukan pada dua butir pertama.
Kondisi permukaan logam induk dan kawat las
Lapisan oksida pada permukaan aluminium berstruktur berpori dan bersifat higroskopis sehingga menyerap dan menahan uap air dari udara; sisa cairan pemotongan, bahan pelepas cetakan, gemuk, dan keringat tangan pada alur las juga mengandung hidrogen. Inilah sumber porositas terbesar di lapangan.
Gas pelindung dan saluran gas
Kemurnian gas yang kurang, atau tabung yang dipakai sampai tekanan sisanya terlalu rendah, menaikkan kadar air; selang yang getas dan retak, sambungan yang longgar, serta kopling cepat yang aus akan menarik udara masuk pada sisi bertekanan rendah. Selang karet yang telah lama dipakai pun bersifat permeabel.
Lingkungan kerja
Kelembapan tinggi, musim hujan, embun yang terbentuk di permukaan benda kerja akibat selisih suhu siang dan malam, serta aliran angin dari pintu, kipas, dan lubang ventilasi yang merusak selubung gas — semuanya meningkatkan angka kejadian porositas secara nyata, terutama pada pekerjaan di ruang terbuka dan di kawasan pesisir.
Kestabilan busur dan parameter pengelasan
Tip kontak yang aus, hambatan pengumpanan yang besar, atau kawat yang kusut pada gulungan menyebabkan panjang busur berfluktuasi dan selubung gas menjadi tidak stabil; kecepatan las yang terlalu tinggi membuat gelembung tidak sempat naik. Faktor-faktor ini umumnya memperparah masalah, bukan menjadi penyebab utamanya.
Tabel gejala — penyebab — tindakan
Pola sebaran rongga pada lasan memberi petunjuk awal mengenai penyebabnya. Tabel berikut disusun sebagai acuan di lapangan.
| Gejala | Kemungkinan penyebab | Tindakan perbaikan |
|---|---|---|
| Rongga halus dan rapat di sepanjang lasan | Logam induk atau kawat las tercemar dan lembap secara menyeluruh | Lakukan kembali penghilangan lemak dan pembersihan mekanis pada alur las serta kedua sisinya; lakukan las coba dengan kawat baru sebagai pembanding |
| Terpusat di awal busur, lalu berkurang | Waktu aliran gas awal kurang, masih ada udara di dalam saluran | Perpanjang waktu aliran gas awal dan bilas saluran gas sebelum mengelas |
| Rongga berderet di kawah akhir lasan | Waktu aliran gas akhir terlalu singkat, kolam las membeku tanpa perlindungan | Perpanjang aliran gas akhir, akhiri dengan penurunan arus bertahap dan tahan torch di tempat |
| Muncul tiba-tiba pada satu bagian tertentu | Bagian tersebut terkena angin, mengembun, atau nosel tersumbat percikan | Pasang penahan angin, bersihkan nosel, dan periksa apakah benda kerja mengembun |
| Porositas disertai busur tidak stabil dan pengumpanan tersendat | Tip kontak aus, liner berisi serpihan, atau kawat kusut | Ganti tip kontak, bersihkan liner, dan gunakan gulungan lapis demi lapis yang terurai dengan lancar |
| Lebih banyak pada lapisan tengah las multi-lapis pada pelat tebal | Pembersihan antar lapisan kurang memadai, oksida dan sisa dari lapisan sebelumnya ikut melebur | Bersihkan setelah setiap lapisan dan kendalikan suhu antar lapisan |
Prosedur pembersihan sebelum pengelasan
Urutan yang benar adalah hilangkan lemak terlebih dahulu, baru sikat lapisan oksidanya. Bila dibalik, sikat justru menekan kotoran ke permukaan logam yang baru terbuka.
- Hilangkan lemak: seka alur las dan area sekurang-kurangnya 25 mm di kedua sisinya dengan aseton atau etanol anhidrat sampai kain lap tidak lagi mengangkat kotoran, lalu biarkan menguap sepenuhnya.
- Sikat lapisan oksida: gunakan sikat kawat baja tahan karat khusus untuk aluminium dan sikat searah. Sikat ini tidak boleh dipakai bergantian pada benda baja karbon, karena akan membawa partikel besi ke permukaan aluminium.
- Segera dilas: lapisan oksida mulai terbentuk kembali dan menyerap uap air begitu pembersihan berhenti, sehingga pengelasan sebaiknya dilakukan sesegera mungkin. Bila pekerjaan terhenti, area tersebut harus diseka ulang sebelum busur dinyalakan.
- Penanganan embun: bila lingkungan lembap atau permukaan benda kerja mengembun, pemanasan awal singkat pada suhu rendah dapat digunakan untuk mengusir uap air, umumnya tidak melebihi 120°C. Logam induk seri 5xxx dengan kandungan magnesium tinggi harus dihindarkan dari paparan suhu tinggi dalam waktu lama, sehingga suhu pemanasan awal dan suhu antar lapisan harus dikendalikan secara ketat.
