Pengenalan Beberapa Macam Retak Pengelasan

Retak las berdasarkan sifatnya sampai titik-titik, dapat dibedakan menjadi retakan panas, retakan panas ulang, retakan dingin, retakan laminasi dan lain sebagainya. Berikut ini hanya penyebab berbagai retakan, ciri-ciri dan cara pencegahannya untuk penjelasan lebih spesifik.
1. Retakan termal
Diproduksi pada suhu tinggi selama pengelasan, disebut retak termal, yang ditandai dengan retak sepanjang batas butir austenit asli. Menurut bahan logam las (baja berkekuatan tinggi paduan rendah, baja tahan karat, besi cor, paduan aluminium dan beberapa logam khusus, dll.), bentuk retak termal, kisaran suhu dan alasan utamanya juga berbeda. Saat ini, retakan termal dibagi menjadi tiga kategori besar seperti retakan kristalisasi, retakan pencairan, dan retakan multilateral.
(1) retakan kristalisasi terutama dihasilkan pada baja karbon yang mengandung lebih banyak pengotor, las baja paduan rendah (mengandung S, P, C, Si tinggi) dan baja austenitik fase tunggal, paduan berbasis nikel dan beberapa las paduan aluminium. Retakan ini terjadi pada proses pengelasan kristalisasi, di sekitar garis fasa padat, karena pemadatan kontraksi logam, sisa logam cair tidak mencukupi, tidak dapat ditambahkan tepat waktu, di bawah pengaruh tegangan terjadi sepanjang retakan kristal.
Langkah-langkah pencegahannya adalah: dalam faktor metalurgi, penyesuaian komposisi logam las yang tepat, memperpendek kisaran zona suhu getas untuk mengendalikan sulfur, fosfor, karbon dan kotoran berbahaya lainnya pada lasan; menghaluskan butiran logam las, yaitu penambahan elemen yang sesuai seperti Mo, V, Ti, Nb, dll; dari segi teknologi, dapat dipanaskan terlebih dahulu sebelum pengelasan, mengontrol jalur energi, mengurangi kendala sambungan dan aspek lain untuk mencegah dan mengendalikan.
(2) Retakan likuifaksi zona lapisan dekat adalah jenis retakan mikro yang terjadi di sepanjang batas butir austenit, berukuran sangat kecil dan terjadi pada zona lapisan dekat HAZ atau lapisan antar lapisan. Penyebabnya umumnya disebabkan oleh pengelasan di dekat logam daerah jahitan atau logam lapisan las, pada suhu tinggi sehingga daerah batas butir austenit pada konstituen eutektik dengan titik leleh rendah dicairkan kembali, di bawah aksi tegangan tarik sepanjang intergranular austenit. retak dan terbentuknya retakan likuifaksi.
Tindakan pencegahan dan pengendalian retakan dan retakan kristalisasi pada dasarnya sama. Khususnya dalam bidang metalurgi, sedapat mungkin mengurangi kandungan sulfur, fosfor, silikon, boron dan unsur-unsur penyusun eutektik dengan titik leleh rendah lainnya sangat efektif; dalam prosesnya, Anda dapat mengurangi energi garis, mengurangi cekungan garis leleh dari kolam lelehan.
(3) Retakan poligonisasi disebabkan oleh plastisitas yang sangat rendah pada suhu tinggi selama pembentukan poligonisasi. Retakan ini tidak umum terjadi, dan tindakan pencegahan dan pengendaliannya dapat ditambahkan pada pengelasan untuk meningkatkan energi eksitasi poligonisasi elemen seperti Mo, W, Ti, dll.
2. Memanaskan kembali retakan
Biasanya terjadi pada beberapa baja yang mengandung unsur penguat presipitasi dan paduan suhu tinggi (termasuk baja paduan rendah kekuatan tinggi, baja tahan panas perlitik, paduan suhu tinggi yang diperkuat presipitasi, serta beberapa baja tahan karat austenitik), mereka tidak menemukan retak setelah pengelasan, tetapi dalam proses perlakuan panas retak. Retakan panas ulang muncul di zona pengaruh panas las pada bagian kristal kasar super panas, yang arahnya sepanjang garis fusi perpanjangan batas butir kristal kasar austenit.
Pencegahan dan pengendalian retak panas ulang dari pemilihan bahan, Anda dapat memilih baja berbutir halus. Dalam hal proses, pilih energi saluran yang lebih kecil, pilih suhu pemanasan awal yang lebih tinggi, dan dengan pengukuran panas selanjutnya, pilih bahan las dengan kecocokan rendah untuk menghindari konsentrasi tegangan.
