< Previous TEKNOLOGI LAS KAPAL 179 Tabel II.5 Contoh pemeriksaan mesin las MAG Periode Bagian yang diperiksa Lokasi pemeriksaan Harian Apakah kipas pendingan mulai jalan ketika saklar utama dinyalakan Angin dari bawah sumber daya Sambungan kabel dan isolasinya Digerakkan dengan tangan Getaran dan bau yang tidak normal ketika arus dinyalakan Lebih dari M: menggunakan meger 500 V Setiap 3 atau 6 bulan Apakah isolasinya memadai Kencangkan kembali semua sambungan Kelonggaran dari sekrup pada sambungan listrik (sebelah dalam) Penumpukan debu di dalam Bersihkan dengan menggunakan udara tekan kering (jangan lupa membersihkan permukaan belakang papan panel) Pembumian kotak rangka Periksa klem kendor dan rusak Tahunan Saklar / tombol dan relai Periksa keausan kontraktor TEKNOLOGI LAS KAPAL 180 II.3. MATERIAL LAS II.3.1 Baja roll untuk struktur umum ( Baja SS ) Baja karbon rendah (baja lunak) yang mengandung karbon sekitar 0.1% - 0.3% adalah baja yanag umum dan digunakan dengan sangat luas untuk struktur umum. Kecuali untuk jenis - jenis tertentu dari baja karbon rendah, JIS menspesifikasikan rentang kandungan fosfor (P) dan belerang (S) tersendiri, tetapi bukan kandungan karbon. Kandungan karbon yang tepat ditentukan secara otomatis oleh persyaratan tegangan tarik. JIS menggunakan simbol ”SS” untuk membedakan baja roll untuk struktur umum. SS 330 dan SS 400 adalah baja khusus dan digunakan secara luas dalam berbagai struktur. SS 490 dan SS 540 digunakan dimana kekuatan dipersyaratkan. Dikarenakan kandungan karbon tinggi, SS 490 dan SS 540 memberikan tegangan tarik tinggi, tetapi perpanjangannya rendah dan menjadi sangat rentan terhadap retak las. Disamping itu umumnya mutunya rendah dalam ketangguhan takik. Jadi tidak bisa dipakai untuk struktur las utama yang besar. Untuk alasan ini, JIS menspesifikasikan kandungan elemen karbon, mangan dan kandungan elemen yang membahayakan dari SS 540, sebagaimana yang diberikan pada tabel II.8. Tabel II.8 Baja roll untuk struktur umum (JIS G 3101) Simbol Kandungan elemen kimia Kekuatan tarik (N/mm) PerpanjanganC Mn P S SS330 Maks. 0.050 Maks. 0.050 330 - 430 21 s/d 30 atau lebih SS400 400 – 51017 s/d 24 atau lebih SS490 490 – 61015 s/d 21 atau lebih SS540 Maks. 0.30 Maks. 1.60 Maks. 0.040 Maks. 0.040 540 atau lebih 13 s/d 17 atau lebih TEKNOLOGI LAS KAPAL 181 II.3.2 Baja roll untuk struktur las ( SM Stell ) Plat baja pada kapal laut dan rangka bangunan selalu disambung dengan las. Baja roll untuk struktur umum juga bisa digunakan untuk struktur las. Walaupun ada baja roll khusus yang lebih dapat dipakai untuk struktur las, komposisi kimia dan sifat mekanis yang spesifik disiapkan untuk mampu las yang baik dan kekuatan tarik tinggi. JIS menggunakan simbol "SM" untuk membedakan baja roll untuk struktur las yang mempunyai rentang dari 400 sampai dengan 570 N/mm2. Karbon mempertinggi tegangan tarik dari baja tetapi mengurangi sifat mampu lasnya. Untuk menjamin mampu las yang baik dari baja roll untuk struktur las maka kandungan karbon harus serendah mungkin atau sekitar 0.18% - 0.25%. Untuk menjamin kekuatan yang