Cara Mengelas Aluminium Cor?

1. Perkenalan

Pengelasan aluminium cor adalah tugas perbaikan dan fabrikasi rutin di bidang otomotif, laut, pengaturan ruang angkasa dan industri — tetapi secara material berbeda dari pengelasan aluminium tempa. Perbaikan yang berhasil memerlukan keputusan yang tepat sejak awal, persiapan yang disiplin (pembersihan, memanaskan lebih dulu, kebugaran), proses yang tepat dan pemilihan pengisi, masukan panas yang terkontrol, dan inspeksi yang ditargetkan. Panduan ini menjelaskan metalurgi, langkah praktis “bagaimana caranya”., panduan parameter, mode kegagalan umum dan opsi lanjutan sehingga bengkel dapat menghasilkan las coran yang andal.

2. Apa itu aluminium cor?

“Cast aluminium” mengacu pada komponen yang dihasilkan dengan menuangkan paduan aluminium cair ke dalam cetakan untuk membekukannya.

Keluarga umum termasuk:

• Paduan pengecoran Al-Si (A356, 319, A413, "silumin") — banyak digunakan untuk blok mesin, rumah dan pengecoran struktural. Kandungan silikon yang tinggi meningkatkan fluiditas dan mengurangi penyusutan tetapi mempengaruhi kemampuan las.
• Die-cast paduan (seringkali tembaga/Zn lebih tinggi dalam die casting) — digunakan untuk komponen konsumen berdinding tipis; kemampuan las yang terbatas.
• Pasir dan casting investasi — bagian yang lebih tebal dan permukaan yang lebih kasar; seringkali memerlukan lebih banyak persiapan.

Paduan tuang mungkin berbentuk as-cast, diberi perlakuan panas (MISALNYA., T6 untuk A356), atau mengandung gas yang terperangkap dan porositas susut dari proses pengecoran.

3. Mengapa aluminium cor berbeda

Tantangan utama pengelasan dengan pengecoran:

• Porositas dan penyusutan rongga: Gas yang terperangkap atau rongga yang mengecil sering terjadi; mereka bertindak sebagai konsentrator tegangan dan sumber porositas untuk pengelasan.
• Fase eutektik (Si tinggi): Al–Si eutektik menurunkan rentang leleh dan menyebabkan keretakan panas/solidifikasi jika input panas atau pemilihan pengisi salah.
• Ketebalan bagian variabel / massa termal yang tinggi: Bos yang tebal menghantarkan panas; sirip tipis memanas dan mendingin dengan cepat. Pendinginan diferensial menghasilkan tekanan dan distorsi.
• Cacat yang sudah ada sebelumnya: Retakan yang terbentuk selama pengecoran dapat meluas hingga ke dalam lasan jika tidak dipersiapkan dengan benar.
• Sensitivitas perlakuan panas: Banyak coran yang dikeraskan dengan presipitasi (T6). Pengelasan secara lokal menghancurkan amarah; restorasi mungkin memerlukan perlakuan panas penuh (larutan + menua kembali), seringkali tidak praktis untuk perbaikan.

Memahami kendala-kendala ini adalah langkah pertama menuju strategi perbaikan yang baik.

4. Bagaimana memutuskan apakah akan mengelas casting

Daftar periksa kelayakan (ya/tidak penilaian cepat):

• Apakah cacatnya terlokalisasi (retakan, porositas kecil) bukannya meresap? - - Jika dilokalisasi, pengelasan sering kali dapat dilakukan.
• Bisakah Anda mengakses dan menggiling kembali menjadi logam yang sehat dan membuat alur las yang tepat? - - Jika tidak, penggantian mungkin diperlukan.
• Dapatkah rakitan dipanaskan terlebih dahulu dan dijepit untuk mengontrol distorsi? - - Pemanasan awal meningkatkan keberhasilan.
• Akankah area yang dilas berada di a sangat stres, kritis terhadap keselamatan Lokasi (bejana tekan, anggota struktural utama)? - - Jika ya, pertimbangkan penggantian atau kualifikasi penuh.
• Apakah paduannya dapat diidentifikasi (A356, 319, dll.) dan apakah restresing/perlakuan panas merupakan suatu pilihan? - - Paduan yang tidak diketahui meningkatkan risiko.

