Aplikasi perlakuan transient thermal tensioning (TTT) guna peningkatan ketangguhan dan ketahanan laju perambatan retak fatik sambungan las GMAW baja AISI 1018

WIJOYO, M. Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Las GMAW merupakan salah satu teknik pengelasan yang banyak digunakan untuk mengelas baja seperti baja karbon rendah. Luasnya pemakaian las GMAW disebabkan karena pengelasan dapat dilakukan dengan semi otomatis dan otomatis serta memiliki keandalan yang cukup tinggi. Ketangguhan dan ketahanan fatik las dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya masukan panas, filler dan fluks, kecepatan las dan laju pendinginan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan ketangguhan las pada berbagai variasi temperatur uji dan ketahanan laju perambatan retak fatik las dengan aplikasi perlakuan Transient Thermal Tensioning (TTT) nyala api pada berbagai posisi terhadap busur las. Eksperimen dilakukan menggunakan baja AISI 1018 dan filler ER70S-6 dengan variasi perlakuan Transient Thermal Tensioning (TTT) nyala api di depan, sejajar dan di belakang busur las serta tanpa perlakuan. Pengelasan dilakukan dengan arus 120 A, tegangan 22 V, debit gas Ar 5 ltr/menit, kecepatan las dan kecepatan nyala api sama sebesar 5 mm/s, kecepatan kawat las 4,5 mm/s dan jarak nyala api ke sumbu las 35-40 mm. Pengujian ketangguhan dilakukan pada temperatur -40oC, -20oC, 0oC, 27,5oC, 100oC dan 150oC. Pengujian laju perambatan retak fatik dilakukan dengan compact tension specimen (CTS), stress level 11%, R = 0,1 dan frekuensi 11 Hz. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketangguhan logam las tertinggi dicapai pada perlakuan Transient Thermal Tensioning (TTT) nyala api di depan busur las dengan temperatur transisi adalah 15oC. Sedangkan laju perambatan retak fatik pada perlakuan Transient Thermal Tensioning (TTT) nyala api di depan busur las adalah paling kecil (ketahanan paling tinggi) dengan harga C = 2,00 x 10-16 dan harga n = 5,3414 atau terjadi peningkatan umur fatik mencapai 1.040.932 siklus (30,56%).

Gas Metal Arc Welding (SAW) is a welding process which is used for joining structures, for example, welded steel structure. A GMAW process is widely used in engineering practice because welding can be performed automatically and the weldment produced by GMAW has high reliability. Toughness and fatigue crack growth rate resistance welding influenced by much factor, for example, heat input, filler and fluks, welding speed and cooling rate. The aims of the research is to investigate the toughness welding of the temperature variation tests and fatigue crack growth rate resistance with application of transient thermal tensioning (TTT) flame heating of the position variation to arc welding. Experiment to use AISI 1018 steel and ER70S-6 wire, with transient thermal tensioning (TTT) treatment flame heating ahead, parallel and the behing to arc welding, and not treatment. The welding worked with 120 A current, 22 V voltage, 5 ltr/mnt gas flow Ar, 5 mm/s welding speed and flame heating speed, 4.5 mm/s wire speed and 35-40 mm distance flame heating to welding centre. Test to toughness of temperature -40oC, -20oC, 0oC, 27.5oC, 100oC and 150oC, respectively. Fatigue crack growth rate test with compact tension specimen (CTS), 11% stress level, R = 0.1 and frequency are 11 Hz. The result show that the highest toughness of metal welding of transient thermal tensioning (TTT) flame heating ahead to arc welding with transition temperature is 15oC. Whereas fatigue crack growth rate of transient thermal tensioning (TTT) flame heating ahead to arc welding is lowermost (highest reliablelity) with C = 2.00 x 10-16 and n = 5.3414 or to exist the impromvement fatigue life to be 1,040,932 cycle (30.56%).

Kata Kunci : Transient thermal tensioning (TTT),Ketangguhan,Laju perambatan retak fatik,GMAW, Transient Thermal Tensioning (TTT), toughness, Fatigue crack growth rate, GMAW