Post on 09-Oct-2015
description
Topic:
Indonesian Welding Society (IWS)
Topic:WELDING - ALUMINIUM ALLOY
- DUPLEX S.SDAN PERMASALAHANNYA
Oleh: Dr. Ir. M. Zaed Yuliadi M.Sc ( PT. PAL Surabaya )
WELDING - ALUMINIUM ALLOY - DUPLEX S.S- DUPLEX S.S
DAN PERMASALAHANNYA
Workshop:Welding metallurgy for non metallurgist
Oleh: Dr. Ir. M. Zaed Yuliadi M.Sc
Surabaya, 25 Maret 2009
Asosiasi Pengelasan Indonesia (API)
Aluminium Alloy Alloy systems a. Non heat treatable alloys a. Non heat treatable alloys b. Heat treatable alloys Physical Properties Chemical Composition Mechanical Properties Welding process Welding process Welding filler metal Welding Defect
Aluminium SystemNon heat-treatable alloysEN AW-1000 Pure Aluminium (min. 99,00% Al) EN AW-3000 Aluminium-Manganese alloys (AlMn) EN AW-4000 Aluminium-Silicon alloys (AlSi) EN AW-5000 Aluminium-Magnesium alloys (AlMg)
Heat-treatable alloys EN AW-2000 Aluminium -Copper alloys (AlCu) EN AW-6000 Aluminium-Magnesium-Silicon alloys (AlMgSi ) EN AW-7000 Aluminium-Zinc-Magnesium alloys (AlZnMg) EN AW-7000 Aluminium-Zinc-Magnesium alloys (AlZnMg)
Aluminium System(Non-heat-treatable alloys) Paduan yang tidak dapat diperlakukan dengan panas
Non-heat-treatable alloys adalah kelompok yg sifat-sifat mekaniknya ditentukan oleh pekerjaan dingin (cold working) misalnya dengan pekerjaan pengerolan setelah proses annealing.Sifat mekanik yang dihasilkan oleh pekerjaan dingin akan menurun oleh pekerjaan panas dan tidak dapat dikembalikan ke sifatnya semula kecuali dengan pekerjaan dingin lagi.Kelompok Al paduan yg Non-heat-treable adalah: 1000, 3000, Kelompok Al paduan yg Non-heat-treable adalah: 1000, 3000, 4000, & 5000
Aluminium System
(Heat-treatable alloys)Paduan yang dapat diperlakukan dng panasPaduan yang dapat diperlakukan dng panas
Heat-treatable alloys adalah kelompok Al paduan yang sifat mekaniknya dapat diperbaiki dengan perlakuan panas.Kekuatan dapat ditingkatkan, namun keuletannya akan menurun.Sifat mekaniknya dapat dikembalikan ke semula dengan perlakuan panas
Aluminium System
Group 5000 (AlMg) (Topic: 10004)
The 5000-group adalah Al dengan paduan magnesium. (Mg)Mg 4,5% meningkatkan kekuatan dan mengurangi deformasiTensile strength relative tinggiTahan korosi (> 3,5% Mg untuk aplikasi di air laut)Penggunaan: speed boat, Tanki LNG, dan konstruksi offshore.
Berat Jenis (Density) = 2,7 ton/m3. (1/3 X Baja)Ultimate Tensile Strength (UTS) = 70 - 700 MPa.Modulus Elastisitas (E) = +/- 70 GPa,
Physical properties
Modulus Elastisitas (E) = +/- 70 GPa,Tititk lebur (M.P) = 658C. Koef. Linear expansion = +/- 2X BajaKonduktor yang baik.
A.A. ALLO
Y DESIGNATIO
N
CHEMICAL COMPOSITION
Al min. Cu Mg Si Fe Mn Zn Ti Cr
1200 99.0 0.05 - Fe + Si 1.0 0.05 0.1 0.05 -
5083 BAL. 0.1 4.0 -4.9 0.4 0.40.4 -1.0 0.25 0.15
0.05 -0.25
5251 BAL. 0.15 1.7 -2.4 0.4 0.50.1 -0.5 0.15 0.15 0.15
5454 BAL. 0.1 2.4 -3.0 0.25 0.40.5 -1.0 0.2 0.2
0.5 -0.2
6063 BAL. 0.1 0.45 -0.90.2 -0.6 0.35 0.1 0.1 0.1 0.10.9 0.6
6082 BAL. 0.1 0.6 -1.20.7 -1.3 0.5
0.4 -1.0 0.2 0.2 0.25
A.A. ALLOY DESIGNATION
TEMPER
MECHANICAL PROPERTIES
0.2% P.S. (MPa)
T.S. (MPa)
% EL in 50 mm
1200
M 50 90 -
O 35 85 33
H4 105 125 8
5083 H2 250 340 15
5251H3 180 210 10
H6 200 240 7
5454H2 210 280 16
H4 230 300 10
6063TF 160 185 7
TB 70 130 14
6082 TF 270 310 7
6261 TF 240 280 7
Welding processes
Metal Inert Gas (MIG)Tungsten Inert Gas
MIG
TIG
Welding processes
Metal Inert Gas Welding
Tungsten Inert Gas (TIG) Welding
Tungsten Inert Gas Welding
Cacat Las
Porosity
Welding Defect
Porosity
Lack of fusion
Incomplete penetration
Cracks
Inclusions
Undercut
Kawat Las
Parent Alloy
606360826261
5454 5251 5083 3103 1050A1200
1050A1200
4043(5356) 5356 5356 5656
4043(5356
)
4043(1050A
)*
3103 4043 (5356) 5356 5356 5356 4043
5083 5356 5356 5356 5556A(5183)5251 5356 5356 5356
5454 5356 5356 (5554)*5454 5356 5356 (5554)*
606360826261
4043(5356)*
Permasalahan, Penyebab dan Cara mengatasi
PorosityPorosity adalah cacat las yang sering terjadi
Penyebabnya adalah gas hidrogen yg terperangkap
Gas Hidrogen berasal dari kotoran-kotoran (Oli, Lemak.) dan kelembaban udara
Cara mengatasi:- Bersihkan permukaan- Gunakan gas pelindung High Purity
Permasalahan, Penyebab dan Cara mengatasi
InclusionsInclusions adalah kotoran-kotoran yg terperangkap di logam las.
