Welding Revisi [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pada era serba teknologi ini teknik pengelasan sangat diperlukan untuk berbagai proses pengerjaan industri seperti, pemotongan logam dan penyambungannya, konstruksi bangunan baja, dan konstruksi permesinan yang memang tidak dapat dipisahkan dengan teknologi manufaktur. Teknologi pengelasan termasuk yang paling banyak digunakan karena memiliki beberapa keuntungan seperti bangunan dan mesin yang dibuat dengan teknik pengelasan menjadi ringan dan lebih sederhana dalam proses pembuatannya. Kualitas dari hasil pengelasan sangat tergantung pada keahlian dari penggunanya dan persiapan sebelum pelaksanaan pengelasaan Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Definisi las berdasarkan DIN (Deutche Industrie Normen) adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam panduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Secara umum pengelasan dapat didefinisikan sebagai penyambungan dari beberapa batang logam dengan memanfaatkan energi panas Penyambungan dua buah logam menjadi satu dilakukan dengan jalan pemanasan atau pelumeran, dimana kedua ujung logam yang akan disambung di buat lumer atau dilelehkan dengan busur nyala atau panas yang didapat dari busur nyala listrik (gas pembakar) sehingga kedua ujung atau bidang logam merupakan bidang masa yang kuat dan tidak mudah dipisahkan (Arifin,1997). Saat ini terdapat sekitar 40 jenis pengelasan. Dari seluruh jenis pengelasan tersebut hanya dua jenis yang paling populer di Indonesia yaitu pengelasan dengan menggunakan busur nyala listrik (Shielded metal arc welding/ SMAW) dan las karbit (Oxy acetylene welding/OAW)



Diharapkan dengan adanya laporan ini dapat meningkatkan pemahaman mahasiswa di dalam praktek maupun teori pengelasan sehingga kelak dapat menunjang keterampilan dan kemampuan mahasiswa di dalam dunia teknik pemesinan. 1.2. Tujuan 1.2.1. Tujuan umum praktikum pengelasan adalah : a. Pengenalan secara langsung terhadap mesin las serta cara pengoperasiannya. b. Peningkatan



pengetahuan



serta



ketrampilan



tentang



proses



pengelasan 1.2.2. Tujuan khusus praktikum pengelasan adalah : a. Dapat mengetahui, memahami dan melakukan proses pengelasan. b. Melatih ketrampilan dalam mengoperasikan mesin las.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Las Listrik Las busur listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus sampai habis. Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut. Mesin las busur listrik dapat mengalirkan arus listrik cukup besar tetapi dengan tegangan yang aman (kurang dari 45 volt). Busur listrik yang terjadi akan menimbulkan energi panas yang cukup tinggi sehingga akan mudah mencairkan logam yang terkena. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan dengan memperhatikan ukuran dan type elektrodanya. Pada las busur, sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi antara benda kerja dan elektroda. Elektroda atau logam pengisi dipanaskan sampai mencair dan diendapkan pada sambungan sehingga terjadi sambungan las. Mula-mula terjadi kontak antara elektroda dan benda kerja sehingga terjadi aliran arus, kemudian dengan memisahkan penghantar timbullah busur. Energi listrik diubah menjadi energi panas dalam busur dan suhu dapat mencapai 5500 °C. (Wikipedia. 2016) 2.2 Pengertian SMAW Shielded Metal Arc Welding (SMAW) atau Las elektroda terbungkus adalah suatu proses penyambungan dua keping logam atau lebih, menjadi suatu sambungan yang tetap, dengan menggunakan sumber panas listrik dan bahan tambah/pengisi berupa elektroda terbungkus (fluks). Fungsi fluks pada pengelasan ini adalah membentuk slag diatas hasil lasan yang berfungsi



sebagai pelindung hasil lasan dari udara(Oksigen, hidrogen,dsb.) selama proses las berlangsung. 2.3 Prinsip Kerja SMAW Ketika ujung elektroda didekatkan pada logam induk akanterjadibusur api listrik yang akan menghasilkan panas. Panas inilah yang mencairkan ujungelektroda (kawat las) dan benda kerja secara setempat. Dengan adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk, terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam lasan (weldment) dan terak (slag).



Gambar 2.1. Proses SMAW Sumber: Dokumentasi Laboratorium Proses Manufaktur 2.4 Instalasi SMAW



2



3



1 4



5



9 8 6



7 10



Gambar 2.2. Peralatan Pengelasan SMAW Sumber: Dokumentasi Laboratorium Proses Manufaktur



Peralatan yang digunakan untuk pengelasan SMAW adalah sebagai berikut: 1. Workpiece or Base Metal Benda kerja yang digunakan untuk melakukan proses pengelasan. 2. Electrode Elektroda atau kawat las ialah suatu benda yang dipergunakan untuk melakukan pengelasan listrik yang berfungsi sebagai pembakar yang akan menimbulkan busur nyala. 3. Electrode Holder Perlengkapan ini berfungsi untuk menjepit atau memegang elektroda. Alat ini harus memenuhi syarat diantaranya tidak mudah panas, ringan, dan isolator cukup aman bagi sipemakai. 4. Electrode Lead Cabel Kabel yang menghubungkan mesin las dengan elektroda. Kabel massa menghubungkan pesawat las dengan benda kerja. 5. Plug to Power Source Sebuah peralatan listrik yang menghubungkan suatu alat untuk pasokan listrik melalui soket dinding atau kabel ekstensi 6. Input Power Lead (kabel listrik) Kabel yang menghubungkan mesin las dengan socket dinding 7. Workpiece Lead Kabel yang menghubungkan mesin las dengan clamp. Kabel massa menghubungkan mesin las dengan meja las. 8. Workpiece Connection (Clamp) Sebuah tang penjepit yang di aliri arus negatif dari mesin las listrik ke meja las 9. Welding Table Meja las adalah alat yang di gunakan untuk menaruh benda kerja yang akan di las 10. Arc Welding Power Source Salah satu bagian komponen dari sistem pengelasan yang menyediakan arus listrik untuk melakukan pengelasan.