3. Retak dingin
Terutama terjadi pada zona pengaruh panas pengelasan baja karbon tinggi, sedang, baja paduan rendah, sedang, tetapi beberapa logam, seperti beberapa baja berkekuatan sangat tinggi, titanium dan paduan titanium, dll. Terkadang retak dingin juga terjadi pada pengelasan. Secara umum, kecenderungan pengerasan mutu baja, kandungan hidrogen dan distribusi sambungan las, serta sambungan yang terkena tegangan pengekang merupakan tiga faktor utama pengelasan baja berkekuatan tinggi yang menghasilkan retakan dingin. Organisasi martensit yang terbentuk setelah pengelasan di bawah aksi unsur hidrogen, bersama dengan tegangan tarik, retakan dingin terbentuk. Pembentukannya umumnya melalui kristal atau sepanjang kristal. Retakan dingin umumnya dikategorikan menjadi retakan kaki, retakan bawah las, dan retakan akar.
Pencegahan dan pengendalian retakan dingin dapat dilihat dari komposisi kimia benda kerja, pemilihan bahan las dan tindakan proses dalam tiga aspek. Sebaiknya mencoba memilih bahan dengan kandungan karbon yang lebih rendah; bahan habis pakai pengelasan harus dipilih dengan elektroda hidrogen rendah, lasan harus disesuaikan dengan kekuatan rendah, untuk kecenderungan retak dingin yang tinggi pada bahan juga dapat dipilih bahan habis pakai las austenitik; pengendalian yang wajar terhadap energi saluran, pemanasan awal dan perlakuan pasca panas adalah untuk mencegah dan mengendalikan retak dingin pada tindakan proses.
Dalam produksi pengelasan karena penggunaan baja, bahan las, berbagai jenis struktur, baja, serta konstruksi dengan kondisi spesifik yang berbeda, mungkin terdapat berbagai bentuk retakan dingin. Namun hal utama yang sering ditemui dalam produksi adalah tertundanya cracking.

Ada tiga bentuk keretakan tertunda:
(1) Retakan kaki las - Jenis retakan ini berasal dari persimpangan logam dasar dan lasan, dan terdapat area konsentrasi tegangan yang jelas. Arah retakan seringkali sejajar dengan saluran las, umumnya dimulai dari permukaan ujung las hingga kedalaman bahan induk.
(2) Retakan di bawah saluran las - retakan ini sering terjadi pada kecenderungan pengerasan, kandungan hidrogen yang lebih tinggi pada zona yang terkena panas las. Umumnya arah retakan sejajar dengan garis fusi.
(3) retakan akar - retakan ini adalah bentuk retakan tertunda yang lebih umum, terutama terjadi jika kandungan hidrogen lebih tinggi dan suhu pemanasan awal tidak mencukupi. Jenis retakan ini mirip dengan retakan ujung las dan berasal dari bagian las yang konsentrasi tegangannya paling besar terdapat pada akar las. Retakan akar dapat terjadi pada bagian butiran kasar pada zona yang terkena panas atau pada logam las.
Kecenderungan pengerasan mutu baja, kandungan hidrogen pada sambungan las dan distribusinya, serta keadaan sambungan yang terkena tegangan pengekang merupakan tiga faktor utama yang menyebabkan retakan dingin pada pengelasan baja berkekuatan tinggi. Ketiga faktor tersebut saling berkaitan dan saling memperkuat dalam kondisi tertentu.
Kecenderungan pengerasan mutu baja terutama ditentukan oleh komposisi kimia, ketebalan pelat, proses pengelasan dan kondisi pendinginan. Saat mengelas, semakin besar kecenderungan pengerasan mutu baja, semakin besar kemungkinan terjadinya retakan. Mengapa pengerasan baja menyebabkan retak? Hal ini dapat diringkas dalam dua aspek berikut.
a: pembentukan organisasi martensit keras yang rapuh - martensit adalah karbon dalam larutan padat besi lewat jenuh, atom karbon dengan atom interstisial ada di dalam kisi, sehingga atom besi menyimpang dari posisi setimbang, kisi mengalami penyimpangan yang besar, mengakibatkan organisasi dalam keadaan mengeras. Khususnya pada kondisi pengelasan, suhu pemanasan di dekat daerah jahitan sangat tinggi, sehingga pertumbuhan butir austenit terjadi secara serius, bila pendinginan cepat, austenit kasar akan berubah menjadi martensit kasar. Dari teori kekuatan logam dapat diketahui bahwa martensit merupakan organisasi yang getas dan keras, terjadinya patah akan memakan energi yang lebih sedikit, oleh karena itu pada sambungan las dengan adanya martensit, retakan mudah terbentuk dan meluas.
b: Pengerasan akan membentuk lebih banyak cacat kisi - Sejumlah besar cacat kisi terbentuk ketika logam mengalami kondisi termal yang tidak seimbang. Cacat kisi ini terutama berupa kekosongan dan dislokasi. Dengan meningkatnya tegangan termal di zona pengaruh panas yang dilas, dalam kondisi tegangan dan ketidakseimbangan termal, baik kekosongan maupun dislokasi akan bergerak dan berkumpul, dan ketika konsentrasinya mencapai nilai kritis tertentu, sumber retakan akan terbentuk. Di bawah pengaruh tegangan yang terus menerus, pemuaian akan terjadi terus menerus dan membentuk retakan makroskopis.
