Top Banner

of 12

Tugas Welding 8

Oct 31, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • tugas 8

    tugas welding

    NAMA : MUKSIN

    NPM :1006676804

    1. jelaskan definisi kemampulasan dan faktor apa saja yang mempengaruhi

    sifat tersebut.

    jawab:

    kemampulasan (weldability) adalah kemampuan material untuk dapat dilas

    dibawah kondisi peraktikan khusus sehingga dapat menghasilkan hasil las sesuai

    dengan desain struktur dan dapat menunjukan performa memuaskan di lapangan.

    hampir semua logam dapat dilas namun terdapat logam yang lebih mudah dilas

    dibanding logam lainnya. kemampulasan suatu material digunakan untuk

    menentukan proses pengelasan dan membandingkan hasil akhir kualitas suatu

    material dengan material lainnya. faktor faktor yang mempengaruhi

    kemampulasan:

    tipe penyambungan

    proses pengelasan

    kondisi kondisi di lapangan

    sifat material seperti temperatur lebur, temperatur uap, konduktifitas listrik

    dan panas, afinitas lasan terhadap O,N,H, lapisan tipis film

    2. jelaskan kemampulasan dari baja karbon. jenis baja karbon yang mana

    yang memiliki kemampulasan terbaik.

    Jawab:

    Baja karbon berdasarkan kadar karbon yang terkandung di dalamnya terdiri dari low

    carbon steel, mild steel, medium carbon steel, high carboon steel. Weldability dari

    baja karbon tergantung dari kadar karbon yang terkandung didalamnya.

    Untuk menentukan weldability dari baja karbon kita dapat menggunakan nilai hasil

    perhitungan Carbon equivalent dimana weldability dari baja karbon akan sangat baik

    apabila nilai CE < 0,4. Berikut ini merupakan rumus perhitungan carbon equivalent

    (CE):

  • Carbon Equivalent CE = C + (Mn +Si)

    6+

    (Cr +Mo +V)

    5+

    (Ni +Cu )

    15

    Berikut ini merupakan klasifikasi dari baja karbon dan kemampulasan dari baja

    karbon:

    Common name Carbon

    content

    (percent)

    Typical

    hardness

    Typical use Weldability

    Low carbon

    steel

    0.15 max 60 HRB Special plate

    and shapes,

    sheet, strip,

    welding

    electrodes

    Excellent

    Mild steel 0.15-0.30 90 HRB Structural

    shapes, plate,

    and bar

    Good

    Medium

    carbon steel

    0.30-0.50

    25 HRC

    Machine parts

    and tools

    Fair t preheat

    and postheat

    normally

    required (low

    hydrogen

    welding

    process

    recommende

    d)

    High carbon

    steel

    0.50-1.00 40 HRC Springs, dies,

    railroad rail

    Poor (low

    hydrogen

    welding

    process,

    preheat, and

    postheat

    reqiured)

  • Maka dari tabel diatas dapat terlihat bahwa low carbon steel memiliki weldability

    yang paling baik.

    3. jelaskan hubungan antara komposisi logam yang akan dilas dengan

    sensitifitas retak. ukuran atau parameter apa yang dipakai untuk menentukan

    sensitifitas retak lasan. sebutkan beberapa rumusan yang saudara ketahui.

    Jawab:

    Hubungan antara komposisi logam yang akan dilas dengan sensitifitas retak

    adalah apabila suatu logam memiliki kadar karbon dalam jumlah yang cukup tinggi

    maka sensitifitas retak dari logam tersebut cukup tinggi pula. Hal tersebut

    disebabkan karena kemungkinan untuk timbulnya fasa martensit semakin besar

    dimana apabila fasa martensite tersebut ditemukan dalam jumlah yang cukup

    banyak maka akan membuat logam yang akan dilas tersebut menjadi getas. Ukuran

    atau parameter yang dipakai untuk menentukan retak lasan adalah Carbon

    Equivalent dan ketebalan dimana kedua faktor ini juga diperlukan untuk

    menentukan apakah suatu material yang akan di las perlu dilakukan proses preheat

    atau tidak. Berikut ini merupakan beberapa rumusan yang diketahui:

