TEGANGAN SISA DAN DISTORSI

Try To Standing Up

25 Jul, 2010

Selama pengelasan, logam las dan logam induk mengalami siklus thermal berupa pemanas dan pendinginan. Siklus thermal ini menyebabkan terjadinya tegangan dan regangan yang selanjutnya mengakibatkan adanya tegangan sisa (residual stress)dan distorsi (distorsion). Tegangan sisa bias menyebabkan penggentasan, berkurangnya ketahanan lelah, menurunnya kekuatan las dan ketahanan korosi.

Tegangan sisa adalah tegangan yang bekerja pada bahan setelah semua gaya-gaya luar yang bekerja pada bahan tersebut dihilangkan.
Penyebab terjadinya tegangan sisa:
1. Tegangan sisa sebagai akibat dari tegangan thermal seperti pada pengelasan dan perlakukan panas
2. Tegangan sisa yang disebabkan karena transformasi fasa(seperti baja karbon)
3. Tegangan sisa karena deformasi plastisyang tidak merata yang disebabkan gaya-gaya mekanis seperti pada pengerjaan dingin selama pengerolan, penempaan, pembentukan logam atau pekerjaan lain yang dilakukan dengan mesin

Sifat-sifat tegangan sisa
1. Tegangan sisa sangat tinggi biasanya terjadi di daerah las dan daerah HAZ
2. Teganga sisa maksimum biasanya sampai tegangan luluh (yield stress)
3. Pada bahan yang mengalami transformasi fasa minsalkan baja karbon rendah, tegangan sisa mungkin berfariasi pada permukaan dan bagian dalam dari logam induk.
Pengaruh tegangan sisa
1. Tegangan sisa yang disebabkan oleh proses pengelasn dapat mempengaruhi sifat-sifat mekanis struktur las seperti patah getas, kelelahan, dan retak karena kombinasi tegangan dan korosi
2. Pengaruh tegangan sisa menurub jika tegangan yang bekerja pada bahan meningkat.
3. Pengaruh tegangan sisa pada struktur las bias diabaikan jika tegangan yang bekerja pada struktur tersebut melebihi tegangan luluhnya
4. Pengaruh tegangan sisa menurun setelah pembenan berulang.

Pengukuran tegangan sisa
Metode yang dilakukan mengukur tegangan sisa :
1. Metode pemotongan (Sectioning technique)
Tegangan sisa diukur dengan menggunakan strain gauge yang bekerja berdasarkan perubahan tahanan listrik.
2. Metode pengeboran (hole drilling technique)
Strain gauge disusun dengan posisi sudut 0o, 45o, dan 900 dan kemudian dibuat lobang ditengahnya. Adanya regangan saat pengeboran akan terukur oleh strain gauge. Regangan ini berasal dari pembebasan tegangan sisa.
3. Metode sinar X
Prinsip kerja pengkuran sinar X berdasarkan sifat tegangan sisa yang dapat mempengaruhi struktur kristal. Jika sinar x mengenai bahan maka sebagian dari sinar tersebut mengalami difraksi dan membentuk pola-pola lingkaran yang bias dilihat pada film

Usaha dalam mengurangi tegangan sisa
Ada dua metode untuk mengurangi tegangan sisa
1. Pengurangan tegangan sisa sebelum dan selama pengelasan

a. Ketelitian ukuran
Ukuran bagian yang akan dilas teliti sehingga tidak memerlukan pengerjaan lagi pada proses fabriksi yang berarti mengurangi tegangan sisa
b. Alur (groove)
Jika sambungan tumpul (butt joint),lebar alur dibuat sesempit mungkin untuk mencegah terjadinya masukan panas yang tinggi. Dengan demikian lebar daerah yang terkena panas tidak meluas sehingga mengurangi tegangan sisa
c. Las lapis banyak
Jika plat yang dilas cukup tebal, maka pengelasan dilakukan berulang-ulang.
d. Urutan pengelasan
Tegangan sisa bias dikurangi dengan memperhatikan urutan pengelasan yang tepat

2. Pengurangan tegangan sisa setelah pengelasan
Pembebasan tegangan sisa setelah pengelasan biasanya mengunakan cara annealing . Disamping mengurangi tegangan sisa, prose annealing juga memperbaiki struktur micro dan menghindari terjadinya distorsi dan retak. Proses annealing dilakukan dengan cara memanaskan bahan pada suhu recristalisasi yaitu 0,5 TM (suhu cair logam). Untuk baja karbon rendah suhu reckristalisasi = 450<700>

Penyusutan tegak lurus (tr) Plat dengan sambungan tumpul (butt joint)

Sambungan pakai alur (groove)

ut = factor kekakuan tranverse) harga 0,75 ÷ 0,85
alpa t = diffusivity = k /(phic) ……………k = Konduktifitas panas
h = tebal plat, l = lebar plat

> Penyusutan longitudinal dan lengkung (Dl)