Setara karbon (Ceq) adalah satu-satunya parameter terpenting untuk menilai kemampuan las Q390B dan risiko retak dingin.
1. Kisaran Setara Karbon (Ceq) untuk Q390B
Ceq untuk Q390B bukanlah nilai tunggal yang tetap, namun merupakan batas maksimum yang diperbolehkan yang ditetapkan oleh standar. Kisaran tipikal/aktual pada baja yang diproduksi secara komersial berasal dari batas komposisi kimianya dalam GB/T 1591-2018.
Beberapa produsen mungkin menargetkan harga yang lebih rendah (~0,44-0,46%) untuk meningkatkan kemampuan las, sementara produsen lainnya berusaha mencapai batas tersebut untuk memastikan target kekuatan dapat dipenuhi dengan paduan yang lebih murah.
Poin Utama:Saat pengadaan Q390B, nilai Ceq sebenarnya harus dicantumkan pada Sertifikat Uji Pabrik. Jangan mengandalkan kisaran tipikal; gunakan nilai yang diberikan untuk perhitungan prosedur pengelasan Anda.
2. Bagaimana Ceq Mempengaruhi Kerentanan Retak Dingin
Retak dingin (juga disebut-retak akibat hidrogen atau retak tertunda) adalah risiko besar saat mengelas baja-kekuatan tinggi,-paduan rendah seperti Q390B. Ceq merupakan prediktor langsung risiko ini melalui mekanisme berikut:
Tautan: Ceq → Pengerasan → Struktur Mikro → Kerentanan
Ceq Tinggi → Kekerasan Tinggi:
Rumus Ceq memperkirakan kemampuan baja untuk membentuk fase keras pada pendinginan cepat. Setiap elemen dalam rumus berkontribusi terhadap pergeseran diagram Waktu-Suhu-Transformasi (TTT) ke kanan, yang berarti martensit terbentuk bahkan pada laju pendinginan yang lebih lambat.
Pendinginan Cepat → Pembentukan Martensit Keras:
Selama pengelasan, Heat{0}}Zona Terpengaruh Panas (HAZ) dipanaskan hingga suhu tinggi dan kemudian didinginkan dengan cepat oleh logam dasar dingin di sekitarnya. Jika Ceq tinggi, HAZ akan berubah menjadi martensit yang keras dan rapuh dibandingkan ferit/perlit yang lebih lunak.
Martensit + Hidrogen + Stres=Retak Dingin:
Ini adalah model "tiga{0}}faktor" klasik untuk cold cracking:
Struktur Mikro Rentan (Martensit):Disediakan oleh Ceq yang tinggi. Martensit memiliki ketangguhan yang rendah dan sangat rentan terhadap retak.
Hidrogen (H):Diperkenalkan dari kelembaban dalam fluks pengelasan, gas pelindung, atau kontaminan permukaan pelat.
Stres Tarik:Tidak dapat dihindari dari penyusutan termal dan pengekangan sendi.
Atom hidrogen berdifusi dan terakumulasi dalam HAZ martensit yang tertekan. Ketika kombinasi kritis tercapai, retakan rapuh menyebar, sering kali beberapa jam atau hari setelah pengelasan (retakan "tertunda").
Implikasi Praktis untuk Pengelasan Q390B
Karena Ceq Q390B (0,44-0,49%) secara signifikan lebih tinggi dibandingkan baja ringan (misalnya, ~0,35% untuk Q235) dan cukup tinggi dibandingkan Q355B, prosedur pengelasan yang ketat tidak dapat dinegosiasikan.
| Kisaran Ceq (IIW). | Implikasi Prosedur Pengelasan untuk Q390B |
|---|---|
| ~0.44 - 0.46% | Moderate Risk. Preheating is mandatory for most thicknesses (>10-15mm). Diperlukan kontrol ketat terhadap sumber hidrogen. |
| ~0.47 - 0.49% | Resiko Tinggi. Diperlukan suhu pemanasan awal/interpass yang lebih tinggi. Mungkin memerlukan penggunaan elektroda hidrogen ultra-rendah (<5ml/100g deposited metal). Post-weld heat treatment (PWHT) may be necessary for thick, highly restrained joints. |
Tindakan Mitigasi yang Diperlukan:
Kontrol Suhu Pemanasan Awal & Interpass:Ini adalah kontrol utama. Pemanasan awal memperlambat laju pendinginan, memungkinkan HAZ berubah menjadi struktur mikro yang lebih lunak dan ulet (misalnya bainit) dibandingkan martensit. Suhu pemanasan awal yang diperlukan (misalnya, 80 derajat - 150 derajat ) ditentukan langsung olehCeq aktual dan ketebalan pelat.
Praktik Ultra-Rendah Hidrogen:
Gunakan bahan habis pakai pengelasan yang tergolong rendah-hidrogen (H4) atau sangat rendah-hidrogen (H5, H10).
Panggang elektroda secara ketat sesuai dengan spesifikasi pabrikan.
Jaga agar benda kerja tetap kering sempurna (tidak lembab, es, karat).
Masukan Panas Optimal:Pertahankan masukan panas dalam kisaran yang memenuhi syarat. Terlalu rendah mendorong pendinginan cepat dan martensit. Terlalu tinggi dapat membuat butir HAZ menjadi terlalu kasar sehingga mengurangi ketangguhannya.
Pasca-Perlakuan Panas Las (PWHT): For thick sections (often >30-40mm) atau sambungan yang sangat tertahan, pemanggang pelepas stres (misalnya, 550-600 derajat ) digunakan untuk melunakkan martensit, menyebarkan hidrogen, dan menghilangkan stres.
Kualifikasi Prosedur Pengelasan (WPQR):Uji kualifikasi prosedur harus mencakup lintasan kekerasan di seluruh HAZ untuk memverifikasi bahwa kekerasan tersebut tidak melebihi batas aman (biasanya 350 HV10) dan tidak ada retakan.
Ringkasan
Setara Karbon (Ceq) Q390B, biasanya 0,44-0,49%, adalah ukuran kuantitatif langsung dari kecenderungannya untuk membentuk martensit yang keras dan sensitif terhadap retak di HAZ las. Ceq yang lebih tinggi ini dibandingkan dengan-tingkat kekuatan yang lebih rendah secara mendasar meningkatkan kerentanannya terhadap retak dingin. Oleh karena itu, pengelasan Q390B memerlukan prosedur-hidrogen rendah yang dikontrol secara ketat dengan pemanasan awal wajib, dengan parameter yang disesuaikan dengan nilai dan ketebalan Ceq tertentu. Mengabaikan hubungan ini adalah penyebab paling umum dari kegagalan las yang parah pada struktur baja berkekuatan tinggi.