Hidrogen merupakan salah satu faktor penting penyebab terjadinya keretakan dingin pada pengelasan baja mutu tinggi, dan mempunyai sifat penundaan, oleh karena itu dalam banyak literatur keretakan tertunda yang disebabkan oleh hidrogen disebut dengan “perengkahan hidrogen”. Studi eksperimental telah membuktikan bahwa semakin tinggi kandungan hidrogen pada sambungan las baja berkekuatan tinggi, semakin besar kerentanan terhadap retak, ketika kandungan hidrogen lokal mencapai nilai kritis tertentu, retakan akan mulai muncul, dan nilai ini disebut hidrogen kritis. isi retakan [H]cr.
Nilai retak dingin [H]cr berbagai baja berbeda-beda, hal ini berkaitan dengan komposisi kimia baja, baja, suhu pemanasan awal, dan kondisi pendinginan.
1: Saat pengelasan, kelembapan pada bahan las, karat dan minyak pada bevel lasan, dan kelembapan lingkungan merupakan penyebab pengayaan hidrogen pada lasan. Umumnya jumlah hidrogen pada bahan dasar dan kawat sangat kecil, sedangkan kelembapan pada kulit fluks elektroda dan kelembapan di udara tidak dapat diabaikan, dan menjadi sumber utama pengayaan hidrogen.
2: Hidrogen dalam organisasi logam yang berbeda memiliki kelarutan dan kapasitas difusi yang berbeda, kelarutan hidrogen dalam austenit jauh lebih besar daripada kelarutan ferit. Oleh karena itu, ketika pengelasan transisi dari austenit ke ferit, kelarutan hidrogen terjadi penurunan secara tiba-tiba. Pada saat yang sama, laju difusi hidrogen justru sebaliknya, transisi dari austenit ke ferit tiba-tiba meningkat.
Pengelasan pada suhu tinggi, akan ada sejumlah besar hidrogen yang terlarut dalam kolam cair, pada proses pendinginan dan pemadatan berikutnya, karena penurunan kelarutan yang tajam, hidrogen berusaha keluar, namun karena pendinginannya sangat cepat, sehingga hidrogen terlambat keluar dan tertahan di logam las dalam pembentukan hidrogen difusi.

4. Robeknya laminar
Merupakan keretakan suhu rendah internal. Terbatas pada logam dasar pelat tebal atau zona yang terkena panas las, sebagian besar terjadi pada sambungan tipe "L", "T", "+". Didefinisikan sebagai pelat baja tebal yang digulung sepanjang ketebalan arah plastisitas tidak cukup untuk menahan arah regangan kontraksi pengelasan dan terjadi pada logam dasar retakan dingin seperti langkah. Umumnya disebabkan oleh ketebalan pelat baja selama proses penggulungan, beberapa inklusi non-logam di dalam baja yang digulung sejajar dengan arah penggulungan inklusi pita, inklusi ini disebabkan oleh pelat baja dalam sifat mekanik konduktivitas masing-masing. Pencegahan dan pengendalian robekan laminar dalam pemilihan material dapat dipilih dari baja halus, yaitu pemilihan z untuk pelat baja berkinerja tinggi, Anda juga dapat memperbaiki bentuk desain sambungan, untuk menghindari pengelasan unilateral, atau untuk menanggung z ke sisi tegangan keluar dari bevel.
Robek laminar dan retak dingin berbeda, yang dihasilkan dan tingkat kekuatan baja tidak ada hubungannya, terutama dengan jumlah inklusi dalam baja dan distribusi morfologi. Umumnya pelat baja tebal yang digulung, seperti baja karbon rendah, baja paduan rendah berkekuatan tinggi, dan bahkan pelat paduan aluminium akan muncul pada sobekan laminar. Menurut letaknya, robekan laminar secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga kategori:
Kategori pertama adalah pembentukan robekan laminar yang disebabkan oleh retakan dingin pada ujung las atau akar las di zona pengelasan yang terkena panas.
Kategori kedua adalah zona yang terpengaruh panas pengelasan sepanjang retakan inklusi, merupakan teknik robekan laminar yang paling umum.