2.5 Las Tungsten Inert Gas Welding (TIG) atau Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) Las Tungsten Inert Gas (TIG) atau Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) adalah jenis pengelasan dengan memakai busur nyala api yang menghasilkan elektroda tetap yang terbuat dari tungsten (wolfram), sedangkan bahan penambah terbuat dari bahan yang sama atau sejenis dengan bahan yang dilas dan terpisah dari torch. Untuk mencegah oksidasi, maka dipakai gas pelindung yang keluar dari torch biasanya berupa gas argon dengan kemurnian mencapai 99,99%. Pada proses pengelasan ini peleburan logam terjadi karena panas ang dihasilkan oleh busur listrik antara elektroda dan logam induk [Aljufri, 2008]. 2.6 Pengertian TIG Tungsten Inert Gas (TIG) adalah suatu proses pengelasan busur listrik elektroda tidak terumpan, dengan menggunakan gas mulia sebagai pelindung terhadap pengaruh udara luar. Pada proses pengelasan TIG peleburan logam terjadi karena panas yang dihasilkan oleh busur listrik antara elektroda dengan logam induk. Pada jenis pengelasan ini logam pengisi dimasukkan ke dalam daerah arus busur sehingga mencair dan terbawa ke logam induk. Las TIG dapat



dilaksanakan



secara



manual



atau



secara



otomatis



dengan



mengotomatisasikan cara pengumpanan logam pengisi [Aljufri, 2008]. 2.7 Prinsip Kerja Las TIG atau GTAW Pada gambar 2.3 menunjukkan skema atau cara pelaksanaan pengelasan GTAW. Prosesnya menggunakan gas lindung untuk mencegah terjadinya oksidasi pada bahan las yang panas. Untuk menghasilkan busur nyala, digunakan elektroda yang tidak terkonsumsi terbuat dari logam tungsten atau paduannya yang mempunyai titik lebur sangat tinggi [Sriwidharto, 2006]. Busur nyala dihasilkan dari arus listrik melalui konduktor dan mengionisasi gas pelindung. Busur terjadi antara ujung elektroda tungsten dengan logam induk. Panas yang dihasilkan busur langsung mencairkan logam induk dan juga logam las berupa kawat las (rod). Penggunaan kawat las tidak selalu dilaksanakan (hanya jika dirasa perlu sebagai logam penambah).



Pencairan kawat las dilaksanakan di ujung kolam las yang sambil proses pengelasan berjalan. Terdapat 4 (empat) komponen dasar atau komponen utama dari las GTAW, yaitu [Sriwidharto, 2006]: 1. Obor (torch) 2. Elektroda tidak terkonsumsi (tungsten) 3. Sumber arus las 4. Gas pelindung



Gambar 2.3. Skema Las TIG Sumber: Dokumentasi Laboratorium Proses Manufaktur UNY 2.8 Instalasi TIG 1. Power Source. Power Source merupakan sumber energi yang digunakan untuk menyalakan busur listrik pengelasan GTAW. Listrik yang berasal dari stop kontak dirubah oleh rangkaian transformer step up pada power source sehingga memiliki tegangan dan arus listrik yang cukup tinggi untuk digunakan mengelas. Output dari mesin las bisa bermacam – macam tergantung dari tipenya. Mesin las bisa menghasilkan listrik arus searah (Direct Current), arus bolak – balik (Alternating Current), ataupun keduanya dengan hanya menekan tombol pada mesin las untuk mengganti jenis arus keluarannya. Khusus pada mesin las GTAW, ada beberapa fungsi tambahan seperti untuk regulator gas shielding dan kendali pada control pedal. 2. Inert Gas Supply.



Inert Gas Supply adalah tabung silinder yang berisi gas mulia (inert) yang digunakan untuk mensuplai kebutuhan gas pelindung kawat las. Tabung gas yang digunakan memiliki kapasitas beragam, mulai dari 1 m3 hingga 10 m3. Pada umumnya proses las GTAW memang menggunakan gas mulia argon. Akan tetapi gas mulia helium juga banyak digunakan apabila argon terlalu langka untuk digunakan. Pada beberapa kasus pengelasan GTAW juga menggunakan jenis gas aktif seperti karbon dioksida (CO2) pada pengelasannya. Gas mulia yang biasa digunakan memiliki beberapa tingkatan kemurnian, yang paling umum adalah welding grade atau industrial grade, dengan standar kemurnian yang cukup. High purity grade memiliki kemurnian lebih tinggi dari industrial grade dan ultra-high purity memiliki tingkat kemurnian 99.99% menjadikannya memiliki tingkatan tertinggi dalam hal kemurnian. 3. Flowmeter dan Regulator. Regulator GasFlowmeter dan Regulator adalah bagian yang berfungsi untuk mengatur laju aliran gas dari silinder suplai. Selain katup buka tutup yang ada pada tabung suplai, regulator juga memiliki katup untuk mengatur tekanan kerja gas pelindung. Regulator juga dilengkapi dengan dua indikator yang masing – masing berfungsi untuk mengetahui tekanan kerja gas serta volume gas yang tersisa. Masih menjadi satu rangkaian terdapat flowmeter yang berfungsi untuk mengatur laju debit aliran gas. Untuk menentukan laju debit aliran gas sendiri tergantung pada jenis gas, posisi pengelasan, dan kondisi sekitar pekerjaan pengelasan berangin atau tidak. Beberapa jenis regulator, khususnya pada regulator gas CO2, dilengkapi dengan pemanas yang berfungsi untuk mencegah terbentuknya uap air akibat reaksi dengan udara di sekitarnya. 4. Cooling Water. Cooling Water berfungsi untuk mendinginkan torch agar tidak terlampau panas akibat pekerjaan las yang terus menerus. Karena pengelasan GTAW biasanya dilakukan secara terus menerus dengan panas yang dihasilkan oleh busur listrik bisa mencapai 3.000oC sehingga untuk mengurangi kerusakan pada torch beberapa model torch dilengkapi dengan



