Komposisi Kimia Filler Rod untuk Pengelasan Dissimilar Metal (Carbon ke Stainless)

Pengelasan logam berbeda jenis atau Dissimilar Metal Welding (DMW) merupakan metode penyambungan yang umum digunakan dalam industri manufaktur untuk menggabungkan baja karbon dengan baja tahan karat (stainless steel). Pemaduan kedua material ini bertujuan menghasilkan konstruksi yang kuat dan tahan korosi namun tetap ekonomis. Salah satu faktor kunci yang menentukan keberhasilan pengelasan DMW adalah pemilihan filler rod dengan komposisi kimia yang tepat untuk menjembatani perbedaan sifat fisik dan metalurgi antara kedua material.

Komposisi Kimia Filler Rod untuk DMW

1. Filler Metal Inconel 82 (ERNiCr-3)

Filler metal Inconel 82 merupakan pilihan yang sangat baik untuk pengelasan dissimilar metal antara baja karbon dan stainless steel. Komposisi kimia nominalnya terdiri dari nikel (Ni) 67%, kromium (Cr) 20%, mangan (Mn) 3%, besi (Fe) 3%, dan niobium (Nb) 2,5%. Berikut komposisi lengkap berdasarkan standar AWS:

Unsur	Komposisi (%)
Nikel + Kobalt (Ni+Co)	67,0 min
Kromium (Cr)	18,0 - 22,0
Mangan (Mn)	2,5 - 3,5
Besi (Fe)	3,0 max
Niobium + Tantalum (Nb+Ta)	2,0 - 3,0
Silikon (Si)	0,50 max
Karbon (C)	0,10 max
Sulfur (S)	0,015 max
Fosfor (P)	0,03 max

Lapisan weld metal oleh Inconel 82 memiliki kekuatan tinggi dan ketahanan korosi yang baik, termasuk ketahanan oksidasi dan kekuatan creep rupture pada suhu tinggi.

2. Filler Metal ER70S

ER70S adalah filler rod yang umum digunakan untuk pengelasan baja karbon. Kandungan karbon pada filler ini sekitar 0,05%, lebih tinggi dibandingkan filler lainnya. Penelitian menunjukkan penggunaan filler ER70S pada pengelasan DMW antara baja karbon rendah dan stainless steel 316L menghasilkan kekuatan tarik sebesar 410 MPa dengan patahan terjadi pada daerah logam induk baja karbon.

3. Filler Metal ER316L

ER316L adalah filler rod untuk pengelasan stainless steel tipe 316L dengan komposisi kromium (Cr) sekitar 16% dan nikel (Ni) sekitar 10%. Kandungan karbonnya rendah yaitu 0,015%. Penggunaan filler ini menghasilkan kekuatan tarik 405 MPa, sedikit lebih rendah dari ER70S.

Pengaruh Komposisi Kimia terhadap Sifat Mekanik

Perbedaan komposisi kimia antar filler rod menghasilkan perbedaan sifat mekanik yang signifikan:

Parameter	ER70S	ER316L
Kekuatan Tarik	410 MPa	405 MPa
Kekerasan Las	398,1 HVN	209,3 HVN
Kandungan Karbon	0,05%	0,015%

Penggunaan filler ER70S menghasilkan nilai kekerasan tertinggi pada daerah logam las yaitu 398,1 HVN. Hal ini disebabkan oleh kandungan karbon pada filler ER70S yang lebih tinggi. Kandungan karbon yang lebih tinggi menyebabkan kenaikan kekerasan material. Hasil patahan uji tarik dengan filler ER70S terjadi pada daerah logam induk baja karbon, menandakan tidak terjadi kegagalan pada daerah las.

Fenomena Migrasi Karbon dan Disbonding

Tantangan utama pengelasan Dissimilar Metal Welding (DMW) adalah migrasi karbon dari baja karbon ke weld metal berkromium tinggi pada temperatur sekitar 800°F. Fenomena ini dapat membentuk dark band yang keras dan meningkatkan risiko disbonding akibat pembentukan kromium karbida (Cr₂₃C₆). Untuk mencegahnya, diperlukan pengendalian preheat, temperatur interpass, dan Post Weld Heat Treatment (PWHT).

Komposisi kimia filler rod merupakan faktor penentu keberhasilan pengelasan dissimilar metal antara baja karbon dan stainless steel. Filler ER70S terbukti lebih sesuai untuk pengelasan DMW baja karbon rendah dengan stainless steel 316L karena menghasilkan kekuatan tarik dan kekerasan yang lebih tinggi. Sementara itu, filler Inconel 82 (ERNiCr-3) dengan kandungan nikel (67%) dan kromium (20%) sangat baik untuk aplikasi suhu tinggi dan tahan korosi. Pemahaman komposisi kimia filler rod memungkinkan perancang memilih filler paling sesuai untuk menghasilkan sambungan las yang kuat dan andal.

PT Surya Max Industries menyediakan layanan Industrial Engineering Services, Boiler Repairs & Services, Palm Oil Mill Construction, Palm Oil Mill Expansion, serta Mechanical Fabrication di Indonesia. Silakan hubungi kami di sales@suryamaxindustries.com atau +62 821-1461-9558 untuk segala kebutuhan proyek dan layanan Anda. 

Daftar Pustaka

Nurisna, Z., & Setiawan, E. (2020). Pengaruh Filler Pada Pengelasan Tig Baja Karbon Dan Stainless Steel 316L Terhadap Sifat Mekanik. Quantum Teknika: Jurnal Teknik Mesin Terapan, 1(2), 95-99.

Sudiarso, W., & Nugroho, S. (2012). Pengaruh PWHT pada Kualitas Spesimen Preheat Pengelasan Dissimilar Metal antara Baja Karbon (A-106) dan Baja Tahan Karat (A312 TP-304H) dengan Filler Metal Inconel 82 (Doctoral dissertation, Mechanical Engineering Departement, Faculty Engineering of Diponegoro University).

Zaman, D. N., & Nugroho, S. (2012). Pengaruh PWHT pada Kualitas Pengelasan Dissimilar Metal antara Baja Karbon (A-106) dan Baja Tahan Karat (A312 TP-304H) dengan Filler Metal Inconel 82 (Doctoral dissertation, Mechanical Engineering Departement, Faculty Engineering of Diponegoro University).