Penyebab retak dingin pada pengelasan

Retak dingin adalah jenis retakan yang lebih umum dalam produksi pengelasan, yang terjadi ketika lasan didinginkan hingga suhu yang lebih rendah, untuk baja paduan rendah berkekuatan tinggi, sekitar suhu transformasi martensit. Tiga elemen pembentukan retakan dingin adalah kecenderungan pengerasan baja, kandungan hidrogen pada las dan distribusinya, dan keadaan tegangan sambungan las.

---

I. Kecenderungan pengerasan

Kecenderungan pengerasan baja terutama bergantung pada komposisi kimia dan kondisi pendinginannya. Semakin besar kecenderungan pengerasan baja, semakin besar kemungkinan terjadinya keretakan dingin saat pengelasan. Karena semakin besar kecenderungan pengerasan berarti pengelasan akan menghasilkan lebih banyak organisasi martensit ketika dipanaskan, dan kapasitas deformasi martensit yang rendah rentan terhadap patah getas. Kecenderungan pengerasan sambungan las, selain komposisi kimia, kondisi pendinginan, juga dengan proses pengelasan, struktur ketebalan pelat.

Diantaranya, pengaruh komposisi kimia terhadap kecenderungan pengerasan baja dapat diperkirakan secara kasar dengan menggunakan metode setara karbon [2], sebagai berikut.

CE (IIW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

Misalnya, untuk pelat baja dengan tebal kurang dari 20 mm, kecenderungan pengerasan tidak signifikan bila CE < 0,4%.

Logam dengan kecenderungan pengerasan yang besar akan membentuk cacat kisi dalam jumlah besar pada kondisi ketidakseimbangan termal, dan pada kondisi tegangan dan ketidakseimbangan termal akan membentuk sumber retakan bahkan meluas hingga membentuk retakan makro.

Jika hidrogen hadir di zona las dan terkena dampak panas, hal ini akan mengurangi ketangguhannya dan menghasilkan penggetasan hidrogen. Jaringan pengerasan martensit karbon tinggi sangat sensitif terhadap penggetasan hidrogen dan sensitivitas retak dingin. Kekerasan maksimum dari zona yang terkena panas biasanya digunakan dalam pengelasan untuk menilai kecenderungan pengerasan baja berkekuatan tinggi tertentu.

---

Kedua, hidrogen

Hidrogen merupakan salah satu faktor penting penyebab terbentuknya keretakan dingin pada pengelasan baja berkekuatan tinggi, sehingga bersifat tertunda, biasanya keretakan tertunda akibat hidrogen disebut “retak hidrogen” atau “retak akibat hidrogen”. Alasan dari “penundaan” ini adalah dibutuhkan waktu tertentu agar hidrogen dapat berdifusi di dalam baja, berkumpul pada cacat mikroskopis, menghasilkan tegangan, dan retak.

Semakin tinggi kandungan hidrogen pada sambungan las baja berkekuatan tinggi, semakin besar kerentanan terhadap retak, dan ketika kandungan hidrogen lebih besar dari nilai kritis tertentu, maka akan mulai muncul retakan, besaran nilai kritis bervariasi dari kasus ke kasus.

Ketika konsentrasi hidrogen di zona yang terkena panas yang dilas cukup tinggi, akan terjadi penggetasan lebih lanjut pada jaringan martensit (jika ada), dan dengan demikian terbentuklah retakan.

---

Ketiga, keadaan stres

Retak dingin pengelasan baja berkekuatan tinggi tidak hanya bergantung pada kecenderungan pengerasan baja, efek berbahaya dari hidrogen, tetapi juga bergantung pada keadaan tegangan sambungan las, dan kadang-kadang keadaan tegangan bahkan memainkan peran yang menentukan. Tegangan termal (pemanasan dan pendinginan tidak merata), tegangan perubahan fasa (perubahan volume organisasi selama perubahan fasa) dan bentuk struktur, urutan pengelasan, dll. pada sambungan las dapat membentuk gaya pembatas.

Ketiga unsur pembentukan retak dingin tersebut di atas, masing-masing memiliki hukum intrinsiknya sendiri, namun juga saling mempengaruhi. Secara umum, zona yang terkena panas dan kecenderungan pengerasan logam las merupakan faktor intrinsik terjadinya keretakan, sedangkan hidrogen dapat memainkan peran berbahaya dalam menyebabkan keretakan hanya jika terdapat pembentukan jaringan yang mengeras pada baja.