PENINGKATAN KETAHANAN LAJU PERAMBATAN RETAK FATIK LAS FRICTION STIR WELDING (FSW) PADA PENGELASAN ALUMINIUM 2024-T3 DENGAN APLIKASI TRANSIENT THERMAL TENSIONING (TTT)

Pujono, Prof. Ir. Mochammad Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D. IPM., ASEAN Eng

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Paduan aluminium seri 2024-T3 merupakan paduan aluminium yang mempunyai sifat mampu las (weldability) rendah, salah satu upaya untuk memperbaiki sifat sambungan lasnya adalah dengan menggunakan las friction stir welding (FSW) dan bisa dikombinasikan dengan proses transient thermal tensioning (TTT). Proses TTT merupakan proses pemberian panas lokal pada daerah sekitar las dengan menggunakan sumber panas bergerak. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan sifat ketahanan perambatan retak fatik las FSW menggunakan teknik TTT. Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan las FSW tanpa TTT (as welded) dan las FSW menggunakan TTT dengan variasi posisi heater yaitu heater didepan tool, heater ditengah tool dan heater dibelakang tool, dengan kecepatan maju tool 12 mm/menit dan putaran tool 1100 rpm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa distribusi nilai kekerasan pada daerah TMAZ, HAZ dan las (nugget) untuk semua las FSW dengan berbagai kondisi lebih rendah dibandingkan dengan nilai kekerasan pada logam induk. Kekuatan tarik maksimal (?max) untuk spesimen dengan las FSW tertinggi terjadi pada spesimen heater belakang yaitu 200,7 MPa, nilai kekuatan tarik terendah terjadi pada heater tengah yaitu 185,0 MPa. Perlakuan TTT menyebabkan peningkatan ketahanan terhadap laju perambatan retak fatik, ditandai dengan turunnya laju perambatan retak fatik (da/dN) pada stress intensity factor ?K kurang dari 7 MPa.m0.5. Peningkatan ketahanan laju perambatan retak fatik terbaik terjadi pada spesimen heater depan dengan nilai da/dN=7,3550E 11(?K)6,4525

Aluminum alloy 2024-T3 is an aluminum alloy that has low weldability so that one of the methods for improving weldability is to apply friction stir welding (FSW) combined with transient thermal tensioning (TTT) process. The TTT process is conducted by giving a local heating on the area around the weld which moves together with tool as a moving heat source. The purpose of this research is to improve the properties of fatigue crack propagation resistance. The experimental method was carried out by welding aluminum alloy 2024-T3 plates using FSW technique without TTT (as welded) and with TTT where the heaters were located in front of the tool, beside the tool and behind the tool. The travelling speed were 12 mm/min and 1450 rpm respectively. The results show that the distribution of hardness in TMAZ, HAZ and nugget for all FSW with different conditions are lower than the hardness in the base metal. The highest ultimate tensile strength (σmax) of specimen for FSW welding occurs at the specimen with heaters behind the tool that is 200.7 MPa, the lowest tensile strength occurs at the specimen beside the tool that is 185.0 MPa. TTT treatment improves to fatigue resistance crack growth rate (da/dN) characterized by decreasing of fatigue resistance crack growth rate (da/dN) on the stress intensity factor ΔK is less than 7 MPa.m0.5. The highest increasing of resistance to fatigue crack growth rate occurrs at the specimen with heaters in front of the tool with the value da/dN = 7.3550 E-11 (ΔK)6,4525.

Kata Kunci : aluminium, FSW, TTT, fatigue