mekanisme pendinginan. Untuk torch yang bermodel self-insulated atau air-insulated pendinginan berasal dari aliran udara dan gas pelindung. Tetapi untuk model water-insulated ada selang insulasi khusus yang masuk pada torch handle. Selang tersebut berfungsi untuk mensirkulasikan air agar panas pada torch bisa terdistribusikan melalui air yang mengalir tersebut. 5. Foot Pedal Fine Control. Foot Pedal Fine Control adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengatur besar kecilnya arus yang digunakan pada saat pengelasan sedang berlangsung. Khusus pada pengelasan GTAW yang memang cenderung rumit, alat ini memiliki banyak kegunaan, seperti untuk membantu menyalakan busur listrik tanpa perlu melakukan kontak antara elektroda dengan logam induk dan untuk mencegah crater crack dengan mematikan busur listrik secara bertahap. Selain itu, untuk mencegah terjadinya cacat burn through dan lack of fusion biasanya welder akan memanfaatkan fungsi dari pedal ini. 6. Welding Torch. Welding



Torch



GTAWWelding



Torch



adalah



bagian



yang



dikendalikan oleh welder pada saat pekerjaan pengelasan berlangsung. Torch khususnya untuk GTAW memiliki bagian yang cukup rumit jika dibandingkan proses lainnya yang cenderung lebih sederhana. Di bagian belakang, ada beberapa mekanisme inlet dan outlet. Seperti electrode cable yang membawa arus listrik dari mesin las, gas hose yang merupakan selang gas pelindung, water inlet and outlet hose yang berfungsi mensirkulasikan air untuk pendingin torch pada water-insulated torch. Selanjutnya ada torch handle yang berfungsi sebagai tempat pegangan welder dalam operasi pengelasan. Cap berfungsi untuk menutupi ujung elektroda yang biasanya terlalu panjang agar tidak ter ekspos ketika beraliran listrik karena bisa berbahaya apabila terjadi kontak arus pendek yang tidak diinginkan. Collet berfungsi untuk menjepit elektroda agar tidak bergeser pada saat digunakan. Gas orifice nut adalah sebuah baut



untuk menempatkan gas orifice yang berfungsi untuk menyemprotkan gas pelindung ke daerah kawah las. Gas nozzle berfungsi untuk mengarahkan semprotan gas agar terkumpul pada titik kawah las yang membutuhkan perlindungan gas. Tungsten electrode adalah elektroda tungsten yang digunakan untuk menyalakan busur, elektroda ini merupakan jenis elektroda tidak terumpan karena memiliki titik lebur yang lebih tinggi dari material yang di las dan hanya dipakai pada GTAW.



2.9 Las MIG ( Metal Inert Gas ) Las MIG ( metal inert gas ) merupakan sebuah pengembangan dari pengelasan GMAW ( gas metal arc welding ). Las GMAW mempunyai dua tipe gas pelindung yaitu inert gas dan actif gas yang kemudian sering dikenal dengan sebutan las MIG ( metal inert gas ) dan las MAG ( metal actif gas ). GMAW (gas metal arc welding) atau sering di sebut dengan las MIG ( Metal Inert Gas ) mulai dikenalkan di dunia industri pada tahun 1940-an. Di awal tahun 1950 yang diprakarsai oleh Lyubavshkii and Novoshilov, melakukan pengembangan GMAW dengan menggunakan diameter elektroda yang lebih besar dan gas pelindung yang digunakan adalah karbon dioksida CO2. Pengembangan ini menghasilkan percikan elektroda yang tinggi, dan panas pada benda kerja yang sedang. Di akhir tahun1950 terjadi perkembangan dibidang teknologi power source, dan perkembangan diameter elektroda yang digunakan semakin kecil 0.035" - 0.062" (0.9 - 1.6 mm). Proses las MIG sukses dikembangkan oleh Battele Memorial Institute pada tahun 1948 dengan sponsor Air Reduction Company. Las MIG ( metal inert gas ) pertama kali dipatenkan pada tahun 1949 di Amerika Serikat untuk pengelasan alumunium. Keunggulannya adalah penggunaan elektroda yang berdiameter lebih kecil dan sumber daya tegangan konstan (constant-voltage power source) yang telah dipatenkan sebelumnya oleh H.E. Kennedy. Pada tahun 1953, Lyubavskii dan Novoshilov mengumumkan penggunaan proses las MIG menggunakan gas CO2 sebagai gas pelindung. Mereka juga menggunakan gas CO2 untuk mengelas besi karbon. Gas CO2 dicampur



dengan Gas Argon yang dikenal sebagai Metal Active Gas (MAG), yang kemudian berkembang menjadi proses las MAG. Perkembangannya dari tahun ke tahun mengalami peningkatan, dengan kemajuan teknologi saat ini GMAW dapat diaplikasikan pada Proses Pengelasan dengan Sistem Otomasi (robot).



2.10 Pengertian Las MIG Las MIG ( Metal Inert Gas ) yaitu merupakan proses penyambungan dua material logam atau lebih menjadi satu melalui proses pencairan setempat, dengan menggunakan elektroda gulungan (filler metal) yang sama dengan logam dasarnya (base metal) dan menggunakan gas pelindung ( inert gas ). Las MIG (Metal Inert Gas) merupakan las busur gas yang menggunakan kawat las sekaligus sebagai elektroda. Elektroda tersebut berupa gulungan kawat (rol) yang gerakannya diatur oleh motor listrik. Las ini menggunakan gas argon dan helium sebagai pelindung busur dan logam yang mencair dari pengaruh atmosfir.



