BAB II LANDASAN TEORI

5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pelat Baja SS 400 Pelat baja merupakan lembaran baja dengan ketebalan yang relatif kecil dibandingkan ukuran panjang dan lebarnya. Lembaran baja setelah dirol mumpunyai sifat-sifat yang mudah dilas dan dibentuk. Dalam konstuksi baja, plat baja banyak digunakan untuk konstruksi jembatan,industriy ,dll. Pelat baja SS 400 / Japanese Industrial Standard JIS G 3101 – ‘Rolled steel for general structure’ merupakan baja carbon rendah (low carbon) yang paling umum digunakan di dunia industry. Material jenis ini terdapat banyak ketersediaanya di pasar sebagai pelat, lembaran, flat, bar, bagian dll .Baja SS 400 lebih

sering di

gunakan

di

industry karena

kemampuanan

mesinnya

(machinability) dan kemampuan lasnya (weldability).

2.2 Pengelasan Pengelasan adalah proses penyambungan antara dua bagian logam atau lebih dengan menggunakan energi panas. Menurut Deustche Industry Normen (DIN), pengelasan adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang terjadi dalam keadaan lumer atau cair, dengan kata lain pengelasan adalah penyambungan setempat dari dua logam dengan mengguanakan energi panas.

http://digilib.mercubuana.ac.id/

6

Sedangkan menurut Suratman, S.Pd. (1988) mengelas adalah salah satu cara menyambung dua bagian logam secara permanen dengan menggunakan tenaga panas. Tenaga panas ini diperlukan untuk mencairkan bahan dasar yang akan disambung dan kawat las sebagai bahan pengisi. Setelah dingin dan membeku, terbentuklah ikatan yang kuat dan permanen. Pengelasan merupakan salah satu bagian yang tak terpisahkan dari proses manufaktur. Pengelasan adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam tambahan dan menghasilkan sambungan yang kontinu. 2.2.1 Gas Metal Arc Welding ( GMAW ) GMAW (Gas Metal Arc Welding) merupakan proses penyambungan dua buah logam atau lebih yang sejenis dengan menggunakan bahan tambah yang berupa kawat gulungan dan gas pelindung melalui proses pencairan. Gas pelindung dalam proses pengelasan ini berfungsi sebagai pelindung dari proses oksidasi, yaitu pengaruh udara luar yang dapat mempengaruhi kualitas las. Gas yang digunakan dalam proses pengelasan ini dapat menggunakan gas argon, helium, argon+helium dsb. Penggunaan gas juga dapat mempengaruhi kualitas hasil las itu sendiri. Proses pengelasan GMAW merupakan pengelasan dengan proses pencairan logam. Proses pencairan logam ini terbentuk karena adanya busur las yang terbentuk diantara kawat las dengan benda kerja. Ketika kawat las didekatkan dengan benda kerja maka terjadilah busur las ( menghasilkan panas)


7

yang mampu mencairkan kedua logam tersebut (kawat las + benda kerja), sehingga akan mencair bersamaan dan akan membentuk suatu sambungan yang tetap. Dalam proses ini gas pelindung yang berupa gas akan melindungi las dari udara luar hingga terbentuk suatu sambungan yang tetap. Proses pengelasan GMAW menggunakan arus searah (DC) dengan posisi elektroda pada kutub positif, hal ini sering disebut sebagai polaritas terbalik. Polaritas searah jarang digunakan dalam proses pengelasan dikarenakan dalam proses ini transfer logam tidak terjadi secara sempurna.  Karakter Mesin GMAW Metode pengelasan GMAW atau MIG/MAG welding process tergantung dari beberapa parameter las sebagai berikut : •

Voltage yaitu arus amper yang dipergunakan pada saat proses pengelasan

•

Wire feed speed yaitu kecepatan pemasok kawat pada saat proses pengelasan.



•

Welding speed yaitu kecepatan gerakan pada saat proses pengelasan.

•

Type of shielding gas. Yaitu jenis gas pellindung pada saat pengelasan.

Komponen Mesin GMAW 1.

Mesin las

2.

Elektroda

3.

Stank las / Welding gun/torch


8

4.

Tabung gas pelindung

5.

Regulator

6.

Gas mixturer.

Gambar 2.1 Mesin las GMAW. (Sumber:http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuutama/teknik -pengerjaan-logam/1078-sejarah-perkembangan-las) 

Kawat Las GMAW Kawat las GMAW tercakup dalam spesifikasi AWS seperti misalnya AWS A5 .XX .Elektroda merupakan gulungan kawat yang berbentuk rol yang geraknya diatur oleh pasangan roda gigi yang digerakkan oleh motor listrik. Gerakan dapat diatur sesuai dengan keperluan. Tangkai las dilengkapi dengan nosel logam untuk menghubungkan gas pelindung yang dialirkan dari botol gas melalui slang gas.


9



Berikut adalah penamaan dalam elektroda GMAW ER XXS – X •

ER – Electrode or welding rod

•

XX – Tensile strenght x 1000 psi

•

S – Solid wire

•

X - Chemical composition Tabel 2.1 Spesifikasi Berbagai Jenis Elektroda GMAW BAHAN ELEKTRODA

SPESIFIKASI AWS

CARBON STEEL

A 5.18

BAJA PADUAN RENDAH

A 5.28

PADUAN ALUMUNIUM

A 5.10

PADUAN TEMBAGA

A 5.7

MAGNESIUM

A 5.19

PADUAN NIKEL

A 5.14

STAINLESS STEEL SERI 300

A 5.9

STAINLESS STEEL SERI 400

A 5.9

TITANIUM

A 5.16

(Sumber : Menuju Juru Las Tingkat dunia)



Gas Lindung Fungsi utama gas lindung adalah mengusir udara di lingkungan busur dan

kolam las agar tidak bersinggungan dengan cairan metal untuk mencegah


10

terjadinya proses oksidasi metal oleh oksigen dalam udara.Pada suhu tinggi oksigen bereaksi dengan bahan metal menjadi oksida metal.Oksigen juga bereaksi dengan karbon di dalam cairan metal menjadi CO ( karbon monoksida ) dan CO2 (karbondioksida). Proses – proses ini dapat menghasilkan cacat las seperti inklusi terak (slag),porositas,dan pengetasan.Karena unsur oksigen dan nitrigen harus dijauhkan dari bahan metal yang sedang mencair atau panas.Di samping itu fungsi tersebut di atas gas lindung juga berfungsi untuk : 1. Mempengaruhi sifat busur. 2. Moda transfer metal. 3. Penestrasi dan profil jalur las. 4. Kecepatan las. 5. Kecenderengan untuk sisi longsor ( undercut ). 6. Aksi pembersihan. 7. Sifat mekanis bahan las. Di bawah ini adalah faktor –faktor yang mempengaruhi pemilihan gas lindung : 1. Bahan las. 2. Persyaratan kekuatan mekanis bahan las 3. Kondisi dan kebersihan bahan dasar. 4. Sifat operasional instalasi yang dilas dan persyaratan spesifikasi yang eraplikasi. 5. Posisi pengalasan.


11

6. Moda transfer metal yang dikehendaki.  Argon adalah gas mulia (inert gas) Hampir seluruh pengelasan

menggunakan shielding gas ini

Mechanicalnya baik, penstabil arc, productivity juga lebih besar Gas Argon pada umumnya untuk material non Ferrous seperti Aluminium; Nickel alloys; Copper alloys; dan Stainless Steel Untuk material Ferrous biasanya menggunakan campuran atau gabungan beberapa gas seperti Argon dgn helium; Argon dgn CO2 Argon dgn Oxygen dengan prosentase tertentu.  Gas CO2 Gas CO2 merupakan gas aktip (active gas),Gas CO2 saja tidak dapat digunakan untuk pengelasan dengan Spray transfer. Spray transfer menggunakan Mix gasGas CO2 hanya digunakan pada pengelasan Globular transfer dan Short Arc transfer.  Helium Helium adalah gas Inert, pada umumnya digunakan sebagai shielding untuk pengelasan yang membutuhkan tembusan yang lebih dalam dan kecepatan tinggi Thermal conductivity gas helium lebih tinggi di bandingkan dengan Argon, sehingga di butuhkan pengelasan dengan voltage yg lebih lebih besar. Gas helium di sarankan hanya untuk pengelasan material Aluminium utk ketebalan yang lebih besar.


12

Kelebihan pengelasan dengan GMAW.





1.

Sangat efisien dan proses pengerjaan yang cepat

2.

Dapat digunakan untuk semua posisi pengelasan

3.

Tidak menghasilkan flag atau kerak

4.

Membutuhkan kemampuan operator yang baik

Kekurangan pengelasan dengan GMAW. 1.

Sewaktu waktu dapat terjadi burn back

2.

Cacat las porositi sering terjadi

3.

Buser yang tidak setabil

4.

Pada awalannya set-up yang sulit.

2.2.2 Shielded Metal Arc Welding ( SMAW ) SMAW atau yang lebih sering kita sebut las busur listrik yaitu penyambungan dua buah logam atau lebih menjadi satu dengan jalan pelelehan atau pencairan dengan busur nyala listrik. Jadi las listrik atau las busur listrik merupakan proses penyambungan logam dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber panasnya. Pengelasan dengan mengguanakan tenaga listri.sebagai sumber panas dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu las tahanan listrik dan las busur nyala listrik. Las tahanan listrik adalah proses pengelasan yang dilakukan dengan jalan mengalirkan arus listrik melalui bidang atau permukaan-permukaan benda yang akan disambung. Tahanan yang ditimbulkan oleh arus listrik pada bidang-bidang


13

sentuhan yang menimbulkan panas dan berguana untuk mencairkan permukaan yang akan disambung. Pengelasan jenis ini sering digunakan pada industriindustri yang besar, karena kapasitas pengelasannya besar dan membutuhkan peralatan yang mahal maka cocok untuk produksi massa. Las busur nyala listrik adalah proses pengelasan yang dilakukan dengan jalan mengubah arus listrik menjadi panas untuk melelehkan atau mencairkan permukaan benda yang akan disambung dengan membangkitkan busur nyala listrik melalui sebuah elektroda. Terjadinya aliran arus listrik dari elektroda ke benda kerja terjadi karena benda kerja disambung dengan salah satu kutub listrik dari sumber listrik yang digunakan untuk proses pengelasan. Pengelasan jenis ini cukup sederhana dan tidak memerlukan peralatan yang mahal dan fleksibel dan sering dipakai dibengkel-bengkel besar dan kecil.

Gambar 2.2 Mesin las SMAW ( Sumber : http://www.b-duu.com/2014/09/prosespengelasan-smaw-shielded-metal.html )


14



Jenis Elektroda Bagian terpenting dalam las busur listrik adalah elektroda las. Jenis

elektroda yang dipergunakan kan menentukan hasil pengelasan sehingga sangat penting untuk mengetahui sifat dan jenis dari masing-masing elektroda sebagai dasar pemilihan elektroda yang tepat. Macam-macam jenis elektroda sangat banyak. Berdasarkan selaput pelindungnya elektroda dibedakan menjadi dua macam yaitu elektroda polos dan elektroda terbungkus. Elektroda terbungkus terdiri dari bagian inti dan zat pelindung atau fluks. Selaput yang ada pada elektroda jika terbakar kan menghasilkan CO2 yang berfungsi untuk melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja dari udara luar. Tipe elektroda yang digunakan dalam penelitian ini adalah AWS A5.1 E 6013 atau JIS Z 3211 D 4313. Elektroda terbungkus pada umumnya digunakan dalam pelaksanaan pengelasan tangan. Di negara-negara industri, elektroda las terbungkus sudah banyak yang di standarkan berdasarkan penggunaannya. Misalnya standar di Amerika serikat didasarkan pada standar AWS. di Jepang didasarkan pada standar JIS.Standarisasi elektroda,baik dalam AWS maupun JIS didasarkan pada jenis fluks, posisi pengelasan dan arus las. Dua angka pertama baik di AWS maupun JIS menunjukkan kekuatan terendah dari logam las, hanya saja dalam AWS satuannya adalah (psi) sedangkan dalam JIS satuannya adalah (kg/mm2). Dua angka terakhir menunjukkan jenis fluks dan posisi pengelasan. Menurut system standarisasi Amerika yaitu AWS (American Welding Society) dinyatakan dengan tanda EXXXX, yang artinya sebagai berikut :


15



E , Menyatakan elektroda las busur listrik.



XX, (Dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam ribuan lb/in2 (psi).



X, (Angka ketiga) menyatakan posisi pengelasan, yaitu : o Angka 1 untuk pengelasan segala posisi o Angka 2 untuk pengelasan posisi datar dan dibawa tangan o Angka 3 untuk pengelasan posisi dibawah tangan.



X, (Angka keempat) menyatakan jenis selaput dan arus yang cocok dipakai untuk pengelasan.

Sebagai contoh elektroda yang digunakan penulis pada proses pengelasan ini adalah E6013, artinya elektroda dengan kekuatan tarik minimum dari deposit las adalah 60.000 lb/in2, dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi dan jenis selaput elektroda rutil-kalium serta pengelasan dengan arus AC atau DC+. Elektroda adalah bagian ujung (yang berhubungan dengan benda kerja) rangkaian penghantar arus listrik sebagai sumber panas (Alip, 1989). Menurut system standarisasi Amerika yaitu JIS (Japanese Industrial Standards) dinyatakan dengan tanda D XXXX, yang artinya sebagai berikut Untuk kode yang diberikan pada tipe elektroda D 4313 yaitu huruf “D” yang diikuti oleh empat angka dibelakangnya. Untuk arti masing-masing kode elektroda adalah : 

Untuk huruf D

: Menyatakan elektroda untuk las busur listrik



Untuk angka 43

: Menyatakan nilai tegangan tarik minimum hasil pengelasan yaitu ≥ 43 kg/mm2.


16



Untuk angka 1

: menyatakan posisi pengelasan, angka 1 dapat digunakan untuk pengelasan semua posisi.



Untuk angaka 3

: Menyatakan elektroda dengan penembusan dangkal dan bahan dari selaput titania.



Bahan Pelindung Elektroda / Fluks Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan fluks tersebut adalah dari

oksidasi-oksidasi logam, karbonat, silikat, florida, zat organik, baja paduan dan serbuk besi. Adapun jenis bahan fluks yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Jenis Oksida Titan. Jenis ini juga disebut rutil atau titania dan berisi banyak Ti O2 didalamnya. Busurnya dihasilkan oleh elektroda yang terbungkus denga fluks. Jenis ini tidak terlalu kuat, penetrasi atau penembusan cairan logamnya dangkal dan menghasilkan manik yang halus. Karena itu jenis ini tepat untuk pengelasan

pelat-pelat

tipis

atau

untuk

pengelasan

terakhir pada

pengelasan pelat tebal. 2. Jenis Titania Kapur. Jenis ini mengandung rutil dan kapur. Disamping punya sifat seperti jenis oksida titan, akan tetapi jenis ini menghasilkan manik yang halus walaupun penetrasinya dangkal. Hasil pengelasannya mempunyai sifat mekanis yang baik. Pengelasan ini dapat dilakukan pada semua posisi, terutama tegak dan posisi diatas kepala.


17

3. Jenis Ilmenit. Jenis ini terletak diantara jenis elektroda diatasnya, bahan fluks utamanya adalah Ilmenit (Fe Ti O2). Busur-busur yang dihasilkan sangat kuat sehingga penetrasinya dalam. Derajat dari terak cukup tinggi sehingga dapat menghasilkan sambungan dengan sifat mekanis yang tinggi. Karena sifatsifatnya yang mencakup penggunaan yang luas, maka elektroda ini dianggap sebagai elektroda serba guna. 4. Jenis Hidrogen Rendah. Nama lain dari jenis ini adalah jenis kapur, Karena bahan utamanya adalah kapur dan fluorat. Jenis ini menghasilkan sambungan dengan kadar nitrogen rendah sehingga ketangguhannya baik. Digunakan untuk konstruksi yang memerluakan tingkat pengamanan tinggi, seperti untuk konstruksi pelat-pelat tebal dan bejana tekan. 5. Jenis selolusa. Bahan ini berisi 30 % bahan organik yang dapat menghasilkan gas dengan volume yang besar. Busurnya kuat dan penetrasinya dalam, terak yang terbentuk hanya sedikit akan tetapi manik yang dihasilkan kurang halus. 6. Jenis Oksidasi Besi. Bahan utama adalah oksidasi besi. Busur yang dihasilkan terpusatkan dan penetrasinya dalam, karena itu baik untuk pengelasan sudut horizontal.


