Buku Pegangan Definitif tentang Pengelasan Struktur Baja

1.1 Pengelasan Lengkungan Logam (SMAW)

Prinsip :
Manual Metal Arc Welding (SMAW), juga dikenal sebagai "pengelasan busur stick", adalah busur yang diproduksi antara elektroda yang dapat dikonsumsi yang dilapisi dengan fluks dan logam dasar. Fluks terurai menjadi gas pelindung (CO₂) dan terak, melindungi kolam las dari kontaminan atmosfer (misalnya oksigen, nitrogen).

Keuntungan :

Keserbagunaan: Cocok untuk digunakan pada baja karbon, baja tahan karat dan besi cor.

Portabilitas: Tidak diperlukan pasokan gas eksternal, ideal untuk perbaikan jembatan jarak jauh.

Kontrol Penetrasi: Sudut elektroda yang dapat disesuaikan (misalnya sudut seret 70 derajat untuk penetrasi dalam).

Kekurangan dan mitigasi :

Porositas(jebakan gas):

Menyebabkan: Fluks mengandung kelembaban atau bahan dasar terkontaminasi.

Tindakan pencegahan: Panggang elektroda pada 250 derajat (482 derajat f) selama 1 jam sebelum digunakan.

Inklusi Terak :

Menyebabkan: Penghapusan terak yang tidak lengkap antar lulus.

Tindakan pencegahan: Gunakan palu jack dan kuas kawat setelah setiap mantel.

1.2 Pengelasan Lengkungan Logam Gas (GMAW\/MIG)

Prinsip :
Pengelasan busur pelindung gas (GMAW) menggunakan kawat padat kontinu, diumpankan melalui senjata pengelasan dan dilindungi oleh gas inert (argon\/helium) atau gas reaktif (karbon dioksida). Busur melelehkan kawat dan bahan induk, membentuk lasan fusi.

Keuntungan :

Tingkat deposisi tinggi: Hingga 12 kg\/jam, ideal untuk pembuatan balok gudang yang cepat.

Spatter rendah: dicapai dengan MIG berdenyut (misalnya frekuensi pulsa 200 Hz).

Kekurangan dan mitigasi :

Terbakar(Input panas yang berlebihan):

Menyebabkan: Tegangan terlalu tinggi atau papan tipis (<3 mm) traveling too slowly.

Tindakan pencegahan: Gunakan 0. Kawat berdiameter 8 mm, 18–22 V, 150–180 A.

Kurangnya integrasi :

Menyebabkan: Sudut senjata yang salah atau arus yang tidak mencukupi.

Pencegahan: Pertahankan sudut dorong 15 derajat dan tingkatkan arus sebesar 10%.

1.3 Flux-Cored Arc Welding (FCAW)

Prinsip :
FCAW menggunakan kawat pengelasan tubular yang diisi dengan fluks, yang menghasilkan gas pelindung saat dipanaskan. Ada dua opsi:

FCAW yang disimpan sendiri: Tidak diperlukan gas eksternal (misalnya, e71t -8 kawat pengelasan untuk penggunaan di luar ruangan).

Fcaw: Menggunakan co2 tambahan (mis. E70T -1 untuk pelat tebal).

Keuntungan :

Resistensi angin: Kawat yang disimpan sendiri dapat menahan angin 15 mph, menjadikannya ideal untuk crane ganteri galangan kapal.

Efisiensi tinggi: Kecepatan deposisi 25% lebih cepat dari Smaw.

Kekurangan dan mitigasi :

Retak(Hidrogen diinduksi):

Menyebabkan: Fluks mengandung kelembaban atau kadar belerang dalam baja terlalu tinggi.

Pencegahan : For steel thickness >30 mm, panaskan hingga 150 derajat (302 derajat f).

Emisi asap yang berlebihan :

Mitigasi: Pasang ekstraktor asap dengan aliran udara 1000 cfm.

1.4 Pengelasan busur terendam (gergaji)

Prinsip :
Pengelasan busur terendam menghasilkan busur di bawah selimut fluks granular (misalnya sio₂ + mno). Fluks meleleh menjadi slag dan plasma konduktif, mencapai penetrasi yang dalam (hingga 25 mm dalam satu pass).

Keuntungan :

Kompatibilitas Otomatisasi: Sistem gergaji robotik dapat mencapai pengulangan 99% untuk lasan girth pipa.

Radiasi UV rendah: Lapisan fluks meminimalkan paparan operator.

Kekurangan dan mitigasi :

Melemahkan(Groove di sepanjang kaki las):

Menyebabkan: Tegangan terlalu tinggi atau kecepatan mengemudi terlalu cepat.

Pencegahan: Untuk baja 15 mm, sesuaikan parameter ke 28–32 V dan 400–500 A.

Penangkapan fluks :

Mitigasi: Menggiling tepi sambungan ke bevel 60 derajat untuk memastikan aliran fluks yang tepat.

2.1 Jenis sambungan las

Sendi pantat :

Definisi: Menghubungkan dua anggota yang disejajarkan pada bidang yang sama.

aplikasi :

Pengelasan alur penetrasi penuh: Berlaku untuk balok penahan beban (AWS D1.1, Groove CJ-P).

Penetrasi parsial: Koneksi non-kritis di atap gudang purlins.

Sendi pangkuan :

Definisi: Piring yang tumpang tindih dilas di sepanjang tepi mereka.

aplikasi :

Lasan fillet: Lembaran logam kelongsong di pabrik (ukuran kaki lebih besar dari atau sama dengan 4 mm).

Lasan slot: Perkuat area yang tumpang tindih dari rak penyimpanan.

T-Connector :

Definisi: Dua lembar baja yang terhubung pada 90 derajat untuk membentuk bentuk "t".

aplikasi :

Kolom struktural: lasan fillet ganda, tahan gempa.

Kurung: Pengelasan intermiten untuk meminimalkan deformasi.

Sendi sudut :

Definisi: Sudut eksterior terbentuk ketika pelat bertemu pada sudut (biasanya 90 derajat).

aplikasi :

Bingkai jendela: Terus las, tahan cuaca.

Tepi dekoratif: Dipoles halus untuk memenuhi estetika arsitektur.

2.2 Posisi Pengelasan

Tutup Posisi (1G\/1F) :

Definisi: Pengelasan dilakukan di sisi atas permukaan horizontal.

Praktik terbaik :

Gunakan gergaji untuk menyelesaikan sambungan panjang di lantai pabrik.

Kecepatan perjalanan dioptimalkan hingga 40 cm\/menit untuk mendapatkan penampilan manik yang konsisten.

Posisi horizontal (2G\/2F) :

Definisi: Sumbu las horizontal pada permukaan vertikal.

tantangan :

Kontrol Terak: Miringkan elektroda ke atas dengan 10 derajat untuk mencegah kehilangan terak.

Penetrasi: 15% lebih banyak saat ini dibandingkan dengan posisi datar.

Posisi Vertikal (3G\/3F) :

Definisi: Sumbu las vertikal.

teknologi :

Pengelasan menanjak: Cocok untuk bahan yang lebih tebal (misalnya kolom baja 20 mm).

Pengelasan menurun: Pelat tipis (kurang dari atau sama dengan 6 mm) menggunakan elektroda Smaw E6013.

Posisi overhead (4G\/4F) :

Definisi: Pengelasan dilakukan dari bawah sambungan.

Protokol keamanan :

Gunakan FCAW dengan kawat yang disimpan sendiri untuk menghindari difusi gas.

Las harus memakai helm dan sarung tangan tahan api.

3.1 Proses pengelasan langkah demi langkah

3.2 Standar inspeksi kualitas untuk pengelasan struktur baja

Inspeksi Kualitas Penampilan
1. Cacat permukaan jahitan las:

Permukaan jahitan las tidak boleh memiliki cacat seperti retakan, manik -manik las, gerinda, dan lubang busur. Kedalaman undercut tidak boleh melebihi 0. 5mm. Untuk anggota tarik, panjang undercut terus menerus tidak boleh melebihi 100mm, dan panjang kumulatif tidak boleh melebihi 10% dari panjang las. Persyaratan untuk kedalaman pelepasan anggota kompresi telah relatif santai, tetapi ada juga pembatasan yang sesuai pada panjang kumulatif.
2. Tinggi Lelam Las:

Untuk lasan pantat, ketika lebar las kurang dari 2 0 mm, ketinggian tunjangan berkisar dari 0. 52 hingga 5mm. Ketika lebar las lebih besar dari atau sama dengan 2 {{1 0}} mm, tinggi berlebih 0,5 hingga 3,5mm. Dimensi las toe lasan fillet harus memenuhi persyaratan desain, dengan penyimpangan +2. 0mm dan 1.0mm yang diijinkan.

Inspeksi Kualitas Internal
1. Deteksi cacat ultrasonik:

Menurut berbagai jenis struktur baja dan persyaratan desain, rasio deteksi cacat dibagi menjadi 100% dan deteksi cacat lokal. Untuk lasan kelas satu, deteksi cacat 100% diperlukan, dan tingkat penilaian tidak boleh lebih rendah dari kelas II. Untuk lasan kelas dua, proporsi deteksi cacat adalah 20%, dan tingkat penilaian tidak boleh lebih rendah dari kelas III. Selama deteksi cacat, keparahan cacat ditentukan berdasarkan parameter seperti amplitudo dan posisi gelombang cacat yang dipantulkan.

2. Pengujian Radiografi:

Proporsi pengujian radiografi juga ditentukan berdasarkan tingkat las. 100% dari lasan kelas satu diuji. 2. Nilai penilaian negatif tidak boleh lebih rendah dari kelas II. Proporsi deteksi cacat las sekunder adalah 20%, dan tingkat penilaian negatif tidak lebih rendah dari kelas satu. Pengujian radiografi mengidentifikasi cacat seperti pori -pori, inklusi terak, dan penetrasi yang tidak lengkap melalui gambar pada film.

3.3 Kualifikasi Prosedur Pengelasan

1. Konten Evaluasi: Evaluasi proses pengelasan harus mencakup metode pengelasan, bahan pengelasan, parameter pengelasan, pemanasan awal dan langkah-langkah pasca pemanasan, dll. Sambungan las spesimen harus menjalani inspeksi visual, pengujian non-destruktif dan uji properti mekanik mekanik
2. Tes Properti Mekanik: Selama uji tarik, kekuatan tarik sambungan yang dilas tidak boleh lebih rendah dari nilai batas bawah yang ditentukan dalam standar bahan dasar; Selama tes lentur, setelah spesimen ditekuk ke sudut yang ditentukan, seharusnya tidak ada retakan atau cacat lebih panjang dari 3 meter pada permukaan jahitan las dan zona yang terkena dampak panas dari permukaan yang ditarik. Tes dampak menentukan suhu uji dan indeks energi dampak sesuai dengan persyaratan desain. Secara umum, ada persyaratan numerik yang jelas untuk energi dampak pada suhu kamar, dan ada juga standar yang sesuai untuk energi dampak pada suhu rendah berdasarkan nilai baja yang berbeda dan aplikasi desain.

Bangunan struktur baja telah menjadi landasan konstruksi industri modern karena daya tahannya, efektivitas biaya, dan kemampuan beradaptasi. Di antaranya, gudang baja dan kerangka kerja rumah unggas (misalnya, koop ayam) menonjol sebagai contoh utama tentang bagaimana teknologi pengelasan dan bahan baja canggih bersinergi untuk membuat struktur yang tahan lama.

4.1 Sistem rangka baja yang dilas

1. Peran pengelasan dalam konstruksi struktur baja
Pengelasan berfungsi sebagai tulang punggung perakitan struktur baja, memungkinkan penciptaan sambungan kuat yang menahan beban berat, tekanan lingkungan, dan penggunaan jangka panjang. Untuk bangunan industri seperti gudang dan rumah unggas, pengelasan memastikan integritas struktural melalui:

Sambungan berkekuatan tinggi:Teknik -teknik seperti pengelasan gas inert logam (MIG) dan pengelasan busur logam terlindung (SMAW) banyak digunakan untuk menyebarkan balok baja, kolom, dan gulungan. Metode -metode ini menghasilkan sambungan dengan pencocokan kekuatan tarik atau melebihi logam dasar, penting untuk mendukung rentang besar di gudang.

Presisi dan Kustomisasi:Sistem pengelasan otomatis memungkinkan pembuatan geometri kompleks yang tepat, seperti atap melengkung untuk rumah unggas atau bagian kantilever di gudang, memastikan pemanfaatan ruang yang optimal.

Integrasi yang mulus:Pengelasan memungkinkan perakitan komponen baja prefabrikasi di tempat, mengurangi waktu konstruksi sambil mempertahankan akurasi dimensi.
 

4.2 Aplikasi di gudang baja

Gudang baja menuntut struktur yang mampu membawa beban berat dari barang yang disimpan, mesin, dan bahkan peralatan atap (misalnya, panel surya). Pengelasan berkontribusi pada daya tahan mereka dalam beberapa cara:

Resistensi terhadap beban dinamis: Lasan kontinu dalam kerangka kerja gudang mendistribusikan stres secara merata, meminimalkan retakan kelelahan bahkan di bawah pemuatan siklik dari forklift atau sistem penumpukan.

Mitigasi korosi: Untuk gudang di lingkungan lembab atau pesisir, pengelasan dipasangkan dengan baja galvanis atau paduan yang tahan cuaca. Perawatan pasca-weld, seperti pelapis anti-korosi, lebih lanjut memperpanjang masa pakai.

Ekspansi modular: Koneksi yang dilas memungkinkan untuk ekspansi ruang gudang yang mudah, karena bagian baja baru dapat diintegrasikan dengan mulus ke dalam kerangka kerja yang ada.

4.3 Pengelasan dalam kerangka kerja rumah unggas

Rumah unggas, seperti kandang ayam, membutuhkan struktur yang menanggung kondisi keras, termasuk kelembaban, emisi amonia, dan fluktuasi suhu. Pengelasan mengatasi tantangan ini melalui:

Desain higienis:Lasan yang halus dan terus menerus menghilangkan celah -celah di mana bakteri atau kelembaban mungkin menumpuk, mendukung kondisi sanitasi yang penting untuk kesehatan ternak.

Integrasi Sistem Ventilasi:Bingkai baja yang dilas dengan aman mendukung saluran ventilasi dan sistem isolasi, yang sangat penting untuk mempertahankan lingkungan dalam ruangan yang stabil.

Gulungan ringan namun tahan lama:Menggunakan bagian baja berdinding tipis yang dilas ke dalam gulungan mengurangi biaya material tanpa mengurangi kekuatan, ideal untuk proyek pertanian yang peka terhadap biaya.

Kombinasi pengelasan lanjutan dan bahan baja mengurangi biaya perawatan dan dampak lingkungan. Struktur baja dapat didaur ulang 100%, dan masa hidup mereka meminimalkan konsumsi sumber daya dari waktu ke waktu. Misalnya, rumah unggas baja yang dilengkapi dengan baik dapat bertahan lebih dari 50 tahun dengan perbaikan minimal, menawarkan solusi berkelanjutan bagi petani.