    Carbon Equivalent CE = C + (Mn + Si)

    6+

    (Cr + Mo + V)

    5+

    (Ni + Cu)

    15

    Composition Parameter Pcm = C +Si

    30 +

    Mn

    20+

    Cu

    20 +

    Ni

    60+

    Cr

    20 +

    Mo

    12 +

    V

    10 + 5B

    4. jelaskan hubungan antara peak temperature dengan cooling rate logam

    yang dilas apabila material tsb hasil canai (rolling). jelaskan juga daerah mana

    yang mengalami degradasi properties (kekuatan, impak & keuletan)

    jawab:

    Peak temperatur:

    Butir Membesar di HAZ

  • Pengerasan Lokal (impuritis tersegregasi di batas butir) akan

    menyebabkan hot-cracks

    Material yang dikeraskan sebelum pengelasan akan kehilangan sifat

    kerasnya akibat panas

    Cooling Rate (kecepatan Pendinginan):

    - quenching effect pada HAZ (T 800 - 500C)

    - struktur mikro akan bervariasi dari bainite, ferrite + carbide

    Pada material hasil pengerolan terjadi work hardening dimana butir membesar di

    dekat batas las di HAZ dan akan terjadi rekristalisasi pada daerah HAZ.

    Untuk baja peak temperature biasanya terjadi pada suhu sekitar 1600oC. Seperti

    yang diketahui apabila peak temperature semakin tinggi maka laju pendinginan juga

    akan semakin lama ditambah lagi apabila pemanasan terjadi dalam waktu yang

    cukup lama maka akan terjadi grain growth. Oleh sebab itu laju pendinginan harus

    ditahan cukup cepat agar tidak terjadinya grain growth dyang dapat menurunkan

    sifat mekanis dari daerah hasil lasan. Daerah yang paling mudah retak pada daerah

    HAZ tersebut adalah dimana saat butir berbentuk coarse

    5. jelaskan secara skematis weldability baja karbon medium yang dilakukan

    pengerasan dengan perlakuan panas (heat treatment). jelaskan juga daerah

    mana yang mengalami degradasi properties (kekuatan, impak & keuletan).

    Jawab:

  • Pengerasan dengan perlakuan panas pada pengelasan baja karbon medium adalah

    precipitation hardening (aging) dimana apabila terjadi overaging dapat

    menyebabkan pelunakan.

    Pengelasan material yang dianil

    Pengelasan material yang diaging (overaging)

  • Dari gambar dapat ditunjukkan hubungan antara struktur dari besar butir di daerah

    HAZ dengan kekuatan dari material yang ditunjukkan oleh grafik. Dari grafik yang

    terdapat pada gambar pengelasan logam yang dianil di atas ditunjukkan bahwa pada

    daerah HAZ tersebut terjadi peningkatan kekuatan dan keuletan namun kekuatan

    dan keuletan tersebut menurun di daerah fine grain.

    6. jelaskan hubungan antara besar butir di daerah haz dengan kekuatan

    impak material yang di las. daerah mana yang mengalami penurunan nilai

    impak khususnya untuk baja karbon.

    Jawab:

    Mikrostruktrur dari HAZ pada baja karbon rendah

  • Mikrostruktur dari HAZ baja karbon medium

    Dua gambar diatas hubungan antara daerah pengelasan dan mikrostruktur HAZ dari

    pengelasan baja karbon baik baja karbon rendah maupun medium. Dari

    mikrostruktur tersebut dapat terlihat bahwa daerah B(daerah HAZ) memiliki butir

    yang paling kecil dimana menyebabkan daerah B tersebut tidak memiliki ketahanan

    yang cukup baik pada saat pemberian tegangan impak.

