Perubahan metalurgi las.pdf

7/25/2019 Perubahan metalurgi las.pdf

1/61

6/27/2016 matakuliah: 1. PERUBAHAN METALURGI LAS

http://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010/11/1-perubahan-metalurgi-las.html 1/61

matakuliah

Sabtu, 13 November 2010

1. PERUBAHAN METALURGI LAS1. PERUBAHAN METALURGI LAS

Tujuan :

Untuk mengetahui struktur metalurgi sambungan las pada baja karbon yang

meliputi :

proses metalurgi pada peng elasan. hubungan antara komposisi logam dasar dan logam las dan pengaruh dalam

sifat mekanik dan fisik :

- pengerasan logam las

- reaksi logam / gas ( logam besi dan non besi )

- reaksi logam / cairan

- reaksi keadaan padat

- mekanisme penguatan dalam logam las

- daerah pengaruh panas ( HAZ )

- logam dasar

A. Prose s Metalu rgi Las

Logam yang digunakan dalam industri fabrikasi telah dikembangkan agar

memenuhi jenis pelayanan yang diharapkan.

Kebanyakan paduan akan menampilkan karakteristik yang merupakan hasil

kombinasi dari prosedur pembuatan, yang meliputi :

perbedaan persentase unsur yang menyusun paduan

jumlah kerja dingin seperti rolling, yang dikenakan pada paduan selama

Join this site

with Google Friend Connect

Members (2)

Already a member? Sign in

Pengikut

2010 (5)

November (5)

PEMERIKSAAN CACATLOGAM

1. PERUBAHAN METALURGILAS

Pengetahuan Bahan

METALOGRAFI

Bahan Ajar Las

Arsip Blog

0 Lainnya Blog Berikut Buat Blog Masuk
http://ponimanmultin.blogspot.co.id/http://ponimanmultin.blogspot.co.id/http://ponimanmultin.blogspot.co.id/https://www.blogger.com/home#createhttps://www.blogger.com/https://www.blogger.com/https://www.blogger.com/home#createhttps://www.blogger.com/next-blog?navBar=true&blogID=4511508145941097118https://www.blogger.com/http://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010/11/bahan-ajar-las_13.htmlhttp://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010/11/metalografi.htmlhttp://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010/11/pengetahuan-bahan.htmlhttp://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010/11/1-perubahan-metalurgi-las.htmlhttp://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010/11/pemeriksaan-cacat-logam.htmlhttp://ponimanmultin.blogspot.co.id/2010_11_01_archive.htmlhttp://void%280%29/http://ponimanmultin.blogspot.co.id/search?updated-min=2010-01-01T00:00:00-08:00&updated-max=2011-01-01T00:00:00-08:00&max-results=5http://void%280%29/http://ponimanmultin.blogspot.co.id/


2/61



produksinya.

perlakuan panas yang dilakukan pada tahap akhir dari produksi.

Produk yang dibuat dapat mempunyai sifat-sifat yang selanjutnya bisa berubah

selama fabrikasi. Derajat perubahan yang berhubungan dengan prosedur kerja

secara besar tergantung pada komposisi kimia logam dan kemampuan

dikeraskan.

Kebanyakan logam kemampuan kekerasannya dapat dirubah dengan :

kerja dingin seperti rolling atau pembentukan ( menghasilkan pengerasan )

pemanasan dan pendinginan.

1. Pendinginan

Logam yang didinginkan secara pelan dari temperatur yang lebih tinggi akan

membentuk struktur yang seragam yang disebut bu tiran.

Selama pendinginan, tenaga dalam struktur butiran ini menimbulkan cacat. Ketika

sekali keseragaman butiran berubah ben tuk, kemampuan mereka untuk kembali

dengan sekeliling butiran selama kerja dingin akan hilang dan logam menjadi lebih

keras dan kurang liat.

Logam yang telah dikeraskan dan dibengkokan berulang-ulang atau kerja dingin

akan menghasilkan patahan dalam logam.

2. Pemanasan

Perubahan dapat dilakukan pada struktur butiran dan kekerasan logam dengan

pemanasan dan pendinginan.

Perubahan ini tergantung pada :

komposisi pada logam

temperatur logam yang dipanaskan

lamanya waktu yang dijalani pada temperatur ini kecepatan pendinginan

Pengelasan menghasilkan kondisi pemanasan dan pendinginan yang dapat

menghasilkan perubahan.

3. Komposisi

Baja karbon yang mengandung karbon kurang dari 0.3%C, tidak dapat

dikeraskan secara berarti dengan perlakuan panas. Baja karbon mengandung

ponimanmultin

Lihat profil lengkapku

Mengenai Saya
https://www.blogger.com/profile/05949484423757593446https://www.blogger.com/profile/05949484423757593446


3/61



lebih dari 0.3%C, harus dipertimbangkan kemampuan dikeraskan dan prosedur

untuk mencegah pengerasan yang diserap selama fabrikasi.

4. Temperatur dan Waktu

Baja karbon yang dihasilkan tidak dipanaskan pada temperatur sekitar 680C,

tidak akan merubah struktur butiran atau menaikan kekerasan. Pada temperatur

dalam batas antara 680C 700C baja karbon akan melunak (spheroidise

anneal). Diatas 723C, temperatur kritis lebih rendah, struktur butiran be rubah

dan tergantung pada temperatur dan waktu berlangsungnnya dan pertumbuhan

butiran mungkin terjadi. Diatas 1000C pertumbuhan butiran dapat sangat cepat.

Baja yang dikeraskan sebelumnya akan d ipengaruhi oleh pemanasan meskipun

dibawah 723C. Penurunan dalam kekerasan dapat terjadi.

5. Kecepatan Pendinginan

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, pendinginan perlahan-lahan dari

temperatur yang ditinggikan dapat meningkatakan ukuran butiran dan

mengurangi kekerasan. Hal ini akan meningkatkan keuletan (ductility :

kemampuan untuk dibentuk secara permanen tanpa patah), meskipunpeningkatan yang sangat berarti dalam ukuran butiran mungkin menurunkan

keuletan.

Pendinginan yang cepat (quenching) akan menghasilkan struktur butiran yang

baik jika baja mengandung karbon lebih dari 0.3%, pengerasan pada tempat yang

telah dipanaskan dan didinginkan.

6. Kurva PendinginanKurva pendinginan digunakan oleh ahli metallurgi untuk menggambarkan

pencairan dan pengerasan logam.

Jika logam murni dipanaskan dalam dapur, temperatur logam terus menerus

meningkat hingga logam mulai mencair. Pada titik ini tidak terjadi kenaikan

temperatur sampai semua logam telah mencair. Jika semua logam telah cair,

temperatur logam akan mulai meningkat lagi.

Kurva pendinginan logam murni ditunjukan seperti grafik berikut :


4/61



7. Diagram Fase atau Keseimbangan

Diagram fase digunakan untuk menunjukan bagaimana paduan merespon pada

pendinginan dan pemanasan yang sangat pelan. Diagram ini disusun untuk

menggambarkan bermacam-macam kombinasi unsur dalam baja paduan.

Seperti kurva pendinginan yang menunjukan temperatur dimana logam semua

cair atau semua padat, meskipun daerah ketiga menggambarkan campuran padat

denga cair seperti gambar.Contoh diagram fase sederhana untuk paduan dua logam dapat dilihat pada

halaman berikut. (sebut saja logam A dan logam B ).

Contoh diagram keseimbangan sederhana logam A dan logam B

Dengan menggunakan diagram ini kita da pat membaca beberapa kombinasi

logam A dan logam B :


5/61



temperatur saat mulai mencair

batas temperatur dimana kondisi cair dan padat bersamaan

temperatur dimana semua logam dalam bentuk cair

temperatur dimana pengerasan dimulai

Sebagai logam komersial paling banyak ,baja meliputi paduan, larutan (satu unsur

dilarutkan terhadap lainnya) dari paduan akan terjadi dua keadaan padat dan

cair.

Diagram fase juga dikenal sebagi diagram keseimbangan. Nama ini menunjukan

bahwa diagram ini disusun dalam basis bahwa beberapa perubahan dalam

temperatur akan terjadi sangat lambat dan juga sama meskipun melalui logam.

Dalam pengelasan ini tidak mungkin, meskipun diagram ini dapat menyediakan

petunjuk pada apa yang terjadi pada las dan logam induk yang disambung.

Selama pemanasan struktur logam mungkin melalui fase yang berbeda. Diagram

fase menunjukan temperatur dimana perubahan fase ini terjadi dan struktur yang

dapat diminta dalam beberapa kombinasi unsur paduan yang diberikan.

8. Diagram Fase Keseimbangan Besi Karbid-Besi

Diagram ini digunakan pada baja karbon dan besi tuang yang lebih komplek dari

diagram sebelumnya.

Batas temperatur yang banyak menyita perhatian pada proses fabrikasi baja

karbon adalah dari temperatur kamar sampai temperatur normalising. Batas

temperatur normalising adalah 820C 980C. Baja yang dipanaskan dalam

batas ini, akan berubah strukturnya dan terjadi pertumbuhan butiran khususnya

pada temperatur yang lebih tinggi.

Daerah dalam diagram diatas 723C ( temperatur kritis bawah ) diketahui

sebagai batas austenit dan, perbedaan kecepatan pendinginan dari batas ini

akan mempengaruhi struktur butiran pada temperatur kamar dan sifat-sifat baja.

Contoh diagram fase sederhana besi-besi karbid

Diagram fase besi karbidbesi yang disederhanakan menunjukan struktur yang

ada dalam kadar karbon dan temperatur yang berbeda.

Diagarm ini meliputi baja karbon dan besi tuang yang ditunjukan dalam diagram

sesuai persentase karbonnya :

Baja

baja hypoeutectoid, kadar karbon kurang dari 0.8%


6/61



baja eutectoid, kadar karbon sebesar 0.8%

baja hypereutectoid, kadar karbon lebih dari 0.8%, tetapi tidak lebih dari 2 %

Besi tuang

besi tuang hypoeutectoid, kadar karbon lebih dari 2% tetapi kurang dari 4.3%

besi tuang eutectoid, kadar karbon sebesar 4.3 %

besi tuang hypereutectoid, kadar karbon lebih dari 4.3 %

Baja dalam diagram keseimbangan besi karbidbesi menunjukan struktur baja

hypoeutectoid, eutectoid dan hypereutectoid seperti gambar berikut.

Gambar diagram keseimbangan besi-karbon

Struktur dalam baja karbon dan besi tuang adalah sebagai berikut :

Ferit. Besi murni, dalam situasi praktek semua ferit mengandung jumlah karbon

sangat sedikit . Ferit juga mengarah pada besi (besi alpha) yang lunak dan liat.