2.11 Prinsip kerja Las MIG Proses pengelasan MIG ( metal inert gas ), panas dari proses pengelasan ini dihasilkan oleh busur las yang terbentuk diantara elektroda kawat (wire electrode) dengan benda kerja. Selama proses las MIG (metal inert gas), elektroda akan meleleh kemudian menjadi deposit logam las dan membentuk butiran las (weld beads). Gas pelindung digunakan untuk mencegah terjadinya oksidasi



dan melindungi hasil las selama masa pembekuan



(solidification). Proses pengelasan MIG (metal inert gas), beroperasi menggunakan arus searah (DC), biasanya menggunakan elektroda kawat positif. Ini dikenal sebagai polaritas “terbalik” (reverse polarity). Polaritas searah sangat jarang digunakan karena transfer logam yang kurang baik dari elektroda kawat ke benda kerja. Hal ini karena pada polaritas searah, panas terletak pada elektroda. Proses pengelasan MIG (metal inert gas), menggunakan arus



sekitar 50 A hingga mencapai 600 A, biasanya digunakan untuk tegangan las 15 volt hingga 32 volt.



2.12 Instalasi MIG 1. Mesin las Sistem pembangkit tenaga pada mesin MIG ( metal inert gas ) pada prinsipnya adalah sama dengan mesin SMAW yang dibagi dalam 2 golongan, yaitu : Mesin las arus bolak balik (Alternating Current / AC Welding Machine) dan Mesin las arus searah (Direct Current/DC Welding Machine), namun sesuai dengan tuntutan pekerjaan dan jenis bahan yang di las yang kebanyakan adalah jenis baja, maka secara luas proses pengelasan dengan MIG ( metal inert gas ) adalah menggunakan mesin las DC. Umumnya mesin las arus searah (DC) mendapatkan sumber tenaga listrik dari trafo las ( AC ) yang kemudian diubah menjadi arus searah dengan voltage yang konstan (constant-voltage ). 2. Unit pengontrol kawat elektroda (wire feeder) Alat pengontrol kawat elektroda (wire feeder unit) adalah alat/ perlengkapan utama pada pengelasan dengan MIG ( metal inert gas ). Alat ini biasanya tidak menyatu dengan mesin las, tapi merupakan bagian yang terpisah dan ditempatkan berdekatan dengan pengelasan. Fungsinya adalah sebagai berukut: a. Menempatkan rol kawat elektroda b.



Menempatkan kabel las (termasuk welding gun dan nozzle) dan system saluran gas pelindung



c. Mengatur pemakaian kawat elektroda (sebagian tipe mesin, unit pengontrolnya terpisah dengan wire feeder unit ) d. Mempermudah proses/penanganan pengelasan, dimana wire feeder tersebut dapat dipindah-pindah sesuai kebutuhan. 3. Kabel las dan kabel control



Pada mesin las terdapat kabel primer (primary powercable) dan kabel sekunder atau kabel las (welding cable). Kabel primer ialah kabel yang menghubungkan antara sumber tenaga dengan mesin las. Jumlah kawat inti pada kabel primer disesuaikan dengan jumlah phasa mesin las ditambah satu kawat sebagai hubungan pentanahan dari mesin las. Kabel sekunder ialah kabel-kabel yang dipakai untuk keperluan mengelas, terdiri dari kabel yang dihubungkan dengan tang las dan benda kerja serta kabelkabel control 4. Regulator gas pelindung Fungsi utama dari regulator adalah untuk mengatur pemakaian gas. Untuk pemakaian gas pelindung dalam waktu yang relatif lama, terutama gas CO2 diperlukan pemanas (heater-vaporizer) yang dipasang antara silinder gas dan regulator.Hal ini diperlukan agar gas pelindung tersebut tidak membeku yang berakibat terganggunya aliran gas. 5. Pipa kontak Pipa pengarah elektroda biasa juga disebut pipa kontak. Pipa kontak terbuat dari tembaga, dan berfungsi untuk membawa arus listrik ke elektroda yang bergerak dan mengarahkan elektroda tersebut ke daerah kerja pengelasan. Torch dihubungkan dengan sumber listrik pada mesin las dengan menggunakan kabel. Karena elektroda harus dapat bergerak dengan bebas dan melakukan kontak listrik dengan baik, maka besarnya diameter lubang dari pipa kontak sangat berpengaruh. 6. Nozzel gas pelindung Nozzle gas pelindung akan mengarahkan jaket gas pelindung kepada daerah las. Nozzle yang besar digunakan untuk proses pengelasan dengan arus listrik yang tinggi. Nozzle yang lebih kecil digunakan untuk pngelasan dengan arus listrik yang lebih kecil.



2.13 Las Spot Welding/ RSW (Resistance Spot Welding) Las Resistensi Listrik (Resistance Welding) adalah metode pengelasan yang paling sering digunakan untuk penyambungan plat (sheet metal). Dimana material logam yang akan disambung di tekan satu sama lain pada



saat yang bersamaan arus listrik yang besar dialirkan oleh kedua elektroda melewati kedua permukaan material yang berhimpit sehingga timbul panas dan mencair karena



adanya tahanan/resistensi



pada



tersebut.



permukaaan



diberikan kedua



Tekanan



untuk



memberikan kontak pada



permukaan,



setelah arus dialirkan dan



temperatur logam



yang mencair



dihentikan



tinggi telah tercapai maka kemudian



arus



listrik



sedangkan tekanan tetap



diberikan pada kedua permukaan untuk menggabungkan dua buah logam.



Gambar 2. 4. Las Resistensi Listrik (Resistance Welding) Sumber: Dokumentasi Laboratorium Proses Manufaktur



Untuk menghindari panas berlebih pada elektroda terdapat sistem pendingin dalam elektroda yaitu air di alirkan ke dalam elektroda sehingga saat terjadi proses pengelasan panas yang dihasilkan tidak akan melelehkan elektroda. Bahan yang digunakan untuk elektroda harus memiliki sifat konduktor listrik yang baik artinya memiliki tahanan dalam yang rendah dan kuat, seperti tembaga dan paduannya.