18

7. jenis Serbuk Oksidasi. Bahan utamanya meliputi 15 - 50 % silicon dan serbuk besi. Pemindahan butir-butir cairan berupa semburan halus dan tidak banyak percikan, kecepatan pengisian sangat tinggi, banyak digunakan untuk pengelasan sudut horizontal dan pengelasan gaya berat. 8. Jenis Serbuk Besi Titania. Bahan jenis ini adalah serbuk besi dan titania. Busur yang sedang menghasilkan manik yang halus. Efisiensi pengelasan tinggi dan sangat baik untuk pengelasan sudut horizontal satu lapis. 9. Jenis-jenis Fluks lainnya. Misalnya : Jenis lempung silikat, talek dll. Pada pengelasan ini Fluks yang digunakan adalah jenis Oksida Titan. Jenis ini juga disebut rutil atau titania dan berisi banyak Ti O2 didalamnya. Busurnya dihasilkan oleh elektroda yang terbungkus denga fluks. Jenis ini tidak terlalu kuat, penetrasi atau penembusan cairan logamnya dangkal dan menghasilkan manik yang halus. Karena itu jenis ini tepat untuk pengelasan pelatpelat tipis atau untuk pengelasan terakhir pada pengelasan pelat tebal. Tabel 2.2 Macam dan Fungsi bahan Fluks

Pengaruh Bahan

Peman-

Fluks

tap busur

Selulosa

Pemben- Deoksi- Oksi- Pembentuk terak

dator O

dator

Penambah-

Penguat

an unsur

Pem-

panduan

bungkus

tuk Gas O


O

Pengikat Fluks

19

Lempung

O

O

O

O

O

O

Ilmenit

O

O

Feroksida

O

O

O

O

O

O

Silikat Talek Titanium Oksida

Kalsium Karbonat Ferro Mangan Mangan Dioksida Pasir Silisium Kalium Silikat Natrium Silikat

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

Keterangan : O : Fungsi utama O : Fungsi Tambahan ( Sumber : Teknologi Pengelasan Logam )


20

Dinegara-negara industri elektroda terbungkus sudah distandarisasi berdasarkan pengguanaannya. Di Jepang misalnya elektroda las terbungkus untuk baja, kekuatannya telah distandarkan berdasarkan standar Jepang (JIS). Untuk standar Amerika Serikat (ASTM) berdasarkan pada standar asosiasi las Amerika (AWS). Standarisasi elektroda, baik dalam JIS maupun ASTM didasarkan pada jenis fluks, posisi pengelasan dan arus las. Walaupun dalam memberikan symbol agak berbeda antara kedua system standar tersebut tetapi pada dasarnya adalah sama. Sebagai contoh missal huruf D dalam JIS dan huruf E dalam ASTM menunjukkan elektroda yang dipakai adalah elektroda terbungkus, kedua angka pertama menunjukkan kekuatan terendah dari logam las, hanya dalam JIS memakai satuan kg/mm2 dan ASTM menggunakan satuan psi. sedangkan dua angka terakhir menunjukan jenis fluks yang dipakai dan posisi pengelasan. Tabel 2.3. Spesifikasi Elektroda Terbungkus dari Baja Lunak (JIS Z 3211-1978) Sifat mekanik dari logam las Klasifikasi

Jenis

Posisi

Jenis

JIS

Fluks

pengelasan

listrik

Kekuatan Kekuatan tarik

luluh

(kg/mm2) (kg/mm2)

Perpanjangan (%)

Kekuatan Tumbuk (kg-m)

Ac D4301

Ilmenit

F,V,OH,H

atau DC

≥43

(±)


≥35

≥22

≥4,8 (00)

21

Ac D4303

Titania

F,V,OH,H

kapur

atau DC

≥43

≥35

≥22

≥2,8 (00)

≥43

≥35

≥22

≥2,8 (00)

≥43

≥35

≥17

-

≥43

≥35

≥25

≥4,8 (00)

≥43

≥35

≥17

-

≥43

≥35

≥25

≥4,8 (00)

(±) Ac D74311

Selulosa tinggi

F,V,OH,H

atau DC (±) Ac

D4313

Oksida

F,V,OH,H

titan

atau DC (±) Ac

D4316

Hidrogen

F,V,OH,H

atau DC (±) Ac

Serbuk D4324

besi

F,H-S

titania

DD4326

atau DC (±)