Dibawah 769C, ferit adalah magnetik. Pada 769C struktur ferit berubah

menjadi non magnetik.

Sementit. Juga dikenal sebagai besi karbid (Fe3C). Sementit adalah campuran

besi dan karbon dan mempunyai sifat keras dan rapuh /getas. Dalam baja

sementit adalah bentuk bagian dari struktur pearlit. Karbon yang lebih besar

dalam baja akan menjadikan sementit. Jika daerah diperbesar, butiran sementit

mirip butiran ferit, meskipun sementit akan mempunyai kutub kekuning-kuningan.

Perlit. Lapisan pengganti ferit dan sementit. Dibawah mikroskop struktur ini

kelihatan seperti kulit mutiara atau bentuk sidik jari. Struktur ini yang

meningkatkan kekuatan tarik b aja karbon.

Semua butiran perlit mengandung karbon 0.8%. Baja yang mengandung karbon

0.8% adalah disusun 100 % struktur perlit dan disebut baja eutectoid.Baja dengan kadar karbon kurang dari 0.8% disusun oleh butiran ferit dan perlit.

Perbadingannya sangat tergantung pada kadar karbon, contoh baja dengan

kadar karbon 0.2% memiliki struktur 75% ferit dan 25% perlit. Masing-masing

butiran perlit masih mengandung karbon 0.8%. Baja ini (dengan kadar karbon

dibawah 0.8%) dikenal sebagai baja hypoeutectoid .

Baja yang mengandung karbon lebih dari 0.8% akan mengandung butiran perlit

dengan lapisan sementit sekitar batas butiran. Masing-masing butiran perlit


7/61



mengandung karbon 0.8% dan sisa karbon dalam sementit. Baja ini (dengan

karbon diatas 0.8%) dikenal sebagai baja hypereutectoid.

Paduan besi-karbon mengandung karbon lebih dari 2%, menjadi besi tuang dan

akan mengandung p ersentase sementit yang tinggi, melalui catatan industri besi

tuang biasanya mengandung jumlah silikon yang berarti yang menghasilkan

dalam jumlah besar dari penampakan karbon sebagai graphite dari pada

sementit.

Gambar struktur ferit dan pearlit dalam baja hypoeutectoid

Gambar struktur pearlit dalam baja eutectoid

Gambar struktur pearlit dan batas butiran sementit

dalam baja hypereutectoid

Gambar struktur butiran pearlit dan ferit dalam baja yang diperbesar

9. Austenit

Ini adalah struktur non magnetik dalam bentuk paduan karbon-besi diatas

temperatur kritis bawah (723C).Struktur ini adalah larutan padat karbon yang dilarutkan dalam besi. Dalam

diagram kesimbanagn besi karbidbesi dikenal sebagai besi ( besi gama).

Auste nit tida k seca ra nor mal ada pad a tempe ratu r kamar dala m b aja kar bon dan

besi tuang. Jika austenite didinginkan dengan pelan melewati batas kritis,

strukturnya ferit dan pearlit, semua perlit atau perlit dan sementit dibentuk.

Bagaimanapun, jika paduan besi-karbon dipanaskan kedalam batas temperatur

bentuk austenit dan didinginkan dengan cepat ( di quenching), struktur aslinya


8/61



tidak mempunyai waktu untuk membentuk ( kembali ) dan karbon dilarutkan dalam

besi akan tetap yang mempunyai sifat sangat keras dan rapuh, struktur ini disebut

martensit.

Martensit tidak menampakan pada fase diagram seperti diagram keseimbangan

yang didasarkan pada pemanasan dan pendinginan yang seragam dan pelan.

Baja dengan karbon lebih rendah, dibawah kondisi pendinginan yang cepat,

cenderung terbentuk suatu fase yang disebut bainit dari pada martensit dan bainit

secara umum adalah didapatkan sebagai deposit logam las dan daerah pengaruh

panas.

B. Hubungan Antara Komposisi Logam Induk Dengan Logam Las dan

Pengaruhnya Pada Sifat-sifat Mekanik dan Fisik.

1. Reaksi Keadaan Padat

Jika dua logam yang dapat larut secara menyeluruh digunakan untuk membuat

suatu paduan homogen, larutan dapat berada pada keadaan cair dan padat.

Jika paduan seperti baja karbon rendah dipanaskan, karbon dan besi membentuk

larutan. Dalam keadaan cair semua karbon dan besi akan larut, meskipun, jika

logam dipanaskan diatas 723 C tetapi tidak banyak dicairkan dan besi masih

dalam bentuk larutan. Karena ini dapat terjadi bilamana logam tetap dalam

keadaan padat, larutan ini dikenal sebagai larutan padat dalam kasus austenit.

Selama pengelasan, temperatur didalam dan disekeliling las akan membolehkan

austenit pada bentuk dengan kecepatan pendinginan berikut menentukan jenis

struktur atau struktur yang dibentuk.

2. Daya Larut Gas dalam Logam Cair dan Padat

Beberapa gas, ketika dalam sekitar daerah las, mampu untuk diserap oleh logam.

Reaksi gas/ logam secara umum merugikan dan berpengaruh pada kualitas las.Gas yang paling banyak dihasilkan selama pengelasan adalah :

Hidrogen

Oksigen

Nitrogen

Oksigen dan nitrogen berada sebagai gas bebas disekeliling atmosphere.

3. Penyerapan.


9/61



Tingkat daya larut gas dalam logam adalah bervariasi dari logam ke logam.

Banyak logam seperti aluminium mempunyai daya gabung yang kuat dengan

oksigen.

Jika logam dipanaskan, kemampuan untuk dapat menyerap gas yang tersedia

meningkat dengan besar.

Selama pengelasan baja, hidrogen, oksigen dan nitrogen semua dengan mudah

diserap dengan hidrogen yang terbesar daya serapnya.

Dengan logam non besi seperti tembaga dan aluminium, penyerapan gas dan

pembentukan oksida dapat menjadikan pengelasan tidak mungkin. Fungsi fluk

yang digunakan dalam pengelasan oksiasetilin adalah untuk melarutkan secara

kimia beberapa oksida permukaan bilamana proses pengelasan gas terlindung

menghilangkan oksida dengan aksi aliran elektron.

Oksida non besi dapat mempunyai titik lebur lebih tinggi dari pada logam induk

dan pengelasan menjadi tidak mungkin, kecuali kalau dibuang dan dicegah.

4. Reaksi logam dan gas

Gas yang diserap dalam logam panas akan dikeluarkan sebagai akibat

temperatur penurunan logam cair. Beberapa oksigen yang berhubungan dengan

hidrogen akan membentuk uap dan sebagai penyebab dari porositas pada

daerah las kecuali kalau deoksider yang lain digunakan dalam bahan isian las.

Deoksider ini gabungan dengan oksigen pada temperatur rendah mencegah

banyak masalah dari keasliannya. Logam non besi seperti aluminium dan

tembaga adalah sangat rentan terhadap porositas hidrogen.

Dalam baja, hidrogen dapat menyebar dari daerah las kedalam logam yang

berdekatan. Sebagai penurunan temperatur, gas ini tidak dapat keluar dan

mungkin tetap terjebak dalam daerah pengaruh panas (HAZ). Retak dibawah

butiran dalam HAZ pada baja paduan rendah dan karbon sedang dapat

menimbulkan kegagalan pengelasan.

5. Pengerasan Las

Selama pengerasan dan pendinginan perubahan struktur butiran las akan terjadi

dalam daerah las dan HAZ.

Perubahan pada struktur butiran disekeliling las akan dipengaruhi oleh :

panas masuk pada proses pengelasan yang meliputi pemanasan awal

laju pendinginan


10/61



komposisi logam

6. Daerah pengaruh panas (HAZ)

Daerah ini adalah bagian dari logam induk yang berdekatan dengan daerah

peleburan dimana struktur secara metalurgi dipengaruhi oleh panas proses

pengelasan.

Perubahan pada HAZ dapat berpengaruh serius terhadap kualitas las, terutama

pada baja karbon dan baja tahan karat austenit. Gas hidrogen dalam HAZ adalah

penyebab utama retak pada struktur baja.

Dengan beberapa baja tahan karat kerusakan las atau endapan karbid dapat

terjadi pada HAZ.

Struktur butiran HAZ pada semua logam dapat dirubah oleh pengelasan. Karena

pemuaian dan penyusutan butiran dapat menjadi tertekan, kondisi ini dikenal

sebagai tegangan sisa (residual stress). Butiran dapat menjadi lebih besar, baja

menjadi lebih keras, keuletan menurun dan menaikan kemungkinan kegagalan.

Kondisi struktur butiran aslinya dapat diperbaiki dengan perlakuan panas,

meskipun hal ini mungkin merusak sifat-sifat logam las.

7. Struktur Las.

Sketsa dibawah ini menunjukan batas suatu struktur butiran pada penampang

melintang isian (deposit) las ba ja karbon rendah.

Pada daerah pengaruh panas terdekat dengan las logam induk dicapai

temperatur 1300C 1500C untuk waktu yang singkat. Kondisi ini

menghasilkan pertumbuhan butiran yang berarti, dan struktur butiran dalam

daerah ini adalah kasar dibandingkan dengan logam induk.

Gambar struktur butiran pada penampang melintang logam las dalam baja karbon

Didalam bagian dari HAZ , tempat lebih jauh dari las telah terjadi perbaikan pada

struktur butiran aslinya. Hal ini karena logam telah bertahan dalam waktu yang

lama dalam batas normalising,yang menghasilkan struktur butiran lebih baik.

Logam induk yang tidak terpengaruh mempunyai ukuran butiran sedang seperti

permintaan dalam persediaan baja karbon rendah.


11/61



- nitrog cementi

2. SIFAT MAMPU LAS PADUAN KOMERSIAL

A. Baja Karb on

Secara umum logam yang paling banyak dipakai dalam pengelasan adalah baja.

Meskipun baja dipadu untuk menghasilkan sifat-sifat yang luas, tetapi jenis yang

paling banyak digunakan dalam industri struktur adalah baja karbon, dalam

industri bejana tekanan biasa dipakai baja karbon-mangan.

Baja karbon banyak memberikan sifatsifat karena pengaruh jumlah karbon yang

kecil. Baja ini dapat mempunyai kadar karbon sebesar 2%, tetapi yang paling

banyak dipakai diindustri adalah jarang yang melebihi 1.4%.

Paduan besikarbon yang mengandung karbon lebih dari 2%, dikenal sebagai

besi tuang.