BAB III METODE PRAKTIKUM



3.1 Alat dan Bahan Alat dan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah: a. Las listrik SMAW



Gambar 3.1 Las listrik SMAW Sumber: ransform-mpi.com b. Las TIG



Gambar 3.2 Las TIG Sumber: www.lazada.co.id



c. Las GMAW



Gambar 3.3 Las GMAW Sumber: indonesian.alibaba.com d. Las spot welding



Gambar 3.4 Las spot welding Sumber: bukalapak.com e. Palu Las



Gambar 3.5 Palu Las Sumber: bukalapak.com



f. Tang



Gambar 3.6 Tang Sumber: bukalapak.com g. Kacamata Las



Gambar 3.7 Kacamata Las Sumber: bukalapak.com h. Penggaris Siku



Gambar 3.8 Penggaris Siku Sumber: bukalapak.com



i. Apron Set



Gambar 3.9 Appron Set Sumber: bukalapak.com



j. Sepatu Safety



Gambar 3.10 Sepatu Safety Sumber: bukalapak.com



k. Masker



Gambar 3.11 Masker Sumber: bukalapak.com



l. Sarung tangan las



Gambar 3.12 Sarung tangan las Sumber: bukalapak.com m. Sikat kawat



Gambar 3.13 Sikat kawat Sumber: bukalapak.com



n. C- Clamp



Gambar 3.14 C- Clamp Sumber: bukalapak.com o. Plat Hitam eser 1,5 mm



Gambar 3.15 Plat Hitam Eser 1,5mm Sumber: pusatbesibaja.co.id



3.2 Prosedur Percobaan a.



Las Stik / SMAW (Shield Metal Arc Welding) Langkah –langkah Pengoperasian Mesin Las SMAW 1. Sebelum Menjalankan Mesin a) Periksa keadaan mesin dan kelengkapannya. b) Siapkan benda kerja maupun peralatan lain yang dibutuhkan dalam proses pengelasan. c) Bersihkan permukaan yang akan dilas dari kotoran dan minyak. d) Pasangkan tang massa ke benda kerja yang akan di las, lalu jepitkan kawat eletroda pada tang(+) secara tegak lurus 2. Saat Menjalankan Mesin a) Hidupkan mesin las dengan menekaan power ON/OFF, pilih pengelasan yang akan digunakan ( las jenis elektroda ) Contoh: RB ,NK b) Atur Arus pada potensio bila plate -+2 mm gunakan Amper 5065A c) Lakukan awal dengan mecari api, caranya dengan memercikan kawat las ke massa d) Bila ujung kawat elektroda sudah merah, lakukan pengelasan secara menitik pojok –pojok benda kerja agar hasil lasan tidak



cacat. Jaga jarak antara ujung elektroda dengan bidang las kurang lebih ± 0.5 kali diameter elektrodanya. e) Pada saat mengelas ambil data yang diperlukan seperti waktu pengelasan, arus yang



di pakai, panjang pengelasan dan



ketebelan plat f) Setelah pengelasan selesai bersihkan terak –terak dari benda kerja yang telah dilas dengan menggunakan palu las atau sejenisnya. g) Kemudian uji benda kerja yang telah dilas dengan memberikan beban pada benda kerja tersebut. h) Apabila patah atau dirasa belum kuat maka las kembali benda kerja tersebut. Tetapi apabila sudah kuat maka benda kerja siap di finishing. 3. Setelah Pengerjaan a) Matikan mesin dengan menekan power switch pada posisi OFF b) Pastikan tidak ada bunga api yang menempel pada bahan yang mudah terbakar c) Bersihkan benda kerja dan mesin.. d) Kembalikan peralatan ke tempat semula. Peringatan Sinar yang terjadi pada proses pengelasan dengan elektroda terbungkus berbahaya bagi mata kita. Karena itu pelindung muka wajib dipakai pada saat melakukan pengelasan.



b. Las TIG (Tungsten Inert Gas Welding)/ GTAW(Gas Tungsten Arc Welding) Langkah –langkah Pengoperasian Mesin Las TIG 1. Sebelum Menjalankan Mesin a) Periksa keadaan mesin dan kelengkapannya. b) Siapkan benda kerja maupun peralatan lain yang dibutuhkan dalam proses pengelasan.



c) Siapkan benda kerja yang akan di las. Bersihkan permukaan yang akan dilas dari kotoran dan minyak. d) Jepit benda yang akan di las dengan penjepit massa 2. Saat Menjalankan Mesin a) Hidupkan mesin las dengan memutar power switch, pilih pengelasan yang akan digunakan ( las jenis elektroda ) b) Lakukan penyetelan pada regulator argon bila jarak pengelasan pendek setting regulator 5 L/min c) Buka Flowcontrol regulator secara perlahan Ubah switch MMA ke TIG d) Lakukan pengelasan secara perlahan dengan arah kanan ke kiri. e) Setelah pengelasan selesai bersihkan terak –terak dari benda kerja yang telah dilas. f) Kemudian uji benda kerja yang telah dilas dengan memberikan beban pada benda kerja tersebut. g) Apabila patah atau dirasa belum kuat maka las kembali benda kerja tersebut. Tetapi apabila sudah kuat maka benda kerja siap di finishing. h) 3. Setelah Pengerjaan a) Matikan mesin dengan menekan power switch b) Tutup regulator, pastikan tertutup dengan rapat c) Bersihkan benda kerja dan mesin.. d) Kembalikan peralatan ke tempat semula.



