Departemen Teknik Industri FTI-ITB
TI-2121: Proses Manufaktur Proses Pengelasan
Laboratorium Sistem Produksi www.lspitb.org ©2003
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Hasil Pembelajaran •
Umum: Memberikan mahasiswa pengetahuan yang komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinan dan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dan analisis system manufaktur.
•
Khusus: Memberikan pemahaman terhadap proses pengelasan Mampu membedakan jenis-jenis pengelasan serta ukuran kulitas pengelasan
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
2
1
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Pengelasan (Welding)
• •
•
Joining: Proses penyambungan yang bersifat permanen (sulit untuk dipisahkan kembali)
Proses joining:
Welding Brazing Soldering Adhesive bonding
Welding Proses penyambungan material, dimana dua/lebih material bersatu pada permukaan kontak dengan menggunakan panas / tekanan tertentu Menggunakan material filler sebagai media penyambung TI2121 - Proses Manufaktur - 14
3
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Kelebihan Pengelasan
• • • •
Pengelasan menghasilkan penyambungan yang permanen dan beberapa komponen menjadi satu unit produk (single entity) Penyambungan bisa lebih kuat daripada material yang disambung (tergantung dari filler dan teknik pengelasan) Ekonomis Peralatan pengelasan mudah untuk dipindahkan (portable)
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
4
2
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Kekurangan Pengelasan
• • • •
Pada umumnya dilakukan secara manual dan bergantung pada operator (cost and skill) Menggunakan energi yang tinggi sehingga aspek keselamatan kerja menjadi kritis Proses perawatan menjadi sulit (disassembly, component replacement etc) Cacat pada pengelasan sulit terdeteksi dan dapat mengurangi kekuatan penyambungan
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
5
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Proses Pengelasan
•
Fusion welding; menggunakan panas untuk melebur logam dan filler. Sumber energi panas menentukan jenis fusion welding, seperti:
•
– Arc welding – Resistance welding – Oxyfuel gas welding
Solid-state welding; proses penyambungan menggunakan tekanan dan/atau gabungan dengan panas Proses metallurgically bonding / cohesive atomic bonding – Diffusion welding – Friction welding – Ultrasonic welding TI2121 - Proses Manufaktur - 14
6
3
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Densitas Daya • Fusion welding adalah pengelasan yang banyak dipakai • Agar fusi terjadi, perlu energi panas berdensitas tinggi agar terjadi pelelehan lokal
• Densitas panas: tenaga panas yang ditransfer pada benda kerja per area (W/mm2)
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
7
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Temperatur Leleh
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
8
4
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Jenis Penyambungan
(a) butt; (b) corner (c) lap (d) tee (e) edge
9
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Bentuk Fillet (1)
(a) inside single fillet corner joint; (b) outside single fillet corner joint; (c) double fillet lap joint (d) double fillet tee joint
(a) Square groove weld; (b) single bevel groove weld (c) single V-groove weld (d) single U-groove weld (e) single J-groove weld (f) double V-groove weld TI2121 - Proses Manufaktur - 14
10
5
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Bentuk Fillet (2) • (a) plug weld; (b) slot weld
• (a) spot weld; (b) seam weld
• (a) flange weld; (b) surface weld
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
11
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Proses Arc Welding
(1) before the weld; (2) during the weld, the base material is melted and filler metal is added to the molten pool; (3) the completed weldment TI2121 - Proses Manufaktur - 14
12
6
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Konfigurasi Arc Welding
• • • •
Temperatur > 5500°C Consumable electrode: sebagai sumber filler Berbentuk rods/strick atau wire
Non-consumable electrode (tungsten): Dapat menyambung dua logam yang berbeda Menghasilkan pengelasan dengan toleransi yang tinggi dan cocok untuk sheet metal
Sumber daya (power) AC: murah, terbatas untuk pengelasan logam ferrous DC: kontrol arc lebih baik TI2121 - Proses Manufaktur - 14
13
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Resistance (spot) Arc Welding •
•
(a) steps in a spot welding cycle; (b) plot of squeezing force and current (1) parts inserted between open electrodes; (2) electrodes close and force is applied; (3) weld time – current is switched on; (4) current is turned off but force is maintained or increased; (5) electrodes are opened and the welded assembly is removed TI2121 - Proses Manufaktur - 14
14
7
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Rocker Spot Welding Machine
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
15
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Oxyfuel (acetylene) Gas Welding
Stage1: C2 H2 + O2 → 2CO + H2 + heat Stage2 : 2CO + H2 + 1.5 O2 → 2CO2 + H2 O + heat TI2121 - Proses Manufaktur - 14
16
8
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Friction Welding
(1) rotating part, no contact; (2) parts brought into contact to generate friction heat; (3) rotation stopped and axial presure applied (4) weld created TI2121 - Proses Manufaktur - 14
17
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Ultrasonic Welding
(a) general setup for a lap joint; (b) close-up of weld area
• Terbatas untuk lap joint dan material lunak seperti aluminum dan copper
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
18
9
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Kualitas Pengelasan (1)
(a) Butt welding tow plates; (b) shringkage across the width of the welded assembly; (c) transverse and longitudinal residual stress pattern (d) likely warpage in the welded assembly TI2121 - Proses Manufaktur - 14
19
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Kualitas Pengelasan (2)
• (a) Desired weld profile; (b) undercut, which a portion of the
base metal part is melted away; (c) underfill, a depression in the weld below the level of the adjacent base material surface; (d) overlap, the weld metal spills beyond the joint
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
20
10
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Cacat Pengelasan • Cracks
• Incomplete fusion
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
21
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Metoda Inspeksi dan Pengujian (1)
•
•
•
Visual inspection Pemeriksaan terhadap dimensi Warpage Cracks, cavities, incomplete fusion dll.
Nondestructive evaluation Flourescent penetrant test Ultrasonic testing (sound waves > 20kHz) Radiographic testing (X-rays, gamma radiation)
Destructive testing Mechanical test Metallurgical test
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
22
11
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Metoda Inspeksi dan Pengujian (2)
Mechanical test: (a) tension-shear test; (b) fillet break test; (c) tension-shear test of spot weld; (d) peel test for spot weld
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
23
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Pertimbangan Desain Pada Pengelasan
• • • •
Jumlah komponen yang disambung minimum Komponen yang disambung memiliki akurasi dimensi yang baik Jika dimungkinkan flat welding (arc welding) Memiliki akses untuk electrode mencapai posisi pengelasan dan area sheet metal overlap yang mencukupi (spot welding)
TI2121 - Proses Manufaktur - 14
24
12
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Tugas 6 • Pilih suatu produk yang menggunakan proses pengelasan Gambarkan sketsa produk tersebut Berdasarkan produk yang dipilih, jawab pertanyaan: – Bab 30.9, 30.12
• Gambarkan sketsa suatu produk yang masing-masing produk menggunakan:
Arc welding Resistance welding Oxyfuel welding Jelaskan mengapa setiap produk yang dipilih menggunakan jenis pengelasan tertentu
• Dikumpulkan:
Kamis, 18 Desember 2003 Jam 12.00 Di LSP TI2121 - Proses Manufaktur - 14
25
13