Baja karbon lembaran dikelompokan menurut kadar karbonnya :

baja karbon rendah : 0.1 % s.d 0.3 % C

baja karbon sedang, antara : 0.3 % s.d 0.5 % C

baja karbon tinggi , diatas : 0.5 % C

1. Deoksidasi selama pembuatan baja

Oksigen yang diserap selama pembuatan baja, secara umum dihilangkan ketika

baja dituangkan kedalam cetakan batangan (ingot mould). Baja dari dapur

dituangkan untuk membentuk batangan yang sangat besar, kemudian dipanaskan

kembali sebelum dirol menjadi persediaan komersial seperti plat atau batangan.

Baja dikill adalah baja yang telah ditambahkan oksidasi selama pengaliran, yang

menghasilkan batangan padat yang sama yang bebas dari pori gas. Baja ini

digunakan untuk membuat komponen yang sangat tinggi kualitasnya dan lebih

mahal dalam memproduksinya dibanding baja karbon lainnya.

Baja semi dikill., baja ini hanya dioksidasi sebagian dan kurang seragam

dibanding baja dikill. Sekitar 2/3 baja karbon yang diproduksi adalah semi kill yang

paling banyak meliputi plat dan batang struktur.

Baja dirim, baja ini didioksidasi sangat kecil. Permukaan atau kulit batangan ini

hampir murni besi dan ketika dipanaskan kembali kemudian dirol untuk

membentuk lembaran baja, kulit ini tetap diluar dani baja lembaran hasil produksi

dengan cara ini menghasilkan kualitas permukaan akhir yang sangat baik.


12/61



2. Baja karbon rendah (hingga 0.3%C)

Jenis Paduan Komposisi Kemampuan Dilas Pemakaian Khusus

Kelas BHP

CS 1020

S 1015

S 1021

S 1025

K1016

K1022 C : 0.15 % - 0.3 %

Mn : 0.3 % - 1.0 %

Si : mak 0.35 %

P : mak 0.5 %

S : mak 0.5 % Dapat dilas dengan mudah pada semua proses ketebalan (diatas

15 mm) atau bagian yang mungkin memerlukan pemanasan awal tergantung

pada proses dan konsumsi panas masuk . fabrikasi umum

batang struktur

tempa secara umum.

Pertimbangan khusus :

Baja ini dapat disuplai sebagai baja semi kill yang secara umum digunakan dalam

kondisi diroll, atau baja kill yang mempunyai struktur lebih seragam. Baja karbon

rendah adalah liat dan mempunyai sifat mekanik yang sedang.

3. Baja karbon sedang ( > 0.3% - 0.5% C )


Kelas BHP

CS 1030

CS 1040

S 1040

S 1045

K 1030

K 1040

K 1045

6/27/2016 t k li h 1 PERUBAHAN METALURGI LAS


13/61



K 1050 C : 0.3 % - 0.5 %

Mn : 0.3 % - 0.9 %

Si : mak 0.35 %

P : mak 0.5 %

S : mak 0.5 % Pengelasan baja ini menjadi lebih sulit akibat peningkatan kadar

karbon. Secara umum, diperlukan pemanasan awal dengan hidrogen yang di

awasi dan pemanasan las. komponen mesin

peralatan pertanian

komponen yang memerlukan perlakuan panas.


Karena baja dalam kelompok ini akan merespon pada perlakuan panas, perlu

dipertimbangkan pada panas masuk yang digunakan dan pendinginan ketika

pengelasan. Prosedur pengelasan yang direkomendasikan dari pabrik.

4. Baja karbon tinggi ( diatas 0.5 % C )


Kelas BHP

S 1058

K 1055

K 1070

K 1082 C : 0.55 % - 1.0 %

Mn : 0.4 % - 0.9 %

Si : 0.1 % - 0.35 %

P : mak 0.5 %

S : mak 0.5 % Kemampuan dilas baja ini akan bervariasi dari yang sukar sampai

pada yang tidak mungkin tergantung dari kadar karbon. Rekomendasi dari pabrik

harus disertakan. ujung pahat alat potong

piringan bajak

pisau pembentuk.

komponen yang memerlukan perlakuan panas seperti pegas


Baja dalam kelompok ini tidak digunakan dalam fabrikasi yang dilas. Secara umum

baja ini dalam kondisi yang perlu perlakuan panas dan hanya baja dalam batas

karbon yang lebih rendah untuk dilas. Retak las dan HAZ biasa dan prosedur

6/27/2016 matakuliah: 1 PERUBAHAN METALURGI LAS


14/61



pengelasan yang terjamin harus diikutkan

B. Baja Paduan Rendah

Jika kadar karbon baja dinaikan, baja menjadi lebih keras dan kekuatan tarik

bertambah. Bagaimanapun, batas pengaruh dalam kekuatan tarik dicapai jika

kadar karbon mencapai 0.8 %.

Penambahan karbon dibawah 0.8% secara terus menerus menambah kekerasan

logam, tetapi mulai menurunkan kekuatan tarik. Unsur lain yang harus digunakan

sebagai unsur paduan utama dalam baja ini untuk menghasilkan kekuatan tarik

dibawah yang masih mungkin dalam baja karbon.

Baja yang menggunakan unsur selain karbon untuk menghasilkan sifat-sifat yang

diinginkan dikenal sebagai baja paduan.

Secara umum baja ini dibagi menjadi baja paduan tinggi dan baja paduan rendah

tergantung pada persentase unsur paduannya. Istilah baja paduan tinggi juga

meliputi baja tahan karat.

Baja paduan rendah dihasilkan untuk memenuhi pemakaian secara khusus.

Semua baja ini mempunyai kekuatan tarik yang tinggi dibandingkan dengan baja

karbon dan menggunakan bermacammacam komposisi paduan untuk

meningkatkan :

- kekuatan tarik

- kekuatan yang tinggi pada berat yang diperlukan

- ketangguhan

- tahan terhadap panas, korosi kimia dan cuaca

- tahan terhadap mulur (creep)

- perlakuan panas

- tahan terhadap

Baja yang dikembangkan dalam kebutuhan ini mempunyai batas yang luas dari

bermacam-macam persentase unsur paduan yang digunakan.

Beberapa baja paduan adalah :

- baja chromium molybdenum

- baja nikel

- baja ditemper dan quenching

- baja tahan cuaca

2. Baja Chromiummolybdenum



15/61



Baja ini dikembangkan untuk menghasilkan sifat-sifat tahan terhadap mulur

(creep) pada temperatur yang dinaikan. Baja tahan terhadap mulur tidak

meregang (strecth) atau membentuk ketika ditampakan pada tarik dan tegangan

tekanan pada temperatur yang relatif tinggi.

Baja ini juga menghasilkan kekuatan yang sangat baik terhadap sifat berat,

sehingga membuat baja ini dipilih dalam pembuatan pipa atau tabung kekuatan

tinggi.

Baja chromium-molybdenum tidak kehilangan keuletannya jika ditampilkan pada

temperatur dinaikan untuk waktu yang lama. Kemampuan baja untuk dikeraskan

biasanya diberikan dalam kondisi yang memerlukan perlakuan panas. Kadar

paduan dan perlakuan panas yang digunakan akan menentukan kekerasan dan

kekuatan baja.

Sama dengan semua baja yang dapat dikeraskan, prosedur pengelasan yang

terjamin harus disertakan.

Jenis baja chromiummolybdenum secara khusus adalah sebagai berikut :

3. Baja paduan mengandung molydenum kurang dari 0.75% .

Baja Mn-Mo

Kompisisi :

- karbon 0.2 %

- mangan 1.4 %

- molybdenum 0.45 %

Baja Cr - Mo

Komposisi:

- karbon 0.15 %

- mangan 0.5 %

- chromium 0.5 %

- molybdenum 0.5 %

Baja 1Cr - Mo

- karbon 0.12 %

- mangan 0.5 %

- chromium 1.1 %



16/61



- molybdenum 0.5 %

Pertimbangan Pengelasan

Baja paduan mengandung molybdenum kurang dari 0.75% dapat dilas

menggunakan elektroda hidrogen yang dikontrol untuk menghasilkan komposisi

dan kekuatan yang sama dengan logam induk. Diperlukan pemanasan awal

minimum 150C yang diikuti dengan pendinginan secara pelan-pelan.

Pembebasan tegangan biasa dilakukan.

4. Baja paduan dengan kadar chromium molybdenum antara 0.75 % dan 3 %.

Baja 2 Cr 1 Mo

Komposisi

- karbon 0.12 %

- mangan 0.5 %

- chromium 2.3 %

- molybdenum 1 %

Pertimbangan pengelasan

Temperatur pemanasan awal dan temperatur interpass yang dianjurkan sekitar

250C sampai 300C kemudian diikuti dengan pendinginan secara pelan dan

pembebasan tegangan.

Harus digunakan elektrode hidrogen terkontrol dan kawat dengan kekuatan dan

komposisi yang sesuai.

5. Baja paduan dengan kadar chromiummolybdenum antara 3% - 10 %

Baja 5%Cr - Mo

Komposisi

- karbon 0.12 %

- mangan 0.5 %

- chromium 0.55 %

- molybdenum 0.65 %

Pertimbangan pengelasan :

Prosedur pengelasan harus mencakup pemanasan awal, pengawasan temperatur

interrun dan perlakuan panas. Hidrogen yang dipakai harus diawasi dan harus



17/61


sama dengan logam induk khususnya dalam kekuatan dan ketahanan terhadap

korosi.

6. Baja paduan jenis vanadium

Beberapa baja paduan untuk alat-alat kerja panas atau dingin mengandung

bermacam-macam derajat karbon, chromium, molybdenum dan vanadium. Pahat

dingin dibuat dari baja vanadium.

Komposisi khusus baja BOHLER jenis VEW W320 adalah :

- karbon 0.3 %

- chromium 2.9 %

- molybdenum 2.8 %

- vanadium 0.5 %


Pengelasan baja jenis ini adalah jarang dan harus dihindari. Baja jenis ini

memerlukan annealing yang penuh sebelum pengelasan dan benda kerja harus

diharden dan ditemper kembali setelah pengelasan.

7. Baja nikel

Baja nikel rendah (3 %) adalah baja yang diquenching dan ditempering yang

digunakan dalam industri struktur dimana perbandingan kekuatan yang tinggi

dengan berat adalah penting sebagai contoh container kendaraan.

Baja ini yang terkenal adalah USS T-1 jenis B adalah baja nikel rendah yang

ditemper dan quenching.

Sekitar 9 % baja nikel dikembangkan untuk menghasilkan kekuatan dan

kekerasan yang tinggi pada temperatur yang rendah. Baja ini digunakan sebagai

tangki penyimpan pada gas cair dan pemakaian kriogenik lainnya (dibawah 0C)

yang dikembangkan secara luas.