Peringatan Sinar yang terjadi pada proses pengelasan dengan elektroda terbungkus berbahaya bagi mata kita. Karena itu pelindung muka wajib dipakai pada saat melakukan pengelasan.



c. Las MIG (Metal Inert Gas Welding) / GMAW (Gas Metal Arc Welding) Langkah –langkah Pengoperasian Mesin Las MIG 1. Sebelum Menjalankan Mesin a) Periksa keadaan mesin dan kelengkapannya. b) Siapkan benda kerja maupun peralatan lain yang dibutuhkan dalam proses pengelasan. c) Bersihkan permukaan yang akan dilas dari kotoran dan minyak. d) Jepit benda yang akan di las dengan penjepit massa 2. Saat Menjalankan Mesin a) Hidupkan mesin las dengan memutar power switch, pilih pengelasan yang akan digunakan ( las jenis elektroda ) b) Lakukan penyetelan pada DCRP atau DCSP c) Buka Flowcontrol regulator secara perlahan d) Lalu Lakukan Penyetelan wire feeder,serta Mengatur/ menyetel tekanan roda terhadap kawat elektroda agar kawat dapat terputar secara lancar. e) Ada dua hal utama yang perlu dilakukan pada welding gun, yaitu menyesuaikan



ukuran contact tip dengan diameter kawat



elektroda dan menyesuaikan tipe nozzle dengan kebutuhan pekerjaan f) Setelah pengelasan selesai bersihkan terak –terak dari benda kerja yang telah dilas. g) Kemudian uji benda kerja yang telah dilas dengan memberikan beban pada benda kerja tersebut. h) Apabila patah atau dirasa belum kuat maka las kembali benda kerja tersebut. Tetapi apabila sudah kuat maka benda kerja siap di finishing. 3. Setelah Pengerjaan a) Matikan mesin dengan menekan power switch b) Tutup regulator, pastikan tertutup dengan rapat



c) Bersihkan benda kerja dan mesin.. d) Kembalikan peralatan ke tempat semula. Peringatan Sinar yang terjadi pada proses pengelasan dengan elektroda terbungkus berbahaya bagi mata kita. Karena itu pelindung muka wajib dipakai pada saat melakukan pengelasan.



d. Las Spot Welding/ RSW (Resistance spot welding) Langkah –langkah Pengoperasian Mesin Las RWS 1. Sebelum Menjalankan Mesin a) Periksa keadaan mesin dan kelengkapannya. b) Siapkan benda kerja maupun peralatan lain yang dibutuhkan dalam proses pengelasan. c) Bersihkan permukaan yang akan dilas dari kotoran dan minyak. d) Jepit benda yang akan di las dengan penjepit massa



2. Saat Menjalankan Mesin a) Benda kerja diletakkan di antara dua elektroda yang terbuka. b) Elektroda menekan benda kerja. c) Waktu pengelasan di mana arus listrik menyala. d) Arus dimatikan namun penekanan dengan elektroda tetap dilakukan (ditahan sebentar). e) Elektroda dibuka dan benda kerja dapat dikeluarkan. f) Setelah pengelasan selesai bersihkan terak –terak dari benda kerja yang telah dilas. g) Kemudian uji benda kerja yang telah dilas dengan memberikan beban pada benda kerja tersebut. h) Apabila patah atau dirasa belum kuat maka las kembali benda kerja tersebut. Tetapi apabila sudah kuat maka benda kerja siap di finishing.



3. Setelah Pengerjaan a) Matikan mesin dengan menekan power switch b) Bersihkan benda kerja dan mesin.. c) Kembalikan peralatan ke tempat semula. Peringatan Sinar yang terjadi pada proses pengelasan dengan elektroda terbungkus berbahaya bagi mata kita. Karena itu pelindung muka wajib dipakai pada saat melakukan pengelasan.



BAB IV OLAH DATA



4.1 Tabel Hasil Pengujian Plat



Voltase



Arus



Waktu



Panas



(mm)



Pengelasan



Pengelasan



Pengelasan



(kJ)



250x100x1,5



(E) 100 V



(I) 60A



(t) 600s



3600



(1 buah) 150x70x1,5 (2



100 V



70 A



600s



8400



buah) 100x70x1,5



100 V



70 A



400s



2800



(2buah) 4.2 Perhitungan Rumus: H = E.I.T Dimana: H : Panas dalam Joule E : Tegangan Listrik dalam Volt I : Kuat Arus Ampere T : Waktu dalam detik Pada Plat 250x100x1,5: H = 100 x 60 x 600 = 3600000 J = 3600 kJ Pada Plat 150x70x1,5: H= 100 x 70 x 600 x 2 = 8400000 J = 8400 kJ Pada Plat 100x70x1,5: H= 100 x 70 x 400 = 2800000 J = 2800 kJ



4.3 Gambar Hasil Pengujian



Gambar 4.1 Hasil Pengujian



4.4 Analisa Data Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa semakin kecil Arus Pengelasan (I),maka Waktu Pengelasan (t) yang dibutuhkan semakin lama, dan Kecepatan Pengelasan (V) yang dihasilkan lebih kecil, tetapi menghasilkan Head Input (HI) yang lebih besar. Dan sebaliknya bila Arus Pengelasan (I) yang dikeluarkan lebih besar, maka Waktu yang dibutuhkan dalam Pengelasan (t) lebih singkat, dan Kecepatan Pengelasan (V) lebih besar, tetapi Head Input (HI) yang dikeluarkan lebih kecil. Faktor dari pelat tembus adalah kuat nya arus yang di keluarkan.



4.5 Retak Pada Daerah Las Retak pada las dibagi atas dua kelompok yaitu: a.  Retak dingin Retak yang terjadi di daerah las pada suhu dibawah suhu transformasi martensit (Ms) yang tingginya kira-kira 3000C. Retak dingin dapat terjadi tidak hanya pada daerah HAZ, tetapi juga pada logam las. Retak dingin pada daerah pengaruh panas sering terjadi pada :



1. retak bawah manik, 2. retak kaki 3.



retak tumit,



4.



retak akar.



