Pengaruh temperatur flame stess relieving terhadap laju perambatan retak fatik sambungan las busur rendam pada baja ASTM A572 Grade 50 di lingkungan air laut

WIJAYANTO, Jarot, Moch. Noer Ilman, ST., M.Sc., Ph.D

2008 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Teknik pengelasan busur rendam merupakan salah satu proses pengelasan dalam pembuatan mesin, struktur jembatan dan bangunan lepas pantai karena memiliki kehandalan dan efisiensi tinggi. Kelemahan proses pengelasan ini adalah adanya tegangan sisa, dan jika beban dinamis serta kondisi operasi berada di lingkungan korosif dapat menyebabkan kegagalan berupa fatik korosi. Upaya untuk menghilangkan tegangan sisa guna meningkatkan ketahanan terhadap laju perambatan retak fatik korosi adalah dengan pemakaian energi thermal. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh temperatur flame heating pasca pengelasan terhadap laju perambatan retak fatik di lingkungan air laut hasil sambungan las busur rendam baja ASTM A572 Grade 50. Proses pengelasan baja ASTM A572 Grade 50 dengan ketebalan 10 mm menggunakan las busur rendam. Pemanasan pasca pengelasan dilakukan dengan nyala api oksi asetelin pada jarak 3,75 mm simetri pusat las dengan vareasi temperatur 100 oC, 200 oC, 300 oC dan 400 oC. Pengujian fatik korosi mengunakan specimen middle tension (MTS) dilakukan di lingkungan air laut dengan frekuensi 11 Hz pada R=0,1. Sebagai data pendukung dilakukan pengujian korosi, kekerasan mikro, kekuatan tarik, serta pengamatan struktur mikro mengunakan mikroskop optik dan SEM untuk analisis data. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan flame heating dengan temperatur 300 oC menghasilkan nilai optimum untuk siklus fatik korosi yaitu sebesar 2.771.147 siklus dengan peningkatan umur fatik 255,04% lebih tinggi dari material tanpa perlakuan. Nilai A dan n dari persamaan Paris di hasilkan 2,000 E-13 dan 3,801. Laju korosi paling rendah terjadi pada sepesimen yang menggunakan flame heating dengan temperatur 300 oC yaitu sebesar 0.318 mm/year dibandingkan dengan spesimen tanpa perlakuan panas pasca pengelasan yang memiliki nilai laju korosi 0,385 mm/year. Sedangkan secara umum struktur mikro las berupa ferit batas butir yang membentuk stuktur pilar (columnar) dengan ferit asikular berada didalam butir columnar.

Submerged arc welding is a welding process which is widely used in machines or structure such as bridge and offshore structures since it has a high reliability. One of the problems of this welding process is the formation of residual stress in weld and its adjacent area which causes fatigue failure. The aim of this research is studying effect of temperature flame heating on fatigue crack growth rate of submerged arc of ASTM A572 Grade 50 Steel weld joint. The 10 mm thick ASTM A572 Grade 50 Steel plate was welded by submerged arc welding process. Post weld heat treatment (PWHT) using oxyacetylene flame heating was located at distance 0f 3,75 mm symmetrically from center of weld with some variation of temperature namely 100 oC ; 200 oC ; 300 oC and 400 oC. Fatique test use specimen middle tension (MTS) on sea water with 11 Hz frequency at R = 0,1. A sequence of test were carried out including corrosion, micro hardness test, tensile strength test and followed by the optical microscope and SEM observation on the microstruktures . The results show that optimum result is achieved at flame heating temperature of 300 oC where corrosion fatigue life is 2.771.147 with increase fatigue life of 255,04 %. The values A and n of Paris Equation are 2,000 E-13 and 3,801 respeclively. Corrosion rate is lower at specimen treated with flame heating temperature of 300 oC that is 0,311mm/year to whereas the specimen which was not heat treated has corrosion rate of 0,377 mm/year. The microsructure of weld are grain boundary ferrit that form columnar with acicular ferrite within columnar grain.

Kata Kunci : flame heating, ASTM, retak fatik, laju korosi, columar, fatigue crack, corrosion rate, columnar