Baja nikel mengandung 9% nikel memperlihatkan nilai kekerasan yang baik pada

temperatur turun pada 200C.

Baja ini dapat dilas dengan mudah, meskipun mengggunakan flame cuting proses

oksiasetilin konvensional. Baja ini biasanya diberikan dalam kondisi diperlukan

perlakuan panas. Baja ini dinormalisasi kemudian ditemper. Perlakuan ini

menghasilkan jumlah austenit yang kecil, fase stabil pada temperatur dibawah

0C dan dapat dipertanggunjawabkan secara penuh untuk kekerasan paduan.



18/61


Jenis baja nikel secara khusus adalah :

Baja nikel 3%

Komposisi

- karbon 0.12 %

- mangan 0.42 %

- silicon 0.25 %

- nikel 3.6 %


Dihasilkan kadar karbon tidak melebihi 0.15%, pemanasan awal tidak secara

umum diperlukan. Meskipun, dianjurkan p embebasan tegangan setelah

pengelasan. Elektroda harus sama dengan komposisi dan kekuatan logam induk.

Pengawasan terhadap hidrogen yang digunakan harus dilakukan.

Baja nikel 9 %

Komposisi :

- karbon 0.2 %

- mangan 0.3 %

- silicon 0.1 % ( maksimum)

- chromium 1.0 %

- nikel 9.0 %

- molybdenum 0.75 %


Pemanasan awal dan sesudahnya secara umum tidak diperlukan untuk plat

dengan ketebalan dibawah 50 mm. Sudut kampuh sambungan V harus lebih

besar dibandingkan dengan baja karbon. Ini memastikan peleburan sisi dinding

yang lebih baik ketika menggunakan elektrode kadar nikel yang tinggi.

Elektrode dan kawat isian GTAW harus sama dengan sifat-sifat logam induk.

8. Baja paduan yang ditemper dan quenching.

Baja ini mempunyai kekuatan tarik yang sangat tinggi (sekitar 700 Mpa), kekuatan

yang tinggi terhadap perbandingan berat dan kemampuan dilas baik.

Proses tempering dan quenching menghasilkan suatu paduan dengan kombinasi



19/61


yang baik antara kekuatan dan ketangguhan.

Baja yang ditemper dan quenching seperti plat, bagian struktur dan pipa. Yang

digunakan untuk jembatan , tangki penyimpan, peralatan alat berat dan kapal

atau bangunan.

Baja yang ditemper dan diquenching secara khusus adalah :

Bisplat 60 (kekuatan tarik minimum 500 Mpa)

- karbon 0.16 %

- mangan 1.1 %

- chromium 0.2 %

WEL-TEN 80E ( kekuatan tarik minimum 685 Mpa).

- karbon 0.18 %

- mangan 0.9 %

- chromium 0.4 %

- nikel 0.1 %

- silikon 0.23 %

USS T1 Jenis A ( kekuatan tarik minimum 690 MPa)

- karbon 0.18 %

- mangan 0.9 %

- chromium 0.55 %

- molybdenum 0.2 %

- silikon 0.3 %

- vanadium 0.04 %


Harus dipertimbangkan jumlah panas yang masuk ketika menyusun prosedur

pengelasan untuk paduan ini. Sambungan las kekuatan penuh dari paduan ini

hanya mungkin terjadi dengan jumlah panas yang masuk adalah kecil.

Pengawasan pemakaian hydrogen adalah utama dan harus menghasilkan las

yang sama kekuatannya dengan paduan.

Perlakuan panas las secara umum tidak dikenankan karena retak pembebasan

tegangan dapat terjadi.



20/61


9. Baja tahan cuaca (weathering).

Baja ini dikembangkan untuk menghasilkan ketahanan paduan terhadap cuaca /

atmosfir dengan biaya murah. Pelapisan oksidasi yang kuat membuat baja tahan

terhadap korosi selanjutnya. Dalam kondisi tidak dicat, baja paduan ini

mempunyai enam kali lebih tahan terhadap korosi dari pada baja karbon.

Baja tahan terhadap cuaca berbeda dalam komposisi dibanding baja struktur,

karena kadar tembaga, chromium dan nikel yang kecil. Baja ini digunakan untuk

baja struktur.

Baja tahan cuaca secara khusus adalah :

Baja WR350/1

Komposisi :

- karbon 0.14 %

- mangan 1.7 %

- silikon 0.20 %

- nikel 0.55 %

- chromium 0.50 %

- tembaga 0.25 %


Prosedur pengelasan adalah sama dengan pengelasan lembaran baja karbon

struktur, bagamanapun, untuk mencegah kehilangan ketahanan korosi pada

sambungan las, diperlukan elektrode yang menghasilkan deposit baja nikel-

tembaga. Bagian yang berat dan bagian ditahan mungkin diperlukan pemanasan

awal. Sambungan dapat diisi dengan deposit yang dikontrol hidrogen dengan

kekuatan yang sama diikuti dengan penutup alur (capping run) baja tembaga-

nikel.

C. Baja Tahan Karat (Stainless Steels)

Baja tahan karat adalah kelompok baja paduan tinggi tahan korosi yang

mengandung jumlah unsur yang berbeda. Pada dasarnya baja tahan karat adalah

logam besi yang mengandung chromium minimum 11% sebanding dengan

perbedaan persentase dari nikel, molybdenum, karbon dan beberapa titanium.

Unsur utama dalam baja tahan karat yang mempengaruhi ketahanan terhadap

korosi logam adalah chromium. Chromium menghasilkan suatu film oksida chromic



21/61


(Cr2O3) yang melawan serangan atmosfir dan korosi dari bermacam-macam

bahan kimia dan bahan yang dapat merusak organik.

Disamping tahan terhadap korosi, baja tahan karat dikarakteristikan dengan

kemampuan untuk melawan oksidasi dan pengelupasan dan mempertahankan

kekuatan dan kekerasannya pada temperatur yang dinaikan. Sifatsifat yang

dapat diinginkan ini, membuat baja tahan karat sebagai pilihan ideal untuk

batasan yang luas dalam pemakaian teknik moderen.

Baja tahan karat secara garis besar dikelompokan kedalam empat kelompok

utama :

- baja tahan karat austenit

- baja tahan karat martensit

- baja tahan karat ferit

- baja tahan karat austenit / ferit (duplek)

1. Baja tahan karat austenit

Kelompok baja ini adalah jenis baja tahan karat yang paling ideal sesuai untuk

pemakaian dalam fabrikasi dan pengelasan. Secara garis besar disusun dari besi,

chromium, nikel dan kadang-kadang molybdenum. Karena baja ini mengandung

nikel dan mempunyai kadar karbon yang rendah hal ini menghasilkan kondisi

metalurgi austenit yang non magnetik dan sifat-sifat bahan ini tidak dapat dirubah

dengan perlakuan panas. Bagaimanapun sifat sifat mekanik bahan ini dapat

dinaikan dengan kerja pengerasan dengan prosedur fabrikasi normal seperti

rolling dan bending.

Baja tahan karat austenit adalah kuat sekali dan tahan terhadap kejutan dan

ketika dimodifikasi dibuat pada komposisi panas, tahan mulur dan pelepasan

pada temperatur yang dinaikan.

Kelas yang paling cocok untuk pengelasan adalah distabilkan dengan

penambahan sedikit titanium atau niobium untuk mencegah pengendapan karbid

(keruntuhan las) yang terjadi dalam HAZ. Sebagai kemungkinan lain tingkat

karbon dengan sengaja diturunkan untuk mencegah kondisi seperti dalam kasus

316L atau 304L. Huruf L setelah nomor seri menunjukan bahwa baja

mengandung karbon sangat rendah.

Dibandingkan dengan baja karbon, baja tahan karat memperlihatkan suatu

perkiraan 50% bertambah dalam kecepatan pemuaian panas sepanjang dengan

30%40% penurunan dalam konduktifitas panas. Karena sifat-sifat ini adalah



22/61


penting untuk secara hati-hati dalam mengatur pengawasan terhadap distorsi.

2. Baja tahan karat martensit.

Kelompok baja paduan tinggi ini terutama disusun oleh besi, chromium dan

karbon dan secara umum sebagai baja chromium lurus. Baja ini mengandung

kadar karbon yang cukup untuk membuat keras, rapuh seperti unsur pokok

martensit yang bertanggungjawab terhadap sifat-sifat pengerasan quenching.

Karena baja ini mengandung chromium dan tingkat karbon yang lebih tinggi, maka

akan membentuk struktur metalurgi yang magnetik dan reponsif terhadap kondisitempering dan quenching.

Karena kandungan karbon yang lebih rendah, dapat memuaskan untuk pekerjaan

panas dan dingin dan dimesin. Baja tahan karat martensit tergantung pada kadar

karbon, menunjukan kekuatan yang baik dan tahan korosi. Bagaimanapun jika

dalam kondisi ditemper dan quenching penuh, baja ini mempunyai keampuan

dikeraskan paling tinggi dibandingkan dengan semua jenis baja tahan karat.

Kualitas las dapat dibuat dalam beberapa kelas, tetapi karena kemudahan

dikeraskan, baja ini tidak cocok dirancang untuk pengelasan, karena mempunyai

kecenderungan untuk menghasilkan martensit yang sensitif terhadap retak dalam

las dan HAZ. Sebagai hasil pengelasan sering diperlukan perlakuan panas untuk

meningkatakn kekerasan, yang tidak ekonomis dan tidak praktis.

3. Baja tahan karat ferit

Baja tahan karat ferit adalah kelompok baja paduan tinggi (chromium lurus) yang

secara luas digunakan karena ketahanan terhadap korosi dari pada sifat-sifat

mekaniknya. Pada dasarnya baja ini disusun dari besi dan chromium dengan

kadar karbon lebih rendah dari kelas martensit.

Baja membentuk struktur metalurgi besi yang magnetik, dan karena mengandung

jumlah kar bon yang tidak cuku p, maka baja ini tidak dap at dike rask an den gan

perlakuan panas.

Baja tahan karat ferit dapat dengan mudah dikerjakan dingin atau panas,

memperlihatkan sifat-sifat tahan terhadap panas yang baik dan dapat dengan

mudah dikerjakan dengan mesin. Jumlah kelas telah dirancang untuk pengelasan

tetapi secara umum baja ini tidak cocok untuk pengelasan karena cenderung

menghasilkan pertumbuhan butiran yang banyak yang dapat menurunkan

kekuatan dan kekerasan pada temperatur kerja normal. Dalam penambahan



23/61


endapan karbid pada batas butiran, sebagai penyebab penurunan dalam

ketahanan terhadap korosi dan kecenderungan untuk gagal rapuh, jika logam

didinginkan pada temperatur 100C 20 0C.