cukup, mangan (0.6% - 1.6%) dan silikon (0.35% - 0.55%) harus ditambahkan pada baja karbon. Sebagai contoh, SS 490 dan SM 490 mempunyai kekuatan tarik yang sama tetapi komposisi kimianya berbeda; untuk Baja SM, kandungan C, Si, Mn, P dan S dan kekuatan pukulnya dispesifikasikan. Baja SM dapat dipakai untuk struktur las yang besar yang mana mampu las dan ketangguhan notch (tariknya) sangat penting sekali. Tabel II.9 Baja roll untuk struktur las ( JIS G 3106 ) Simbol Kandungan elemen kimia (maks) (%) Kekuatan tarik (ketebalan plat maks 100 mm) (N/mm2) Titik mulur atau kekuatan (N/mm2) Penyerapan energi Charpy C Si Mn <16mm16~40mm>40mmSuhu (0C) Batas rata rata terendah (J) <50mm >50mm SM400A 0.23 0.25 -- 2.5xC 400~510 >245 >236 >215 -- -- SM400B 0.20 0.22 0.35 0.60~I.40 400~510 >245 >235 >215 0 27 SM400C 0.18 -- 0.35 1.40 0 47 SM490A 0.20 0.22 0.55 1.6 490~610 >325 >315 >295 -- -- SM490B 0.18 0.20 0 27 SM490C 0.18 -- 0 47 SM490YA 0.20 -- 0.55 1.6 490~610 >365 >355 >355 -- -- SM490YB 0 27 SM520B 0.20 -- 0.55 1.6 520~610 >365 >355 >355 0 27 SM520C 0 47 SM570 0.18 -- 0.55 1.6 570~720 >460 >450 >430 -5 47 Note : (l) P and S < 0.040% TEKNOLOGI LAS KAPAL 182 II.3.3 Baja berkekuatan tarik tinggi Baja berkekuatan tarik tinggi adalah baja struktur yang diproduksi dengan menambahkan sejumlah kecil elemen campuran ke baja karbon rendah untuk mempertinggi kekuatannya. Memberikan tegangan tinggi 490 N/mm2 atau lebih dan mempunyai mampu las yang baik. Baja struktur ini mengurangi berat struktur las dan biaya las dan merubah ekonomi material dan unjuk kerja dari struktur las. Baja berkekuatan tarik tinggi diklasifikasikan sesui dengan metode perlakuan panas menjadi dua kelas: Kelas HT 50 (tegangan tarik = 490 N/mm2 atau lebih) dan Kelas HT 60 (tegangan tarik = 570 N/mm2 atau lebih). Kekuatan dari baja berkekuatan tarik tinggi kelas HT 50, baja yang berkekuatan tarik tinggi konvensional ditingkatkan dengan menambahkan elemen campuran. Dibuat dengan diroll atau dinormalising dan juga disebut Baja Normalising. Kekuatan dari baja berkekuatan tarik tinggi kelas HT 60 telah ditingkatkan dengan perlakuan panas hardening dan tempering seperti dengan menambahkan elemen campuran, mampu lasnya akan terganggu bila kekuatan ditingkatkan hanya dengan penambahan elemen campuran. Baja HT 60 yang juga disebut Baja Quench Temper mensyaratkan jumlah elemen campurannya lebih kecil untuk meningkatkan kekuatan dan mudah dilas tetapi tidak bisa dipakai untuk pekerjaan panas. Bila mengelas baja yang dihaluskan dengan masukan panas tinggi, perlu dikontrol masukan panasnya, dimulai dari daerah terkena pengaruh panas (HAZ) dapat menjadi lunak dan sehingga mengurangi ketangguhan dari sambungan las. SM 490 dari JIS dapat disamakan dengan baja berkekuatan tarik tinggi kelas HT 50, SM 520 dengan kelas HT 55 dan SM 570 dengan kelas HT 60. Walaupun baja berkekuatan tarik tinggi HT 55 atau kelas yang lebih tinggi dispesifikasikan oleh Standar Teknik Las (Welding Engineering Standards / WES) Jepang bukan oleh JIS. WES yang membedakan baja berkekuatan tarik tinggi dengan berbagai kelas, menggunakan simbol "HW" diikuti dengan batasan nilai terendah dari titik mulurnya (Yield Point). TEKNOLOGI LAS KAPAL 183 Tabel II.10 WES Plat Baja berkekuatan tarik tinggi untuk struktur las (WES) 3001) Simbol Pengujian tarik PCM (%) (2) Pengujian Impact Charpy Kekuatan Mulur (N/mm2) Kekuatan tarik (N/mm2) Spesimen Kemuluran (min) (%) Kelas A Kelas B Plat baja yang diquenching & ditemper Plat baja normal Pengujian temperatur (0C) Penyerapan energi (Min) < 50 mm50-70 mm< 50 mm< 50 mm50-70 mmHW36 > 353 520-637 No 1A No 1A No 4 14 17 23 - - 0.32 - - +15 0 -5 47 HW40 > 392 559-677 No 5 No 5 No 4 22 30 22 - - 0.34 - - +15 0 -5 47 HW46 > 451 588-706 No 5 No 5 No 4 20 28 20 0.28 0.30 0.35 0.26 0.28 +10 -5 -10 47 HW50 > 490 608-726 No 5 No 5 No 4 18 27 19 0.28 0.30 0.35 0.26 0.28 +5 -10 -15 47 HW56 > 549 667-804 No 5 No 5 No 4 18 26 18 0.30 0.32 0.28 0.30 +5 -10 -15 47 HW63 > 618 706-843 No 5 No 5 No 4 17 25 17 0.31 0.33 0.29 0.31 0 -15 -20 39 HW70 > 686 785-932 No 5 No 5 No 4 16 24 16 0.33 0.35 0.30 0.32 -5 -15 -20 35 HW80 > 785 883-1030 No 5 No 5 No 4 14 21 14 0.35 0.37 0.33 0.35 -5 -20 -25 27 HW90 > 883 951-1128 No 5 No 5 No 4 12 19 12 0.36 0.38 0.34 0.36 -10 -25 -30 27 Catatan : (1) Ketebalan bahan pengujian (mm) : Atas = 16 kurang; Tengah = lebih dari 16; Bawah = lebih dari 20 (2) 5B10V15oM20rC60iN20uC20nM301SC(%) cmP (3) Ketebalan bahan pengujian (mm) : Atas = lebih dari 13 sampai sama dengan 20; Tengah = lebih dari 20 sampai dengan 32; Bawah = lebih dari 32 TEKNOLOGI LAS KAPAL 184 II.3.4. Baja untuk servis temperatur rendah Baja untuk penggunaan temperatur rendah digunakan untuk struktur las pada temperatur jauh dibawah temperatur biasa. Baja ini telah dikembangkan untuk pembuatan kontainer besar atau peralatan untuk menyimpan atau mengangkut utamanya gas cair. Tipe baja temperatur rendah adalah baja aluminium killed, baja kekuatan tarik tinggi campuran rendah quenched temper, baja nikel rendah, baja Ni 9%, baja tahan karat austenit dan sebagainya. Ketahanan terhadap retak rapuh pada temperatur rendah dan mampu las yang tinggi adalah persyaratan yang penting untuk baja temperatur rendah. JIS menspesifikasikan sifat dari baja Si-Mu karbon rendah aluminium killed ditunjukkan pada Tabel II.11 Untuk baja temperatur rendah dilakukan perlakuan panas hardening (pengerasan) dan tempering, JIS menspesifikasikan temperatur kerja -60oC. Penghalusan baja campuran rendah kekuatan tarik tinggi dapat dibuat dengan metode yang sama dengan metode baja aluminium killed, kecuali yang mempunyai variasi elemen campuran yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan. Tentang separuh dari nilai yang dapat dipakai pada tipe baja temperatur rendah adalah baja kekuatan tarik tinggi, disiapkan untuk kekuatan tinggi dan ketangguhan tinggi pada temperatur rendah. Tabel II.11 Plat baja karbon untuk bejana tekan untuk servis temperatur rendah Simbol Titik atau kekuatan mulur (N/mm2) Kekuatan tarik (N/mm2) Temperatur kerja minimum (0C) Perlakuan panas Temperatur Pengujian Impact Charpy (0C) T<40 40>t 6<t<8.58.5<t<11 11<t<20 20<t SLA235A >235 >215 400~510 -30 Normalisir -30 -20 -15 -30 SLA235B -45 -30 -20 -15 -30 SLA325A >325 440~560 -45 -40 -30 -25 -35 SLA325B -60 Pengerasandgn quenching & temper -60 -50 -45 -55 SLA360 >360 490~610 -60 -60 -50 -45 -55 SLA410 >410 520~640 -60 -60 -50 -45 -55 Ukuran Spesimen [Ketebalan (t) x Lebar (mm) 10 x 5 10 x 7.5 10x 10 10 x 10 ) Ketahanan terhadap retak rapuh pada temperatur rendah dan mampu las yang tinggi adalah persyaratan yang penting untuk baja temperatur rendah. TEKNOLOGI LAS KAPAL 185 II.3.5 Perubahan Sifat Material pada Daerah Kena Pengaruh Panas Las 1. Perubahan material disebabkan oleh panas Gambar II.44 menunjukkan bagian mikroskopik dari daerah lasan dari baja karbon atau baja campuran rendah yang mana membedakan logam las ke dalam bagian logam induk dan logam deposit yang mencair dan membeku, daerah terkena pengaruh panas dari logam induk yang telah dipanaskan ke suhu yang lebih rendah dari temperatur lebur dan strukturnya telah berubah, dan bagian logam induk yang tidak terpengaruh oleh panas. Batas antara logam las dan daerah terkena pengaruh panas disebut Garis Las (Garis Fusi). Logam indukDaerah pengaruh panasEndapan logamLogamlasDaerah lebur 2. Masukan panas las dan laju pendinginan Temperatur maksimum dari Shielded Metal Arc Welding (SMAW) sekitar 6000oC. Energi panas dari las busur dapat dihitung dari input listrik dan diekspresikan dalam bentuk jumlah dari panas las per unit panjang las, sebagai berikut: Dimana I : Arus las (A) V: Tegangan busur (V) v : Kecepatan las (cm/menit) Pada las busur, daerah pengelasan dipanaskan dan didinginkan secara cepat. Laju pendinginan bervariasi dengan sangat besar tergantung pada jumlah masukan panas las, ketebalan plat dan dilaksanakan atau tidak dilaksanakannya pemanasan awal. Sehubungan dengan itu, struktur dan sifat mekanis dari las baja bervariasi bila perlakuan panas dilaksanakan pada temperatur yang berbeda. Gambar II.44 Nama-nama dari bagian-bagian sambungan las TEKNOLOGI LAS KAPAL 186 3. Logam las dan sifatnya Sebagai logam las yang membeku, dendrite berkembang dari cairan sebelah bawah maju menuju tengah, sesuai dengan gradien temperatur dari cairan. Sebagai dendrite yang tumbuh, butiran kristal menjadi lebih besar, menghasilkan kekuatan dan ketangguhan yang rendah. Bagaimanapun bila las busur dilakukan pada banyak lapis, pertumbuhan kristal dari pembekuan logam las dalam struktur dendrite menjadi lebih halus sebagaimana terlihat pada Gambar II.45, Jadi ketangguhan pukul (impak) nya berubah. Sifat dari logam las juga dapat dirubah yang disebabkan oleh ikut mencairnya logam induk. Secara spesifik pada pengelasan dengan logam yang berbeda, penembusan las adalah gabungan dari perbedaan komposisi antara logam induk dan logam las, menghasilkan kekuatannya berubah. DendritStruktur Butiran Las yang baik 4. Daerah terkena pengaruh panas dan kekerasan maksimum Daerah terkena pengaruh panas las dipanaskan mendekati titik lebur dan didinginkan ke temperatur ruang. Pemberian komposisi yang sama, daerah terkena pengaruh panas menghasilkan berbagai kekerasan dan ukuran butir kristal sejak temperatur pemanasan maksimum dan laju