Gambar 4.2 Retak pada Las b.  Retak panas. Retak panas adalah retak yang terjadi pada suhu diatas 5000C.Retak panas dibagi dalam dua kelas yaitu retak karena pembebasan tegangan pada daerah pengaruh panas yang terjadi pada suhu antara 550 0C – 700 0C dan retak yang terjadi pada suhu diatas 900 0C yang terjadi pada peristiwa pembekuan logam., biasanya berbentuk retak kawah dan retak memanjang. Retak panas karena pembebasan tegangan pada umumnya terjadi pada daerah kaki di dalam daerah pengaruh panas



4.6 Penyebab Retak Las & Penanggulangannya : a. Retak Dingin Di Daerah Haz Retak dingin disebabkan oleh tiga hal, yaitu : 1. Struktur Dari Daerah Pengaruh Panas (HAZ) Struktur dari daerah pengaruh panas (HAZ) ditentukan oleh komposisi kimia dari logam induk dan kecepatan pendinginan dari daerah las, yang biasa terjadi pada daerah martensit. Unsur paduan padat yang mempertinggi sifat mampu keras baja harus diusahakan serendah mungkin. Pengaruh unsur paduanterhadap kepekaan retak dingin dari



daerah HAZ biasanya dapat dilihat dari harga ekivalen karbon dari unsur-unsur yang dikandung (Cek) dan harga parameter retak (PCM).2 Menurut JIS CEK = C + 1/6 Mn + 1/24Si + 1/40 Ni + 1/5 Cr + ¼ V (%) PCM = C + 1/30Si + 1/20 Mn + 1/60 Ni + 1/20 Cr + 1/15 Mo +1/10V + 5B (%)



Gambar 4.3 Grafik Struktur di daerah pengaruh panas (HAZ) Bila nilai dari CEK dan PCM turun,maka kepekaan terhadap retak dingin daerah pengaruh panas juga turun. b. Hydrogen Difusi di Daerah Las, Retak las juga dipengaruhi oleh adanya difusi hydrogen dari logam las ke dalam daerah pengaruh panas. Pada waktu logam las masih cair, logam ini menyerap hydrogen dalam jumlah besar dan dilepaskan dengan cara difusi pada suhu rendah karena pada suhu tersebut kelarutan hydrogen menurun. Hydrogen yang didifusikan ini menyebabkan terjadinya retak di daerah pengaruh panas. Sumber dari hydrogen yang diserap adalah dari air dan zat organic yang terkandung didalam flux atau kelembaban udara atmosfir. Selain itu minyak, zat organik dan air yang melekat pada rongga-rongga dan permukaan pelat atau kawat las juga merupakan sumber hydrogen. Usaha untuk menghindari retak las dapat dilakukan dengan menghilangkan sumber hydrogen dan melepaskan hydrogen yang telah



diserap. Untuk hal ini dilakukan penurunan kecepatan pendinginan dengan membarikan pemanasan mula pada temperature antara 50 0C ÷ 200 0C. dalam usaha mangurangi hydrogen difusi ini dapat juga digunakan flux yang mengandung bayak karbonat. Dengan flux ini dihasilkan gas karbon dioksida yang dapat menurunkan tekanan parsial hydrogen di dalam busur listrik yang dengan sendirinya mengurangi hydrogen difusi.



Gambar 4.4 Grafik Hydrogen Difusi Las c. Tegangan  Tegangan yang dapat mempengaruhi terjadinya retak las adalah tegangan sisa dan tegangantermal. Kenaikan ketebalan pelat akan mempertinggi besarnya tegangan sisa dan akan menyebabkan terjadinya retak las. Untuk menghindari retak las dalam las sudut pada pengelasan baja dengan kepekaan retak las yang tinggi dapat digunakan elektroda terbungkus yang mempunyai logam las dengan kekuatan rendah dan keuletan tinggi. Untuk menghindari terjadinya retak las pada daerah pengaruh panas, maka faktor-faktor penyebab harus dibuat serendah-rendahnya. Usaha untuk menanggulangi retak las adalah sebagai berikut : 1. Sejauh mungkin menggunakan baja dengan harga Cekdan Pcm rendah sehingga terbentuk struktur martensit pada daerah HAZ dapat dihindari.



2. Menggunakan elektroda dengan flux yang mempunyai kadar hidogen rendah 3. Menghilangkan kristal air yang terkandung dalam flux basa yang sering digunakan dalam las busur rendam 4. Elektroda yang akan digunakan harus dipasang terlebih dahulu dan penyimpanannya harus sedemikian rupa sehingga elektroda yang sudah dipasang tidak menyerap uap air 5. Sebelum mengelas, daerah disekitar kampuh harus dibersihkan dari air, karat, debu, minyak dan zatorganic yang dapat menjadi sumber hydrogen 6. Penggunaan gas CO2 sebagai gas pelindung akan sangat mengurangi terjadinya difusi hydrogen 7. Untuk melepaskan hydrogen difusi dapat digunakan las dengan masukan panas tinggi 8. Penurunan hydrogen difusi dapat juga dilakukan dengan perlakuan panas kemudian 9. Menghidari pengelasan pada waktu hujan atau ditempat dimana daerah las akan kebasahan 10. Tegangan yang terjadi pada daerah las harus diusahakan serendah mungkin dengan pemilohan dan pengawasan rencangan dan cara pengelasan yang tepat.



4.7 Retakan 1. Retak Lamel Pada konstruksi kerangka besar seperti bangunan laut, biasanya digunakan pelat tebal, sehingga pada daerah las terjadi tegangan yang besar pula, karena tegangan ini kadang-kadang terjadi retak berumpak yang menjalar disepanjang butiran bukan logam yang ada dalam baja. Retak semacam ini disebut retak lamel. Retak lamel dipengaruhi oleh bentuk butiran bukan logam, juga dipengaruhi oleh harga Cek atau PCM kadar hydrogen difusi dan tegangan sisa.



2. Retak Lintang pada Logam Las Retak lintang pada pengelasan dapat terjadi pada pengelasan busur rendam atau pada las busur listrik dengan elektroda terbungkus dan juga pada pengelasan yang menggunakan logam las dengan kekuatan lebih dari 75 kg/mm2. Retak lintang terjadi karena adanya hidrogendifusi yang keluar dari flux atau pembungkus elektroda. 3. Retak pada Daerah Las karena Proses Pembebasan Tegangan Retak



ini



terjadi



karena



perlakuan–perlakuan



panas



sesudah



pengelasan kerana proses anil pembebasan tegangan . 4. Retak Panas Retak panas biasa terjadi pada waktu logam las mendingin setelah pembekuan selesai. Retak ini terjadi karena adanya tegangan yang timbul yang disebabkan oleh penyusutan dan sifat baja yang ketangguhannya turun pada suhu sedikit dibawah suhu pembekuan. Usaha menghindari retak panas adalah menurunkan kadar Si dan Ni serendah mungkin dan menghilangkan kadar S dan P sejauh mungkin. Hal-hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Pengelasan 1. Tegangan busur las Tingginya tegangan busur las tergantung pada busur yang dikehendaki dan jenis dari elektroda yang digunakan. Panjang busur yang dianggap baik kira-kira sama dengan garis tengah elektroda. 2. Besar arus listrik Besarnya arus listrik yang digunakan tergantung dari bahan dan ukuran las, geometri sambungan, posisi pengelasan, jenis elektroda, dan diameter elektroda



3. Polaritas listrik Pemilihan polaritas ini tergantung dari bahan pembungkus elektroda, kondisi thermal dan bahan induk kapasitas. Sambungan las yang dikenal ada dua macam sambungan yaitu : a. Polaritas langsung (slight polarity), kutub positif dihubungkan dengan benda benda kerja dan kutub negatifnya ke elektroda. b. Polaritas terbalik (divers polarity), merupakan kebalikan dari polaritas langsung. c. Besarnya penembusan dan penetrasi Untuk mendapatkan sambungan las yang tinggi dapat diperhatikan penetrasi  dan penembusan yang cukup pada dasarnya. Makin besar arus las makin besar pula daya tembusnya.Adapun gerak mengelas yang baik adalah : 1) Menarik busur dimana elektroda diletakkan, benda kerja kemudian ditarik. 2) Gerak mengarah, kerja pada pengelasan jika sambungan las ini lebih besar atau lebar daripada massa, maka elektrodanya perlu digerakkan dengan sedikit mengayun bolak-balik untuk melebarkan cairan itu. 3) Gerakan menyatu, dimana pemegang karet elektroda digerakkan menyatu dengan kecepatan menurun. 4) Beberapa kondisi standar dalam pengelasan dengan syarat-syarat tertentu seperti tebal plat, bentuk sambungan, jenis elektroda, diameter intielektroda dan lain sebagainya.



BAB V PENUTUP



5.1 Kesimpulan Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan dapat saya simpulkan bahwa : a. Untuk dapat mengelas dengan hasil lasan yang baik, perlu latihan dalam



jangka waktu yang tidak singkat. b. Dalam mengelas kecepatan menggeser elektroda sangat menentukan hasil



lasan. Jika terlalu cepat, tembusan lasnya dangkal oleh karena kurang waktu pemanasan bahan dasar dan kurang waktu untuk cairan elektroda menembus bahan dasar. Bila terlalu lambat akan menghasilkan alur lasan yang lebar, kasar dan kuat, hal ini dapat menimbulkan kerusakan sisi las (pada logam induknya). Oleh karena itu kecepatan elektroda harus tepat dan stabil. c. Bila elektroda baru dipasang (masih panjang) maka ada kemungkinan



ujung elektroda tidak stabil saat digunakan untuk mengelas. Seperti tangan kita gemetar. Tetapi jika elektroda sudah setengah dalam mengelas ini relatif cukup stabil. d. Jarak ujung elektroda ke benda kerja juga sangat mempengaruhi hasil



lasan. Jika terlalu dekat elektroda bisa nempel pada benda kerja dan jika terlalu jauh lelehan elektroda tidak akan menumpuk dan jika sangat jauh elektroda akan mati. e. Semakin kecil Arus Pengelasan (I), maka Waktu Pengelasan (t) yang dibutuhkan semakin lama, dan Kecepatan Pengelasan (V) yang dihasilkan lebih kecil, tetapi menghasilkan Head Input (HI) yang lebih besar. f. Dan sebaliknya bila Arus Pengelasan (I) yang dikeluarkan lebih besar, maka Waktu yang dibutuhkan dalam Pengelasan (t) lebih singkat, dan Kecepatan Pengelasan (V) lebih besar, tetapi Head Input (HI) yang dikeluarkan lebih kecil. g. Las kampuh membutuhkan kesetabilan dalam untuk menjalankan elektroda di atas objek yang akan di kerjakan



h. Las busur yang telah di lakukan adalah ilmu yang tak dapat di beli, karena itu harus lebih di tingkatkan lagi kematangan nya.



5.2.SARAN 1. Bagi mahasiswa yang hendak praktikum di masa mendatang, sebelum praktikum pengelasan sebaiknya melakukan latihan beberapa kali untuk melatih feeling atau insting mengelas sehingga saat praktikum tidak perlu pemanasan terlalu lama. 2. Sebaiknya



jadwal



untuk



praktikum



diperbanyak,agar



mahasiswa



bisa,mampu mengelas dengan hasil baik. 3. Perlunya pratikum yang lain selain pengelasan kampuh, untuk mengasah kemampuan individu mahasiswa. 4. Penambahan alat pratikum adalah harapan besar dari mahasiswa, untuk itu kami memohon kepada dosen yang bersangkutan untuk dapat menambah peralatan laboratorium , ini adalah untuk pengembangan dan kemajuan dari kampus teknik, yang kita banggakan.



DAFTAR PUSTAKA



B.H. Amstead, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begeman, Manufacturing Processes, Seventh Edition, John Wiley & Sons Inc., New York, 1979. Flemings, M.C.Solidification Processing, New York : McGraw-Hill, 1974, Harsono Wiryosumarto, Toshie Okumura, Teknologi Pengelasan Logam, Cetakan Keenam, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994. Kalpakjian, Manufacturing Engineering and Technology, Third Edition, AddisonWesley Publishing Company, New York, 1995. Mikell P. Groover, Fundamentals of Modern Manufacturing, Prentice-Hall International, Inc., New Jersey, 1996. Metal Handbook,9th ed. Vol. 14 : Forming and Forging. Metal Park, Ohio: ASM International, 1988. Tata Surdia, Kenji Chijiwa, Teknik Pengecoran Logam, Cetakan Ketujuh, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1996.