Untuk menaikan kedua sifat mekanik dan ketahanan terhadap korosi dari las dan

HAZ, penting untuk melakukan perlakuan panas pada las yang sering tidak

ekonomis dan tidak praktis.

4. Baja tahan karat ferit / austenit (duplek)

Baja tahan karat jenis ini mempunyai perkiraan keseimbangan struktur metalurgiferit-austenit yang dikarakteristikan dengan kekuatan yang tinggi, ketahanan yang

baik terhadap korosi, kemampuan dilas sama dengan kelas austenit. Baja ini

disusun oleh besi, kadar chromium yang tinggi, kadar nikel yang rendah dan

secara umum jumlah yang kecil moybdenum. Baja ini sedikit magnetik, dan karena

kadar karbon yang rendah maka baja ini tidak dapat dikeraskan dengan

perlakuan panas. Baja tahan karat duplek telah menjadi alternatif bahan yang

lebih murah untuk fabrikasi dan pengelasan dalam menampilkan kekuatan yang

baik dan sifat-sifat umum dai banyak kelas austenit.

5. Pengklasifikasian baja tahan karat

Dalam mengidentifikasi sistem baja tahan karat, diberikan tiga nomor digit untuk

mengidentifikasinya. Dua digit terakhir tidak mempunyai arti yang berarti, tetapi

yang pertama menunjukan kelompok masing-masing kelas :

Urutan penamaan Jenis baja tahan karat

2XX austenit

3XX austenit

4XX martenist

4XX ferit

Huruf setelah nomor seri memberikan indikasi penambahan paduan atau

modifikasi pada komposisi baja. Contoh dalam hal ini adalah seperti dibawah ini :

316L = Huruf L menunjukan bahwa baja mempunyai tingkat karbon yang ektra

rendah

316Ti = Huruf Ti menunjukan kadar titanium baja sebagai unsur penstabil.

410S = Huruf S menunjukan kadar sulfur baja untuk permesinan.


440C H f C j k b j d k d k b li ti i


24/61


440C = Huruf C menunjukan baja mengandung kadar karbon yang paling tinggi.

Jenis Paduan Komposisi Kemampuan Dilas Pemakaian Secara Khusus

Baja tahan karat austenit (seri 2XX dan 3XX )

Contoh

302

304L

310

316L

L : menunjukan kadar karbon yang rendah Kelompok baja paduan tinggi inimengandung antara :

12 30 % chromium,

7 20% nikel dan

0.020.15% karbon

Beberapa kelas mengandung molybdenum dan titanium dalam jumlah yang kecil.

Paduan ini dengan mudah dilas menggunakan proses busur listrik, tahanan,

brasing.

Direkomendasikan bahwa tidak diperbolehkan pengelasan dengan oksiasetiln

atau proses pengelasan braze. Baja tahan karat austenit secara luas digunakan

untuk :

- membuat peralatan

- peralatan proses makanan dan kimia.

- wagon

- bagian pemanas temperatur tinggi

Pertimbangan Khusus :

Baja nikel chromium tidak dapat diperlakuan panas, dengan mudah dilas dengan

sedikit pengaruh pada sifatsifat ketahahan terhadap korosi atau mekanik logam

lainnya, dihasilkan rekomendasi pengawasan pemakaian dan distorsi untuk

mengindari wraping yang berlebih.




25/61



Baja tahan karat martensit (seri 4XX )

Contoh

410

416

420

440

Kelompok baja paduan tinggi ini mengandung antara :

12.5 17 % chromium0.10 1.10 % karbon.

Kelas martensit baja tahan karat mempunyai kemampuan dilas yang rendah,

karena baja ini mempunyai kecenderungan untuk membentuk martensit yang

keras dan rapuh dalam HAZ dan las. Baja tahan karat martensit secara luas

digunakan untuk :

- alat potong

- perlengkapan kedokteran

- valve, pompa dan poros

- pegas dan ball bearing

Pertimbangan khusus ketika pengelasan :

Baja karbon chromium lembaran dapat diperlakukan panas yang dapat

dikeraskan dengan udara dan oleh karena itu akan memerlukan pemanasan

antara 100C dan 300C tergantung pada kadar untuk mencegah terbentuknya

martensit. Pemanasan suatu waktu diperlukan untuk meningkatkan sifat-sifat

mekanik.

Jenis Paduan Komposisi Kemampuan Dilas Pemaakian Secara Khusus

Baja tahan karat ferit ( seri 4XX )

Contoh

405

409

430


444


26/61


444


12 30 % chromium

0.2 30 % karbon Paduan ini sulit dilas karena mudah untuk terbentuknya

pertumbuhan butiran dan mungkin akan gagal untuk bagian yang menopang

beban kejut.

Bagian lembaran tipis diperlukan panas masuk yang rendah, dapat dengan

mudah dilas menggunakan proses las tahahan.

Pengelasan bagian yang lebih tipis memerlukan pengelasan multi pass dan panasmasuk yang lebih tinggi tidak direkomendasikan, karena akan terjadi

pertumbuhan butiran. Baja tahan karat ferit secara luas digunakan untuk :

- fabrikasi dalam lingkungan sedikit korosi

- otomotif.

- struktur arsitek interior

- tangki / bejana air panas


Baja karbon-chromium lembaran tidak dapat diperlakukan panas yang

mengakibatkan kehilangan sifat-sifat mekanik ketika dilas karena pertumbuhan

butrian yang banyak dalam HAZ dan las. Ketika pengelasan baja ini anda harus

menjaga panas masuk serendah mungkin dan gunakan austenit untuk

menghasilkan kualitas yang masuk akal.


Baja tahan karat ferit/austenit (duplek) seri 3XXX

Contoh

329


18 27 % chromium

4.5 5.5 % nikel

1.5 3 % molybdenum.

Paduan ini mudah dilas menggunakan tahanan busur listrik dan proses brasing.


Peleburan atau pengelasan braze menggunakan pr oses oksiasetilin tidak


27/61


Peleburan atau pengelasan braze menggunakan pr oses oksiasetilin tidak

direkomendasikan. Baja tahan karat duplek secara luas digunakan untuk :

Struktur yang memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap korosi :

- kapal

- peralatan laut.

- peralatan proses kimia dan minyak

-alat berat, cocok untuk fabrikasi dan pengelasan.


Baja nikel chromium tidak dapat diperlakukan panas yang dengan mudah dilasseperti kelas austenit. Pengelasan mempunyai sedikit pengaruh pada sifat-sifat

ketahanan korosi dan mekanik baja, diberikan rekomendasi pengelasan pada

teknik yang digunakan dan pemakaiannya.

D. Besi Tuang (cast iron)

Besi tuang adalah paduan besi dan karbon. Batas kadar karbon dalam besi tuang

antara 2% - 6%, bagaimanapun besi tuang paling banyak mengandung karbon

antara 2 % - 4 %.

Jika semua karbon dalam paduan ini dalam bentuk besi karbid (sementit) logam

ini akan menjadi keras dan rapuh untuk melayani beberapa jenis tujuan

penggunaan. Prosedur perlakuan panas (meliputi kecepatan pendinginan) dapat

digunakan selama pembuatan logam ini untuk menghasilkan bermacam-macam

struktur metalurgi dan juga dalam memuaskan berbagai pemakaian.

Besi tuang dalam modul ini meliputi :

- besi tuang putih

- besi tuang abu-abu

- besi tuang lunak

- besi tuang grafite speroidal (SG)

1. Besi tuang putih (white cast iron)

Besi ini mengandung kadar karbon paling banyak sekitar 2% yang


dikombinasikan dengan besi dan dalam bentuk sementit yang keras dan rapuh.


28/61


dikombinasikan dengan besi dan dalam bentuk sementit yang keras dan rapuh.

Besi tuang putih paling banyak dibuat sebagai tingkat pertama dalam

memproduksi besi tuang jenis lainya seperti besi tuang lunak. Meskipun besi

tuang putih mempunyai beberapa penggunaan industri secara langsung seperti

bola dalam gilingan penghancur dan plat.

Besi tuang putih tidak dapat dilas atau dimesin secara baik. Karena keuletan yang

rendah, retak di daerah HAZ adalah tak dapat dielakan selama pengelasan.

Besi Tuang

Jenis paduan Komposisi Kemampuan Dilas PenggunaanBesi tuang putih digunakan untuk pembuatan besi lunak C : 2% - 2.6 %

Si : 0.9 % - 1.4 %

Mn : 0.25 % - 0.55 %

P : max 0.18 %

S : 0.05 % Dipertimbangkan tidak dapat dilas meskipun brazing perak dapat

digunakan dengan baik bola gilingan penghancur

lapisan atau plat dalam pengaduk semen

nosel ekstrusi


Besi tuang putih tidak dapat digunakan dimana derajat keuletan diperlukan.Secara umum terlalu keras dan rapuh untuk proses permesinan atau pengelasan

2. Besi tuang abu-abu (grey cast iron)

Besi ini mengandung karbon antara 2% - 4 % dan digunakan secara luas.

Karbon dalam besi tuang abu-abu paling banyak adalah dalam bentuk serpihan

grafit dan tidak sebagai sementit seperti dalam besi tuang putih.

Hal ini karena kadar silikon yang relatif tinggi dan kecepatan pendinginan yang

sangat lambat selama proses pembuatan. Serpihan grafit ini yang memberikan

kegagalan dalam besi tuang abu-abu dan kelihatannya seperti abu-abu, besi ini

juga digu naka n seb aga i per eda m g etar an dan membua t besi tua ng abu -ab u idea l

untuk dasar mesin-mesin yang berat. Silikon adalah unsur yang menaikan

pembentukan grafit, tetapi sementit masih ada sepanjang dengan perlit dan ferit.

Struktur ini akan bervariasi tergantung pada kadar karbon, persentase silikon dan

kecepatan pendinginan.

Besi tuang abu-abu mudah dimesin. Karena bentuk yang sederhana dan

komplek, hal ini secara umum banyak didalam industri. Bagaimanapun besi tuang


ini mempunyai kekuatan tarik dan keuletan yang rendah dibandingkan dengan


29/61


p y y g g g

baja karbon rendah.

Dalam pengelasan besi tuang abu-abu diperlukan kehati-hatian untuk menaikan

semua kondisi yang membolehkan untuk menjaga struktur grafit. Pemanasan awal

dan pendinginan yang pelan diperlukan. Pemanasan yang berlebih dapat

menghabiskan silikon besi, meyebabkan untuk mengambil sifat-sifat yang sama

pada besi tuang putih. Hal ini terutama dalam daerah HAZ dari las. Kawat isian

dengan kadar silikon yang tinggi harus digunakan.

Besi tuang abu-abuJenis paduan Komposisi Kemampuan Dilas Penggunaan

Besi tuang abu-abu C : 2,5% - 4.0 %

Si : hingga 3 %

Mn : 0.5 % - 1.2 %

P : hingga 1.0 %

S : dibawah 0.15 % Dengan mudah dapat dilas, dihasilkan pemanasan awal dan

pendinginan yang diawasi. - dasar mesin

- blok mesin mobil

- rumah pompa


Silikon tidak hanya membantu menaikan grafit, tetapi juga berperan sebagai

pembuat deoksider, membuat kemungkinan penipisan selama pengelasan. Bahan

isian kadar silikon yang tinggi akan membantu mengganti kekurangan ini. Phospor

meningkatkan aliran dan membuat kemungkinan pengecoran lebih baik.

3. Besi tuang lunak (malleable cast iron)

Besi tuang jenis ini diproduksi dari perlakuan panas besi tuang putih.

Batang besi tuang putih dimasukan dalam container dikelilingi oleh oksida besi

dan pasir putih dan dipanaskan dalam dapur selama 8 hari pada temperatur

sekitar 800C.

Selama pendinginan yang sangat pelan (dari 750C), karbon dipisahkan dari

sementit sebagai pa rtikel grafit yang tidak beraturan dan disebut karbon temper.

Partikel ini dari karbon membolehkan pada struktur matrik (latar belakang) untuk

bergerak tanpa kegagalan. Dengan besi tuang abu-abu kegagalan dapat terjadi

dengan mudah melalui peningkatan serpihan, tetapi besi tuang lunak karbon


dipisahkan untuk menghasilkan struktur yang lebih liat.


30/61


Jika dipanaskan dekat titik cair, besi jenis ini akan kembali pada besi tuang putih

yang keras dan rapuh. Hal ini membuat pengelasan peleburan tidak mungkin

meskipun pengelasan dengan brazing dapat dilakukan.

Besi tuang

Jenis paduan Komposisi Kemampuan Dilas Penggunaan

Besi tuang lunak Sama dengan besi tuang putih meskipun beberapa besi

mengandung jumlah tembaga dan molybdenum yang kecil dihasilkan, disebut besilunak paduan. tidak dapat dilas dengan peleburan.

dianjurkan hanya dilas brazing - peralatan pipa

- Clamp G

-beberapa bagian mobil


Besi lunak paduan mengandung tembaga dan molybdenum yang mempunyai

ketahanan terhadap korosi lebih baik dan kekuatan tarik yang lebih tinggi tetapi

keuletannya menurun.

Seperti semua besi lunak, besi ini tidak dapat dipanaskan pada titik pencairantanpa kembali pada besi putih.

4. Besi tuang grafit spheroidal (SG)

Besi tuang ini kadang-kadang mengarah seperti pada besi tuang nodular. Besi

tuang grafit spheroidal mempunyai sifat-sifat yang sama dengan besi tuang lunak.

Hanya sebelum penuangan ditambahkan magnesium. Hal ini menyebabkan grafit

berbentuk bola-bola kecil atau spheroid yang lebih bulat dari pada dalam besi

tuang lunak. Struktur ini dibentuk selama pengerasan, hal ini tidak dihasilkan

dengan perlakuan panas.

Besi tuang ini lebih kuat dari pada besi tuang abu-abu atau besi tuang lunak, dan

membutuhkan waktu yang singkat untuk menghasilkan dan untuk alasan ini, besi

tuang ini hampir diganti besi tuang abu-abu.

Besi Tuang

Jenis Paduan Komposisi Kemampuan Dilas Penggunaan

Besi tuang grafit spheroidal (SG) biasa disebut sebagai besi tuang Nodular. Sama

seperti besi tuang abu-abu dengan penambahan magnesium ( hingga 9 % )dan


sulfur rendah(mak 0.015%) Dapat dilas dengan peleburan. Dapat digunakan


31/61


elektroda dan kawat khusus. Sama seperti besi lunak


Rekomendasi pabrik mengikuti dalam hal panas masuk dan bahan isian yang

dipakai.

E. Paduan Aluminium dan Tembaga Deoksidasi

1. Paduan aluminium

Aluminium ada lah loga m n on bes i ber war na per ak put ih yang disulin g dan

dimurnikan dari bijih bauksit (bauxite).

Bahan ini tahan terhadap korosi, non magnetik, mempunya berat sekitar 1/3 berat

baja dan sangat baik sebagai konduktor listrik dan panas.

Karena rentang yang luas dari sifat-sifat aluminium dan paduannya yang

diinginkan, maka bahan non besi ini adalah paling banyak digunakan dalam

industri teknik.

Aluminium ada lah bah an yang luna k dan liat dan dipe rbo lehka n dap at dilun akan

dengan diroll kedalam lembaran yang tipis, dibentuk menjadi kabel dan diekstrusikedalam bermacam-macam bentuk yang luas.

Secara umum sifat-sifat aluminium dapat dimodifikasi dengan penambahan unsur-

unsur lainnya dan atau dengan perlakuan panas yang sesuai pada penggunaan

industri secara luas. Banyak perbedaan paduan aluminium komersial yang

diperoleh dengan rentang yang luas pada perbedaan sifat, meskipun banyak

kesamaan secara fisik, tetapi tidak dapat dikerjakan atau ditangani dalam cara

yang sama. Mengikuti data teknik yang diberikan dalam bagian ini akan diberikan

suatu indikasi jenis dan penggunaan aluminium dan paduannya.

2. Klasifikasi paduan alumnium

Paduan aluminium dibuat secara luas diklasifikasikan kedalam tujuh kelompok

utama. Masing-masing kelompok paduan ditandai dengan nomor seri empat digit

(1XXX s.d 7XXX) untuk menunjukan kandungan unsur utama bahan paduan.

Seperti contoh dibawah ini, memungkinkan mengidentifikasi unsur utama dalam

paduan dengan memberikan nomor pertama dalam sistem penandaan.


Sistem Penandaan Paduan


32/61


Klasifikasi Nomor Aluminium Unsur Utama Bahan Dalam Paduan

Seri 1000

Seri 2000

Seri 3000

Seri 4000

Seri 5000

Seri 6000

Seri 7000 Murni komersialTembaga

Mangan

Silikon

Magnesium

Silikon dan Magnesium

Seng

Sifat-sifat mekanik aluminium dapat ditingkatkan lebih jauh dengan pengerjaan

dingin atau hardening dan tempering asalkan komposisi kelompok paduan akan

merespon perlakukan panas.Sistem penandaan temper standar diberikan pada paduan aluminium dengan

memberikan huruf yang menunjukan dasar tempering.

Huruf dipisahkan dengan tanda penghubung dari sistem klasifikasi dan akan

menunjukan tingkat perlakuan temper, hardening, p enguatan atau pelunakan

paduan harus yang harus didukung.

Sebagai contoh huruf berikut menandakan :

O = perlakuan annealing

H = tegangan dikeraskan

T = perlakuan panas larutan

Nomor setelah dasar temper menunjukan derajat yang dihasilkan dalam paduan

dengan proses operasi yang spesifik. Batas pengekangan temper dari 0 dalam

kondisi diannealing penuh sampai 8 kondisi diharden penuh.

Sebagai contoh nomor berikut menunjukan :

O = diannealing penuh (lunak)

2 = paduan dalam kondisi diharden seperampatnya

4 = paduan kondisi diharden setengahnya


6 = paduan kondisi diharden tiga perempatnya


33/61


8 = paduan kondisi diharden penuh

Contoh uraian menyeluruh sistem ini adalah sebagai berikut :

F = difabrikasi

O = dianealing

H = diharden teganganya

H1 = hanya diharden tegannya

H2 = diharden teganganya diikuti dengan annealing yang terpisahH3 = diharden teganganya kemudian distabilkan

W = perlakuan panas larutan, temper tidak stabil

T = perlakuan panas larutan, temper stabil

T2 = diannealing ( hanya bentuk tuang)

T3 = perlakuan larutan diikuti oleh kerja dingin

T4 = perlakuan larutan diikuti oleh aging alami dalam temperatur kamar.

T5 = diaging tiruan setelah diquenching dari operasi kerja panas seperti

penuangan atau ekstrusi

T6 = perlakuan larutan diikuti aging

T7 = perlakuan larutan, distabilkan untuk mengawasi pertumbuhan danpenyimpangan

T8 = perlakuan larutan, kerja dingin, kemudian diaging

T9 = perlakuan larutan, diaging kemudian dikerjakan dingin.

1XXX Aluminium murni komersial

Jenis paduan Komposisi Kemampuan Dilas Penggunaan Khusus

Aluminium murni komer sial

(seri 1XXX)

Contoh :

1050

11001175

1200

1345 Aluminium kelas ini mengandung minimum 99.0 % sampai 9.75 % aluminium

dan dikelompokan sebagai aluminium murni dalam alam. Batas kemampuan dilas

kelas murni sempurna ke sangat baik tergantung pada proses pengelasan yang

digunakan. Aluminium murni komersial secara luas digunakan untuk :


- konduktor listrik.

f il d l b k


34/61


- foil dalam pembungkus

- reflektor

- tubing / lembaran

1.


Aluminium murni ada lah bah an yang tida k dap at dipe rlaku kan pan as, teta pikarena konduktifitas panas yang sangat baik, pemanasan dan atau arus yang

lebih tinggi mungkin diperlukan ketika pengelasan pada ketebalan lebih besar dari

12 mm.

2XXX Paduan aluminium

Jenis paduan Komposisi Kemampuan dilas Penggunaan khusus

Paduan aluminium / tembaga (seri 2XXX)

Contoh :

2011

20142017

2124

2618 Mengandung tembaga antara 2.6 % sampai 6.0% sebagai unsur utama

paduan, Kadar sisanya adalah aluminium. Batas kemampuan dilas paduan ini dari

sedang sampai tidak direkomendasikan. Beberapa kelas dengan kadar tembaga

lebih rendah dapat dilas tetapi paduan ini tidak dirancang untuk fabrikasi dengan

pengelasan. Pemakaian khusus untuk kelompok ini :

- kerangka/ panel truk.

-peralatan pesawat terbang

- rivet dan fastener yang dapat diharden

2.


Paduan aluminium tembaga adalah dapat diperlakukan panas dan tidak cocok

untuk pengelasan yang dapat menurunkan kekuatan dan resiko retak.



35/61


3XXX Paduan Aluminium


Paduan Aluminium / mangan

(seri 3XXX)

Contoh :

3033

30043005

3105

Kelompok paduan aluminium ini mengandung antara 0.50 % sampai 1.2 %

mangan sebagai unsur utama paduan. Kadar sisanya aluminium. Kebanyakan

paduan dengan mudah dapat dilas menggunakan proses peleburan dan brazing.

Aluminium jenis ini palin g ban yak digu nak an untu k :

- peralatan memasak

- peralatan penyimpan,

dan penanganan kimia

makanan- bejana tekanan

- pengatapan


Digunakan secara luas untuk tujuan umum dan tidak dapat diperlakuan panas .


Jenis Paduan Komposisi Kemampuan Dilas Penggunaan Khusus

Paduan aluminium silikon

(seri 4XXX)

Contoh :4043

4045

4343

Paduan aluminium ini menganduing antara 5% sampai 12% silikon sebagai unsur

utama paduan dan sisanya adalah aluminium. Dengan mudah dilas mengunakan

proses fashion dan brazing Paduan aluminium ini digunakan untuk :


- batang pengelasan dan kawat

bahan pelapis permukaan lembaran


36/61


- bahan pelapis permukaan lembaran

- pemakaian arsitektur

- peralatan kimia dan makanan

3.


Tidak dapat diperlakuan panas, batas paduan dapat dikerjakan diharden tetapi

memperlihatkan kemampuan dilas yang baik .



Paduan magnesium / aluminium

(seri 5XXX)

Contoh :

5055

5050

5356

54575657 Paduan aluminium ini mengandung antara 0.8 % sampai 5. 1 % magnesium

sebagai unsur utama paduan, sisanya aluminium Paduan ini dikarakteristikan oleh

kemampuan dilas yang baik dan kekuatan yang cukup. Dapat dilas menggunakan

semua proses las peleburan dan las tahanan tetapi tidak direkomendasikan

menggunakan proses oksiasetilin. Paduan aluminium ini digunakan untuk :

- ekstrusi arsitek

- konstruksi bangunan

kapal

- kawat pengelasan

- tabung gas dan oli- pesawat terbang.

4.


Tidak dapat diperlakukan panas, tidak memerlukan perhatian khusus kecuali

untuk membatasi jumlah kerja dingin yang dibentuk.




37/61




Paduan magnesium /silikon aluminium

(seri 6XXX)

Contoh :

6005

6061

61625457

6463 Paduan aluminium ini mengandung antara 0.50 % sampai 1.3 % magnesium

dan 0.40% sampai 1.4 % silikon sebagai unsur utama sisanya keseimbangan

komposisi aluminium. Paduan ini dengan mudah dapat dilas dengan proses,

peleburan, tahanan dan brazing. Paduan aluminium ini digunakan untuk :

- container gas cair

- pintu dan kerangka

jend ela ban gun an

- furnitur / atau raiiling

- ditampilkan padapermukaan aluminium

murni untuk menaikan

ketahanan terhadap

korosi.

5.


Dapat dilakukan perlakukan panas, memperlihatkan kekuatan yang sedang,

keuletan dan kemampuan dilas. Pengelasan peleburan dengan proses

pengelasan oksiasetilin tidak direkomendasikan.



Paduan seng / aluminium

(seri 7XXX)

Contoh :

7001


7072

7079


38/61


7079

7178 Paduan aluminium ini mengandung antara 1.0 % sampai 7.4 % seng

sebagai unsur utama paduan. Sisanya aluminium Paduan aluminium ini tidak

direkomendasikan untuk pengelasan. Paduan aluminium ini digunakan secara

luas untuk :

- peralatan pesawat

terbang.

6.Pertimbangan khusus :

Dapat diperlakukan panas, dapat dilas tetapi tidak dirancang untuk fabrikasi yang

mudah seperti kelompok yang tidak dapat diperlakukan panas.

2. Tembaga deoksidasi

Tembaga murni adalah logam non besi berwarna oranye yang secara luas

digunakan dalam bentuk bukan paduan, untuk penggunaan listrik dan pemindah

panas.Tembaga adalah lunak, sangat liat dan mempunyai ketahanan yang besar

pada cuaca dan kondisi kimia.

Tembaga sempurna dalam keuletan, membolehkan pada logam dibentuk tanparetak dengan mudah. Kekuatan mekanik ini dapat dinaikan oleh kerja dingin atau

bahan paduan denga unsur yang lainnya.

Banyak tembaga yang digunakan secara umum, tetapi tembaga deoksidasi

adalah yang terbanyak digunakan sebagai fabrikasi dan tujuan pengelasan.

Selama pembuatan, oksidasi oksigen tembaga dihilangkan dari logam cair dengan

penambahan jumlah yang kecil ( 0.02 % sampai 0.05 %) pospor yang mendukung

sebagai deoksidan untuk mencegah pengaruh bahaya gas dan peningkatan

oksida kuningan(Cu2O) selama pengelasan.

Perlakuan ini memberikan tembaga deoksidasi karakteristik pengelasan dan

brazing lebih baik dari kelas lainya.

Tembaga deoksidasi


Tembaga deoksidasi (pospor) Mengandung sedikit tambahan (0.02 sampai 0.05

% pospor ) sebagai deoksidasi sisa untuk menurunkan pengaruh yang berbahaya

dari gas selama pengelasan. Bahan ini mudah dilas difusi dan brazing


mengunakan proses pengelasan yang paling banyak. Batang diatas 3 mm dalam

ketebalan mungkin membutuhkan diperlakuan panas untuk menyakinkan terjadi


39/61


g p p y j

peleburan. Paduan aluminium ini digunakan untuk :

- tabung untuk plambing

- lembaran untuk atap

dan arsitek

- bejana dilas

- pemindah panas

7.


Tembaga deoksidasi adalah secara normal diberikan dalam kondisi kerja panas

(dianealing). Ini sangat lunak dan liat, tetapi akan menjadi konduktifitas panas

yang baik, diperlukan pemanasan awal untuk meyakinkan sambungan yang

benar.

3. ALIRAN PANAS DAN PERLAKUAN PANAS PADA LAS

Tujuan

Untuk mengetahui prosedur, batas temperatur dan alasan perlakuan panas dalam

las seperti :

- perpindahan panas

- pembebasan panas pada pengelasan

- pengaruh panas masuk

- kecepatan pendinginan

- temperatur pemanasan awal

- normalising- annealing

- pembebasan tegangan (stress relieving)

- quenching dan tempering

- perhitungan pemanasan awal / panas masuk

A. Aliran Pana s dan Perla kuan Pana s


Semua proses pengelasan akan menghasilkan temperatur yang tinggi. Logam

yang dipanaskan sampai titik cair dapat merubah struktur metalurginya, begitu


40/61


juga dala m p eng elas an akan mempen gar uhi kualit as loga m in duk dan lasa n .

Derajat kemungkinan perubahan tidak hanya disebabkan oleh temperatur yang

dicapai, tetapi juga oleh volume panas yang masuk. Proses pengelasan yang

berbeda, akan menghasilkan temperatur maksimum dan jumlah panas masuk

yang bervariasi. Pada pengelasan dengan oksiasetilin, temperatur yang

dihasilkan lebih rendah dari pengelasan GMAW (las MIG / MAG) atau GTAW (las

TIG), panas masuk pada proses pengelasan dengan oksiasetilin akan

menghasilkan struktur butiran kasar yang lebih banyak.

Faktor temperatur yang mempengaruhi kualitas pada las meliputi :

- kemampuan logam untuk memindahkan panas

- kecepatan hilangnya panas dari pengelasan

- jumlah panas masuk

- kecepatan pendinginan

- pemanasan awal (pre-heating)

- pengawasan temperatur interrun

- normalising

- pembebasan tegangan (stress relieving)

Prosedur perlakuan panas lainnya yang harus dipertimbangkan adalah :

- annealing

- quenching dan tempering

1. Perpindahan panas (heat transfer)

Panas berpindah dari tempat yang mempunyai temperatur lebih tinggi ke tempat

dimana temperaturnya lebih rendah. Proses perpindahan panas dalam alam

dapat terjadi dalam tiga cara :

- radiasi- konveksi

- konduksi

Radiasi adalah proses perpindahan panas dengan cara gelombang panas melalui

udara terbuka. Contoh yang paling banyak dari proses ini adalah panas yang kita

rasakan langsung dari matahari melalui udara terbuka.

Semua benda yang dipanasi dengan kuat akan mengeluarkan radiasi panas,


untuk itu selama melakukan pengelasan kulit dan mata kita memerlukan

perlindungan dari radiasi panas pengelasan.


41/61


Konveksi adalah proses perpindahan panas yang terjadi melalui cairan. Cairan

yang dipanaskan akan berpindah sebagai muai panas dan menjadi kurang padat.

Cairan yang lebih dingin akan berpindah menggantikannya, sehingga akan terjadi

siklus gerakan yang tetap.

Selama pengelasan perindahan secara konveksi dapat terjadi dalam las, tetapi

karena logam mencair dalam waktu yang singkat, maka perpindahan panas

secara konveksi tidak begitu berarti.

Konduksi adalah perpindahan panas melalui benda padat. Tempat yang terdekat

dengan sumber panas, akan mendinginkan sumber panas tersebut.

Kecepatan perpindahan panas (koefisien konduktifitas panas) logam bervariasi

untuk logam dan paduan yang berbeda.

Beberapa logam berikut ini disusun menurut kecepatan konduktifitas panasnya

dari yang cepat ke yang lambat :

1. Tembaga

2. Aluminium

3. Magnesium

4. Seng5. Besi

6. Timah

7. Nickel

2. Hilangnya panas pengelasan .

Pembebasan panas pada las baja karbon akan lebih lambat dari pada las

tembaga.

Logam yang memindahkan panas dengan cepat akan sukar untuk dilas.

Pengerasan yang cepat dari las karena kehilangan panas yang cepat dapat

menghasilkan perubahan metalurgi yang merusak dan retak bilamana penetrasidan peleburan akan lebih sukar dicapai.

Baja karbon termasuk mempunyai kecepatan perpindahan panas yang rendah,

pembebasan panas las melalui logam induk terjadi pada kecepatan yang tetap.

Bentuk pembebasan panas selama pengelasan pada plat adalah menyerupai

bentuk air yang ditimbulkan oleh baling-baling kapal. Panas pada kawah tidak

mempunyai waktu untuk menyebar dalam daerah las yang menyeluruh, panas


akan dihilangkan pada tempat yang lebih luas. Distribusi panas yang tidak

seimbang akan meningkatkan ketidak seimbangan distribusi pemuaian dan


42/61


menghasilkan distorsi (penyimpangan) dan tegangan sisa.

Bentuk hilanganya panas dari las tumpul baja karbon

3. Pengaruh panas masuk

Pengaruh panas masuk terhadap kualitas las adalah besar. Prosedur pengelasan

harus dibuat dengan memperhatikan proses pengelasan yang digunakan dan

kemungkinan perlakuan panas yang diperlukan.

Panas yang masuk selama pengelasan dapat menimbulkan :

- penyimpangan (distorsi)

- tegangan sisa

- keretakan logam las

- keretakan logam induk

- keretakan daerah pengaruh panas

- pertumbuhan butiran

- perpindahan karbon

- pengerasan (hardening).

Masalah-masalah yang ditimbulkan tersebut, mungkin disebabkan oleh :

- jenis bahan yang dilas

- ketebalan bahan

- proses pengelasan

- ukuran alur las relatif terhadap ketebalan bahan

- jumlah jalur dalam sambungan

- temperatur plat sebelum mulai pengelasan

Selama pengelasan, kecepatan pemanasan dan pendinginan secara umum tinggi

dengan pengerasan logam las dan pendinginan yang cepat dari kondisi yang

sangat panas. Pendinginan yang cepat disertai dengan penyusutan yang cepat ,dapat menyebabkan retak penyusutan (retak garis tengah) dalam las yang dalam

dan sempit. Daerah pengaruh panas akan menjadi pokok masalah pada batas

temperatur perlakuan panas. Pertumbuhan butiran dan pengerasan mungkin

terjadi pada daerah HAZ yang menjadi terpanas.

Bentuk las yang membolehkan pengerasan tegangan pada pemusatan pusat las


4. Kecepatan pendinginan


43/61


Pengaruh kecepatan pendinginan pada kualitas las akan tergantung pada

komposisi kimia logam induk dan kemampuan dikeraskan. Baja karbon dan baja

paduan karbon-mangan dengan kadar karbon sama dengan 0.3% atau lebih

tinggi, dapat mempunyai kekerasan yang secara berarti dapat dirubah dengan

pemanasan dan pendinginan yang cepat.

Auste nit aka n terb ent uk dala m baja pad a tempe ratu r pen gela san dan aka n

berubah bentuk ke martensit jika kecepatan pendinginan cukup cepat. Bagian

yang tipis pada logam dapat mempunyai pengaruh quenching dalam las dan

kehilangan panas dapat meyebabkan pengerasan pada daerah pengaruh panas.

Jika digunakan proses panas masuk yang rendah, seperti perpindahan busur

pendek GMAW, retak pada bagian tebal karena kehilangan panas yang cepat

adalah biasa.

Kecepatan pendinginan harus dipertimbangkan dengan memperhatikan proses

yang digunakan dan kemampuan dikeraskan dari logam yang dilas.

5. Pemanasan awal

Pemanasan awal akan memperlambat kecepatan pendinginan las.Dengan memperlambat kecepatan pendinginan, kemampuan dikeraskan baja

yang telah dipanaskan pada temperatur austenit tidak berubah bentuk kedalam

martensit.

Pemanasan awal juga menurunkan kemungkinan retak dari penyusutan

tegangan.

Dalam menentukan temperatur pemanasan awal harus memperhatikan :

- proses pengelasan

- pemakaian dan komposisi kimia logam induk

- ketebalan bahan

- kompleksitas (geometri ) sambungan.

6. Pengawasan temperatur Interrun

Pemeliharaan temperatur pemanasan awal pada sambungan alur banyak adalah

perlu, panas yang hilang khususnya dalam sambungan yang panjang dapat

terjadi. Pengawasan temperatur harus dilakukan dan pemanasan kembali

dilakukan jika diperlukan.


Alat pen guk ur tempe ratu r yang biasa digu naka n dala m me ngu kur tempe ratu r

interrun adalah :

itif t t


44/61


- crayon sensitif temperatur

- termokopel

- pirometer

Temperatur pemanasan awal dan interrun biasanya kurang dari 400C.

7. Annealing

Anne aling pen uh dilak ukan unt uk membua t kond isi loga m k emba li luna k. Untu k

baja karbon hal ini sama seperti pada normalising.

Baja dipanaskan hanya diatas batas temperatur kritis dan didinginkan secara

pelan dalam dapur (furnace).

Anne aling mungk in dilaku kan pad a baja unt uk menu run kan keke rasa n dan

meningkatkan kemampuan dimesin dan sifat-sifat kerja dingin. Jika logam non

besi diannealing, secara umum menuju pada pengkristalan kembali. Annealing

biasanya dilakukan pada paduan non besi untuk menghilangkan pengaruh pada

kerja dingin atau kekerasan. Hal ini mungkin diperlukan pada beberapa bahan

untuk mencegah terjadinya retak selama pengelasan.

8. Normalising

Seperti yang dibicarakan dalam bab pertama, ukuran butiran las daerah

pengaruh panas dapat lebih besar dari pada logam induk. Kondisi ini akan

mempengaruhi kekuatan sambungan.

Normalising adalah perlakuan panas pada las yang sewaktu-waktu diterapkan

pada baja karbon dan baja paduan rendah untuk memperbaiki struktur butiran

supaya kembali pada ukuran normal yang seragam.

Baja karbon dan baja paduan rendah dinormalising dengan pemanasan hanya

diatas batas temperatur kritis, diikuti dengan pendinginan dalam udara. Batas

temperatur kritis akan bervariasi tergantung pada kadar karbon dalam baja.Mengacu pada tujuan secara umum, batas temperatur kritis untuk baja dengan

kadar karbon 0.25% adalah sekitar 723C 820C.

9. Pembebasan tegangan.

Tegangan sisa dapat dihasilkan dari pemuaian dan penyusutan selama

pengelasan. Dalam struktur yang dilas pada tegangan dalam pelayanan seperti


boiler dan bejana tekanan, kondisi ini dapat menimbulkan kegagalan pelayanan.

Pembebasan tegangan adalah diharuskan dalam bejana tekanan dan struktur

kritis lainnya


45/61


kritis lainnya.

Pembebasan tegangan pada baja, struktur yang dilas perlu dipanaskan pada

temperatur dibawah batas kritis dan ditahan pada temperatur ini selama 1 jam

untuk tiap 25 mm ketebalan logam, kemudian didinginkan secara pelan.

Temperatur pembebasan tegangan untuk baja karbon sekitar 580C - 620C.

Pembebasan tegangan secara ideal yang paling baik dilakukan menggunakan

dapur (furnace), meskipun barang seperti bejana atau struktur yang besar tidak

dapat ditampung dalam kasus ini, pemanasan menggunakan pembakar gas atau

alat pemanas listrik sering digunakan. Tanda permintaan yang berhubungan

dengan tempat yang dipanaskan harus dengan ketat diikuti. Dalam keadaan

khusus, pemilihan pemanasan dari las dan logam induk yang berdekatan mungkin

diperbolehkan.

Baja yang dinormalising atau dianealing, tegangan sisanya akan dihilangkan

selama perlakuan ini.

10. Quenching dan tempering

Baja dengan kadar karbon lebih dari 0.4 % dapat dikeraskan (hardened) jika

didinginkan dengan cepat (quenched) dari temperatur diatas batas kritis.

Kadar karbon yang lebih tinggi, tingkat kemungkinan kekerasan lebih besar.

Baja yang dikeraskan dengan pengerasan quench adalah didinginkan

menggunakan air, minyak atau udara. Pemilihan media pendingin dipengaruhi

oleh kadar karbon, kadar paduan dan kecepatan pendinginan. Bersamaan

dengan ini akan menentukan derajat kekerasan. Air akan menghasilkan

quenching tercepat dan udara terlambat.

Baja karbon lebih tinggi dan paduan yang didinginkan terlalu cepat mungkin

menimbulkan retak quenching, yang membuat komponen ini tidak cocok pada

fungsi yang diharapkan.Baja yang dikeraskan dengan quenching secara umum akan keras dan rapuh.

Untuk membuat bahan ini dapat melayani fungsinya, selanjutnya diperlukan

tempering dan perlakuan panas.

Untuk menemper logam yang dikeraskan, diperlukan pemanasan kembali yang

biasanya dalam batas 200C - 650C dan didinginkan untuk menghilangkan

beberapa kekerasan. Ini akan membuat komponen menjadi lebih kuat dan kurang


dalam kegagalan pelayanan.

Komponen khusus yang diquenching dan ditempering adalah :

peralatan tangan (pahat pelubang)


46/61


- peralatan tangan (pahat, pelubang)

- pegas

- cetakan mesin

B. Batas Temperatur Perlakuan Panas Las Pada Baja Karbon

1. Batas temperatur kritis

Batas temperatur kritis adalah batas temperatur dalam struktur baja untuk

mengalami perubahan fase pada austenit. Pendinginan yang pelan dari

temperatur ini diperlukan untuk menyediakan waktu yang cukup bagi karbon agar

dapat keluar dari austenit dan kembali pada kondisi aslinya. Pendinginan yang

dipercepat dapat menimbulkan pengerasan logam.

Batas temperatur kritis untuk baja karbon rendah berkisar antara 723C

(temperatur kritis bawah) - 820C(temperatur kritis atas).

Bilamana temperatur kritis bawah tetap sama untuk semua baja karbon,

temperatur kritis atas akan bervariasi sesuai dengan kadar kabon baja. Kadar

karbon yang lebih rendah mempunyai temperatur kritis atas lebih tinggi.

Batas temperatur pembebasan tegangan untuk baja karbon adalah 580C -

620C dan ini dibawah temperatur kritis bawah.

Batas temperatur normalising (tergantung komposisi dalam baja) adalah antara

820C -980C. Temperatur yang digunakan harus diatas temperatur kritis atas.

C

Titik Cair



47/61


Temperatur kamar

Batas temperatur perlakuan panas baja karbon

2. Menentukan temperatur pemanasan awal baja karbon.


Faktor-faktor yang mempengaruhi temperatur pemanasan awal pada sambungan

las baja karbon adalah :

- kadar karbon dalam baja


48/61


kadar karbon dalam baja

- ketebalan sambungan yang dilas

- panas masuk selama proses pengelasan dan jenis yang dipakai.

3. Persamaan karbon pada baja

Baja dengan kadar karbon lebih tinggi, mempunyai kemampuan dikeraskan yang

lebih besar. Baja menjadi lebih keras, khususnya pada sambungan las, menjadi

kurang fleksibel. Beberapa peningkatan dalam kekerasan (hardness) dan

kerapuhan (britleness) akan meningkatkan kemungkinan retak pada HAZ.

Penge

Perubahan metalurgi las.pdf

Documents