WELDING ENGINEERING WELDING DEFECTS WELDING TECHNOLOGY POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA. Moh. Syaiful Amri, S.ST., MT

Transkripsi

1 WELDING ENGINEERING WELDING DEFECTS WELDING TECHNOLOGY POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2 Defect : Sebuah cacat atau kekurangan yang menurut sifatnya atau akumulasi efek membuat bagian atau produk dapat memenuhi standar kelulusan yang berlaku minimum atau spesifikasi. Istilah menunjuk rejectability. Discontinuity: Gangguan dari struktur bahan, seperti kurangnya homogenitas dalam karakteristik mekanik, metalurgi, atau fisik. Sebuah diskontinuitas belum tentu cacat.

3 Cacat Las Semua proses pengelasan dapat menghasilkan cacat pengelasan seperti; inklusi, porositas, undercutting, pembekuan tidak sempurna, penetrasi tak sempurna, retak dll. Penyebab terjadinya ; teknik pengelasan yang tidak baik, pemilihan parameter las yang tidak tepat, logam induk dan kawat las yang tidak tepat tidak sesuainya gas pelindung yang digunakan. dll.

4 Weld Discontinuities Profile Defects Undercut, Underfill, Overlap, Concavity, Convexity, Excess reinforcement Volumetric Defects Porosity, Inclusions, Incomplete Fusion, Incomplete Penetration Planar Defects Incomplete Fusion, Incomplete Penetration, Delamination, Cracks

5 Tipe-tipe cacat pengelasan

6 Weld Distortion Distorsi ialah perubahan bentuk atau penyimpangan bentuk yang diakibatkan oleh panas, yang diantaranya adalah akibat proses pengelasan. Pemuaian dan penyusutan benda kerja akan berakibat melengkungnya atau tertariknya bagianbagian benda kerja sekitar pengelasan, misalnya pada saat proses las busur manual DISEBABKAN 1.Persiapan sambungan kurang tepat. 2.Las ikat kurang baik. 3.Urutan las tidak tepat. 4.Alur las terlalu besar.

7 Weld Distortion Pencegahan pada tahapan desain : 1. Mengurangi jumlah sambungan las, panjang dan ketebalan dari sambungan 2. Mengurangi ukuran fillet lasan, dan modifikasi dari weld groove (reduksi dari luas groove dan keseimbangan antara luas back dan face side) 3. Mengubah dari kontinyu fillet menjadi intermitten fillet, jika mungkin 4. Meningkatkan restraint (dengan menambahkan reinforcing member atau stiffening member) 5. Susunan dari sambungan las untuk mereduksi weld distortion

8 WELDING DEFECTS Pencegahan Pada tahapan fabrikasi: 1. Untuk mencegah deformasi pada material atau bagian selama penyimpanan dan transpotasi 2. Untuk mencegah deformasi selama pemotongan (seleksi proses dan prosedur pemotongan) 3. Meningkatkan akurasi dari setiap bagian atau komponen 4. Meningkatkan akurasi dari weld groove (bevel angle, root face) 5. Meningkatkan akurasi dari fitting (root gaps) 6. Adoption of pre-bending (pre-setting) (Gambar 4.34) 7. Seleksi proses pengelasan (proses pengelasan dengan spesifik masukan panas lebih rendah, misalnya, pengelasan MAG lebih baik daripada pengelasan MMA) 8. Penggunaan jigs untuk mencegah distorsi (Gambar 4.35) 9. Adopsi rangkaian fitting yang sesuai, rangkaian pengelasan dan deposisi 10. Mencegah ukuran fillet weld yang berlebih dan kelebihan reinforcement

9 Metode perbaikan terhadap weld distortion: 1. Perbaikan Metode Mekanis Lasan dan bagian yang berdekatan di-ekstensi dengan pengerjaan dingin, dengan menggunakan roller atau press. Kelebihannya proses ini, efisiensi dan akurasi perbaikan lebih baik, sedangkan kerugiannya, resiko terjadinya rusak pada lasan 2. Perbaikan Metode Thermal Temperatur maksimum yang diizinkan untuk pemanasan terdapat dalam beberapa standar. Misalnya, pada standar AWS D1.1, ditentukan tidak melebihi C untuk QT steels dan untuk baja lainnya tidak boleh melebihi C. Oleh karena itu, sebelum dimulai fabrikasi, harus ditentukan standar yang digunakan