Jika salah satu dari pemeriksaan ini negatif untuk bagian penting, solusi penggantian atau perbaikan non-las (perekat, pengikatan mekanis) harus dipertimbangkan.

5. Persiapan: pembersihan, kebugaran, desain sambungan dan pemanasan awal

Pembersihan

• Hapus minyak, lumasi dan cat menggunakan pembersih gemuk alkali atau aseton.
• Hapus lapisan oksida dan segala kontaminasi permukaan segera sebelum pengelasan dengan a sikat kawat baja tahan karat khusus atau roda abrasif yang diperuntukkan bagi aluminium. Hindari sikat baja karbon (kontaminasi besi menyebabkan karat dan penggetasan).
• Lap dengan pelarut bersih dan biarkan kering.

Desain fit-up dan sambungan

• Giling retakan hingga terdengar seperti logam — siapkan a V atau U alur untuk sepenuhnya menembus cacat. Bor “lubang penghenti” kecil di ujung retakan untuk mencegah penyebaran.
• Berikan akses root yang memadai; untuk retakan yang dalam, pertimbangkan untuk melapisinya dengan heat sink/batang penyangga tembaga untuk menopang genangan air dan menghilangkan panas.
• Hindari sendi yang terlalu terkekang – kebebasan mengurangi stres dan risiko retak.

Memanaskan lebih dulu

• Pemanasan awal sangat disarankan untuk pengecoran: 150–250 °C (300–480 °F) adalah rentang praktis yang umum. Gunakan termokopel untuk memonitor suhu.
• Pemanasan awal mengurangi gradien termal, memungkinkan hidrogen keluar, dan mengurangi kemungkinan retak panas. Melakukan bukan melebihi ~300 °C untuk sebagian besar pengecoran Al–Si kecuali mengikuti rencana metalurgi tertentu — pemanasan awal yang berlebihan dapat melunakkan bagian atau mengubah temper.

Suhu interpass

• Jaga suhu interpass tetap rendah 250–300 °C untuk menghindari degradasi metalurgi dan pelunakan yang tidak terkendali. Biarkan bagian tersebut mendingin hingga suhu interpass yang dapat diterima sebelum melanjutkan.

6. Metode Pengelasan untuk Aluminium Cor

Memilih metode pengelasan yang tepat untuk perbaikan aluminium cor adalah salah satu keputusan terpenting yang akan Anda buat. Metode ini menentukan masukan panas, risiko distorsi, tingkat pengendapan, aksesibilitas, penampilan gabungan dan sebagian besar persyaratan inspeksi hilir.

CEKCOK (GTAW) — Pengelasan Aluminium AC

Kapan harus digunakan: perbaikan lokal kecil, dinding tipis, penyelesaian kosmetik, diperlukan kontrol yang ketat.
Mengapa ini berhasil: Mode AC mengganti polaritas elektroda untuk memecah oksida Al₂O₃ (pembersihan) dan memberikan penetrasi las; TIG memberikan kontrol panas yang presisi dan visibilitas genangan air yang sangat baik.
Bahan habis pakai: ER4043 (default untuk casting Al–Si), ER5356 dimana diperlukan kekuatan/korosi; 2% zirkonia atau 2% tungsten lantanasi untuk AC; 99.999% pelindung argon.

Kiat teknik:

• Panjang busur pendek, perjalanan busur yang disengaja; celupkan pengisi ke tepi depan genangan air.
• Gunakan jahitan las/langkah mundur untuk mengontrol panas; hindari manik-manik yang panjang dan terus menerus.
• Pengaturan keseimbangan: meningkatkan elektroda positif % sebentar untuk dibersihkan, lalu kurangi untuk penetrasi.
  Pro: kontrol visual terbaik, risiko ledakan terendah pada area tipis bila digunakan dengan benar.
  Kontra: deposisi lambat; ketergantungan operator.

