Pengaruh jarak Flame Heating dari garis las terhadap tegangan sisa dan laju perambatan retak fatik las busur terendam pada pengelasan baja ASTM A572 Grade 50

ISWAHYUDI, Sigit, M. Noer Ilman, ST.,M.Sc.,Ph.D

2007 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jarak flame heating simetri terhadap garis las terhadap distribusi tegangan sisa dan laju perambatan retak fatik las busur terendam pada pengelasan baja ASTM A572 Grade 50. Baja ASTM A572 Grade 50 yang digunakan sebagai logam induk dilas tumpul menggunakan metode las busur terendam dengan fluks ATLANTIC CHF101GX, elektroda ATLANTIC CHW-S3 dan kalor masukan 1,5 kJ/mm. Hasil pengelasan kemudian dipanasi menggunakan api oksi-asetilen pada jarak 17,5 mm (T17,5), 37,5 mm (T37,5), dan 57,5 mm (T57,5) simetri terhadap garis las. Suhu permukaan pelat yang terkena api dipertahankan pada suhu 400 0C dengan cara mengatur kecepatan translasi api. Untuk menyelidiki distribusi tegangan sisa digunakan hamburan neutron dan untuk meneliti sifat fatik hasil perlakuan dibandingkan dengan yang belum diberi perlakuan (TT) digunakan standar pengujian rambat retak ASTM E647 jenis spesimen middle tension (MTS). Dari pengukuran tegangan sisa pada arah transversal diketahui bahwa tegangan sisa untuk perlakuan T37,5 di daerah logam las nilainya paling rendah diikuti untuk perlakuan T57,5, T17,5 dan TT. Dari uji perambatan retak fatik diperoleh jumlah siklus untuk mencapai kegagalan spesimen dengan perlakuan T17,5 lebih rendah 34,30 %, untuk T37,5 lebih tinggi 229,88 % dan untuk T57,5 lebih tinggi 14,64 % dibandingkan siklus untuk spesimen tanpa perlakuan panas. Laju perambatan retak fatik spesimen T37,5 paling rendah untuk nilai ΔK kurang dari 24,7734 MPa.m1/2 dan T57,5 paling rendah untuk nilai ΔK lebih tinggi dari 24,7734 MPa.m1/2. Perlakuan T37,5 memberikan peningkatan ΔK sebesar 147 %.

This research aims to investigate the effects of flame heating position from weld metal line on residual stresses distribution and fatigue properties of submerged arc steel weld metal. The ASTM A572 Grade 50 steel plates were butt welded by submerged arc welding process. The Atlantic CHF101GX flux and the Atlantic CHWS3 electrode were used in the welding process with heat input of 1.5 kJ/mm. The welded steels were heated by oxy-acetylene flame at various distances of 17.5 mm (T17,5), 37.5 mm (T37,5) and 57.5 mm (T57,5) from the weld metal line symmetrically. Temperature of the plate surface that was in contact with flame was maintained at 400 0C by controlling the flame speed. To investigate the residual stresses distribution, neutron diffraction method was used. To investigate the fatigue properties, the ASTM E647 test standard was used. Results show that residual stresses in weld line of specimen T37,5 are the lowest. Fatigue life of the weld metal as indicated by its number of cycles needed to failure is 34.30 % lower for T17,5, 229.88% higher for T37,5 and 14.64% higher for T57,5 than as welded specimen (TT). Fatigue crack growth rate of T37,5 is the lowest for ΔK lower than 24.7734 MPa.m1/2, but for ΔK higher than 24.7734 MPa.m1/2 , fatigue crack growth rate of T57,5 is the lowest. T37,5 treatment increases ΔK 147 % as much as TT.

Kata Kunci : Laju Perambatan Retak Fatik,Jarak Flame Heating,Baja ASTM A572, ASTM A572 Grade 50 steel, submerged arc welding, flame heating position, residual stress, fatigue crack growth rate