10 Cold Cracking Retak dingin adalah retak yang terjadi di daerah las dan HAZ pada suhu dibawah suhu transformasi martensit (M s ) yang tingginya kira C.Retak ini terjadi beberapa saat hingga 48 jam setelah pengelasan selesai. Penyebab : Kekerasan hasil lasan( biasanya pada daerah HAZ); struktur mikro yang lebih keras; patahan yang berlebihan Diffuse hydrogen, kandungan yang berlebih akan menyebabkan cracking Tegangan pada daerah sambungan yang berlebih akan menyebabkan crack yang berlebih pula

11 Cold Cracking Pencegahannya : Menurunkan komposisi kimia pada material baja (carbon equivalent (Ceq) atau dengan menggunakan cracking parameter material (PCM) ). Pengurangan kandungan hydrogen pada proses pengelasan dengan cara meenggunakan tipe elekroda standard (low hydrogen) dan penggunaan pengelasan MAG dengan kawat padat. Preheating. Post heating dengan segera setelah pengelasan (post heating berfungsi untuk terjadinya rilis hidrogen). Kondisi post heating disesuaikan dengan ketebalan lasan, tetapi biasanya pada temperature C selama menit. Pengurangan regangan pada daerah sambungan.

12 Hot Cracking Retak panas adalah retakan yang biasanya timbul pada saat cairan las mulai membeku karenaluas penampang yang terlalu kecil dibandingkan dengan besar benda kerja yang akan dilas dan terjadi pada temperature dibawah titik leleh dan C. hot cracking biasa terjadi pada daerah lasan dan jarang terjadi pada daerah HAZ. Penyebab : - Pembebasan tegangan di haz pada suhu 550 C ~ 700 C - Pembekuan logam pada suhu 900 C - Pembebasan tegangan di daerah terimbas panas - Kandungan ferrite pada stainless steel dibawah 5% atau diatas 12 % setlah pengelasan - Pertumbuhan kristal didaerah fusi - Baja memiliki Ceq yang cukup besar - Terdapat unsur belerang dalam baja - Kandungan logam paduan yang tinggi - Tegangan termal terlalu tinggi - Pemanasan awal tidak dilakukan atau sangat kurang - Tidak ada perlakuan panas paska las

13 Hot Cracking Pencegahannya : Laju pemanasan dan pendinginan terkontrol Pemanasan awal Kurangi tegangan Perbandingan mangan dengan sulfur 50 : 1 Kandungan sulfur rendah Desain sambungan baik Kecepatahn pengelasan rendah Kandungan belerang rendah Kurangi tegangan Desain sambungan baik Naikkan arus las Pemanasan awal tinggi Masukan panas seimbang Penyetelan sangat baik Urut-urutan pengelasan sistimatis/baik

14 Lamellar Tearing Penyebab : Tegangan tarik pada arah ketebalan pelat, yang mana hal tersebut diakibatkan oleh shrinkage selama/setelah pengelasan untuk sayatan yang rumit seperti pada sambungan silang butt joint, T butt joint atau multi pass fillet joint.

15 Lamellar Tearing Pencegahannya : Penggunaan material dengan kandungan sulfur rendah, karena S meningkatkan kerentanan terhadap lamellar tearing. Mendesain dan pemilihan tipe sambungan yang tepat, sehingga palat tidak mengalami terpaan terhadap tegangan tarik pada arah ketebalan pelat yang mungkin dapat terjadi selam pengelasan. Untuk mengadopsi teknik buttering (sebelum pengelasan, buttering dibuat sebagai material buffer/penyangga di atas pelat yg diduga akan mengalami lamellar tearing) atau menggunakan under-matching pengelasan yang bisa di konsumsi. Karena retak dingin kadang-kadang menjadi pemicu terjadinya lamellar tearing, perhitungan yang tepat terhadap retakan dingin harus dilakukan.

16 Porosity cacat ini merupakan cacat yang dikarenakan adanya gas yang terperangkap di daerah lasan dalam jumlah yang melebihi syarat batas. Penyebabnya : 1.Permukaan logam dasar kotor. 2.Flux (pelapis) kawat las lembab atau rusak. 3.Panjang busur terlalu panjang dan terlalu pendek. 4.Terkontaminasi gas pelindung, tidak sesuai kecepatannya (proses GMAW). 5.Pembekuan logam kawatlas terlalu cepat. 6.Lingkungan kerja lembab dan berangin besar

17 Porosity

18 Cluster porosity Herringbone porosity

19 Crater Pipe

20 Crater pipe is a shrinkage defect and not a gas defect, it has the appearance of a gas pore in the weld crater Causes: Too fast a cooling rate Deoxidization reactions and liquid to solid volume change Contamination