    7. jelaskan fungsi t-8/5 dalam menentukan struktur mikro daerah haz dn

    diagram apa yang saudara harus gunakan khususnya untuk baja karbon.

    Jawab:

    T-8/5 berfungsi dalam menentukan struktur mikro daerah HAZ. Biasanya siklus

    temperatur-waktu selama pengelasan ditentukan oleh t-8/5 yang artinya waktu

    pendinginan terhitung pada suhu 800o 500oC. Oleh sebab itu apabila cooling time

    800-500 besar maka kekerasan dari HAZ akan semakin menurun dan apabila cooling

  • time 800 500 kecil maka ketangguhan dan ketahanan impak dari HAZ akan

    menurun. Berikut ini merupakan diagram yang akan digunakan untuk baja karbon:

    Cooling time t8/5

    8. jelaskan hubungan hardenability dengan weldability untuk baja karbon.

    Jawab:

    Hardenability adalah kemampuan suatu material untuk dikeraskan dengan

    perlakuan panas. Hardenability ini tidak hanya terfokus pada kekerasan saja namun

    hardenability ini sangat penting untuk proses pengelasan dimana hardenability ini

    memiliki suatu hubungan yang proporsional dengan weldability. Hardenability dari

    baja karbon adalah fungsi dari kadar karbon yang terkandung dan elemen paduan

    lainnya serta besar butir austenite. Hardenability ini sendiri dapat diukur dengan

    menggunakan pengujian jominy yang selanjutnya akan diukur kekerasan di

    sepanjang logam dimana semakin jauh jarak permukaan logam dari quench end

    maka hardness nya akan semakin menurun. Hubungan hardenability dan weldability

    untuk baja karbon adalah apabila hardenability dari baja karbon semakin tinggi

    maka weldability dari baja karbon tersebut semakin menurun. Hal tersebut

    disebabkan karena apabila hardenability meningkat maka kemampuan material

    tersebut untuk menghasilkan fasa martensit akan semakin tinggi pula dimana fasa

    martensit tersebut getas sehingga menyebabkan kemampulasan semakin menurun.

    Oleh sebab itu apabila nilai CE suatu baja karbon < 0,4 maka weldability dari baja

    karbon tersebut akan meningkat namun hardenability dari baja karbon tersebut

    akan menurun, begitu juga sebaliknya.

  • 9. pemanasan awal (preheating) dan pemanasan akhir (pwht) merupakan

    suatu keharusan pada pengelasan baja karbon tinggi untuk mencegah

    terjadinya retak las. a. jelaskan secara prinsip, tujuan utama ke dua treatment

    tersebut dalam mencegah terjadinya retak las. b. sebutkan parameter apa saja

    yang digunakan dalam menentukan besar kecilnya pemanasan tersebut baik

    secara metalurgi maupun aturan kode pengelasan.

    Jawab:

    a. Preheating dan PWHT

    Preheating

    Berdasarkan AWS Standard Welding Terms and Definition, proses preheating adalah

    ketika terdapat panas yang diberikan ke base metal atau substrat untuk mencapai

    dan mempertahankan temperatur preheat. Temperatur preheat merupakan

    temperatur di sekeliling base metal sebelum pengelasan dimulai. Preheating dapat

    dilakukan dengan menggunakan gas burners, oxy-gas flames, electric blankets,

    induction heating atau dengan pemanasan dapur. Untuk hasil yang sangat baik harus

    diperhatikan untuk pemanasan yang seragam di daerah penyambungan. Karena

    pemanasan yang tidak seragam daat menyebabkan peningkatan tegangan sisa,

    distorsi, atau perubahan secara metalurgi yang tidak diinginkan.

    Tujuan dari proses preheating ini adalah:

    Memperkecil kecepatan pendinginan pada logam induk dan logam lasan, sehingga

    membuat lebih ulet dan tahan terhadap keretakan.

    Memperkecil kecepatan pendinginan untuk memberi kesempatan hydrogen

    keluar, sehingga memperkecil keretakan.

    Memperkecil tegangan sisa akibat penyusutan pada logam lasan yang berbatasan

    dengan logam induk.

    Meningkatkan ketahanan terhadap kegetasan yang terjadi pada fabrikasi.

  • Pengaruh Preheating terhadap daerah HAZ

    Post Weld Heat Treament

    Post Weld Heat Treatment merupakan serangkaian perlakuan panas setelah welding

    yang berfungsi untuk meningkatkan sifat fisik. Seperti yang diketahui setelah proses

    pengelasan biasanya terdapat tegangan sisa yang menyebabkan kegetasan yang

    dapat mengakibatkan distorsi pada saat permesinan atau menginisiasi untuk

    terjadinya stress corrosion.

    Tujuan dari proses PWHT ini adalah:

    Mereduksi stress yang disebabkan karena proses manufaktur

    Untuk meningkatkan ketahanan terhadap Brittle Fracture

    Untuk meminimalkan potensial hydrogen induced cracking (HIC).

    Contoh dari proses PWHT ini adalah pada baja karbon dimana hasil lasan baja

    karbon tersebut dipanaskan pada temperatur 600 650oC dan ditahan selama 1

    jam/25mm tebal lasan

    10. suatu baja konstruksi (carbon steel) dengan tipe a515 grade 70 untuk

    bejana tekan (pressure vessel) memiliki komposisi kimia 0.35% c, 1.2% mn,

    0.4% si, 0.25%cr, 0.1%ni, 0.2%cu, 0.1%v. hitunglah karbon ekivalen (ce)

    menurut iiw dan jelaskan kemampulasan dari baja tersebut serta treatment

    apa saja yang menurut saudara harus dilakukan pada pengelasan material

    tersebut.

    gunakan data tabel dibawah untuk analisa saudara.

  • preheating requirement based on ce

    ce (%) preheating required

    up to 0.45 preheat optional

    0.45 to 0.60 preheat to 93 205 deg c

    over 0.60 preheat to 205 to 370 deg c

    Jawab:

    Diketahui:

    Komposisi kimia dari carbon steel A515 grade 70 untuk bejana tekan:

    - C = 0,35%

    - Mn = 1,2%

    - Si = 0,4%

    - Cr = 0,25%

    - Ni = 0,1%

    - Cu = 0,2%

    - V = 0,1%

    -

    Ditanya: Karbon Ekivalen carbon steel A515 grade 70?

    Untuk menentukan karbon ekuivalen suatu material kita dapat menggunakan rumus:

    Carbon Equivalent CE = C + (Mn + Si)

    6+

    (Cr + Mo + V)

    5+

    (Ni + Cu)

    15

    Carbon Equivalent CE = 0,35 + (1,2 + 0,4)

    6+

    (0,25 + 0 + 0,1)

    5+

    (0,1 + 0,2)

    15

    Carbon Equivalent CE = 0,35 + 0,26 + 0,07 + 0,02

    Carbon Equivalent CE = 0,7 %

    Dari hasil perhitungan CE tersebut untuk carbon steel A515 grade 70 untuk bejana

    tekan didapatkan nilai CE sebesar 0,7%. Berdasarkan tabel Preheating Requirement

    Based on CE maka untuk carbon steel A515 grade 70 untuk bejana tekan akan

    dilakukan preheat pada suhu 205 370oC.

    Berdasarkan kandungan karbon dari carbon steel A515 grade 70 yaitu sebesar

    0,35% maka carbon steel tersebut termasuk dalam medium carbon steel dimana

  • untuk menghasilkan kemampulasan yang baik diperlukan suhu preheat dan postheat

    yang sama yaitu pada suhu 205 370oC. Pada carbon steel A515 grade 70 ini

    terdapat proses pengelasan yang direkomendasikan yaitu proses pengelasan dengan

    low hydrogen

    Referensi

    Diktat mata kuliah welding DR.Ir winarto M.Sc teknik metarlurgi dan material FT UI

    2013