Perlakuan Panas Pasca Las Untuk Baja Karbon

Perlakuan Panas Pasca-Pengelasan (Post Weld Heat Treatment, atau PWHT) membantu meredakan dan mendistribusikan kembali tegangan sisa yang timbul selama proses pengelasan; hal ini sering kali diwajibkan oleh standar teknis untuk bahan yang ketebalannya melebihi batas tertentu.

Laju pemanasan dan pendinginan harus diatur dengan cermat untuk mencegah terjadinya guncangan termal, distorsi, atau pelepasan tegangan yang tidak merata. PWHT dapat dilakukan dengan menggunakan tungku atau selimut atau bantalan resistansi listrik lokal.

Anil

PWHT secara signifikan menurunkan tingkat tegangan sisa tarik di area las, namun tidak menghilangkannya sepenuhnya. Sebagian besar siklus kelelahan masih menghasilkan tegangan yang sepenuhnya bersifat tarik, yang dapat sangat berbahaya.

Anil penuh melibatkan pemanasan fase hipoeutektoid dan eutektoid hingga suhu sekitar 50 derajat Celcius di atas suhu Ac3 dan Ac1 masing-masing, kemudian mendinginkannya secara bertahap hingga mencapai struktur yang mendekati keseimbangan. Proses ini membantu mencegah kerapuhan akibat hidrogen sekaligus mengurangi risiko retak yang dipicu oleh lingkungan.

PWHT titik pada komponen kecil dapat dilakukan, namun harus dilaksanakan dengan hati-hati. Kegagalan dalam menentukan ukuran dan menempatkan zona perendaman, pemanasan, serta zona kontrol gradien secara tepat dapat mengakibatkan distorsi atau keruntuhan komponen struktural; atau menyebabkan kegagalan fatal akibat ketidakstabilan pada kondisi tegangan sisa. Isolasi harus digunakan untuk menjaga stabilitas suhu di dalam zona pemanasan; termometer perekam otomatis juga harus digunakan.

Normalisasi

Perlakuan ini, yang umumnya diterapkan pada baja paduan rendah, menghilangkan struktur butiran kasar yang terbentuk akibat pengelasan dan meningkatkan sifat-sifat material. Selain itu, perlakuan ini mengurangi risiko patahan getas sekaligus mencegah timbulnya tegangan termal yang tidak terkendali di area las.

Memanaskan logam hingga suhu di atas titik kritis atas, kemudian membiarkannya dalam kondisi tersebut selama waktu yang sebanding dengan ketebalan penampang, sebelum mendinginkannya dalam lingkungan bersuhu kamar melalui proses pendinginan terkendali. Proses ini menghasilkan struktur berbutir halus dan mikrostruktur yang seragam, yang membantu meredakan tegangan internal, sehingga membuat bahan tersebut lebih fleksibel dalam hal proses pembentukan dan penggunaannya.

Normalisasi penuh, yang paling sering diterapkan pada baja karbon dan baja karbon-mangan, dapat menjadi pengganti yang efektif untuk proses pengerasan dalam aplikasi tertentu. Sayangnya, normalisasi penuh tidak menghilangkan seluruh tegangan sisa; kode perancangan kelelahan mungkin memerlukan proses renormalisasi lebih lanjut untuk memperhitungkan perbedaan ini.

Menghilangkan Stres

Proses pelepasan tegangan dilakukan untuk mengurangi tegangan internal pada bahan yang disebabkan oleh proses manufaktur seperti pembentukan dan pemesinan, misalnya tegangan tekan pada permukaan atau tegangan tarik pada bagian intinya. Proses pelepasan tegangan mirip dengan proses anil karena keduanya melibatkan pemanasan bahan hingga suhu yang lebih tinggi selama jangka waktu tertentu, sebelum kemudian mendinginkannya secara perlahan selama jangka waktu tertentu.

Pengurangan tegangan menawarkan beberapa keuntungan, termasuk menurunkan kekuatan tarik lasan dan meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan pada lekukan lokal dan konsentrator tegangan, sekaligus meningkatkan presipitasi karbida intergranular. Namun, pelepasan tegangan dapat terpengaruh secara negatif oleh teknik pendinginan, pengendalian suhu, atau teknik pengelasan yang tidak tepat yang digunakan selama proses PWHT; untuk memaksimalkan hasil, sangatlah penting agar faktor-faktor ini diterapkan pada waktu dan suhu yang tepat selama proses ini.

Tempering

Baja karbon paduan rendah memerlukan perlakuan panas pasca-pengelasan (PWHT) agar dapat menghasilkan struktur mikro yang cukup kuat dan ulet. Proses ini melibatkan pemanasan komponen hingga suhu tertentu selama jangka waktu yang cukup lama, sebelum kemudian didinginkan kembali secara bertahap.

Perubahan pada struktur metalurgi dapat membantu mengurangi kemungkinan terjadinya retak tertunda dan meningkatkan keuletan, serta meningkatkan ketahanan korosi pada sambungan las, ketangguhan, kekuatan benturan, dan ketahanan terhadap retak rapuh.

PWHT biasanya dilakukan dengan menggunakan sistem pemanasan awal dan pemanasan yang dapat dikendalikan, dilengkapi dengan termokopel yang ditempatkan secara strategis untuk memastikan pemanasan yang merata tanpa menyebabkan distorsi pada komponen. PWHT titik juga dapat diterapkan pada komponen yang lebih besar seperti las melingkar pada pipa atau las penutup pada bejana tekan yang panjang, meskipun penerapan teknik ini dapat lebih menantang karena variasi ekspansi termal yang berpotensi menyebabkan distorsi yang signifikan.