Optimasi Preheat pada Pengelasan Dissimilar: AISI 304 & A36

Fokus Penelitian

Penelitian ini mengkaji pengaruh suhu preheat (100°C, 200°C, dan 300°C) terhadap struktur mikro, sifat mekanik, dan ketahanan korosi pada sambungan las antara dua logam berbeda: baja tahan karat austenitik AISI 304 dan baja karbon rendah A36 menggunakan proses las MIG.

Mengapa Penelitian Ini Penting?

Pengelasan dua logam tak sejenis semakin umum di dunia teknik karena alasan desain dan efisiensi biaya. Namun, tantangan utamanya tidak sederhana: 1). Baja tahan karat dapat mengalami penurunan ketahanan korosi akibat endapan karbida krom, 2). Baja karbon cenderung mengeras dan menjadi getas pada area HAZ akibat pendinginan cepat, 3). Perbedaan karakteristik termal kedua logam dapat memicu retak, tegangan sisa, hingga korosi retak tegangan (SCC).

Gambar Diagram sensitisasi baja tahan karat (Kou, 1987)

Solusinya? Preheat atau pemanasan awal sebelum pengelasan, yang berfungsi mengontrol laju pendinginan dan mengurangi tegangan sisa.

Hasil Utama

Struktur Mikro

1. HAZ A36: Tanpa preheat & 100°C: terbentuk ferit α + acicular bainit (lebih keras), preheat 200°C & 300°C: berubah menjadi ferit α + feathery bainit → struktur lebih ulet.
2. Logam las: didominasi austenit dengan sedikit ferit δ, menunjukkan struktur dupleks.
3. HAZ AISI 304: struktur tidak banyak berubah meski preheat berbeda.

 Sifat Mekanik

1. Kekerasan HAZ A36 tertinggi tanpa preheat (307 VHN), namun justru menjadi lebih ulet dan fleksibel setelah preheat 200°C (215 VHN).
2. Kekuatan tarik meningkat dari 480 MPa menjadi 538 MPa saat preheat 200°C.
3. Kekuatan luluh juga meningkat pada preheat 300°C (dari 337 MPa ke 348 MPa).

Gambar Distribusi nilai kekerasan (VHN)

Ketangguhan (Impact Strength)

1. Suhu uji bervariasi dari -60°C hingga 60°C.
2. Preheat 300°C memberikan ketangguhan tertinggi (110 Joule) pada suhu uji 30°C.
3. Nilai terendah tercatat pada -60°C tanpa preheat (25,2 Joule).

Gambar Hasil Pengujian Energi impak Vs Temperatur daerah las

Fraktografi

1. Pada suhu dingin (-60°C): patah getas (cleavage fracture).
2. Pada suhu 30°C: patah dimple yang menunjukkan patah ulet akibat deformasi mikrovoid.

Foto Fraktografi Daerah las dengan SEM: Temperatur pengujian -60^oC, dan Temperatur pengujian 30^oC

Korosi

1. Semua spesimen dengan preheat menunjukkan laju korosi lebih rendah.
2. Jenis korosi yang ditemukan: Weld metal ( korosi sumuran/pitting), A36 (korosi galvanik), AISI 304 (korosi intergranular).
3. Preheat terbukti menurunkan tegangan sisa dan meningkatkan ketahanan terhadap SCC.

Kesimpulan Penting

1. Preheat memengaruhi struktur mikro dan sifat mekanik: Struktur bainit yang terbentuk pada suhu lebih tinggi lebih lunak dan ulet, dan preheat 300°C menghasilkan sambungan dengan kekerasan rendah dan ketangguhan tinggi.
2. Preheat juga memperbaiki ketahanan korosi, khususnya pada daerah HAZ dan las.

Rekomendasi Praktis

Untuk pengelasan sambungan tak sejenis antara baja AISI 304 dan A36, suhu preheat 300°C adalah pilihan terbaik untuk: Mengurangi kekerasan HAZ, Meningkatkan keuletan dan kekuatan tarik, Meminimalkan laju korosi dan risiko SCC.