Welding Aluminium Alloy Duplex SS

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


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


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


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


Duplex Submerged Arc Welding(SAW)


Duplex Flux Cored Arc Welding(FCAW)

Pengukuran Ferrite Content dengan Ferrite Scope

(FCAW)


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(

Welding Aluminium Alloy Duplex SS

Documents

Transcript of Welding Aluminium Alloy Duplex SS