Mengenal Heat Affected Zone (HAZ) Pada Proses Pengelasan

Heat Affected Zone (HAZ) - Pada proses pengerjaan logam yang melibatkan panas seperti pengelasan, pemotongan, dan proses pengerjaan lainnya yang menggunakan panas dapat menyebabkan terjadinya HAZ (Heat Affected Zone). Dampak dari adanya HAZ ini sangat dipertimbangkan, terutama di dalam proses pengelasan. Dampak dari HAZ ini sangat dipertimbangkan karena mempengaruhi sifat logam dan kualitas akhir dari produk yang diproses. Dengan demikian, di dalam pengelasan perlu dipahami beberapa aspek yang berkaitan dengan HAZ.

Pengertian Heat Affected Zone (HAZ)

Apa yang dimaksud dengan Heat Affected Zone?

Heat Affected Zone (HAZ) adalah bagian area logam yang mengalami perubahan sifat karena terkena paparan panas dengan temperatur yang sangat tinggi pada saat proses pengelasan.

Pada proses pengelasan, area HAZ terletak di antara area pengelasan dan area logam induk yang terpapar panas.

Selama proses pengelasan, akan terjadi proses penyerapan dan penyaluran panas pada area sekitar logam yang sedang di las. Dampak yang ditimbulkan dari panas tersebut akan membentuk sebuah area atau zona yang berada di antara logam cair (logam pengelasan) dan logam dasar (logam induk). Pada area tersebut, logam tidak meleleh tetapi terjadi perubahan sifat dan struktur mikro logam. Dari perubahan sifat dan struktur tersebut, kekuatan logam dapat berkurang dan dapat menjadi area terlemah pada proses pengelasan karena adanya pengaruh panas atau HAZ.

Besarnya area HAZ yang dihasilkan pada proses pengelasan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu sifat logam, intensitas panas, konsentrasi panas, dan jenis pengelasan yang digunakan.

Penyebab HAZ Pada Pengelasan

Pada dasarnya, HAz yang muncul pada logam disebabkan karena paparan panas yang diterima oleh logam. Tetapi, selain itu terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi ukuran dan tingkat area HAZ. Faktor yang mempengaruhi HAZ tersebut diantaranya adalah:

1. Tingkat Paparan Yang Diterima

Jumlah panas yang diterima logam pada saat proses pengelasan akan mencapai bahkan melebihi titik leleh logam tersebut. Setelah itu logam akan mengalami proses pendinginan yang dapat menyebabkan perubahan struktur mikro pada logam.

2. Difusivitas Termal Logam

Faktor lain selain paparan panas yang dapat mempengaruhi ukuran HAZ adalah difusivitas Termal pada logam. Tingkat difusivitas Termal pada logam dipengaruhi oleh faktor konduktivitas termal, densitas, dan panas spesifik logam.

Logam yang memiliki difusivitas tinggi akan menyerap dan menyalurkan panas dengan lebih cepat dan proses pendinginan juga terjadi lebih cepat sehingga ukuran HAZ dapat diminimalisir. Tetapi, untuk logam yang memiliki difusivitas rendah akan menghasilkan area HAZ yang lebih tinggi karena penyaluran panas dan laju pendinginan yang lebih lambat.

3. Laju Pendinginan

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, laju pendinginan menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi area HAZ. Semakin cepat laju pendinginan maka akan semakin kecil area HAZ, semakin lama laju pendinginan maka akan semakin luas area HAZ nya.

4. Kecepatan Pengelasan

Kecepatan pengelasan juga termasuk faktor yang mempengaruhi area HAZ. Semakin cepat proses pengelasan yang dilakukan maka akan semakin kecil area HAZ yang dihasilkan.

5. Bentuk Geometri Pengelasan

Bentuk geometri logam yang akan dilas berpengaruh terhadap area HAZ yang dihasilkan. Beberapa geometri logam dapat memperlambat laju pendinginan sehingga area HAZ yang dihasilkan dapat meningkat.

Dampak dan Pengaruh HAZ Pada Pengelasan

HAZ yang dihasilkan pada proses pengelasan logam dapat menyebabkan dampak yang bisa merugikan pada sifat dan mikrostruktur logam, terutama pada area yang terpengaruh oleh panas.

Beberapa dampak yang ditimbulkan oleh HAZ pada logam yaitu:

1. Mengurangi kekuatan logam
2. Tegangan sisa pada area HAZ
3. Mengurangi ketangguhan logam
4. Mengurangi ketahanan terhadap korosi
5. Penggetasan hidrogen (hydrogen embrittlement)
6. Retak pada permukaan logam
7. Perubahan dasar oksidasi
8. Distorsi pada logam

Selain dampak dan Pengaruh HAZ pada logam yang sudah disebutkan di atas, masih banyak dampak lain yang mungkin dapat terjadi karena pengaruh sifat material dan jenis pengelasan yang digunakan.

Cara Mengurangi Dampak HAZ

HAZ yang terjadi pada logam hasil pengelasan dapat memberikan beberapa dampak yang merugikan. Pada proses pengelasan, pengaruh HAZ sangat sulit untuk dihindari. Akan tetapi, dampak HAZ dapat diminimalisir dengan beberapa cara.

Cara untuk meminimalisir dampak HAZ pada logam hasil pengelasan yaitu:

1. Heat Treatment (Perlakuan Panas)

Heat treatment adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengurangi area HAZ pada pengelasan dengan baik. Heat treatment yang dilakukan pada logam dapat mengembalikan sebagian sifat dan kekuatan logam yang hilang akibat HAZ.

Heat treatment dapat dilakukan sebelum proses pengelasan (pre-weld heat treatment) atau sesudah pengelasan (post-weld heat treatment)

2. Mempercepat Proses Pengelasan

Salah satu yang mempengaruhi HAZ adalah lamanya proses pengelasan. Mempercepat proses pengelasan diharapkan dapat mengurangi lamanya intensitas paparan pada logam sehingga dapat mengurangi HAZ yang dihasilkan.

Proses pengelasan yang dimaksud di sini adalah proses pengelasan standar yang dilakukan dengan efektif dan efisien.

3. Proses Finishing Pada Area HAZ

Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi area HAZ pada hasil pengelasan yaitu dengan menghilangkan area HAZ tersebut dengan proses finishing.

Proses finishing yang dilakukan pada area HAZ boleh dilakukan jika memungkinkan dan tidak mempengaruhi hasil dan aplikasi pengelasan.

Beberapa cara finishing yang dapat dilakukan pada area HAZ d antaranya yaitu proses machining, cutting atau grinding. Proses finishing tersebut dilakukan untuk mengeliminasi area logam yang menghasilkan HAZ.