Serbuk

Ac

besi

atau

Hidrogen rendah

F,H-S

DC (±)


22

Untuk Serbuk D4327

F,AC

besi

F,H-S

atau

Oksida

≥43

≥35

≥25

≥2,8 (00)

≥43

≥35

≥22

≥2,8 (00)

DC (±) Untuk H-

D4340

Khusus

Semua

s,AC

posisi

atau DC ()

( Sumber : Teknologi Pengelasan Logam ) 

Prinsip Kerja Las Busur Listrik SMAW Pengelasan dengan las busur ini merupakan pelelehan dengan nyala busur

listrik, yang diperoleh dengan cara mendekatkan olektroda las kebenda kerja pada jarak beberapa millimeter, sehingga terjadi aliran arus listrik dari elektroda kebenda kerja karena adanya perbedaan tegangan antara elektroda dan benda kerja. Jarak antara elektroda dan benda kerja disebut dengan panjang busur nyata. Suhu busur ini bisa mencapai 5000OC, sehingga mampu melelehkan elektroda dan benda kerja untuk membentuk paduan.


23

2.2.3 Oxygent Acetylene Welding ( OAW ) / Las Asetilin. Asetilin diperoleh lewat reaksi kimia dalam bentuk gas. Karena berbentuk gas, maka asetilin memerlukan perlakuan khusus, terutama dalam penyimpanan dan penggunaannya. Agar lebih fleksibel dalam penggunaannya gas asetilin disimpan dalam tabung, yang dapat dipindah-pindah dan mudah penggunaannya. Asetilin tidak berwana dan tidak berbau, kalau asetilin yang sering kita jumpai berbau, hal ini disebabkan karena terdapatnya kotoran belerang dan fosfor. Asetilin merupakan gas mudah terbakar atau meledak akibat kenaikan tekanan dan temperature. Terbakarnya atau meledaknya asetilin juga sangat mungkin disebabkan oleh yang lain misalnya kotoran katalisator, kelembaban, sumbersumber penyalaan, kualitas tabung tempat penyimpanan yang tidak baik seperti poengelasan sambungan tabung yang tidak baik atau bahan yang tidak kuat menahan tekanan kerja. Karena alasan - alasan tersebut maka tekanan kerja pembangkit gas asetilin hanya diijinkan sampai pada tekanan 1,5 kg/cm2. penyimpanan gas asetilin kedalam tabung-tabung baja dilakukan dengan tekanan kerja lebih dari 2 kg/cm2. temperature kritis untuk gas asetilin yaitu sebesar 39,5 OC. 

Kawat Las (Welding Rod) Jenis kawat las yang biasa diguanakan pada pengelasan asetilin adalah

kawat las tanpa pelindung oksidasi (Bare Welding Rod).Kawat baja lunak tersedia dengan panjang 36" dengan diameter 1/16" hingga 1/4".Spesifikasi kawat las adalah AWS A 5.2.


24

Table 2.4. Kawat las tanpa pelindung oksidasi jenis logam baja Tipe

Kuat tarik Minimum (ksi)

Pemuluran

RG 65

67

16

RG 60

60

20

RG 45

45

-

( Sumber : Menuju Juru Las Tingkat Dunia ) Penggunaan kawat las GR 65, RG 60, RG 45 memerlukan nyala api jenis netral atau nyala dengan nyala asetilin sedikit dibanding gas oksigen (nyala oksidasi). Karena tidak adanya perlindungan oksidasi (fluks), maka seringkali pengelasan disertai dengan pemakaian borak atau fluks lepas untuk mencegah terjadinya oksidasi berlebihan pada bahan las. 

Prinsip Kerja Pengelasan dengan OAW / las asetilin merupakan pelelehan dengan nyala

api yang diperoleh dengan cara penyampuran antara gas asetilin dengan oksigen dan api sebagai media panas. Penyampuran gas dilakukan didalam brander pengelasan, dengan cara pengaturan nyala api pada katup-katup dibrander. Komposisi penyempurnaan dapat di sesuaikan dengan nyala api yang dihasilkan. 