AKU (Gawn) — Pistol spul / Dorong-tarik / Pulsa AKU

Kapan harus digunakan: coran yang lebih tebal, lingkungan produksi, perbaikan besar yang mengutamakan kecepatan.
Mengapa ini berhasil: tingkat pengendapan yang lebih tinggi; mode berdenyut mengurangi masukan panas rata-rata dan meningkatkan kontrol genangan air. Spool gun menghindari masalah pengumpanan kawat aluminium.
Bahan habis pakai: ER4043 padat / kabel ER5356; campuran argon atau Ar/He. Diameter kawat umumnya 0.9 mm (0.035″), 1.2 mm (0.045″) atau 1.6 mm (0.062″).

Kiat teknik:

• Gunakan transfer berdenyut pada sistem manual atau robot untuk mengurangi porositas dan percikan.
• Gunakan spool gun atau pengumpan dorong-tarik; kawat aluminium harus tetap kering dan diumpankan dengan lancar.
• Pertahankan aliran gas pelindung 12–20 L/mnt; gunakan Ar/He untuk bagian yang lebih tebal untuk meningkatkan penetrasi.
  Pro: cepat; bagus untuk build multi-pass.
  Kontra: masukan panas lebih tinggi dari TIG, memerlukan pengaturan umpan kawat yang benar untuk menghindari sarang burung dan porositas.

Pulsa AKU & AKU kawat panas

Kapan harus digunakan: ketika Anda membutuhkan deposisi yang lebih tinggi dengan kontrol panas yang lebih baik dibandingkan MIG konvensional. Kawat panas memanaskan terlebih dahulu kawat pengisi secara elektrik sebelum memasuki genangan air, menurunkan energi busur yang dibutuhkan (mengurangi HAZ).
Manfaat: deposisi lebih cepat, menurunkan total panas per massa yang diendapkan, peningkatan kontrol bentuk manik.
Aplikasi: coran sedang-tebal hingga tebal yang distorsinya harus dibatasi.

Pengelasan laser & Hibrida Laser–Busur

Kapan harus digunakan: perbaikan bernilai tinggi, pengelasan lokal yang presisi, area dimana HAZ dan distorsi minimal sangat penting. Sistem hibrida menggabungkan kemampuan pengisi busur dengan penetrasi laser.
Mengapa ini berhasil: kepadatan daya yang tinggi memungkinkan penetrasi yang dalam dengan lasan yang sempit dan masukan panas keseluruhan yang rendah.
Catatan: sering digunakan dengan pengisi yang telah ditempatkan sebelumnya atau mode autogenous; bagian harus dipasang dan dipasang dengan tepat. Paling baik dilakukan di toko khusus.
Pro: pemesinan pasca-las yang minimal, distorsi rendah.
Kontra: biaya modal, kecocokan sendi sangat penting, akses terbatas untuk coran besar.

Berkas Elektron (EB) Pengelasan

Kapan harus digunakan: terspesialisasi, batch kecil, perbaikan atau produksi kritis yang memerlukan kualitas las ekstrem dan penetrasi dalam. Membutuhkan ruang vakum.
Pro: porositas yang sangat rendah, fusi yang mendalam, HAZ kecil.
Kontra: kebutuhan vakum, modal tinggi & kepraktisan ukuran bagian terbatas.

Perbaikan Aduk Gesekan (FSR)

Kapan harus digunakan: ketika geometri pengecoran memungkinkan alat FSW yang berputar untuk memproses sepanjang cacat (MISALNYA., retakan linier pada permukaan yang dapat diakses). Menghasilkan sambungan solid-state tanpa porositas fusi.
Pro: sifat mekanik yang sangat baik; tidak diperlukan pengisi dalam banyak kasus.
Kontra: kompleksitas perkakas dan perbaikan; akses alat dan penerapan batas penjepitan bagian; tidak berlaku untuk rongga internal.

mematri / Perbaikan Obor

Kapan harus digunakan: komponen non-struktural berdinding tipis, perbaikan dekoratif atau jika pengelasan fusi tidak diinginkan. Sambungan brazing menggunakan paduan aluminium mematri (dengan fluks) dan suhu yang lebih rendah.
Pro: masukan panas rendah, peralatan sederhana.
Kontra: kekuatan sambungan jauh lebih rendah dibandingkan las fusi; residu fluks harus dihilangkan; tidak cocok untuk perbaikan struktural.

