Di dunia industri, proses pengelasan merupakan salah satu proses penting, terutama jika hal tersebut dikaitkan dengan proses penggabungan dua material secara permanen. Berbagai teknik pengelasan dikembangkan oleh peneliti demi mendapatkan hasil las yang bagus, terutama dari sisi performa dan kaitannya dengan faktor efisiensi sumber daya ekonomi. Lebih lanjut lagi, parameter-parameter yang terlibat dalam proses pengelasan tersebut, seperti temperatur pengelasan, terus diteliti demi terus menjawab tuntutan peningkatan performa, terutama yang berkaitan dengan sifat mekanis suatu material ketika sudah dilas.

Teknik pengelasan konvensional pada umumnya melibatkan beberapa hal seperti fusion—yaitu kedua material harus dileburkan sampai titik leleh, baru dapat digabungkan—dan juga filler—yaitu pengisi bahan penggabung yang digunakan untuk membantu proses penggabungan, seperti penggunaan timah patri pada proses solder. Dua hal yang disebutkan barusan, yaitu fusion dan filler, memiliki beberapa kekurangan yang jika tidak ditangani dengan baik akan sangat berpengaruh pada performa akhir material setelah dilas, seperti terdapat rongga-rongga pada bagian las karena pendinginan yang sangat cepat, kemungkinan terjadinya crack atau retakan, dan biasanya, dalam kasus penggunaan filler, logam yang digunakan memiliki performa yang relatif jauh lebih rendah kekuatannya, karena kalau terlalu kuat juga berpengaruh pada kesulitan peleburannya, yang juga pada akhirnya berpengaruh pada performa akhir material setelah dilas. Oleh sebab itu, peneliti sudah banyak mengembangkan teknik pengelasan tingkat lanjut yang tidak lagi melibatkan dua hal tersebut, seperti misalnya teknik pengelasan difusi (diffusion welding).

Diffusion welding adalah suatu teknik pengelasan tingkat lanjut yang tidak melibatkan fusion dan filler, alih-alih langsung menggabungkan dua material secara langsung. Dengan penggabungan secara langsung, kekurangan-kekurangan yang muncul akibat dari fusion dan penggunaan filler bisa dihindarkan. Namun, hal ini tidak luput dari konsekuensi. Untuk dapat menyambungkan material dengan baik, maka material harus dipanaskan, namun tidak sampai titik lebur—karena diffusion welding juga dikenal sebagai solid-state welding—dengan suhu yang relatif tinggi (biasanya berkisar antara 0.6-0.8 kali dari titik leburnya) dengan sekaligus diberikan tekanan ke arah interface masing-masing sehingga terjadi kontak dan penyatuan dalam waktu yang tertentu. Dalam hal ini, parameter temperatur dan tekanan menjadi kunci dari performa yang dihasilkan. Pada tataran struktur mikro, hasil pengelasan dengan teknik diffusion welding juga memiliki hasil yang lebih baik ketimbang dengan teknik pengelasan konvensional. Sebagai ilustrasi, Gambar 1

memperihatkan evolusi struktur mikro pada proses pengelasan difusi.

Gambar 1. Evolusi struktur mikro dalam proses penggabungan dengan menggunakan teknik diffusion welding (sumber: http://www.ansatt.hig.no/henningj/materialteknologi/Lettvektdesign/joining%20methods/joining-diffusion%20bonding.htm)

Dalam kaitannya dengan diffusion welding, peneliti dari Jakarta Global University telah berhasil meneliti perihal pengaruh temperatur pada proses diffusion welding (Zaenudin et al., 2020). M. Zaenudin dkk. melakukan simulasi molecular dynamics berupa penyambungan material Aluminium dan Nickel dengan menggunakan teknik diffusion welding. Hasilnya menunjukkan bahwa evolusi struktural dari Al dan Ni sangat dipengaruhi oleh temperatur selama proses  las. Hasil yang lebih baik pada didapatkan dengan peningkatan temperatur, yang ditandai dengan area interface difusi yang lebih besar, sehingga dapat menghindarkan kemungkinan terjadinya sambungan yang putus. Uji tarik (tensile test) juga menunjukkan pengaruh yang signifikan dari temperatur. Ada semacam nilai yang bertukaran (trade off) antara tingginya temperatur dengan tensile strength yang didapat. Gambar 2 memperihatkan evolusi struktural selama proses uji tarik dari material Al dan Ni yang sudah di las. Lebih lanjut mengenai penelitian tersebut dapat dilihat pada referensi. Artikel dapat dilihat secara open access.

Gambar 2. Evolusi struktural dari material Al-Ni yang sudah dilas selama proses uji tarik.

Penelitian tersebut di atas sudah diterbitkan pada jurnal ilmiah internasional dengan terindeks Scopus Q2. Ini menandakan aktifnya dosen-dosen di lingkungan akademik Jakarta Global University dalam semangat untuk ikut berkontribusi terhadap ilmi pengetahun. Jakarta Global University berkomitmen untuk melaksanakan Tridharma perguruan tinggi sebaik-baiknya, sehingga penyelenggaraan pendidikan tidak hanya bermanfaat sebatas di kampus saja, melainkan juga kepada masyarakat luas.

References

Zaenudin, M., Mohammed, M. N., & Al-Zubaidi, S. (2020). Atomistic investigation on the effect of temperature on mechanical properties of diffusion-welded Aluminium-Nickel. International Journal of Integrated Engineering. https://doi.org/10.30880/ijie.2020.12.05.008