PENGARUH SUHU PREHEAT TERHADAP PERILAKU LAJU PERAMBATAN RETAK FATIK FRICTION STIR WELDING (FSW) PADA ALUMINIUM 6061 – T6

Sckolastika Ninien Henny SRH, Prof. Ir. Mochammad Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D. IPM., ASEAN Eng

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Aluminium 6061 – T6 merupakan jenis alminium paduan yang banyak digunakan untuk struktur seperti pada rangka truk, kapal laut, mobil, perpipaan dan terutama pada pesawat terbang, karena mempunyai banyak keunggulan seperti kekuatan sedang hingga tinggi, sifat mampu bentuk baik, surface finish baik, mempunyai sifat mampu las yang baik, tahan korosi, dan merupakan logam ringan. Penelitian ini bertujuan mengetahui perubahan struktur mikro dan makro, mikro kekerasan dan kekuatan tarik serta terhadap laju rambat retak fatik akibat pengaruh preheat pada sambungan friction stir welding (FSW). Proses FSW dilakukan pada sambungan tumpul untuk plat aluminium 6061 – T6, ukuran plat 300 x 100 x 3 (mm) dengan arah las sepanjang 300 (mm). Parameter yang digunakan adalah putaran tool 2000 rpm,kecepatan maju 2 mm/menit. Selanjutnya dilakukan pengujian yang meliputi pengamatan struktur mikro dan makro, uji tarik, uji kekerasan, uji rambat retak fatik dan uji fraktografi menggunakan SEM. Hasil penelitian menunjukkan setelah dilakukan proses pengelasan tanpa preheat dan dengan variasi preheat bahwa kekuatan tarik maksimal yang tertinggi pada spesimen preheat 100°C yaitu 135,7 MPa dan terendah pada spesimen as welded yaitu 125,3 MPa. Nilai kekerasan untuk spesimen as welded pada daerah las (nugget) 8%- 11% dan preheat 100ºC berkisar antara 9% - 26% dibawah daerah TMAZ, HAZ dan logam induknya, tetapi untuk spesimen preheat 200°C pada daerah las 6,3% dan preheat 300°C pada daerah las 25,3% diatas logam induk. Siklus yang terlama pada variasi pengelasan yaitu pada spesimen preheat 200°C dengan jumlah 323.129 siklus. Pada stress intensity factor ?K kurang dari 7 MPa.m0.5 ketahanan terhadap laju perambatan retak fatik (da/dN) yang baik adalah spesimen as welded dan ?K diatas 7 MPa.m0.5 yang baik adalah spesimen preheat 200°C. Hasil uji fraktografi dengan SEM pada spesimen hasil uji rambat retak fatik untuk logam induk mengalami quasi cleavage dan untuk spesimen variasi lainnya mengalami cleavage fracture.

A6061-T6 is the most common aluminium alloy for engineering structure such as truck chasis, ship, car, and piping because it has relatively high strength, good formability, good surface finish, good weld ability, corrosion resistance, and light metal. This aim of this research is to study effect of preheat in FSW A6061-T6 processes on micro structure, macro structure, micro hardness and tensile strength and fatigue crack growth. The FSW process was carried out on butt-welded A6061-T6 plates with the dimension of 300 x 100 x 3 (mm). The parameters were used 2000 rpm of rotation and 2mm/min of cross speed. The welded specimens were tested including for micro and macro-structure, tensile strength, hardness and fatigue crack growth in combination with Scanning Electrom Microscopy (SEM). Results showed that after the welding process is carried out without preheat and preheat variation that the maximum tensile strength of the highest preheat at 100 ° C specimens is 135.7 MPa and the lowest in the as-welded specimens as 125.3 MPa. Hardness values for specimens as-welded at weld area (nugget) 8% - 11% and 100 º C preheat ranges from 9% - 26% below the regional TMAZ, HAZ and base metal, but for the specimen preheat to 200 ° C at 6.3%, weld area and preheat 300 ° C at 25.3% above the welding area base metal. The longest cycle in which variations welding in the specimen preheat to 200 ° C with 323.129 cycles. at stress intensity factor ΔK less than 7 MPa.m1/2 resistance to fatigue crack growth rate (da / dN) is a good specimen and welded as above ΔK 7 MPa.m1/2 is a good specimen of preheat to 200 ° C. Test results with SEM fractography on specimen fatigue crack propagation test results for the base metal having a quasi cleavage and for specimens other variations experienced cleavage fracture.

Kata Kunci : friction stir welding(FSW), aluminium 6061-T6, preheat, laju perambatan retak fatik