Stres Residu Pengelasan

Tegangan sisa pengelasan mengacu pada tegangan internal yang dihasilkan dalam struktur yang dilas karena deformasi termal yang terbatas selama proses pengelasan. Khususnya, selama peleburan, pemadatan, dan penyusutan pendinginan logam las, tegangan termal yang signifikan dihasilkan karena kendala tersebut, menjadikannya komponen utama tegangan sisa. Sebaliknya, tegangan internal yang timbul dari perubahan struktur metalografi selama proses pendinginan merupakan komponen sekunder dari tegangan sisa. Semakin besar kekakuan struktur dan semakin tinggi derajat kendalanya, semakin besar pula tegangan sisa, dan akibatnya, semakin besar dampaknya terhadap daya dukung struktur. Artikel ini terutama membahas dampak tegangan sisa pengelasan pada struktur.

Dampak Tegangan Residu Pengelasan pada Struktur atau Komponen

Tegangan sisa pengelasan adalah tegangan awal yang terjadi pada penampang suatu komponen bahkan sebelum komponen tersebut memikul beban eksternal. Selama masa pakai komponen, tegangan sisa ini bergabung dengan tegangan kerja yang disebabkan oleh beban eksternal, menyebabkan deformasi sekunder dan redistribusi tegangan sisa. Hal ini tidak hanya mengurangi kekakuan dan stabilitas struktur tetapi juga, di bawah pengaruh gabungan suhu dan lingkungan, secara signifikan mempengaruhi kekuatan lelah struktur, ketahanan terhadap patah getas, ketahanan terhadap retak korosi tegangan, dan retak mulur suhu tinggi.

Dampak terhadap Kekakuan Struktural

Ketika gabungan tegangan dari beban luar dan tegangan sisa pada suatu area struktur mencapai titik leleh, material pada area tersebut akan mengalami deformasi plastis lokal dan kehilangan kemampuannya untuk menahan beban lebih lanjut, sehingga menyebabkan penurunan efektif penampang. luas dan, akibatnya, kekakuan struktur. Misalnya, pada struktur dengan las memanjang dan melintang (seperti las pelat rusuk pada balok I), atau struktur yang telah mengalami pelurusan api, tegangan tarik sisa yang signifikan dapat timbul pada penampang melintang yang lebih besar. Meskipun rentang distribusi tegangan-tegangan ini sepanjang komponen mungkin tidak luas, dampaknya terhadap kekakuan masih cukup besar. Khususnya untuk balok las yang mengalami pelurusan api ekstensif, mungkin terdapat penurunan nyata dalam kekakuan selama pembebanan dan berkurangnya pantulan selama pembongkaran, yang tidak dapat diabaikan untuk struktur dengan persyaratan akurasi dan stabilitas dimensi yang tinggi.

Dampak terhadap Kekuatan Beban Statis

Untuk material rapuh yang tidak dapat mengalami deformasi plastis, tegangan di dalam komponen tidak dapat didistribusikan secara merata seiring dengan meningkatnya gaya eksternal. Puncak tegangan akan terus meningkat hingga mencapai batas luluh material, menyebabkan kegagalan lokal dan akhirnya menyebabkan patahnya seluruh komponen. Adanya tegangan sisa pada material rapuh mengurangi kapasitas menahan bebannya, sehingga menyebabkan patah. Untuk material ulet, adanya tegangan sisa tarik triaksial pada lingkungan bersuhu rendah dapat menghambat terjadinya deformasi plastis, sehingga mengurangi kapasitas menahan beban komponen secara signifikan.

Kesimpulannya, tegangan sisa pengelasan mempunyai dampak yang signifikan terhadap kinerja struktur. Desain yang wajar dan pengendalian proses dapat mengurangi tegangan sisa, sehingga meningkatkan keandalan dan daya tahan struktur yang dilas.