Penyebab: - Amper terlalu besar- Busur las tidak stabil- Tungsten Electrode menyentuh cairan las atau kawat las pengisi
Cara mengatasi:- Gunakan amper yg sesuai- Hindari Tungsten menyentuh cairan las maupun kawat las pengisi- Bersihkan permukaan sambungan las- Bersihkan permukaan sambungan las
Material duplex stainless steela) Microstructureb) Chemical Composition
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
b) Chemical Compositionc) Mechanical Properties
Pengelasana) Proses dan Teknikb) Welding Procedure Specification (WPS)
Storage dan Handling Hal-hal yang harus diperhatikan
Kesimpulan Kesimpulan
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
Fasa microstructure material Duplex50% Ferrite / 50% Austenite
Mikrostruktur Austenite (FCC) Mikrostruktur Ferrite (BCC)Mikrostruktur Austenite (FCC) Mikrostruktur Ferrite (BCC)
Material duplex ss:High strengthToughCorrosion Resistance
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
Mechanical properties
Kekuatan luluh Kekuatan Tarik ReganganKekuatan luluh (Yield) (Mpa).
Min
Kekuatan Tarik (Tensile) (Mpa).
Min
Regangan(Elongation)
(%). Min
Duplex 2205 510 750 35
Baja kapal Grade. A
235 400-520 22
Duplex ss 2205- High strength dan Tough (konstruksi)- High corrossion resistance (bahan-bahan kimia
cair)
Material duplex stainless steel
Chemical composition Duplex SS 2205
Carbon (%)
Nitrogen (%)
Chromium (%)
Nickel (%)
Molibdenum (%)
Max. 0,02 Max. 0,17 22 5,7 3,1
Material baja kapal Grade A
Carbon (%)
Silicon(%)
Manganese(%)
Phosfor (%)
Sulphur (%)
Max. 0,21 Max. 0,5
Min. 2,5 x C Max. 0,035
Max. 0,035
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
Heat Input rendah Cooling rate cepat Ferrite content naik Resiko: Piting corrosion turun, Toughness turun
Heat Input tinggi Cooling rate lambat Ferrite content turunResiko: Stress corrosion cracking turun, Strength turun
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
Duplex Submerged Arc Welding(SAW)
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
Duplex Flux Cored Arc Welding(FCAW)
Pengukuran Ferrite Content dengan Ferrite Scope
(FCAW)
PENGELASAN DUPLEX STAINLESS STEEL 2205
Proses Material Posisi AWS spec. filler metal
FCAW Duplex + Duplex 1G, 2G, 3G A.5.22 E 2209 T1-4FCAW Duplex + Duplex 1G, 2G, 3G A.5.22 E 2209 T1-4
FCAW Duplex + Steel (DH36) 1G, 2G, 3G A.5.22 E 309 T1-4
SMAW Duplex + Duplex 2G, 3G A.5.4 E 2209-17
SMAW Duplex + Steel (DH36) 2G, 3G A.5.4 E 309L-17
FCAW + SAW Duplex + Duplex 1G A.5.22 E 2209 T1-4A5.9 ER 2209 (Wire)SAAF 2Cr DC (Flux)
SAW Duplex + Duplex 1G A5.9 ER 2209 (Wire)SAAF 2Cr DC (Flux)
FCAW + SAW Duplex + Steel (DH36) 1G A.5.22 E 309 T1-4A5.9 ER 2209 (Wire)SAAF 2Cr DC (Flux)
STORAGE DAN HANDLING
HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN
Heat input tidak boleh kurang dari 0,5 kjoule/mm, dan tidak melebihi 2,5 kjoule/mm. 2,5 kjoule/mm.
Welder dan Welding operator baik dari skill (kualifikasi), maupun mentalnya (menurut prosedur).
Tidak boleh bersentuhan langsung dengan material yang mengandung carbon.
Pemotongan plat, maupun pengelasannya, harus menggunakan peralatan yang khusus untuk pekerjaan stainless steel. Artinya peralatan tidak dianjurkan dipindah-pindah.
Khusus untuk pemotongan plat duplex SS harus Khusus untuk pemotongan plat duplex SS harus menggunakan plasma cutting.
Tidak direkomendasi adanya repair pengelasan maupun pemanasan akibat deformasi.
KESIMPULAN
Material Duplex mempunyai fasa austenit (tough) dan ferrite (strong) seimbang (50%/50%).seimbang (50%/50%).
Keseimbangan fasa tersebut akan berubah dengan adanya panas dari proses pemotongan, apalagi dari proses pengelasan.
Panas pengelasan (heat input) rendah berarti cooling ratenya cepat maka berakibat kandungan ferrite akan lebih banyak terbentuk (>50%) sehingga sifat ketangguhan material menurun.
Sebaliknya, apabila panas pengelasan tinggi berarti cooling ratenya lambat maka berakibat kandungan ferrite menurun(