BAB 3 Metalurgi Pengelasan2

TEKNIK PENGELASAN

Teknologi PengelasanLaboratorium Metalurgi

Jurusan Teknik Mesin

Universitas Andalas

Ce = 200 detik Cp = 32 detik Cf = 9,6 detik Cz = 3 detik

1 ( Struktur ferrit + Pearlite.

Antara 1 dan 2 ( Struktur, struktur antara, martensit

2 dan 3 ( Struktur feret, struktur antara dan martensit

3 dan 4 ( Struktur antara dan Martensit

Lebih cepat dati 4 ( Martensit

Beberapa diagram CCT juga dilengkapi dengan angka kekerasan yang dapat dicapai dengan laju pendinginan berbeda

Perhitungan kecepatan pendinginan.

Gambar 3.18 Nomogram menghitung laju pendinginan

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 69)3.10.PENGUJIAN KETANGGUHAN DAERAH LAS.

a. Uji impak Charphy

Gambar 3.18 Uji Impak Charphy

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 63)

b. Uji rambat retak (COD) crack opening displacement)

Gambar 3.19 Uji Rambat Retak COD

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 64)

c Uji ketangguhan Van der Veen

Gambar 3.20 Uji Ketangguhan Van der Veen

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 64)

d Pengujian dengan pemukul jatuh

Gambar Gambar 3.21 Pengujian dengan pemukul jatuh

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 64)e. Pengujian Tarik dengan takik dalam

Gambar Gambar 3.22 Pengujian tarik dengan takik dalam

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 65)

f.Pengujian dengan tegangan tarik ganda

Gambar 3.23Pengujian tarik dengantegangan Tarik ganda

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 65)3.11KETANGGUHAN DAN PENGGETASAN BATAS LAS.

Gambar 3.24 Pertumbuhan Butir Pada Logam las dan HAZ

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 66)Batas Las: Daerah HAZ dekat dengan Logam Las (garis fusi)

: Kristal tumbuh dengan cepat dan besar (struktur bainit atas)

: Logam sangat getas

Batas ketangguhan sangat tergantung pendinginan 800oC ke 500oC

Ketangguhan terbaik pada struktur bainit bawah + martensit

Ketangguhan terjelek pada struktur bainit atas + ferit

Pertumbuhan struktur batas las tergantung pada :

Komposisi kimia

Laju Pendinginan

Pemanasan Mula

Tebal plat

Gambar 3.25Kurva CCT Baja BJ80

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 68)Untuk mengetahui laju pendinginan Gunakan Nomogram gambar 3.18

Cara menurunkan Pengetasan Batas las

a. Gunakan baja dengan kepekaan rendah terhadap penggetasan, Gunakan baja dengan % C dan paduan rendah tetapi kadar Nickel tinggi. Unsur-unsur seperti Ti, B, Al, Cl, dan Ca ditambahkan pada fillermetal dan Unsur O2, N2, P, S dikurangi

b. Pembatasan masukan panas, pemanasan mula serendah mungkin (hanya untuk menghindari retak Las).

Pemanasan mula(, maka HI(c. Cara pengelasan, Post heating bisa mengurangi laju pendinginan. Laju pendinginan rendah maka butir-butir tumbuh.

3.12KETANGGUHAN LOGAM LAS

Logam las(Pencairan filler metal + Logam induk sehingga banyak

terperangkap gas-gas.

Gas O2, N2 sering terperangkap dalam logam cair,

terutama pada pengelasan SMAW (dari flux) dan

pengelasan dengan pelindung CO2

Gambar 3.26 Hubungan sifat tumbuk dan kadar O2(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 73)

Gambar 3.27 Hubungan Kebasaan Flux terhadap kadungan O2 dalam lasan

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 74)(Struktur pemisahan (sefregasi) ( Struktur yang tidak homogen . Usaha yang dilakukan ( tambahkan Ti dan B pada filler metal untuk membentuk butir-butir ferit halus.

3.13RETAK PADA DAERAH LAS

Ada 2 jenis Retak

1. Retak dingin ( terjadi di bawah temperatur transformasi martensit (300oC)

2. Retak panas ( terjadi di atas suhu 550oC

A. Retak Dingin Pada HAZ

Retak dingin bisa terjadi pada HAZ atau pun logam las

Gambar 3.28 Contoh retak dingin

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 77) Retak dingin HAZ disebut retak lambat

Terjadi beberapa minit hingga 48 jam setelah pengelasan

Gambar 3.29 Retak dingin merambat dari HAZ ke logam las

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 78)

Penyebab retak dingin

a) Struktur HAZ

b) Hidrogen diffusi

c) Tegangan

a) Retak dingin karena struktur HAZ

Dipengaruhi oleh komposisi kimia BM dan laju pendinginan

Terjadi biasanya pada daerah martensit

Usaha : Kadar paduan yang punya pengaruh mampu keras dikurangi.

Parameter yang dipakai Cek dan Pcm

Jika Cek ( dan Pcm ( maka ( Kepekaan (

Cek = C + +

Cek = C +

Pcm = Parameter retak

Pcm =

b). Retak dingin karena hidrogen tersusupi

Logam cair ( kelarutan hidrogen tinggi

Logam padat ( kelarutan hidrogen rendah ( dilepas ke HAZ sebagian

Terjadi beberapa minggu atau bulan setelah pengelasan

Terjadi pada -50 hingga 150oC (pd baja)

Retak intergranular atau transgranular

Hidrogen masuk lewat penguraian Air (H2O) dari udara atau ionisasi hidrogen seperti dalam flux dan kelembaban udara, minyak dan zat organik pada filler metal dan base metal.

Gambar 3.30 Penyerapan uap oleh elektroda terbungkus

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 81)Usaha:

Elektroda terbungkus dipanggang ( untuk hilangkan uap air.

Pemanasan mula 50 s/d 200oC dan Post heating 200 s/d 300oC (menurunkan kecepatan pendingin)

c). Retak dingin karena tegangan

Yaitu tegangan sisa dan tegangan thermal

Tegangan sisa bergantung pada design sambungan dan proses.

Beberapa usaha praktis untuk pencegahan retak las

Cek dan Pcm serendah mungkin atau hindari fasa martensit

Flux dengan kadar H2 ( Keringkan flux basa (pada SAW)

Panggang elektroda serta simpan dengan benar

Sambungan harus bersih dari H2O, karat, minyak dan zat organik

Gunakan gas pelindung CO2 untuk mengurangi H2 tersusupi

Masukan panas tinggi dan laju pendinginan lambat

Dengan heat treatment

Hindari pengelasan pada saat hujan

Tegangan rendah

B. RETAK PANAS

a). Retak pembekuan (solidification Crack)

Terjadi saat proses pembekuan

Retak tegangan dan kerentanan mikrostruktur

Terjadi akibat penyusutan

Terjadi pada batas butir oleh senyawa titik cair rendah seperti Si, Ni, S dan P

Usaha : Kadar Si, Ni, S dan P serendah mungkin. Pada baja Austenit ( Ada ferit delta 5 hingga 10%.

b). Retak HAZ

Ketidak murnian material penyebab retak

Bisa terjadi karena segregasi komposisi hingga ada bagian titik dengan cair rendah

Retak menjalar dari HAZ ( fusion line ( logam las

Gambar 3.31 Faktor-faktor penyebab retak panas pada logam las

(Source: ASM Hand Book Vol 6, 9th edition page 92)

Gambar 3.32 Faktor-faktor penyebab retak panas pada HAZ dan Base Metal

(Source: ASM Hand Book Vol 6, 9th edition page 92)C. RETAK LAMELAR

Terjadi dibawah lasan

Gambar 3.33 Posisi retak lamelar tipikal pada sambungan T

(Source: ASM Hand Book Vol 6, 9th edition page 95)

Gambar 3.34 Sambungan sudut a. Retak lamelar dari permukaan b. Sambungan yang diulang

(Source: ASM Hand Book Vol 6, 9th edition page 95) Retak memanjang plate tebal

Umumnya diluar HAZ dan paralel terhadap fusion line

Terjadi karena tegangan arah sumbu Z

Terjadi karena 3 keadaan secara simultan

1. Regangan tegak lurus akibat penyusutan dan ditambah beban (arah Z) serta tegangan sisa

2. Material mempunyai keuletan rendah pada arah Z

3. Tegangan tegak lurus plat akibat pengelasan

Butiran MnS dan MnSiO3 ( rentan retak lamelar

Pencegahan: Kadar S serendah mungkin. Tambahkan unsur Ce dan Ca untuk membentuk butiran bulat.

D. RETAK MELINTANG

Sama dengan retak dingin akibat hidrogen menyusup

Terjadi melintang garis las

E. RETAK AKIBAT PMBEBASAN TEGANGAN

Terjadi karena perlakuan panas (proses anil) ( 500 s/d 700oC

Terjadi di batas butir (butir kasar)

Gambar 3.35 retak akibat pembebasan tegangan

(Source: Teknologi Pengelasan Logam hal 84)PAGE 81

_1121031861.unknown

_1121032015.unknown

_1121032175.unknown

_1121031829.unknown