Kategori ketiga adalah jauh dari zona yang terkena panas pada bahan dasar sepanjang retakan inklusi, umumnya lebih banyak pada struktur pelat tebal dengan lebih banyak inklusi serpihan MnS.
Morfologi robekan laminar dan inklusi yang jenis, bentuk, sebaran, serta letaknya mempunyai hubungan yang erat. Ketika arah penggulungan sepanjang inklusi MnS terkelupas dominan, robekan laminar mempunyai tahapan yang jelas, bila inklusi silikat dominan dalam garis lurus, misalnya inklusi Al dominan dalam tahapan tidak beraturan.

Pengelasan struktur pelat tebal, terutama sambungan tipe T dan sudut, pada kondisi terkendala kaku, kontraksi las akan searah dengan ketebalan bahan dasar sehingga menghasilkan tegangan tarik dan regangan yang banyak, bila regangan melebihi plastik. kapasitas deformasi logam dasar, inklusi dan matriks logam akan terpisah dari matriks logam dan terjadi retakan mikro, pada tegangan terus memainkan peran ujung retakan sepanjang bidang pemuaian inklusi berada, pembentukan yang disebut "platform".
Ada banyak faktor yang mempengaruhi robekan laminar, terutama pada aspek berikut:
1: inklusi non-logam dari jenis, kuantitas dan distribusi morfologi adalah penyebab penting dari robeknya laminar, hal ini disebabkan oleh anisotropi baja, sifat mekanik dari perbedaan mendasar.
2: Tegangan kurungan arah Z struktur las berdinding tebal dalam proses pengelasan menahan tegangan kurungan arah Z yang berbeda, tegangan sisa dan beban pasca pengelasan, hal ini disebabkan oleh kondisi mekanis robekan laminar.
3: Efek hidrogen umumnya diyakini berada di sekitar zona yang terkena dampak panas, yang disebabkan oleh keretakan dingin menjadi robekan laminar, hidrogen merupakan faktor pengaruh yang penting.
Karena dampak robeknya laminar sangat besar, maka kerugiannya juga sangat serius, sehingga perlu dilakukan penilaian terhadap kerentanan baja terhadap robekan laminar sebelum konstruksi.
Metode evaluasi yang umum digunakan adalah metode penyusutan penampang tarik arah Z dan metode tegangan kritis arah Z pin. Untuk mencegah robekan laminar, penyusutan bagian tidak boleh kurang dari 15%, umumnya diharapkan=15 ~ 20% sesuai, bila 25%, sobek anti-laminar sangat baik.
Untuk mencegah robeknya laminar, tindakan harus diambil terutama dari aspek-aspek berikut:
Pertama, pemurnian baja yang banyak menggunakan metode desulfurisasi besi, dan degassing vakum, dapat dilebur dari kandungan sulfur hanya {{0}}.003 ~ 0,005% baja sulfur ultra-rendah, penyusutan bagiannya ( Arah Z) bisa mencapai 23 ~ 25%.
Kedua, pengendalian bentuk inklusi sulfida adalah dengan mengubah MnS menjadi unsur sulfida lainnya, sehingga sulit untuk memanjang pada pengerolan panas, sehingga mengurangi anisotropi. Saat ini, unsur tambahan yang banyak digunakan adalah kalsium dan unsur tanah jarang. Dengan perlakuan di atas, baja dapat diproduksi dengan penyusutan bagian arah Z sebesar 50 hingga 70% untuk menahan robeknya pelat baja laminasi.
Ketiga, dari sudut pandang pencegahan robeknya laminar, proses desain dan konstruksi terutama untuk menghindari tegangan arah Z dan konsentrasi tegangan, dan tindakan spesifiknya mengacu pada contoh berikut:
(1) Sebaiknya hindari pengelasan unilateral, bukan pengelasan bilateral yang dapat meringankan kondisi tegangan pada zona akar las, untuk mencegah konsentrasi tegangan.
(2) Penggunaan las fillet simetris dengan pengelasan yang lebih sedikit daripada mengelas sejumlah besar las penuh melalui lasan, agar tidak menimbulkan tegangan yang berlebihan.
(3) Kemiringan harus dibuat pada sisi yang mendapat tekanan arah Z.
(4) Untuk sambungan tipe T, lapisan bahan las berkekuatan rendah dapat ditumpuk terlebih dahulu pada pelat melintang untuk mencegah retaknya akar las, dan juga memoderasi regangan pengelasan.
(5) Untuk mencegah robekan laminar yang disebabkan oleh keretakan dingin, beberapa tindakan untuk mencegah keretakan dingin harus dilakukan semaksimal mungkin, seperti mengurangi jumlah hidrogen, meningkatkan pemanasan awal dan mengendalikan suhu antar lapisan.