Pelajaran 7.8MenyambungBab 7 · Penyambungan

Explosion welding (cladding)

Keadaan padat: ledakan membanting satu pelat ke pelat lain

Explosion welding mengikat pelat tipis satu logam ke pelat tebal logam lain dengan membantingnya bersama lewat ledakan terkendali. Tumbukannya begitu cepat dan dahsyat sehingga permukaan bersih menyatu kokoh tanpa meleleh. Teknik ini membuat pelat cladding (logam struktural murah yang dilapisi logam tahan korosi yang mahal), seperti titanium pada baja, yang tidak bisa disambung metode pengelasan lain.

Foto: Public domain, melalui Wikimedia Commons

Explosion welding · tampak samping di tengah ledakanAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah; gambar membekukan ledakan di tengah jalan, dengan bagian yang sudah terikat di kiri.

Cara kerjanya

Tumpuk pelat. Pelat dasar yang tebal terletak di atas alas padat dari pasir atau baja. Pelat cladding yang lebih tipis berada di atasnya pada spacer kecil, menyisakan celah biasanya beberapa milimeter.
Sebarkan bahan peledak. Lapisan merata bahan peledak granular yang lambat, sering setebal beberapa sentimeter, menutupi pelat cladding.
Ledakkan di satu ujung. Front detonasi menyapu pelat dengan kecepatan biasanya sekitar 2.000–3.000 meter per detik.
Lemparkan cladding ke bawah. Di belakang front, pelat cladding melengkung dan menghantam pelat dasar dengan kecepatan beberapa ratus meter per detik, pada sudut kecil.
Gosok dengan jet. Di titik tumbukan yang bergerak, tekanan yang sangat besar menyemburkan jet tipis logam permukaan ke depan. Jet itu mengupas oksida dan kotoran dari kedua pelat.
Ikat tanpa meleleh. Permukaan yang baru dibersihkan ditekan begitu keras sehingga atomnya berikatan, meninggalkan antarmuka bergelombang yang khas. Seluruh pengelasan berlangsung sekitar seperseribu detik.

Mengapa istimewa. Logam seperti titanium dan baja membentuk senyawa getas saat dilelehkan bersama, sehingga pengelasan peleburan gagal. Karena explosion welding tidak pernah melelehkannya, ia menyambung pasangan yang tidak bisa disambung cara lain, pada area banyak meter persegi sekaligus.

Fakta kunci

Material: Hampir semua pasangan logam ulet: baja dengan baja tahan karat, titanium, zirkonium, paduan nikel, tembaga, atau aluminium
Komponen khas: Pelat clad untuk bejana tekan, tube sheet penukar panas, sambungan transisi aluminium-ke-baja, konektor listrik untuk smelter
Ukuran komponen: Cladding biasanya setebal beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter; pelat selebar hingga beberapa meter
Presisi: Rendah: pelat diratakan, dipotong, dan dimesin setelah terikat
Hasil permukaan: Kasar dan bertanda akibat ledakan; permukaan luar digerinda atau dipoles setelahnya
Ukuran batch yang cocok: Pelat satuan dan batch kecil sesuai pesanan
Biaya perkakas dan mesin: Sedikit mesin, tetapi butuh lokasi ledakan terpencil berizin, bahan peledak, dan staf spesialis; setiap pelat berharga ribuan dolar atau lebih
Kecepatan: Pengelasan butuh sekitar satu milidetik; persiapan dan penyelesaian satu pelat butuh jam hingga hari

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Menyambung pasangan logam yang tidak bisa dilas peleburan
Mengikat area yang sangat luas dalam satu kali
Tanpa zona terpengaruh panas: setiap logam mempertahankan sifatnya
Ikatan sering lebih kuat daripada yang terlemah dari kedua logam

Batasan

Butuh bahan peledak, lokasi terpencil, dan aturan keselamatan ketat
Kebanyakan terbatas pada pelat datar dan tabung sederhana
Kebisingan dan getaran membatasi di mana dan kapan bisa dilakukan
Logam getas retak akibat tumbukan

Di mana dipakai

Bahan kimia dan minyakBejana dan kolom reaktor dengan lapisan titanium atau zirkonium
Tenaga dan desalinasiTube sheet penukar panas pada kondensor
Galangan kapalStrip transisi aluminium-ke-baja untuk menyambung geladak aluminium ke lambung baja
Peleburan aluminiumKonektor listrik aluminium-ke-baja
SeniPatung yang dibuat dengan meledakkan lembaran logam berlapis

Cara mengenalinya

Pelat dengan dua logam berbeda terikat muka ke muka, dengan batas yang sangat tajam pada tepi potongan.
Di bawah kaca pembesar, batas itu bergelombang, seperti riak beku, bukan lurus.
Tanpa manik las di mana pun: sambungannya adalah seluruh permukaan pelat.

Bandingkan dengan

Friction stir welding7.6juga keadaan padat, tetapi menyambung las di sepanjang tepi, bukan seluruh permukaan.Brazing dan solder7.3juga bisa menyambung logam berbeda jenis, tetapi dengan lapisan pengisi yang lebih lemah dan hanya sambungan kecil.Explosive forming4.9memakai jenis ledakan yang sama untuk membentuk satu lembaran, bukan menyambung dua.

Tonton

NobelClad · Apa itu explosion welding dan mengapa ia mengikat

NobelClad · Persiapan pelat, standoff, lapisan bahan peledak, dan detonasi, langkah demi langkah

NobelClad · Proses industri dari awal hingga pelat jadi

Sichuan Jinglei Science and Technology Co., Ltd. · Ledakan nyata di luar ruangan melapisi pelat besar

Lihat foto asli

Wikipedia: Explosion welding — sejarah, material, dan batasan; sedikit foto
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Ledakan melemparkan satu pelat ke pelat lain begitu cepat sehingga permukaan bersihnya berikatan tanpa meleleh.
Jet logam di titik tumbukan menggosok bersih kedua permukaan sesaat sebelum bersentuhan.
Ini metode andalan untuk cladding: menyambung logam tahan korosi yang mahal ke baja murah pada area yang luas.