Pemeriksaan gas pelindung dan saluran gas
- Pengelasan aluminium umumnya menggunakan argon berkemurnian tinggi; pada benda tebal, sesuai tuntutan prosesnya dapat digunakan campuran argon–helium untuk menaikkan masukan panas.
- Tabung gas sebaiknya diganti sebelum tekanan sisanya terlalu rendah dan tidak dipakai sampai habis — pada tahap tekanan sisa yang rendah, kadar airnya meningkat secara relatif.
- Periksa secara berkala apakah selang gas sudah getas dan retak serta apakah sambungan longgar, dan ganti kopling cepat yang aus; selang karet yang telah lama dipakai bersifat permeabel sehingga perlu diganti secara berkala.
- Laju alir bukan berarti semakin besar semakin baik. Laju alir yang berlebihan menimbulkan turbulensi di mulut nosel dan menarik udara ke dalam area terlindung. Laju alir harus sepadan dengan diameter nosel, bentuk sambungan, dan kecepatan angin di lokasi; pada area berangin, memasang penahan angin lebih efektif daripada menaikkan laju alir.
- Percikan yang menumpuk di dinding dalam nosel mengganggu aliran gas sehingga harus dibersihkan secara berkala; nosel yang berubah bentuk atau rusak harus segera diganti.
Penyimpanan dan penanganan kawat las
Kondisi permukaan kawat las berkaitan langsung dengan cara penyimpanannya — tahap yang sering terlewatkan di lapangan.
- Simpan tersegel dan kering: pertahankan kemasan asli tetap tersegel dan simpan di gudang yang kering dengan suhu stabil, hindari penumpukan di ruang terbuka maupun kontak langsung dengan dinding luar dan lantai.
- Simpan dengan baik setelah dibuka: gulungan yang belum habis sebaiknya disegel kembali, atau ditutup bersama unit pengumpan kawat, agar tidak terpapar udara bengkel dalam waktu lama.
- Mengenali kawat yang lembap: kawat las aluminium yang lembap umumnya kehilangan kilau logam, permukaannya muncul oksida berbentuk serbuk putih atau putih keabuan, dan pada kondisi parah terasa kasar. Kawat yang sudah jelas berserbuk tidak dianjurkan untuk lasan dengan persyaratan kedap gas atau uji radiografi.
- Peran gulungan lapis demi lapis: gulungan yang tersusun rapi terurai dengan lancar tanpa kusut sehingga mengurangi fluktuasi busur akibat pengumpanan yang tersendat, dan dengan demikian menurunkan porositas yang bersumber dari selubung gas yang tidak stabil.
Kesalahpahaman yang umum di lapangan
- Hanya menyetel parameter tanpa memeriksa pembersihan: parameter hanya memperbaiki peluang gelembung untuk keluar dan tidak menggantikan penanganan sumber pencemaran; pastikan dahulu pembersihan dan saluran gasnya.
- Membuka laju alir sampai maksimum: laju alir yang berlebihan menimbulkan turbulensi dan justru menambah porositas.
- Memakai satu sikat kawat untuk baja dan aluminium: hal ini membawa partikel besi ke permukaan aluminium, memicu porositas sekaligus menurunkan ketahanan korosi sambungan.
- Mengatasi kelembapan dengan pemanasan bersuhu tinggi: paduan aluminium umumnya tidak memerlukan pemanasan awal bersuhu tinggi, dan logam induk seri 5xxx dengan magnesium tinggi berpotensi mengalami sensitisasi bila tertahan lama di rentang suhu tinggi.
Uraian di atas disusun berdasarkan praktik yang lazim di industri sebagai acuan proses; ketentuan pembersihan, gas, dan parameter yang berlaku harus mengacu pada WPS yang Anda susun untuk benda kerja beserta persyaratan penerimaannya.
Tipe kawat terkait dan bacaan lanjutan
ER4047
Dengan kandungan silikon sekitar 12% paduan ini mendekati komposisi eutektik, memiliki fluiditas baik dan rentang pembekuan sempit sehingga membantu menghasilkan lasan yang padat; sering dipilih untuk sambungan dengan tuntutan kekedapan tinggi.
Data teknis → Aplikasi kedapBaki baterai dan wadah
Kondisi kerja umum yang menuntut lasan kedap dan padat, serta paling peka terhadap disiplin pembersihan dan mutu perlindungan gas.
Selengkapnya → PemilihanLogam induk → kawat las
Telusuri kawat las yang disarankan beserta tipe alternatifnya berdasarkan logam induk, mencakup kekuatan, ketahanan korosi, suhu operasi, dan anodisasi.
Lihat tabel →Perlu bantuan menelusuri masalah mutu lasan?
Mohon informasikan tipe logam induk, ketebalan, bentuk sambungan, tipe kawat las yang sedang digunakan, dan kondisi lingkungan kerja. Tim teknis kami dapat membantu menganalisis penyebabnya, memberikan arahan mengenai pembersihan dan proses pengelasan, serta memberikan dukungan teknis di lokasi bila diperlukan.
Hubungi tim teknis →