Kuliah XI (Patah DaN Retak) Las [PDF]

Citation preview

Patah dan Retak pada Lasan Disampaikan oleh : Yeni Muriani



Tipe Retakan 1. Solidification Cracking 2. Liquation cracking,HAZ burning atau



hot tearing 3. Lamelar tearing 4. Cold cracking atau Hydrogen cracking 5. Reheat cracking



Fracture Toughness  Istilah tekniknya  “Patah getas atau



patah ulet  Patah Ulet tampak berserabut (dimple) pada permukaan patah akibat aliran plastis setempat  Patah getas tampak rata dan mengkilat menunjukkan sangat sedikit atau tidak terdapat plastisitas



Bentuk Patahan



a.



b. c.



Patah Ulet (dimpling) Patah Getas Patah Getas Intermetalik



Bentuk Sampel Uji Tarik Pada lasan



Pengambilan Sampel V-Charpy pada lasan



 Uji Charpy biasanya



menghasilkan temperatur transisi ulet-getas  Bentuk Patahan pada uji charpy



Solidification Cracking  Terjadi Selama Proses Pendinginan



deposit lasan  Retak paling banyak terjadi pada centerline lasan dan diantara butir kolumnar  Retak terjadi pada temperatur sekitar 200-300°C dibawah temperatur lebur (Tm)



Retak pada butir kolumnar dan Centerline



Kemudahan lasan membentuk Solidification Cracking tergantung dari 3 faktor utama,yaitu : Kekasaran struktur mikro selama Solidifikasi 2. Jumlah dan jenis segregasi 3. Geometri sambungan 1.



Struktur Solidifikasi  Pembekuan Epitaksial akibat



peningkatan temperatur menyebabkan kekasaran struktur mikro deposit lasan  Butir Kolumnar pada deposit lasan terbentuk dari pembekuan epitaksial dari butir logam induk pada fusion line  Pola pembekuan akan dipengaruhi kecepatan pengelasan



Segregasi  Biasanya terjadi pada pembekuan



paduan  Segregasi menyebabkan pengelompokan unsur-unsur selama tahap awal pembekuan/solidifikasi  Jumlah total segregasi dan kekasaran struktur mikro mendorong terbentuknya “centerline segregation”



Koefisien Partisi (k) Xs k XL  Koefisien partisi(k)



menunjukkan kecenderungan unsur untuk memisah di interface cairpadat sehingga fasa pada akan memiliki komposisi lebih sedikit dari komposisi kesetimbangan  Semakin kecil harga k semakin mudah terjadi segregasi



Koefisien Partisi (k)



 O dan S Merupakan Unsur yang paling



mudah menyebabkan segregasi



Pengotor dan unsur paduan yang paling sering menyebabkan solidification cracking memiliki karakteristik seperti dibawah ini : 1. 2. 3.



4.



Semakin Rendah harga k Membentuk senyawa dengan logam Senyawa yang memiliki titik lebur rendah atau membentuk eutektik dengan logam induk Memiliki sudut basah rendah (wetting angle) sehingga mampu menyebar disepanjang batas butir



Skema mekanisme solidification cracking



Liquation Cracking/Hot Tearing  Terjadi pada fasa cair-padat  Pada saat pendinginan segragasi cenderung



membentuk lapisan yang memiliki titik lebur rendah Co/ Eutektik Sulfida  Kriteria liquation cracking hampir sama dengan solidification cracking  Liquation Cracking tergantung pada jenis impuritis dalam logam induk, fraksi volume, kerapatan inklusi dan besar regangan yang terjadi.



Liguation Cracking/Hot tearing pada MMA Welding



Lamellar Tearing  Tipe retak memanjang  Sering terjadi dekat daerah HAZ  Lamellar tearing sering terjadi pada



komponen tebal yang memiliki tee join dan corner join



Faktor Utama Penyebab lamellar tearing  Keuletan yang rendah pada arah



transversal pendek dari logam induk  Inklusi yang membentuk plat  Bentuk sambungan yang menyebabkan residual stress pada arah transversal pendek  Pengelasan pada pelat tebal



Lamellar Tearing Pada Baja



Spesimen Uji Tarik untuk Sambungan silang



2 Tahap kegagalan akibat lamellar tearing  Retak Awal (Crack Initiation)  Perambatan Retak (Crack Propagation)



Retak Awal, biasanya terjadi karena adanya inklusi sehingga terjadi retakan pada antarmuka(Interface) matrik dan inklusi co/ Antarmuka MnS-Fe atau Al2O3-Fe Perambatan retak, membentuk rangkaian retakan inklusi yang lain pada bidang yang berbeda sehingga tampak seperti patahan vetikal dan bersudut



Lamellar tearing dekat lasan Baja C-Mn



Cold Cracking/Hidrogen Cracking  Terjadi Cold cracking membutuhkan



waktu (time delay) yang disebut dengan istilah “Incubation time”  Perambatan retak terjadi perlahan merupakan kelanjutan dari masa inkubasi  Retak bisa terjadi trans maupun Interkistalin



Cold Cracking tergantung dari interaksi antara : 1. Keberadaan Hidrogen 2. Tegangan sisa yang tinggi 3. Mikrostruktur yang tidak cocok



Contoh retak akibat hidrogen



Retak akibat hidrogen pada Baja Hy-80 (Courtesy of American Welding Society)



Kandungan hidrogen lasan sebagai fungsi dari variabel las



Mekanisme retak batas butir akibat hidrogen  Distribusi Hidrogen seragam pada T tinggi berubah pada



temperatur yang lebih rendah  Hidrogen berdifusi yang menyebabkan dekohesi partikel dan retak pada batas butir



Mekanisme Fish-Eye pada Inclusi MnS







Terjadi pada inklusi yang memiliki solubitas tinggi terhadap Hidrogen co/ Basa Silikat atau Inklusi MnS



Reheat Cracking  Sering terjadi pada lasan yang



multipass karena terjadi pemanasan yang berulang-ulang  Fenomena RC Lebih banyak terjadi di HAZ daripada deposit lasan



Mekanisme Reheat Cracking



 Model pergeseran batas butir



Reheat Cracking