Pengelasan Pelat Baja Karbon Rendah. baja karbon rendah yang juga disebut baja lunak, baja lunak ini adalah

baja mudah dilas, dapat dilas dengan semua cara pengelasan yang ada di dalam praktek dan hasilnya akan baik bila persiapannya sempurna dan persyaratannya


25

dipenuhi. Baja karbon rendah memiliki sifat kepekaan retak las atau weldability yang baik dibandingkan dengan baja karbon sedang dan baja karbon tinggi.tetapi retak las pada baja ini dapat terjadi dengan mudah pada pengelasan pelat tebal atau bila didalam baja tersebut terdapat belerang bebas yang cukup tinggi. Retak las yang mungkin terjadi pada pengelasan pelat tebal dapat dihindari dengan pemanasan mula atau dengan menggunakan elektroda hydrogen rendah. 2.3 Kampuh Las Pada sub ini akan dibahas mengenai klasifikasi sambungan las dan bentuk alur kampuh las yang dibatasi pada kampuh V. Kampuh las merupakan bagian dari logam induk yang nantinya akan diisi oleh logam las, kampuh las awalnya adalah berupa kubungan las yang kemudian diisi dengan logam las. Sambungan las dengan menggunakan alur kampuh dikategorikan kedalam sambungan las tumpul. Sambungan las tumpul adalah jenis sambungan paling efisien. Sambungan ini dibagi menjadi dua yaitu sambungan penetrasi penuh dan sambungan penetrasi sebagian. Seperti pada gambar 2.4 Jenis lasan

Jenis Alur

Lasan dengan alur Lasan Penetrasi

Lasan Penetrasi

penuh tanpa pelat

penuh dengan

penahan

pelat penahan

Persegi (I)


Lasan Penetrasi sebagian

26

V tunggal (V)

Tirus tunggal (V)

U tunggal (U)

V ganda (X)

Tirus ganda (K)

U ganda (H) (DU)

J tunggal (J) J ganda (D) ( Sumber : http://www.teknikmesin.org/macam-macam-sambungan-las/ ) Pada dasarnya dalam memilih bentuk kampuh harus menuju kepada penurunan masukan panas dan penurunan logam las sampai kepada harga terendah dan tidak menurunkan mutu sambungan. Untuk kampuh-kampuh las pada saat pembakarannya dapat mengisi pada seluruh tebalnya pelat. Sebelum pengelasan dilaksanakan kampuh las harus melalui proses pengerjaan awal. Karat,


27

minyak, cat harus dihilangkan. Untuk memperoleh pembakaran yang baik, pada kampuh V dipakai elektroda dengan diameter yang kecil atau disesuaikan dengan besar sudut kampuh dan tebal pelat yang akan dilas. 2.4 Sifat Mampu Las dari Baja Kabon Rendah Faktor-faktor yang sangat mempengaruhi mampu las dari baja karbon rendah adalah kekuatan tarik dan kepekaan terhadap retak las. Kekuatan tarik pada baja karbon rendah dapat dipertinggi dengan menurunkan kadar karbon (C) dan menaikkan kadar mangan (Mn). Suhu transisi dari kekuatan tarik menjadi turun dengan naiknya harga perbandingan Mn/C. Baja karbon rendah kepekaan retak las yang rendah bila dibandingkan dengan baja karbon lainya atau baja karbon paduan. Tetapi las pada baja ini dapat terjadi dengan mudah pada pengelasan pelat tebal atau didalam baja tersebut terdapat belerang bebas yang cukup tinggi.

2.5 Metalurgi Las Seperti telah diuraikan diatas pengelasan adalah proses penyambungan antara dua bagian logam atau lebih dengan menggunakan energi panas. Karena proses ini maka logam disekitar pengelasan mengalami pemanasan dan pendinginan cepat yang menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan metalurgi, deformasi, dan tegangan-tegangan termal. Hal ini sangat erat hubungannya ketangguahan cacat las retak dan lain sebagainya yang pada umumnya mempunyai pengaruh yang fatal terhadap keamanan dari konstruksi yang akan dilas .