Tabel perbandingan

7. Bahan habis pakai & perisai: paduan pengisi, pilihan elektroda, gas & ukuran kawat

Paduan pengisi

• ER4043 (Al–5Si): Banyak digunakan untuk pengecoran Al-Si (A356, 319). Fluiditas yang baik, kecenderungan yang lebih kecil terhadap keretakan panas. Default konservatif untuk sebagian besar perbaikan aluminium cor.
• ER5356 (Al–5Mg): Kekuatan lebih tinggi dan ketahanan korosi lebih baik (khususnya kelautan). Gunakan dengan hati-hati pada coran dengan Si tinggi karena dapat meningkatkan sensitivitas retak.
• ER2319 / ER3125 dll.: Pengisi khusus untuk paduan/kondisi tertentu. Periksa rekomendasi pabrikan.

elektroda TIG

• 2% zirkonia (Zr) atau 2% lantanasi tungsten direkomendasikan untuk pengelasan aluminium AC. Zirkoniasi memberikan busur stabil pada AC. Thoriated (2% ThO₂) tidak ideal untuk AC dan memiliki masalah radiologis.

Gas pelindung

• Argon (99.995%) standar. Mengalir: 10–20 L/mnt (20–40 SCFH) tergantung pada ukuran nosel.
• Campuran Argon/Helium (MISALNYA., 75/25 Ar/Dia) meningkatkan masukan panas dan pembasahan untuk bagian yang lebih tebal — berguna ketika diperlukan lebih banyak penetrasi; helium meningkatkan biaya dan mungkin memerlukan aliran lebih tinggi dan perhatian terhadap oksidasi.

Diameter kawat (AKU)

• Ukuran umum: 0.8 mm (0.030″), 0.9 mm (0.035″), 1.2 mm (0.045″) Dan 1.6 mm (0.062″). Pilih diameter yang lebih kecil untuk bagian yang tipis dan kontrol yang lebih baik; lebih besar untuk pengendapan berat.

8. Teknik dan Tips Pengelasan

CEKCOK (AC) teknik

• Menggunakan AC dengan keseimbangan yang sesuai (polaritas %EN/EP) — lebih banyak elektroda positif (DI DALAM) meningkatkan tindakan pembersihan tetapi mengurangi penetrasi; keseimbangan untuk penghilangan dan penetrasi oksida.
• frekuensi AC (60–120Hz) mengencangkan busur dan meningkatkan kontrol pada lasan kecil.
• Gunakan panjang busur pendek dan pertahankan sudut obor yang konsisten (biasanya tarik atau dorong 10–15° tergantung tekniknya).
• Tambahkan bahan pengisi dengan mencelupkannya ke tepi depan genangan air; menghindari panas berlebih.

MIG Teknis

• Gunakan a pistol gulungan untuk meminimalkan masalah pemberian makan. Pertahankan sudut dorong, mengontrol kecepatan perjalanan untuk menghindari porositas. Pulsa AKU membantu membatasi masukan panas dan meningkatkan kontrol pembasahan.

Manajemen genangan air

• Coran memiliki pendinginan yang tidak merata. Kontrol masukan panas: lari yang lebih pendek (pengelasan jahitan) dengan jeda di antara jahitan, biarkan panas menghilang dan hindari manik-manik yang panjang dan terus menerus yang menimbulkan stres.
• Teknik backstep dan passing bergantian mengurangi distorsi.

Peening

• Secara historis digunakan untuk mengurangi tegangan tarik sisa dan risiko retak. Saat ini peening jarang digunakan karena dapat menimbulkan cacat lain dan bukan merupakan pengganti pemilihan proses yang benar.

Bilah pendukung / dukungan tembaga

• Gunakan lapisan tembaga untuk mendinginkan genangan air dan menopang akar; juga membantu pembuangan panas dan mengurangi luka bakar.

9. Penanganan pasca pengelasan: pendinginan, menghilangkan stres, perbaikan penggilingan dan pertimbangan PWHT

Pendinginan

• Mengizinkan pendinginan terkontrol ke lingkungan; hindari pendinginan air. Pendinginan yang cepat meningkatkan kejutan termal, tegangan tarik sisa dan retak.

Menghilangkan stres

• Untuk pengelasan kritis, pemanggang pelepas stres bersuhu rendah (MISALNYA., 150–200 °C selama 1–2 jam) dapat mengurangi tegangan sisa — tetapi periksa kompatibilitas paduannya.

Memperbaiki penggilingan

• Jahitan las dengan halus untuk menghilangkan manik-manik yang terpotong atau tumpang tindih; pertahankan transisi yang membulat untuk menghindari konsentrator tegangan takik.

PWHT dan restorasi usia

• Banyak coran yang dikeraskan dengan presipitasi (MISALNYA., A356 T6). Pengelasan secara lokal menghancurkan sifat T6. Mengembalikan sifat mekanik penuh mungkin memerlukan solusi perlakuan panas (~530–540 °C), pendinginan dan penuaan buatan (~155–180 °C) — proses yang sering kali memerlukan pembongkaran seluruh bagian dan jarang praktis untuk pengecoran besar. Jika kekuatan penuh diperlukan, rencanakan penggantian atau perlakuan panas penuh setelah pengelasan.

10. Cacat umum, akar penyebab dan solusinya

11. Inspeksi, kriteria pengujian dan penerimaan

Inspeksi visual

• Periksa profil manik yang seragam, tidak ada yang melemahkan, tidak ada retakan permukaan, tingkat porositas yang dapat diterima.

Penetran pewarna

• Baik untuk menemukan retakan permukaan dan indikasi kurangnya fusi.

Radiografi (X-ray)

• Efektif untuk mendeteksi porositas internal dan rongga penyusutan pada perbaikan yang lebih tebal — digunakan ketika integritas struktural sangat penting.

Pengujian ultrasonik (Ut)

• Berguna pada coran yang lebih tebal untuk mendeteksi cacat di bawah permukaan.

Tekanan / pengujian kebocoran

• Untuk rumah yang membawa cairan, uji tekanan hidrostatik atau pneumatik mungkin merupakan penerimaan akhir.

Pemetaan kekerasan dan pengujian mekanis

• Dimana sifat mekanik sangat penting, ekstrak kupon uji atau lakukan survei kekerasan dan, jika memungkinkan, uji tarik pada sambungan representatif.

12. Teknik Pengelasan Tingkat Lanjut

• Pengelasan laser / laser-busur hibrida: Masukan panas yang sangat rendah dan penetrasi yang dalam — ideal untuk perbaikan lokal yang presisi, meminimalkan distorsi. Memerlukan tepian yang telah disiapkan dan pemasangan khusus.
• Berkas elektron (EB) pengelasan: Kepadatan energi sangat tinggi dalam ruang hampa — sangat baik untuk ruangan kecil, perbaikan kritis pada coran tebal bila dilakukan di fasilitas khusus.
• Perbaikan adukan gesekan (FSR): Teknik yang muncul; menghasilkan sambungan solid-state bebas cacat tetapi memerlukan akses dan perkakas untuk alat FSR.
• Robotic pulsed-MIG dengan pemanasan awal yang disinkronkan: Untuk lingkungan produksi, MIG berdenyut otomatis dengan pemanasan awal dan pendinginan terkontrol memberikan hasil berulang untuk serangkaian perbaikan besar.

