High Cycle Fatigue Behavior of Friction Stirr Butt Welded 6061 Aluminium Alloy
AA 6061 merupakan
material campuran atau yang lebih dikenal dengan alloy yang banyak digunakan
pada frame kapal, pipe line, atau pada pesawat terbang. Dan diantara teknik
teknik pengelasan yang ada, teknik Friction Stir Welding (FSW) merupakan teknik
yang banyak diterapkan untuk aluminium. Prinsip dasar dari proses pengelasan
FSW yakni dengan menggunakan sebuah tool yang terdiri dari pin dan shoulder
yang diputar pada kecepatan tertentu. Tool akan melakukan penetrasi pada ujung
kedua plat yang akan disambung dengan kedalaman tertentu dan kemudian bergerak
dengan cara berotasi sekaligus translasi atau mengikuti garis sambungan antar
plat.
Sebagaimana namanya
‘Friction Stir..’, tool memiliki peran utama yaitu memanaskan logam dan
menggerakkan atau mengaduk lelehan material yang terkena panas sehingga
menghasilkan sambungan. Dengan mekanisme yang sedemikian rupa, dapat kita
ketahui bahwa panas dihasilkan dari gesekan yang terjadi antara tool FSW dengan
benda kerja yang selain menghasilkan HAZ(Heat Affected Zone) atau area panas,
juga akan berdampak pada sifat atau karakteristik dari struktur kristal
sambungan tersebut.
Dan
pada desain suatu struktur, sifat fatigue pada sambungan menjadi salah satu
faktor yang sangat penting. Semakin lama ketahanan sambungan terhadap fatigue
maka semakin baik performanya. Buktinya, banyak studi yang sudah dilakukan
untuk mengetahui sifat atau karakteristik fatigue pada sambungan FSW pada alloy
aluminium, yakni dengan uji fatigue pada beberapa jenis aluminium alloy seperti
2024-T3 FS AA, A6N01 S-T6 FS, 5083-H321 AA, dan lain lain. Dan di antara studi
studi tersebut, beberapa menghasilkan penemuan tentang sifat fatigue akibat
dari penyambungan menggunakan FSW dengan atau tanpa flash atau spark
(kilat/cahaya). Dikatakan bahwa retak bermula dari konsentrasi tegangan yang
terjadi akibat dari flash yang juga menutupi struktur mikro sebagai efek dari
cahaya tersebut. Dan pada welding tanpa flash, diketahui bahwa inti kertakan
terletak di dalam gumpalan atau bongkahan material sambungan hasil dari adukan
tool. Dan dari riset yang lain dapat disimpulkan bahwa sifat fatigue suatu
material dipengaruhi oleh struktur mikronya.
Untuk
itu dilakukanlah sebuah riset eksperimental untuk mengetahui sifat fatigue dari
material 6061 Aluminium Alloy, dengan kata lain, untuk mengetahui ketahanan
6061 AA terhadap beban fatigue yakni dengan mengidentifikasi karakteristik –
karakteristik struktur mikro dari area adukan (stir zone), area yang terkena
panas dan gesekan (TMAZ dan HAZ) sehingga didapatkan sifat sifat keretakan dan
karakteristik jalur retak dari area yang mengalami retak dan juga sifat sifat permukaan
yang sudah patah. Semuanya akan dilakukan dengan melakukan FSW pada 6061 AA
dengan kecepatan putar 600, 800, 1000, dan 1200 r/min untuk masing masing
kecepatan translasi 80 dan 100 mm/min pada kedalaman konstan 1,85 mm. Dan
mengambil dari studi yang sudah ada terhadap parameter FSW, didapatkan bahwa
nilai energi yang diinputkan/diaplikasikan untuk mencari tau kekuatan tarik
ultimate (UTS) pada sambungan adalah 297
kJ hingga 354 kJ dari range total energi yang diinput yakni 196 kJ sampai 405
kJ.