28

2.5.1 Sifat Fisik dan Mekanis. Mengadakan penelitian sifat-sifat fisik suatu logam sangat penting untuk mempelajari struktur mikro logam. Sifat-sifat fisik suatu logam meliputi kerapatan (densitas), sifat-sifat termal, konduktivitas listrik, dan sifat magnetik.Penguji mekanik yang biasa dilakukan seperti uji trik, kekerasan, impact (benturan), creep (pemuluran) dan fatigue (kelelehan) bertujuan untuk memeriksa kualitas produk yang dihasilkan berdasarkan suatu standar spesifikasi. Sifat-sifat mekanik meliputi kekuatan tarik, kekerasan, keuletan, ketangguahan dan kelelehan. 2.5.2 Struktur Mikro Pada umumnya struktur mikro dari baja tergantung dari kecepatan pendinginannya dari suhu daerah austenit sampai ke suhu kamar. Karena perubahan struktur ini maka dengan sendirinya sifat-sifat mekanik yang dimiliki juga berubah. Hubungan antara kecepatan pendinginan dan satruktur mikro yang terbentuk biasanya digambarkan dalam diagram yang menghubungkan waktu, suhu transformasi yang bahasa inggrisnya adalah “Continuous Cooling Transformation” dan disingkat CCT. 2.5.3 Kekerasan (Hardness) Kekerasan dapat didesifinikan sebagai ketahanan logam terhadap beban penekanan kedalam yang disebabkan oleh benda tekan yang berbentuk tertentu karena pengaruh gaya tertentu, semakin kecil penekanan (atau tidak dalam) menunjukan kekerasan yang semakin besar.


29

Tujuan dilakukannya uji kekerasan adalah untuk mengetahui kekerasan suatu logam atau paduanya dengan cara penekanan setelah mengalami perlakuan panas dan pendinginan dengan beberapa media pendinginan.Berikut metode pengujian ,yaitu 

Rockwell



Vickers



Brinell

Ada beberapa macam alat penguji kekerasan yang dipergunakan sesuai dengan bahan ,kekerasan ukuran dan lain-lain dari suatu produk.Pada pengujian kekerasan,yang digunakan pada penelitian ini adalah pengujian Vickers.  Metode pengujian kekerasan VICKERS Uji kekerasan vickers menggunakan indentor piramida intan yang pada dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besar sudut antar permukaan piramida intan yang saling berhadapan adalah 1360. Nilai ini dipilih karena mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan antara diameter lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan brinell (dieter, 1987). Angka kekerasan vickers didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan lekukan. Pada prakteknya. Luas ini dihitung dari pengukuran mikroskopik panjang diagonal jejak. VHN dapat ditentukan dari persamaan berikut :


30

Dengan :

F = beban yang digunakan ( kgf ) d = panjang diagonal rata- rataa ( mm ) Ɵ = sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 1360

Kareana jejak yang dibuat dengan penekanan piramida serupa secara geometris dan tidak terdapat persoalan mengenai ukuranya, maka VHN tidak tergantung kepada beban. Pada umumnya hal ini dipenuhi, kecuali pada beban yang sangat ringan. Beban yang biasanya digunakan pada uji vickers berkisar antara 1 hingga 120 kg. Tergantung pada kekerasan logam yang akan diuji. Hal hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode vickers adalah : 1. Uji ini tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini sangat lamban. 2.

Memerlukan persiapan permukaan benda uji.

3. Terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan panjang diagonalnya. 2.4.4 Uji Tarik Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan ,kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh


31

mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan ( dalam hal ini kekuatan sambungan las ) sampai putus, kita dapat mengetahui data yaitu berupa tegangan tarik versus pertambahan panjang dari material yang kita uji.Hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang.

Gbr 2.3 Gambaran singkat uji tarik dan tegangan yang terjadi ( Sumber : tegahttps://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/mengetahui-sifat-mekanikmaterial-dengan-uji-tarik/ ngan yang terjadin ) 

Hukum Hooke (Hooke's Law) Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan.


32

“Stress adalah beban dibagi luas penampang bahan” “strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan” Dirumuskan : 

Stress (Tegangan Mekanis):

σ = F/Ao

, F = gaya tarikan, Ao = luas

penampang 

Strain (Regangan):

ε

= ΔL/Lo, ΔL = Pertambahan panjang, Lo =

Panjang awal. Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan: E =

Gbr 2.5 .Kurva tegangan-regangan ( Sumber : http://www.alatuji.com )


σ/ε

BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents