Rabu, 18 Maret 2009

Pengaruh Preheating terhadap Pengelasan

Dalam mencari pengaruh preheating pada pengelasan, telah dilakukan pada 6 sampel (3 material yang berbeda, masing-masing di-las dengan dan tanpa preheating). Namun hasil pengujiannya seperti berikut :
Dengan uji tarik pada las-an butt-joint, tensile untuk preheat lebih kecil dibanding tanpa preheat.
Dengan hardness test (HVickers) dengan jarak 1 mm dari tengah filler hingga base metal, terdapat kecenderungan untuk preheat lebih tinggi HV nya bila dibandingkan dengan tanpa preheat. Menurut saya bukankah mestinya yang terjadi sebaliknya? (2 material dengan CE 0.39 & 0.41, 1 material dengan CE 0.30 dan preheat temperatur sekitar 200 Celcius)
Untuk sambungan las-an dicek dengan UT, dan hasilnya no defect sedangkan test piece reffer ke JIS Z3111 & Z3121. Bukankah kalo di-preheat hardness di HAZ (hingga kedalam 3 mm dari tepi sambungan?) itu lebih rendah dari non-preheat. Kalau hardness di HAZ lebih rendah maka tensile-nya semestinya bisa lebih tinggi, atau antara HAZ dengan tensile tidak ada hubungannya? Apa karena material yang diuji besaran CE-nya kurang signifikan, dalam hal ini cuma 0.4?
Setelah dilakukan metallograpy, lokasi patahan dari 3x2 testpiece :
1. joint material sht50 : patah di filler/haz (hasil pengujian base metal & weld wire : tensile base metal ; weld wire
2. joint material sht60 ; patah di filler/haz (hasil pengujian base metal ; tensile weld wire
3. joint material ss41p ; patah di base metal (hasil pengujian base metal ; tensile weld wire
Sepertinya mutu las-an bukan cuma dipengaruhi oleh preparation work, misal preheat. Kemungkinan hasil yang didapat saat tes juga terpengaruh setting selama pengelasan. Misal tidak cocok antara heat input yang diberikan dengan size kawat las, overheat, beveling model & welding penetrasi. Atau kemungkinan hasil yang didapat saat test dipengaruhi oleh kondisi post-weldednya. Misal cooling down daerah las-an ke temperatur ruang. Bagaimana controlnya?
Requirement material yang perlu preheat, juga harus dijaga penurunan temperaturnya agar struktur material yang terbentuk di daerah welding bagus (tidak martensite). Factor lain, mungkin klasifikasi weldernya sendiri, atau supervisi welding work.
Barangkali record testnya juga harus dilengkapi dengan data di atas. Apakah test ini untuk menyiapkan WPS/PQR untuk welding material? Atau mungkin sudah ada WPS/PQR nya, tinggal pembuktian ulang? Jika sudah ada WPS/PQR-nya sebaiknya reconfirm pada requirement yang ada di sana untuk process welding.
Masalah pengelasan memang agak rumit, terutama untuk pengelasan material yang sensitif ataupun reaktif. Kalau menyinggung masalah kegunaan preheating terhadap las-an tentu tidak akan melebihi peruntukannya antara lain :
1. Mencegah terjadinya retak dingin
2. Menurunkan kekerasan pada HAZ
3. Menurunkan residual stress
4. Menurunkan distorsi
Sedangkan mechanical properties las-an masih dipengaruhi oleh beberapa kemungkinan :
1. Jenis Electroda
2. Dimensi elctroda
3. Amper
4. Welder
5. Kondisi pengelasan/ lingkungan
6. Carbon equivalent
7. dan mungkin masih ada penyebab yang lainnya.
Selama dilakukan pengelasan dengan prosedur yang benar dan weldernya juga qualified, akan menghasilkan kualitas las-an yang baik, sedang untuk material yang CE nya tinggi tentu PWHT harus dilakukan, untuk menghilangkan residual stresses dan menurunkan hardness pada las-an.
Tujuan dari preheating untuk pengelasan (biasanya untuk baja yang tebal atau kandungan C cukup tinggi) adalah untuk memperlambat pendinginan yang setelah dilakukan pengelasan dan meratakan proses pendinginan sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya defect.
Sedangkan sifat mekanik material di daerah HAZ setelah pengelasan ini sangat bermacam-macam tergantung dari bahan yang dilas. Untuk baja yang tidak mengalami perlakuan panas (dimana setelah keluar dari mill didinginkan di udara), maka sifat mekaniknya tidak berubah banyak dan tidak terlalu variatif untuk di daerah HAZ setelah pengelasan. Bagian HAZ umumnya akan lebih keras karena mengalami pendinginan yang lebih cepat karena adanya faktor pendinginan konduksi dari bagian besi yang panas di sekitar daerah pengelasan ke bagian besi yang dingin dimana proses pendinginan konduksi ini prosesnya lebih cepat dibandingkan dengan proses perpindahan energi dari besi ke udara.
Sifat mekanik material di daerah HAZ akan sangat bervariatif jika yang dilas adalah baja yang telah diperlakukan panas karena di bagian area tertentu akan mengalami pelunakan (karena pengaruh perusakan dari proses heat treatment sebelumnya) sehingga tensile strength-nya pun berkurang dan ada bagian tertentu yang mengalami pendinginan yang cepat.
Mengenai hubungan sifat mekanik dari material. Hardness suatu material berbanding lurus dengan tensile strength-nya tetapi berbanding terbalik dengan duktilitasnya dengan pengertian bahwa makin keras suatu bahan, kekuatan tariknya juga makin tinggi, tetapi bahan tersebut menjadi semakin getas/tidak lentur.
Jika patahan di filler maka kemungkinan penyebabnya adalah:
1. Pemakaian elektroda tidak sesuai dengan range kualifikasi WPS. Bisa ditelusuri pemakaian elektroda pada saat fabrikasi.
2. Terjadi weld defect "cold lap" yaitu tidak fusinya antar pas pada filler. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa hal, seperti:
 Suhu metal terlampau dingin pada saat pengelasan.
 Tidak memperhatikan kebersihan pengelasan antar pas/kampuh.
 Ayunan pengelasan tidak lengkap (swing).
 Ampere pengelasan rendah.
Jika diakibatkan oleh weld defect cold lap maka surface patahan akan terlihat agak mulus, bukan patahan paksaan. Pada saat mechanical test diharapkan patahan adalah di base metal, dimana hal ini menunjukan bahwa tensile strength lasan lebih baik dari base material.


Oleh Rangkuman Diskusi Milis Migas Indonesia - Agustus 2005

0 komentar: