PENGELASAN (WELDING)

1. Sejarah Pengelasan

Berdasarkan penemuan-penemuan benda sejarah dapat diketahui teknik penyambungan logam telah diketahui sejak zaman prasejarah, misalnya pembrasingan logam paduan emas-tembaga dan pematrian paduan timbal-timah, menurut keterangan yang didapat diketahui dan dipraktekkan dalam rentang waktu antara 4.000 3.000 S.M. Sumber panas waktu itu diduga berasal dari pembakaran kayu atau arang. Dikarenakan suhu yang dicapai dengan menggunakan pembakaran kayu atau arang sangat rendah, maka penyambungan ini pada waktu itu tidak dikembangkan lebih lanjut.

Setelah energi listrik dapat digunakan dengan mudah, teknologi pengelasan berkembang dengan pesat menjadi suatu teknik penyambungan yang mutakhir.

2. Definisi.

Berdasarkan definisi dari DIN las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam/ logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair.

Mengelas menurut Alip (1989) adalah suatu aktifitas menyambung dua bagian benda atau lebih dengan cara memanaskan atau menekan atau gabungan dari keduanya sedemikian rupa sehingga menyatu seperti benda utuh.

3. Klasifikasi Pengelasan.

Banyak sekali cara-cara pengklasifikasi pengelasan, hal ini disebabkan belum adanya kesepakatan dalam pengklasifikasian tersebut. Bisa kita bagi menjadi 2 klasifikasi besar yaitu Pengelasan Konvensional dan Pengelasan Non-Konvensional. Namun secara konvensional klasifikasi pengelasan dibagi menjadi dua golongan, yaitu:

Berdasarkan cara kerja; las cair, las tekan, las patri, dsb. Berdasarkan sumber energi yg digunakan; las kimia, las listrik, las mekanik, dll.

Jika kita 2 klasifikasi tsb, diklasifikasikan dengan lebih terperinci lagi maka akan terbentuk kelompok-kelompok yang lebih terperinci lagi. Berdasarkan hal tersebut diatas maka kita dapat membagi pengelasan sebagai berikut (lihat gbr 3.1).

gbr 3.1 Klasifikasi Pengelasan

4. Struktur Mikro Daerah Las-lasan

Daerah las-lasan terdiri dari tiga bagian yaitu: daerah logam las, daerah pengaruh panas atau heat affected zone disingkat menjadi HAZ dan logam induk yang tak terpengaruhi panas. a. Daerah logam las Daerah logam las adalah bagian dari logam yang pada waktu pengelasan mencair dan kemudian membeku. Komposisi logam las terdiri dari komponen logam induk dan bahan tambah dari elektroda. Karena logam las dalam proses pengelasan ini mencair kemudian membeku, maka kemungkinan besar terjadi pemisahan komponen yang menyebabkan terjadinya struktur yang tidak homogen, ketidakhomogennya struktur akan menimbulkan struktur ferit kasar dan bainit atas yang menurunkan ketangguhan logam las. Pada daerah ini struktur mikro yang terjadi adalah struktur cor. Struktur mikro di logam las dicirikan dengan adanya struktur berbutir panjang (columnar grains). Struktur ini berawal dari logam induk dan tumbuh ke arah tengah daerah logam las (Sonawan, 2004).

gbr 4.1 Daerah Logam Lasan dan logam induk

b. Daerah pengaruh panas atau heat affected zone (HAZ) Daerah pengaruh panas atau heat affected zone (HAZ) adalah logam dasar yang bersebelahan dengan logam las yang selama proses pengelasan mengalami siklus termal pemanasan dan pendinginan cepat

sehingga daerah ini yang paling kritis dari sambungan las. Secara visual daerah yang dekat dengan garis lebur las maka susunan struktur logamnya semakin kasar. Pada daerah HAZ terdapat tiga titik yang berbeda, titik 1 dan 2 menunjukkan temperatur pemanasan mencapai daerah berfasa austenit dan ini disebut dengan transformasi menyeluruh yang artinya struktur mikro baja mula-mula ferit+perlit kemudian bertransformasi menjadi austenit 100%. Titik 3 menunjukkan temperatur pemanasan, daerah itu mencapai daerah berfasa ferit dan austenit dan ini yang disebut transformasi sebagian yang artinya struktur mikro baja mula-mula ferit+perlit berubah menjadi ferit dan austenit.

gbr 4.2 Heat Affected Zone

c. Logam induk Logam induk adalah bagian logam dasar di mana panas dan suhu pengelasan tidak menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan struktur dan sifat. Disamping ketiga pembagian utama tersebut masih ada satu daerah pengaruh panas, yang disebut batas las (Wiryosumarto, 2000).

PWHT (POS WELD HEAT TREATMENT) Tujuan PWHT : PWHT adalah bagian dari process heat treatment yang bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk setelah proses weldingan selesai. Material terutama carbon steel akan mengalami perubahan struktur dan grain karena effect dari pemanasan dan pendinginan. Struktur yang tidak homogen ini menyimpan banyak tegangan sisa yang membuat material tersebut memiliki sifat yang lebih keras namun ketangguhannya lebih rendah.

Untuk mengembalikan kembali kepada sifat yang diinginkan terutama dalam ketangguhan maka struktur yang berubah tadi dikembalikan lagi ke struktur semula melalui pemanasan pada waktu tertentu dan dalam jangka waktu tertentu pula. Tergantung dari jenis material dan ketebalan material. PWHT menurut AWS D1.1. Dalam AWS D1.1 paragraph 3.14 Postweld Heat treatment dijelaskanbahwa PWHT dapat dilakukan dengan pesyaratan sebagai berikut : 1. Material yang di PWHT memiliki SMYS tidak melebihi 50 Ksi (345 MPa) 2. Material yang di PWHT bukan material Quench Tempered, Quenching and self Tempering (QST), bukan material TMCP 3. Material yang kan di PWHT tidak mensyaratkan impact test pada Base Metal, HAZ atau weld metal. 4. Adanya data pendukung kalau material yang di PWHT memiliki strength dan ductility yang cukup. 5. PWHT harus di proceed sesuai dengan para 5.8 PWHT menurut ASME B31.I. 1. Aturan PWHT terdapat pada paragraph 331 hal 67 ASME B31.3 masalah Heat treatment. Disebutkan parameter PWHT merujuk kepada table 331.1.1 dimana PWHT di tentukan oleh grouping material dan thickness dari material masing masing. 2. PWHT yang dilakukan harus tertulis secara khusus dalam WPS yang akan di gunakan. PWHT menjadi factor essential dalam pembuatan WPS berdasarkan ASME IX. 3. Engineering design harus melakukan penagkajian khusus masalah heat treatmen dimana quality weldment memenuhi dari requirement code 4. Heat treatment untuk material yang dibending atau forming sesuai para 332.4 Yang harus diperhatikan dalam PWHT : Proses PWHT dapat dilakukan dengan dua cara yaitu memasukkan benda uji kedalam dapur atau melakukan pemanasan setempat localized didekat daerah weldingan saja. Methode mana yang akan dilakukan lebih bersifat kepada pertimbangan ekonomis saja. Parameter parameter dalam PWHT yang perlu dijaga adalah : 1. Heating rate . 2. Holding temperature 3. Cooling Rate

Persiapan sebelum PWHT :

Dalam melakukan PWHT banyak hal yang harus diperhatikan agar tujuan dari PWHT ini dapat tercapai. Faktor factor penting yang harus diperhatikan diantaranya : 1. Expansion area. :Karena proses panas akan mengakibatkan terjadinya pemuaian dan expansi material maka harus di perhatikan bahwa saat stress relieve material tersebut tidak mengalami restraint. 2. Insulasi : Saat element sudah terpasang dengan benar maka area disekitar (adjacent) element harus ditutup dengan kowool atau ceramic fiber untuk menjaga kestabilan suhu. 3. Cleaning Material : Material harus bersih dari segala grease , oil. 4. SUpport material : Proses pemanasan akan mengakibatkan terjadinya pelunakan material. Dengan adanya gaya gravitasi maka material yang akan di PWHT harus diberikan support sehingga tidak terjadi distorsion Record PWHT : Semua kegiatan PWHT harus dilakukan pencatatan terhadap parameter parameter dan element lainnya yang dianggap essential sesuai kesepakatan dan eq code antara fabricator dan owner. Secara garis besar factor factor penting yang harus di catat dalam report PWHT adalah : 1. Identitas dari Material (tracebility, Spool No , or etc) 2. Waktu diakukan PWHT 3. Temperatur record dalam bentuk dot grafik atau sejenisnya. 4. Personel PWHT. Welding Heat Treatments Heat treatments secara garis besar terdiri dari 3 elemen antara lain: 1.Heating 2.Holding (soaking) 3.Cooling Sifat-sifat logam ditentukan oleh: 1. ukuran, bentuk, dan orientasi dari grains 2. jenis dan jumlah relatif dari fase ini, 3. jumlah dari cold working (pengerjaan dingin) Dengan mengontrol ketiga hal di atas, kita dapat menghasilkan sifat tertentu yang kita inginkan dalam logam/ metal. Cara terbaik untuk melakukan kontrol ini adalah melalui penambahan paduan/ alloy dan melalui heat treatmenat. Variabel yang relevan untuk proses heat treatment, yang harus dikontrol adalah sebagai

berikut. The heating rate Temperature pencapaian Waktu pencapaian temperature (soak time) Cooling rate Basic heat treatments adalah: PWHT Hardening Anealing Normalising Tempering Pre-heating Note: menerapkan panas ke material mungkin berbeda dari prosedur untuk prosedur. mis. flame, electrical resistance and furnaces. Post weld heat treatments (PWHT) Post weld heat treatments (PWHT) digunakan untuk mengubah sifat-sifat weld metal, mengendalikan pembentukan struktur.

- Temperature: 550 to 680oC hold for sufficient time - Cooling: Slow cooling di udara - Result: mengurangi tegangan sisa/ residual stresses, meningkatkan mechanical properties and meningkatkan ketanguhan/ toughness, juga dapat digunakan untuk mengurangi tingkat hidrogen Tempering - Temperature: 250 to 680oC hold for sufficient time - Cooling: Slow cool in air - Result: Meredakan tegangan sisa meningkatkan sifat mekanik dan ketangguhan meningkat, juga dapat digunakan untuk mengurangi tingkat hidrogen Annealing Temperature: 920oC hold for sufficient time Cooling: Menghasilkan bahan, kekerasan sangat lembut rendah cocok untuk pengerjaan dingin atau operasi mesin. Mengurangi toughness and lowers yield stress toughness and lowers yield stress Normalising Temperature: 920oC hold for sufficient time Cooling: Slow cool in air Result: Meredakan tekanan internal meningkatkan sifat mekanik dan toughness, grain refinement Quench Harden - Temp 920 C hold for sufficient time - Cooling:Fast cool, quench in water or oil - Result : Hardness carbon steel, (setelaj treatment ini material akan sangat keras dan stress yg tinggi, material brittle tetapi dengan tensile strenght yg tinggi.

Preheat Tujuan preheat antara lain: 1. untuk mengkontrol structur dari weld metal dan HAZ cooling 2. untuk meningkatkan difusi dari gas-gas melekul yang melewati struktur atom 3. untuk mengkontrol effect dari expansi dan kontraksi Preheat mengontrol pembentukan microstructure yang tidak diinginkan yang dihasilkan dari pendinginan cepat/ rapid cooling dari beberapa jenis steels. Martensit adalah struktur butir yang tidak diinginkan, sangat keras dan rapuh itu dihasilkan oleh pendinginan cepat/ rapid cooling dari daerah austenite.

Preheat temperatur tergantung oleh:

Heat input carbon equivalent (CE) combined material thickness hydrogen scale required (A, B, C, D)

click on the picture

-Temperature indicating crayons (Tempil sticks) -Termokopel atau touch pyrometers -Pada interval sepanjang sekitar joint yang akan dilas -Jumlah pengukuran yang dilakukan harus memungkinkan inspector untuk menjadi yakin bahwa suhu yang diperlukan telah tercapai -Dalam kasus-kasus tertentu preheat harus dijaga kembali jarak tertentu dari joint faces -Jika gas flame yang digunakan untuk aplikasi preheat suhu harus diambil dari sisi berlawanan dengan sumber panas -Jika hal ini tidak mungkin waktu harus diperbolehkan sebelum mengambil misalnya temperatur preheat 2 menit untuk ketebalan 25mm

click om the picture

WS, WPS & PQR

WS (welding spesification) WS (welding spesification) adalah dokumen yang menetapkan persyaratan yang dibutuhkan untuk pengelasan yang baik WS ini dibuat oleh welding engineer. WS (welding spesification) bukanlah WPS (welding procedure specification) dan WS tidak menjelaskan bagaimana welder untuk mengelas. WS content, all requirements including: -Type of weld -Hard Facing Overlay -Corrosion Resistant Overlay -Fabrication/Repair -Base Metal(s) to be joined or overlaid -Code Compliance example refer to API 6A, NACE MR0175

-Temperature Class and other special notch toughness requirements -Special limitations such as type of equipment the WS can be used on. -Special Customer requirements WPS (welding procedure specification) WPS (welding procedure specification) adalah welders work instruction yang berisikan variabel-variabel untuk welding. Ketika structures dan pressurised item dikerjakan oleh welding, itu menjadi penting untuk menyakinkan bahwa semua welding joint harus mempunyai suitable properti untuk aplikasi item tersebut. Control welding berarti welding procedure spec (WPS) harus diberikan secara mendetail dan berisi instruksi-instruksi tentang welding condition yang harus dilakukan berdasarkan required properti. Welder harus mampu untuk mengerti WPS dan mempunyai good skill dalam welding yang tidak ada defect, dan welder harus mendemonstrate kemampuan mereka sebelum diijinkan untuk melakukan welding. European dan American Standards menyediakan comprehensive detail tentang bagaimana sebuah test welded harus didemonstrate joint propertinya, bagaimana test piece harus ditest, apa-apa saja tentang welding detail yang harus dimasukkan dalam WPS, dan range dari produksi welding yang diijinkan oleh qualification test weld khususnya Principal European standar yang specify requirment ini adalah : EN ISO 15614: Spec & qualification welding procedure untuk metallic material - Welding procedure test Principal American standar yang specify requirment ini adalah : ASME section IX: pressuriced system (vessels & pipework) AWS D1.1: structurl welding of steels AWS D1.2: structurl welding of aluminium PQR (Procedure Qualification Record) PQR (Procedure Qualification Record) adalah catatan dari tes yang membuktikan bahwa WPS bekerja. PQR adalah catatan dari tes welding yang sebenarnya. Sebuah kupon tes diwelding dan PWHT diperlakukan sesuai dengan WPS. Dan hasil weldingan diuji melalui berbagai non destruktif test, mekanik test, tes korosi dan metalografi seperti yang dipersyaratkan oleh spesifikasi yang berlaku oleh kode dan standard international. PQR adalah catatan dari parameter pengelasan yang sebenarnya digunakan selama pengelasan kupon pengujian dan hasil pengujian laboratorium. Setiap WPS harus didukung oleh setidaknya satu PQR. Namun beberapa WPS yang didukung oleh beberapa PQR hal ini mungkin diperlukan untuk memperluas lingkup WPS. Misalnya, memungkinkan berbagai wall thickness atau kombinasi base material. Para WPS harus referensi ke PQR yang mendukungnya. Dan harus sesuai dengan WS requirment juga. lihat contoh dibawah untuk PQR

PQR Record of Weld Parameters Used

PQR Record of Laboratory Test Results

contoh PQR test Transverse Tensile Test

Broken Tensile Bar

Bend Tests

Charpy Vee-Notch (CVN) Impact Test

Rockwell Hardness Macro & Notch Locations for CVN Test Specimens

Welding Proses 1. Shielded Metal Arc Welding

Proses: 1.Panas yang hebat di busur mencair diujung elektroda 2.Tetes kecil dari lmetal memasuki aliran busur dan diendapkan pada logam induk 3. Seperti logam cair diendapkan, slag yang berbentuk manik-manik di atas yang berfungsi sebagai isolasi terhadap kontaminan udara selama pendinginan Setelah weld "pass" diperbolehkan dingin, lapisan oksida dihapus oleh palu chipping dan kemudian dibersihkan dengan wirebrush sebelum next pass.

2. Gas Metal Arc Welding

GMAW sering disebut sebagai las MIG atau Gas Inert Logam Selama proses GMAW, kawat logam padat fed melalui welding gun dan menjadi bahan pengisi Instead of a flux, a shielding gas digunakan untuk melindungi the molten puddle dari atmosfer yang menghasilkan lasan tanpa slag

GMAW Electrode: - a metal wire - Fed thru the gun by wire feeder

Electric arcs dapat menghasilkan temperatures sampai diatas 10,000F wire electrode dan benda kerja heat up adan melt, mereka membentuk a pool of molten material yang disebut a weld puddle

contoh gambar .45" ER70S-6 at 400 ipm wire feed speed dan 28.5 volts dgn 90% Argon / 10% CO2 shielding gas

Weldment Terminology A Weld : A union between materials caused by heat, and or pressure

HAZ : daerah base material yang berubah microstructurnya karena pengaruh welding proses yang berada diantara fusion line dan base material yang tidak kena effect welding. HAZ dipengaruhi oleh : -material komposisinya -cooling rate,fast cooling high hardness - high heat input wider HAZ

Butt joint-bersama antara dua anggota selaras kira-kira di bidang yang sama Joint corner - bersama antara dua anggota yang terletak di sudut kanan satu sama lain Fillet/T- joint - a joint between two members located approximately at right angles to each other in the form of a T Lap Joint- a joint between two overlapping members Type of weld

Groove weld

Weld Penetration

Weld bead profile: Convex or Concave? Solidification of molten bead leads to shrinkage Shrinkage of a concave bead leads to tension on surface -> tends to crack Shrinkage of a convex bead leads to compression on surface -> does not crack Weld Position

Welding Consumables

Contoh-contoh consumable seperti: Shielded arc filler wires, lengths or rolls Covered electrodes Shielding gases Separately supplied flux Fusible inserts Hal2 yang perlu diperhatikan pengecekan consumable: -Size -Classification / Supplier -Condition -Handling and storage -Treatments e.g. baking / drying Welding Consumable Standards -MMA (SMAW) BS 639: Steel electrodes BS EN 499: Steel electrodes AWS A5.1 Non-alloyed steel electrodes AWS A5.5 Alloyed steel electrodes AWS A5.4 Chromium electrodes -MIG/MAG (GMAW) TIG (GTAW) BS 2901: Filler wires BS EN 440: Filler wires AWS A5.9: Filler wires BS EN 439: Shielding gases -SAW BS 4165: Wire and fluxes BS EN 756: Wire electrodes BS EN 760: Fluxes AWS A5.17: Wires and fluxes Rutile electrodes Used mainly on general purpose work

Low pressure pipework ( E6013), support brackets. Flux constituents include: Titanium dioxide, slag former Clay - binding agent Sodium silicate - main ionizer Keuntungan rutile: -Easy to use -Low cost / control -Smooth weld profiles -Slag easily detachable -High deposition possible with the addition of iron powder Kelemahan rutile: -High in hydrogen : >25ml -High crack tendency -Low strength -Low toughness values Cellulose electrodes Used mainly for pipeline welding Suitable for welding in all position especially vertical down, stove technique They produce a gas shield high in hydrogen Deep penetration/fusion characteristics Flux constituents include: Cellulose, natural organic compounds Titanium dioxide - slag former Sodium silicate/potassium silicate - main ionizers Keuntungan Cellulose: Deep penetration/fusion Suitable for welding in all positions Fast travel speeds Large volumes of shielding gas Low control Kelemahan Cellulose: High in hydrogen : >85ml High crack tendency Rough cap appearance High spatter contents Low deposition rates Basic electrodes: Used mainly for high pressure work and for materials of high tensile strength They are capable of producing welds of a low hydrogen content (

-electrodes harus dibaked menurut manufactures recommendations. -vacuum packs tersedia dan tidak perlu untuk dipre-baking. -electrodes harus digunakan dengan minimum weave. -electrodes harus digunakan dengan minimum arc gap. -parent material harus bebas dari moisture and contamination Keuntungan Basic: High toughness values Low hydrogen contents Low crack tendency Kelemahan Basic: High cost High control High welder skill required Convex weld profiles Poor stop/start properties BS 639 Covered Electrodes standard

Electrodes classified as follows: E 35 - Min yield strength 355 N/mm2 Tensile strength 440 - 570 N/mm2 E 38 - Min yield strength 380 N/mm2 Tensile strength 470 - 600 N/mm2 E 42 - Min yield strength 420 N/mm2 Tensile strength 500 - 640 N/mm2 E 46 - Min yield strength 460 N/mm2 Tensile strength 530 - 680 N/mm2 E 50 - Min yield strength 500 N/mm2 Tensile strength 560 - 720 N/mm2

BS 639 Electrodes AWS A5.5 Alloyed Electrodes standard

AWS A5.5 Electrodes contoh AWS electrode flux types: Cellulose flux- ends in 0,1 (No Baking) E6010, E6011, E7010, E8011 Rutile flux-ends in 2,3,4 (Dry 120 Celcius) E5012, E6012, E6013, E6014 Basic flux-ends in 5,6,7,8 (Backing 250 Celcius) E6016, E7017, E8018, E9018

Welding Defect Disini kita akan membahas defect-defect yang disebabkan oleh poor welding. Defect welding dapat dikelompokkan dalam tiga klasifikasi utama, yaitu: 1.Planar Cacat: linear dari setidaknya satu dimensi Cracks Lack of fusion 2.Linear Volumetrik Cacat: Linear panjang dengan volume Slag lines lack of fusion with associated slag Piping. 3.Non-planar cacat: bulat panjang indikasi tanpa significan size Slag inclusions Gas pores/blow holes. Other matallic and non-metallic inclusions Defect weld yang dapat dideteksi melalui pemeriksaan visual dapat dikelompokkan sebagai berikut: - Cracks - Solid inclusions - Surface and profiles - Misalignment (set-up irregularities) - Gas pores and porosity - Lack of fusion - Mechanical damage - Parent material damage - Miscellaneous Cracks Crack adalah salah satu defect dari poor weding yang tidak diijinkan oleh semua code standar seperti ASME I IX, API 650 1104, ANSI B13.1. Crack yang mungkin terjadi pada material yang dilas umumnya disebabkan oleh banyak faktor dan dapat diklasifikasikan oleh bentuk dan posisi, crack diklasifikasikan sebagai planar. Defect crack dibagi atas: a. Hot crack b. Cold crack Bentuk crack dapat dibagi menjadi: a. Crack memanjang (longitudinal crack). b. Crack melintang (transverse crack). Hot Crack umumnya terjadi pada suhu tinggi ketika proses pembekuan berlangsung. Cold crack umumnya terjadi dibawah suhu 200 C setelah proses pembekuan.

click on the picture Transverse crack

Longitudinal crack

Hydrogen Crack (Cold crack)

Hydrogen crack terjadi terutama dalam grain strusture daerah HAZ, yang juga dikenal sebagai cold crack, underbead atau toe crack terletak sejajar ke fusion boundary dan biasanya merupakan kombinasi dari intergranular and transganular cracking. arah tegangan dari tegangan sisa menyebabkan crack semakin tumbuh menjahu dari fusion boundary.

Factor penyebab Hydrogen crack (Cold crack)- Susceptible microstructure (grain structur yang mudah kena) - High hydrogen - High Tensile Stress - Temperature < 200 C Menghindari Hydrogen Crack - Reduce hydrogen influence - Apply Preheat & PWHT - Mengurangi weld metal hydrogen dengan memilih proses atau consumable welding yang baik - Pakai multi run dari pada single run teknik - Hilangkan kelembaban / moisture dari joint preperation / reduce rusty - Bersihkan welding area dari contaminasi - Pakai austenic atau nickel filler - Pakai dry shielding gasses - Pakai low hydrogen weld proses - Mengurangi residual stress - Blend pada weld profile untuk mengurangi konsentrasi stress pada toe weld Hardness di daerah HAZ sangat dipengaruhi oleh chemical componen dan cooling rate ketika welding, cooling rate tinggi disebabkan oleh heat input yang terlalu rendah dan akan mengakibatkan increase hardness, hydrogen terperangkap dan lack fusion. High hardness akan mengakibatkan high tensile stress kemudian crack. Preheat tergantung pada : 1.Heat input 2. CE (carbon equivalent) 3. Material thickness 4. Hydrogen scale weldability dari logam dipengaruhi ole CE, CE tinggi akan menurunkan weldability dari logam tersebut. CE= C + Mn/6 + (cr+mo+v)/5 + (cv+ Ni)/15 CE= C + Mn/6 contoh : Iron (Fe) 97% Carbon (C) 0.12% Magnese (Mn) 1.3% CE= 0.12 + 1.3/6 = 0.33% Heat input (Arc Energy) KJ/mm = Amp x Volt x 60 speed x 1000 Note: Cold crack / Hydrogen crack -Location : HAZ, weld metal -Steel type: all hardenable steel, HSLA -Steel: martensite Solidification Crack (Hot Crack)

Factor penyebab Solidification crack -Impurities seperti sulfur atau phospor dan carbon (S di parent material mungkin re melt,iron -> iron sulphida) -Stress -Joint design terlalu dalam dan lebar -Ganguan pada heat flow kondisi, seperti star/stop condition Menghindari Hot crack -Pakai high quality base material (maintai low carbon content) -Pakai basic flux -Joint design selection dengan memperhitungkan depth, width rasio -Minimize jumlah stress -Pakai high mangnase dan low carbon content filer / electrode -Bersihkan joint untuk preperation Note: -Location : weld center line -Steel: all -Most comon in SAW joint -Columnar grains Lamellar Tearing

-Location : parent material (at junction weld) -Steep like appearance (woody and fibrous, never happend ay Butt weld -Steel : any steel type posible -Poor through thickness ductility -Steep like appearance -Dibutuhkan Sulphur yg tinggi atau non metalic inclusions Menghindari Lamellar tearing:

-pakai high parent material (Z grade recomend) -kombinasi dari joint design dengan hati2 mengkontrol tahapan welding untuk meminimise risk of craking -low level impurities -pakai buttering runs Weld Decay -Location : HAZ (longitudinal) -Steel : Austenitic -sensitised grain bundaries -Biasayanya terjadi pada Temperate 600-850 C Menghindari weld decay: -pakai low carbon grade SS seperti 304, 316, 3162 -pakai stabilized grade seperti 321, 348, 347 -requred PWHT over 1050 C (poto weld decay menyusul , saya lagi mencari) Lack of Fusion

Defect ini menggambarkan kondisi ketika weld metal tidak sepenuhnya mengis isambungan weld, ada ruang antara weld metal dan parrent material atau antara weld bead dimana ada lack. lack of fusion bisa dikelompokkan : 1. Lack of sidewall fusion 2. Lack of inter-run fusion 3. Lack of root fusion Factor penyebab lack of fusion antara lain -Contaminated weld preparation -Poor welding technique -Amperage too low -Amperage too high (high travel speed) -Large root face, small root gap

lack of side wall fusion

lack of inter-run fusion

lack of root fusion Inclusion Slag Inclusion

Inclusion/ Inklusi adalah partikel kontaminan yang terperangkap dalam weld metal. Partikel slag yang terperangkap adalah jenis yang paling umum dari inklusi. Permukaan tidak benar dibersihkan juga dapat berkontribusi inklusi. Inklusi tungsten bisa dihasilkan dari potongan-potongan kecil tungsten yang putus dari ujung elektroda di GTAW. Beberapa factor penyebab slag: -Terkontaminasi weld preparation -Salah kecepatan pengelasan -Arc lenght terlalu panjang

-MAG dan pengelasan TIG proses menghasilkan inklusi silika -Inklusi lainnya termasuk tungsten dan inklusi copper/tembaga dari TIG dan proses pengelasan MAG Gas Pores/ Porosity

Porosity adalah gelembung kecil gas yg terperangkap dalam welding. Gas mungkin menghasilkan selama welding dari penguapan kotoran yang mudah menguap seperti minyak, lemak, cat, dll, pada permukaan parent/base materialr. Kelembaban pada permukaan logam adalah penyebab umum lain. Gas dapat dihasilkan dari kotoran volatil dalam base material itu sendiri seperti sulphur yang berlebihan. Elektroda Damp adalah salah satunya juga. Elektroda lshielded metal arc harus disimpan dalam oven setelah dikeluarkan dari wadah pelindung mereka karena lapisan fluks mereka cenderung untuk menyerap kelembaban dari udara. Kondisi pengelasan yang tidak benar (poor shielding gas coveragen, fluks yang jelek , welding current terlalu rendah, no preheat, dll) juga dapat mengakibatkan porosity

Beberapa factor penyebab Porosity: -Kehilangan of gas shield -Electrodes yg jelek

- Contamination -Arc length terlalu besar -Damaged electrode flux -Moisture on parent material -Welding current too low Undercut

undercut adalah groove meleleh ke dalam base material yng berdekatan dengan ujung/ toe weldingan. Beberapa factor undercut: -Excessive welding current -Welding speed too high -Incorrect electrode angle -Excessive weave -Electrode too large Overlap

click on the picture Overlap adalah ketidak sempurnaan pada toe/sudut atau root dari weldingan yang disebabkan oleh logam yang mengalir ke permukaan tampa menyatu dengan base material. Beberapa Factor: -Contamination -Slow travel speed -Incorrect welding technique -Current too low Concave root/ Underfill

Concave root atau Underfill adalah di mana weld metal/ logam lasan tidak sepenuhnya mengisi joint weldingan. Biasanya kondisi underfill akan terdiri dari lasan dengan concave/cekung (bukan cembung) pada permukaan. Beberapa Factor:

-Root face and gap terlalu besar -Excessive back purge pressure during TIG welding -Excessive root bead grinding before the application of the second pass

Excessive Root Penetration

Excessive reinforcement is weld metal yang timbul pada root atau face pada weldingaan sepanjang dinding permukaan yang berdekatan dengan base material. . Excessive root penetration dapat mengurangi fatigue life dari weldingan.

Beberapa Factor: Root faces too small Root gap too large Excessive amps/volts Slow travel speed

Burn Through

Beberapa weld area yang runtuh karena penetrasi yang berlebihan yang mengakibatkan lubang di root run. Beberapa Factor: -High Amps/volts -Small Root face/ Large Root Gap -Slow Travel Speed Creater Pipe

Crater pipe adalah cacat penyusutan dan tidak sebuah gas defect, ciri-cirinya seperti memiliki pori didalam weld center.

Beberapa factor penyebab creter pipe: -Too fast a cooling rate -Deoxidization reactions and liquid to solid volume change -Contamination

Crater cracks berhubungan dengan ujung ekor dari busur weldingan. Deposit dari busur welding yang relatif besar dan ketika logam cair mulai mengeras, itu akan bereaksi dengan penyusutan pada casting. Kulit terluar yg duluan mulai mengeras menetapkan volume tetap. Pemadatan keseimbangan logam cair yang tidak cukup komplit untuk mengisi area volume ini sehingga

kontraksi dari logam pendingin akan menyebabkan permukaan atas yang akan ditarik ke pusat bead area yang membentuk lesung pipit atau kawah/creater.Dan ini akan sering menjadi retak penyusutan di tengah kawah/creater. Spatter

Globulas dari weld metal atau filler metal yang keluar menempel pada base material atau welding area. Beberapa Factor: Excessive current Damp electrodes Contamination Incorrect wire feed speed when welding with the MAG welding process Arc blow Arc strike

Arc strike adalah bintik-bintik keras di base metal yang diluar dari welding joint area dimana welder melakukan sengaja membiarkan arc welding bersentuhan dengan base metal.

A CHECKLIST OF FACTORS TO BE CONSIDERED WHEN SELECTING A MATERIAL

Semua faktor dalam daftar berikut mungkin penting atau tidak penting untuk aplikasi tertentu, hanya just be sure that you didnt overlook anything A. PHYSICAL CHARACTERISTICS Weight or density limitations Electrical conductivity Thermal conductivity Thermal expansion coefficient Magnetic properties Composition limitations Hardenability Fire resistance Toxicity Biofouling resistance Position within EMF table Weldability B. MECHANICAL PROPERTIES Yield and Tensile strength Hardness Ductility (% elongation & % reduction of area) Fatigue resistance Toughness (notched impact resistance Fracture toughness Galling resistance Abrasion resistance Wear resistance Modulus of elasticity Bearing strength Temperature effects on mechanical properties Compressive strength Poissons ratio Shear modulus

Effect of the direction of work on mechanical properties C. DESIGN RESTRICTIONS Size & thickness Temperature Form Type of loading (static, dynamic, impact, alternating, cyclic) Cleanliness Surface finish Protection method Maintainability Velocity Contents or exposure to chemicals Depth Design life Applicable standards D. CORROSION RESISTANCE Consider the following for the particular zone in the marine environment of interest (i.e. marine atmosphere, splash zone, mud zone, immersion, etc.). General corrosion resistance Pitting and crevice corrosion resistance Corrosion resistance to contained fluids (e.g. H2S, CO2, formation water, drilling muds, completion fluids, acidizing chemicals, crude, etc.) Corrosion fatigue Corrosion erosion Seawater velocity effects Temperature effects on corrosion Susceptibility to stress corrosion cracking Fracture toughness in environment Susceptibility to hydrogen embrittlement (due to hydrogen from corrosion or cathodic protection) Fretting resistance Galvanic compatibility with mating parts Selective attack Bacterial corrosion Cavitation resistance Contamination of contents by corrosion products Ease of protecting or compatibility with planned protective measures E. PROCESSING Melting practice Grain size Heat treatment Minimum hot work Casting process Forging process Joining method Effect of stress relieving on properties Repairability Formability Machinability Surface finish Compatibility with special processes (e.g. nitriding, plating, flame hardening, etc.)

F. QUALITY Mechanical property qualification requirements Nondestructive examination (PT,UT, RT, MT) Dimensional inspection Certification requirements Types of defects and acceptance criteria Traceability Weld procedure qualification Pipe bending procedure qualification Witness hold points Compliance to standards G. COMMERCIAL Cost Availability in required size, form, condition, quantity Delivery and schedule requirements Restrictions on country of origin Approved vendors list Temperature Chemicals Fresh/Seawater Erosion Wave impacts Sunlight (UV) resistance Immersion, splash, fumes exposure Biological attack Marine fouling