21 Porosity Pencegahannya : 1.Pencegahan kontaminasi dan pembersihan groove pada pengelasan 2.Pengontrolan absorption kelembaban untuk comsumables pengelasan 3.Pengelasan pada kondisi yang sesuai 4.Perhatikan pada proses pengelasan busur gas terlindung ( MAG welding )

22 Slag Ingklusions Penyebabnya : 1.Pembersihan kerak las kurang baik pada setiap lapis. 2.Kecepatan terlalu pelan. 3.Teknik welding kurang tepat.(lebar ayunan dan sudut electrode tidak 4.Amper dan voltasi terlalu rendah. 5.Ukuran kawat las terlalu besar. tepat).

23 WELDING DEFECTS

24 Interpass slag ingclusion Elongated slag line

25 Slag Ingklusions Pencegahannya : Untuk menghapus terak sepenuhnya dari setiap tahap pengelasan. Untuk mencegah terak cair mengalir di depan busur ( terutama di vertikal turun menurun dan posisi pengelasan ) Untuk memperbaiki bentuk setiap kali passing, terutama dalam hal bentuk manik cembung. Koreksi harus dilakukan sampai bentuk groove menjadi cekung. Untuk membuat lasan yang tidak membentuk lembah yang tajam dan mendalam antara manik-manik (bead) lasan atau antara manik-manik lasan dan semua groove. Jika ada lembah, bentuk yang benar benar sebelum pengelasan selanjutnya. Untuk mengoperasikan manipulasi busur secara tepat, sudut elektroda dan teknik weaving.

26 Lack of Fusion Penyebabnya : 1.Arus terlalu rendah. 2.Kecepatan terlalu tinggi. 3.Persiapan sambungan kurang tepat. 4.Ukuran kawatlas terlalu besar. 5.Kawatlas yang tidak sesuai. 6.Gas pelindung tidak tepat dan perpindahan logam cair terlalu lambat (untuk GMAW).

27 Lack of Fusion Lack of sidewall fusion + incomplete filled groove

28 Weld Root Imperfections Lack of Root Fusion Lack of Root Penetration

29 Lack of side-wall fusion Lack of root fusion Lack of inter-run fusion Lack of penetration

30 Lack of Fusion Pencegahannya : Sudut groove yang memadai harus disediakan Kondisi pengelasan yang tepat harus digunakan sehingga penetrasi cukup terjamin Untuk mengoperasikan manipulasi yang tepat dari sudut, busur elektroda dan teknik weaving Mengoreksi bentuk cembung bead sepenuhnya sebelum pengelasan berikutnya. Untuk membuat lasan agar tidak membentuk lembah yang tajam dan mendalam antara manik-manik Menggunakan parameter pengelasan yang memadai, manipulasi dan sudut elektroda

31 Lack of Penetration Penyebabnya : 1.Kecepatan terlalu tinggi. 2.Amper terlalu rendah. 3.Panjang busur tinggi. 4.Diameter kawat las terlalu besar. 5.Akar las terlalu sempit.

32 Incomplete Penetration

33 Effect of electrode size on root fusion WELDING DEFECTS a) Large diameter electrode b) Small diameter electrode

34 Lack of Penetration Pencegahannya : Gunakan bentuk weld groove yang tepat. Ketika melaksanakan kembali gouging, membuatnya cukup dalam sampai root face benar-benar dihapus. Kecepatan las agak diperlambat. Amper disesuaikan jangan terlalu rendah. Panjang busur rendah. Diameter kawat las kecil.

35 Undercut Penyebabnya : 1.Kesalahan kawat las. 2.Amper terlalu besar 3.Kecepatan las terlalu tinggi. 4.Panjang busur terlalu tinggi. 5.Busur las tersembur kembali.

36 Cap Undercut

37 Root undercut Cap undercut

38 Undercut Pencegahannya : Gunakanlah arus yang sesuai ( Untuk menghindari penggunaan arus yang berlebihan) Jangan melakukan pengelasan dengan kecepatan yang berlibihan Menjaga arah posisi dari arc, sudut torch dan panjang arc. Memilih pengelasan yang datar sebisa mungkin

39 WELDING DEFECTS

40 WELDING DEFECTS

41 WELDING DEFECTS

42 WELDING DEFECTS

43 WELDING DEFECTS

44 WELDING DEFECTS

45 5 Metode NDT Visual Examination (VT) Penetrant Examination (PT) Magnetic Particle Examination (MT) Ultrasonic Examination (UT) Radiographic Examination (RT)