mempengaruhi sifat tersebut! Kemampulasan (weldability) adalah pengukuran seberapa mudah kita melakukan suatu pengelasan pada material tertentu tanpa menimbulkan retak (crack) dan memperoleh sifat mekanis yang diinginkan. Jika suatu material mudah dilas tanpa ada retak, maka material tersebut dikatan weldable. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampulasan antara lain: Sifat alami logam Desain pengelasan Teknik pengelasan Skill dari tukang las
2. Jelaskan kemampulasan dari baja karbon. Jenis baja karbon yang mana yang memiliki kemampulasan terbaik? Kemampulasan
dari
baja
karbon
berbanding
lurus
dengan
kemampukerasan
(hardenability) dari baja karbon tersebut. Hal ini dikarenakan adanya pembentukan fasa martensit selama proses heat treatment. Dengan adanya peningkatan kadar karbon, maka hardenability akan meningkat dan mengakibatkan weldability menurun. Oleh karena itu, diperlukan adanya keseimbangan (trade-off) antara kekuatan material dengan weldabilitynya.
Baja SS austenitik umumnnya memiliki weldability yang paling baik namun mudah mengalami distorsi karena adanya ekspansi termal sehingga rentan terhadap retak dan ketahanan terhadap korosi menurun.
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! Hubungan antara komposisi logam yang akan dilas dengan sensifitas retak dapat dinyatakan dalam grafik karbon ekivalen dengan sensifitas retak seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini:
Universitas Indonesia
1
Tugas Welding 2
M.Ekaditya Albar / 1106154305
Hubungan carbon equivalent dengan sensitifitas retak
Parameter penting pada grafik di atas yang mempengaruhi sensitifitas retak pada lasan adalah nilai Carbon Equivalent. Nilai carbon equivalent ini didapat dengan rumus: Carbon Equivalent (CE) = C + Mn/4 + Si/4 dengan melihat rumus di atas, maka dapat disimpulkan bahwa komposisi logam akan sangat mempengaruhi besarnya nilai karbon ekivalen, dimana nilai karbon ekivalen ini akan mempengaruhi sensitifitas retak pada proses pengelasan. Semakin besar komposisi dari unsur karbon, mangan dan silikon dalam logam lasan, maka akan meningkatkan kekerasan baja tersebut sekaligus meningkatkan nilai karbon ekivalennya. Semakin besar nilai CE, maka sensitifitas retak pada pengelasannya juga akan meningkat.
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Liquation Cracking Hydrogen Induced dan Lamelar Tearing, serta sebutkan cara pencegahannya masing-masing! Liquation Cracking Hydrogen Induced juga biasa disebut PMZ (Partially Melted Zone) cracking. Liquation adalah proses pemisahan atau segregasi logam yang biasa terjadi di sepanjang fusion boundary (intergranular). Liquation akan melemahkan batas butir sehingga daerah lasan akan mengalami retak ketika solidifikasi terjadi dan ada tegangan yang bekerja. Karena hidrogen memiliki kelarutan hingga 3-4 kali Universitas Indonesia
2
Tugas Welding 2
M.Ekaditya Albar / 1106154305
dalam besi cair dibanding dalam keadaan solid, lapisan grain boundary liquated pada PMZ akan bertindak sebagai “pipeline” bagi hidrogen untuk berdifusi dari weld metal melalui fusion boundary. Proses ini akan mengakibatkan timbulnya supersaturated hydrogen pada batas butir dengan kekerasan yang tinggi dan mampu menyebabkan retak (cracking).
Pembentukan PMZ cracking pada pengelasan aluminium full penetration (kiri) dan Liquation Cracking Hydrogen Induced pada baja HY-80 (kanan)
Lamelar Tearing terjadi ketika tegangan tarik terjadi pada bagian bawah daerah las (biasanya baja hasil pengerolan) yang memiliki ketangguhan atau keuletan yang rendah sehingga menyebabkan dekohesi pada inklusi non-metalik. Metode pencegahannya adalah dengan menghindari tegangan tarik yang bekerja pada arah transversal terhadap sampel.
Cacat lamelar tearing pada baja (kiri) dan lamelar tearing dekat pengelasan baja C-Mn (kanan)
Universitas Indonesia
3
Tugas Welding 2
M.Ekaditya Albar / 1106154305
5. Jelaskan hubungan hardenability dengan weldability! Kemampulasan
dari
baja
karbon
berbanding
lurus
dengan
kemampukerasan
(hardenability) dari baja karbon tersebut. Hal ini dikarenakan adanya pembentukan fasa martensit selama proses heat treatment. Dengan adanya peningkatan kadar karbon, maka hardenability akan meningkat dan mengakibatkan weldability menurun. Oleh karena itu, diperlukan adanya keseimbangan (trade-off) antara kekuatan material dengan weldabilitynya.
6. 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. Hitunglah karbon ekivalen (CE) dan jelaskan kemampulasan dari baja tersebut serta perlakuan apa saja yang menurut saudara harus dilakukan pada pengelasan material tersebut. Carbon Equivalent (CE) = C + Mn/4 + Si/4 Carbon Equivalent (CE) = 0.35% + 1.2%/4 + 0.4%/4 Carbon Equivalent (CE) = 0.35 + 0.3 + 0.1 Carbon Equivalent (CE) = 0.75 Kemampulasan (weldability) dari material A515 grade 70 untuk bejana tekan ini bisa dibilang buruk karena nilai CE-nya yang cukup tinggi. Semakin besar nilai CE, maka kekerasan yang akan dihasilkan pada material hasil las akan semakin besar. Dengan adanya nilai kekerasan yang tinggi, maka weldability atau kemampulasan material tersebut juga akan semakin rendah karena rentan terjadi retak pada hasil lasan. Hal ini dapat juga dapat dilihat pada penjelasan gambar soal nomor 3 (hubungan karbon ekivalen dengan sensitifitas retak). Untuk mencegah terjadinya retak pada lasan, langkah yang harus dilakukan adalah melakukan tahap Pre-Heat. Tujuan pre-heat antara lain: Memperkecil kecepatan pendinginan pada logam induk dan logam lasan, sehingga membuat lebih ulet dan tahan retak. Memperkecil kecepatan pendinginan untuk memberi kesempatan hidrogen 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.
Universitas Indonesia
4
Tugas Welding 2
M.Ekaditya Albar / 1106154305
Dengan nilai CE sebesar 0.75, maka suhu pre-heat yang disarankan dilakukan terhadap material tersebut berkisar antara 205 – 370 deg C.