pendinginan berubah dengan jarak dari logam las. Tabel II.12 mengklasifikasikan struktur dari daerah terkena pengaruh panas las dari baja. Gambar II.46 menunjukkan struktur dan distribusi kekerasan dari baja kekuatan tarik tinggi. Gambar II.45 Pertumbuhan dendrit pada las lapis banyak TEKNOLOGI LAS KAPAL 187 Tabel II.12 Klasifikasi struktur dari daerah terkena pengaruh panas las dari baja Nama Rentang temperatur pemanasan Pengertian Logam las 1500'C atau lebih tinggi (temperatur lebur) Daerah yang telah membeku setelah peleburan lengkap, membentuk struktur dendrite. Daerah lebur 1400°C atau lebih tinggi Bagian logam induk yang sebagian melebur dengan mensisakan bagian yang padat, membentuk struktur Weidemann yang sangat kasar. Daerah Butiran Kasar 1250°C atau lebih tinggi Daerah dimana butiran kristal kasar telah membentuk karena panas yang berlebihan. Daerah ini cenderung keras dan retak. Daerah Butiran Campur 1250°~1100'C Daerah dengan campuran butiran halus dan kasar, Mempunyai sifat diantara daerah butiran kasar dan Halus. Daerah Butiran Halus 1100~900°C Daerah yang dipanasi diatas titik transformasi AC3 dan Daerah ini dapat membentuk martensit karena quenching Menghasilkan ketangguhan yang rendah. Daerah Globular pearlite 900~750°C Daerah ini pear ini sebagai pengantar atau menjadi globular. Daerah ini dapat berbentuk diatas matensit, dengan menghasilkan ketangguhan yang rendah Daerah Logam Induk yang Tidak berubah 200°C ke temperatur ruang Bagian logam induk yang tidak dipengaruhi oleh panas. TEKNOLOGI LAS KAPAL 188 Garis pengukuran kekerasanGaris lasKekerasan Logam lasLogam IndukKekerasan (Hv)lLogam lasDaerah butiran kasarStruktur Logam IndukDaerah pengaruh panasGambar II.46 Struktur dan kekerasan maksimum dari daerah las ( SM 490 A ) Sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar II.49, daerah butiran kasar pada daerah las dari baja kekuatan tarik tinggi menghasilkan struktur martensit yang keras dengan butiran kristal besar. Sehingga daerah ini sangat keras dan cenderung retak atau rapuh. Puncak kekerasan dari daerah kena pengaruh panas las ditunjuk sebagai "Kekerasan Maksimum" (Hv maks). Kekerasan maksimum adalah ukuran penting untuk menentukan sifat mampu las dan keperluan untuk preheating baja. Kekerasan maksimum dari daerah kena pengaruh panas sangat berbeda tergantung dengan komposisi dari baja dan kondisi pengelasan seperti laju pendinginan. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, untuk baja karbon yang elemen utamanya adalah karbon, mangan dan silikon, kekerasan maksimumnya banyak dipengaruhi oleh kandungan karbonnya. Bagaimanapun juga pengaruh dari kandungan elemen - elemen yang lainnya tidak dapat dihilangkan. Kandungan dari elemen yang lainnya dihitung dengan dasar karbon disebut "Ekivalen Karbon" atau "Komposisi yang sensitive terhadap retak dingin". II.3.6 Perlakuan Panas Dari Daerah Las Pemanasan awal dan paska panas dan perlakuan panas paska las (PWHT) yang dilakukan pada pengelasan dilakukan untuk menghindari pengerasan dan keretakan dari daerah kena pengaruh panas las dan melepas tegangan sisa. Next >