13. Prosedur cepat langkah demi langkah (daftar periksa alur kerja)

1. Identifikasi paduan & mengevaluasi kelayakan perbaikan.
2. Hapus cat, korosi dan minyak; bersihkan dengan pelarut.
3. Giling cacat menjadi logam yang terdengar; membuat geometri alur yang sesuai.
4. Panaskan pengecoran ke 150–250 °C (monitor dengan termokopel).
5. Pilih pengisi (ER4043 default untuk coran Al-Si; ER5356 dimana diperlukan kekuatan/korosi).
6. Mesin pengaturan: TIG AC dengan zirkonia/tungsten lantanasi; pelindung argon 12–20 L/mnt; atur ampere per tabel di atas.
7. Sikat oksida segera sebelum pengelasan; mulai pengelasan dengan urutan paku dan pola jahitan untuk mengontrol distorsi.
8. Buat lintasan las dengan suhu interpass yang terkontrol (<250–300 °C). Jaga agar profil manik tetap halus.
9. Biarkan dingin terkontrol <100 °C sebelum melepas klem.
10. Inspeksi pasca pengelasan: visual, pewarna-penetran, tekanan atau radiografi sesuai kebutuhan.
11. Jika diperlukan, melakukan PWHT atau re-age (hanya jika direncanakan dan memungkinkan).

14. Kesimpulan

Pengelasan aluminium cor merupakan disiplin teknis yang menuntut ketelitian dalam persiapannya, pilihan konsumsi, dan teknik—namun manfaatnya besar: pengurangan tingkat scrap, umur komponen yang diperpanjang, dan penghematan biaya 40–60% vs. penggantian.

Prinsip inti konsisten di seluruh aplikasi: menghilangkan kelembaban dan oksida, cocokkan paduan pengisi dengan logam dasar, mengontrol masukan panas untuk mencegah retak, dan memvalidasi kualitas dengan inspeksi standar.

Dengan mengikuti standar AWS D1.2, memanfaatkan parameter berbasis data, dan mengatasi tantangan unik aluminium cor (porositas, Konduktivitas termal yang tinggi), tukang las dapat mencapai hasil bebas cacat, las suara struktural.

Apakah memperbaiki blok mesin otomotif, pompa industri, atau komponen luar angkasa, panduan ini memberikan dasar teknis untuk menguasai pengelasan aluminium cor.

 

FAQ

Pengisi mana yang harus saya gunakan untuk perbaikan A356?

ER4043 (Al–5Si) adalah pilihan konservatif untuk pengecoran Al–Si. ER5356 (Al–5Mg) dapat digunakan ketika diperlukan kekuatan yang lebih tinggi atau ketahanan korosi yang lebih baik, tetapi dapat meningkatkan sensitivitas retak pada coran Si tinggi.

Bisakah saya mengembalikan kekuatan T6 setelah pengelasan?

Pengelasan secara lokal menghancurkan sifat T6. Pemulihan penuh memerlukan perawatan solusi (~530–540 °C), pendinginan dan penuaan buatan (~155–180 °C), yang seringkali tidak praktis.

Evaluasi apakah perbaikannya harus dirawat ulang atau komponennya diganti.

Apakah TIG selalu lebih baik dari MIG?

TIG menawarkan kontrol yang unggul untuk si kecil, perbaikan yang tepat. AKU (dengan spool gun atau mode berdenyut) lebih cepat dan lebih produktif pada bagian yang lebih tebal. Pilih berdasarkan ukuran sambungan, aksesibilitas dan kebutuhan produksi.

Bisakah saya mengelas aluminium cor dengan logam pengisi baja?

Tidak—pengisi baja menyebabkan korosi galvanik (laju korosi meningkat 10x) dan senyawa intermetalik yang rapuh (kekuatan las <100 MPa). Selalu gunakan pengisi aluminium (AWS A5.10).

Bisakah saya mengelas aluminium cor dalam cuaca dingin?

Ya—panaskan terlebih dahulu komponen hingga 100–120°C dan lindungi area pengelasan dari aliran udara (menggunakan layar angin) untuk mempertahankan cakupan gas pelindung.

Berapa ketebalan maksimal yang bisa saya las dengan TIG?

Pengelasan TIG efektif untuk ketebalan 1–12 mm. Untuk bagian yang lebih tebal (>12 mm), gunakan TIG multi-pass dengan pemanasan awal atau beralih ke pengelasan MIG untuk tingkat deposisi yang lebih tinggi.

Cara memperbaiki komponen alumunium cor yang porositasnya mengelompok?

Giling area berpori menjadi logam padat (verifikasi dengan pengujian ultrasonik), bersihkan secara menyeluruh, dan las dengan pengisi ER4047 (fluiditas tinggi) untuk mengisi rongga—mungkin diperlukan beberapa kali lintasan.