Dalam bidang perkapalan, kualitas sambungan las pelat tebal secara langsung mempengaruhi keamanan, ketahanan dan ketahanan lelah struktur kapal. Teknologi pembersihan dan pembentukan akar pengelasan dua sisi, sebagai proses inti untuk pengelasan pelat tebal (seperti perakitan besar bagian kapal, dek kuat, dan sekat samping atas pada bagian-bagian penting), memastikan penetrasi penuh lapisan las dan tidak adanya cacat internal dengan melakukan pengelasan dua sisi dan menghilangkan cacat akar secara menyeluruh. Ini adalah salah satu persyaratan wajib kualitas pengelasan kapal yang ditetapkan oleh Chinese Classification Society (CCS). Artikel ini secara sistematis menganalisis persyaratan spesifikasi, poin-poin penting proses, dan aplikasi teknik teknologi pembersihan dan pembentukan akar pengelasan dua sisi, dikombinasikan dengan standar seperti 'Peraturan Klasifikasi Kapal Pedagang Baja' (2021), 'Uji Pengelasan untuk Kapal' dan 'Bejana Tekanan Atmosfer Las Baja' (NB/T 47015).

I. Esensi Teknis dan Posisi Normatif Pengelasan Dua Sisi untuk Menghilangkan Akar

Teknologi pembentukan pembersihan akar pengelasan dua sisi mengacu pada proses lengkap menggunakan metode pengelasan dua sisi (seperti pengelasan busur terendam, pengelasan terlindung gas CO₂, dll.), setelah menyelesaikan pengelasan lapisan las depan, melalui metode mekanis atau termal untuk menghilangkan cacat porositas non-melting, terak, dan gas pada akar lapisan las, dan kemudian melakukan pengelasan pembersihan akar sisi belakang. Tujuan utamanya adalah untuk memastikan bahwa lapisan las ditembus sepenuhnya dan tidak memiliki cacat internal, sehingga memenuhi tingkat kualitas las (seperti kelas A, kelas B) yang disyaratkan oleh CCS. Menurut Pasal 2.2.4 Bab 2 Bagian 3 CCS ''Spesifikasi Klasifikasi Kapal Baja', 'Untuk pengelasan butt pada struktur kritis (seperti balok lambung kapal, rangka kuat, pelat samping luar, dll.) yang memikul beban statis atau dinamis, bila ketebalan pelat melebihi ketebalan efektif pengelasan satu sisi yang ditentukan dalam standar, pengelasan dua sisi atau pengelasan penetrasi penuh yang setara dengan pengelasan dua sisi harus diterapkan.' Diantaranya, 'pembersihan akar pembentukan' adalah langkah kunci untuk mencapai 'penetrasi penuh', dan kualitasnya secara langsung mempengaruhi daya dukung dan ketahanan rambat retak pada lapisan las.

II. Persyaratan Teknis Spesifikasi CCS untuk Pembersihan Akar Pengelasan Dua Sisi

CCS telah mengusulkan spesifikasi sistematis untuk teknologi pembentukan celah akar pengelasan dua sisi, yang mencakup aspek-aspek seperti pemilihan material, desain bevel, proses pembersihan, standar inspeksi, dan kontrol pengerjaan ulang. Poin-poin utamanya adalah sebagai berikut: 1. Persyaratan bahan dan bahan las: Jarak bebas akar pengelasan dua sisi berlaku untuk baja struktural yang ditentukan dalam peraturan CCS untuk struktur kapal (seperti AH32, DH36, EH36, dll., baja berkekuatan tinggi), dan harus memenuhi persyaratan 'Baja Struktural untuk Kapal'. Untuk pelat dengan ketebalan melebihi 30mm, pemeriksaan ulang pengujian ultrasonik (UT) diperlukan untuk memastikan tidak ada delaminasi, inklusi, atau cacat lainnya (Pasal 3.2.1 dari 'Peraturan Baja untuk Klasifikasi Kapal').

1. Sertifikasi bahan las: Bahan las (batang las, kabel las, fluks las) harus disetujui oleh produk CCS (seperti 'Aturan Uji Pengakuan Bahan Las Kapal'), dan kekuatannya harus sesuai dengan bahan dasar. Misalnya, saat mengelas baja EH36, batang las alkali rendah hidrogen (seperti J507RH) atau kabel las busur terendam berkekuatan tinggi (seperti ER50-6) harus dipilih untuk memastikan bahwa kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan retak logam las tidak lebih rendah dari bahan dasar.

2. Desain alur dan bentuk alur pra-perawatan: Berdasarkan ketebalan pelat dan posisi struktural, CCS merekomendasikan penggunaan alur berbentuk X atau ganda V (Gambar 1). Untuk pengelasan dua sisi, risiko fusi akar yang tidak sempurna dapat dikurangi. Sudut alur α biasanya 60° hingga 70°, radius fillet p ≤ 2mm (untuk ketebalan pelat ≤ 25mm) atau p ≤ 3mm (untuk ketebalan pelat > 25mm), dan celah akar b ≤ 2mm (sesuai dengan 'Alur Pengelasan untuk Struktur Kapal').

Persyaratan pra-pemrosesan: Sebelum pengelasan, alur dan area 20 mm di kedua sisi perlu dibersihkan untuk menghilangkan kotoran seperti minyak, karat, dan kerak oksida (Pasal 5.2.1 dari 'Uji Persetujuan Proses Pengelasan Kapal'); untuk baja berkekuatan tinggi (seperti EH36), pemanasan awal dengan api (dengan suhu pemanasan awal ≥ 100℃) diperlukan untuk mengurangi kecepatan pendinginan lapisan las dan mencegah retakan dingin.

3. Proses Pembersihan Akar dan Spesifikasi Pengoperasian Metode pembersihan akar: Metode pembersihan akar yang diperbolehkan oleh CCS meliputi carbon arc gouging (CJP), penggilingan, atau pemotongan plasma. Pencungkilan busur karbon adalah metode yang disukai (karena biaya rendah dan efisiensi tinggi), tetapi parameter pemotongan gas harus dikontrol secara ketat (arus 180-250A, tekanan udara tekan 0,5-0,6MPa) untuk menghindari pembentukan lapisan karburasi atau bintik tembaga (yang mempengaruhi kualitas pengelasan selanjutnya).

Kedalaman dan bentuk pembersihan akar: Setelah pembersihan akar, permukaan logam harus terkena kilau logam, dan tidak boleh ada cacat seperti fusi yang tidak lengkap atau masuknya terak pada akar; jari-jari akar bevel r ≥ 2 mm (untuk bevel berbentuk X) atau r ≥ 1,5 mm (untuk bevel berbentuk V), dan tepi fillet p ≤ 1 mm (sesuai dengan GB/T 19868-2005). Untuk pengelasan dengan ketebalan pelat lebih besar dari 30 mm, direkomendasikan untuk melakukan pembersihan akar dalam dua tahap (jarak hingga 2-3 mm dari permukaan belakang pada tahap pertama, dan pembersihan menyeluruh pada tahap kedua) untuk memastikan bahwa lasan belakang terbentuk dengan lancar.

4. Pengelasan bagian belakang selama pengelasan dan perawatan pasca pemanasan: Setelah pembersihan akar, pengelasan bagian belakang harus segera dilakukan dengan menggunakan bahan dan proses pengelasan yang sama dengan bagian depan (misalnya, pada pengelasan busur terendam, arusnya 180-220A, tegangannya 28-32V, dan kecepatannya 35-45cm/menit). Pastikan ketebalan lapisan las dua sisi seragam dan tidak ada undercut (kedalaman undercut harus ≤ 0,5 mm dan panjangnya harus ≤ 10% dari total panjang lapisan las).

Pasca pemanasan dan insulasi: Untuk baja berkekuatan tinggi (seperti EH36) atau ketika suhu sekitar kurang dari 5℃, setelah pengelasan selesai, perawatan pasca pemanasan (pada suhu 200~300℃, dengan waktu insulasi 1~2 jam) diperlukan untuk menghilangkan tegangan sisa pengelasan dan mencegah retakan yang disebabkan oleh hidrogen (sesuai dengan 'Spesifikasi Klasifikasi Kapal Baja' CCS 3.3.4).

5. Standar Inspeksi dan Penerimaan Kualitas - Pengujian Non-destruktif (NDT): pengujian radiografi (RT) 100% harus dilakukan untuk lapisan las pengelasan dua sisi. RT harus dilakukan sesuai dengan GB/T 3323-2005 'Pengujian Radiografi Sambungan Las pada Pengelasan Fusi Logam', dan dianggap memenuhi syarat pada tingkat B (dengan tingkat cacat tidak melebihi tingkat II). (UT juga bisa dilakukan, tapi pengetahuan saya belum banyak. Saya pasti akan mempelajari lebih lanjut bagaimana UT melakukan pemeriksaan jika saya punya waktu.)

Pemeriksaan penampilan: Permukaan lapisan las harus halus dan mulus, tanpa retakan, pori-pori, atau inklusi terak. Ketinggian berlebih harus 0 hingga 3 mm (untuk alur berbentuk X) atau 0 hingga 4 mm (untuk alur berbentuk V). Lebarnya harus ditingkatkan tidak lebih dari 2 mm pada setiap sisi dibandingkan dengan alur (Lampiran 1 dari 'Kode Klasifikasi Kapal Baja').

6. Poin-poin penting dalam pengendalian kualitas dan permasalahan umum yang harus dihindari: Pembersihan akar yang tidak memadai: Hal ini dapat mengakibatkan fusi yang tidak sempurna pada akar. Kedalaman pembersihan perlu dipastikan melalui pemeriksaan ulang UT (≥ 80% dari ketebalan pelat) dan memeriksa bentuknya menggunakan pengukur khusus (seperti pengukur alur).

Retakan akibat hidrogen: Saat mengelas baja berkekuatan tinggi, suhu pemanasan awal (≥100℃) dan suhu antarlapisan (≤250℃) harus dikontrol secara ketat untuk menghindari retakan dingin.

Kontrol pengerjaan ulang: Jika cacat terdeteksi selama inspeksi, pengerjaan ulang harus dilakukan sesuai dengan persyaratan CCS 'Uji Kualifikasi Proses Pengelasan untuk Kapal' (jumlah waktu pengerjaan ulang untuk area yang sama tidak boleh lebih dari 2 kali). Setelah pengerjaan ulang, pengujian UT/RT harus dilakukan kembali.

Kesimpulan

Spesifikasi teknis yang ditetapkan oleh China Classification Society untuk proses pembentukan pembersihan akar pengelasan dua sisi merupakan 'kendala keras' untuk kualitas konstruksi kapal. Melalui pencocokan material, optimalisasi alur, pengendalian proses pembersihan akar, dan inspeksi yang ketat, penetrasi penuh lapisan las dapat dipastikan secara efektif, sehingga meningkatkan keamanan dan keandalan struktur kapal.