Pengelasan

Latar Belakang

Bermacam-macam metode telah ditemukan untuk penyambungan bagian-bagian dari logam. Semuanya ini termasuk metode mekanis misalnya dengan mur dan baut, keling, pasak, sambungan pres/kempa dan pengkerutan; serta metode metalurgi dengan cara mendekatkan permukaan sebisa mungkin. Tipe dari metode ini adalah dengan membuat/memberikan gaya pada penyambungan dalam berbagai cara : penyambungan mekanis langsung dengan

menggesekkan permukaan, sementara itu penyambungan metalurgi terjadi sebagaimana dengan pengelasan, gaya tarik terjadi antar atomdari logam tersebut.

Dengan penyambungan mekanis, lubang atau alur pasak harus disiapkan pada bagian yang disambung dan biasanya keduanya harus bertumpukan. Bagaimanapun juga jika kedua bagian ini harus dipisah atau dilepas maka semuanya ini akan mudah dilaksanakan. Pada

masalah pengelasan, bagian-bagian yang disambung akan menjadi satu (menyatu) selamanya, yang mana setelah disambung tidak mudah untuk dipisahkan satu dengan yang lain.

Dengan melihat keunggulan dari perkembangan teknologi pada berbagai industri, misalnya rel kereta, otomotif, bangunan kerangka baja, bejana tekan, bangunan kapal, jembatan, industri permesinan, industry kimia, tenaga nuklir sampai untuk kerangka kaca dan produksi barangbarang hias, teknik pengelasan telah membuat suatu kemajuan yang

pesat. Pengembangan las mempunyai sejarah yang panjang. Jika teknologi pengelasan ini tidak dikembangkan, industri-industri tersebut di atas tidak bisa menikmati kemajuan teknologi. Walaupun sebagian besar material yang disambung dengan pengelasan adalah logam, pada saat ini telah memungkinkan untuk menyambung keramik, plastik, dan material-material lain dengan pengelasan, dan sekarang ini memungkinkan melaksanakan pengelasan di luar angkasa.

Pada proses pengelasan terjadi beberapa problem yang disebabkan oleh lokalisasi panas dari material yang disambung, problem tersebut antara lain :

1. Terjadinya perubahan kualitas pada material setempat

2. Terjadi regangan dan tegangan sisa

3. Dapat menimbulkan cacat pada pengoperasiannya

Problem-problem ini dapat menimbulkan cacat atau merusak konstruksi pengelasan. Bagaimanapun juga, pengelasan digunakan dalam kehidupan sehari-hari, sehingga untuk menjamin kualitas pengelasan, problem-problem tersebut harus dapat diatasi.

Jenis dan Kalsifikasi Teknologi Las

Las adalah proses penyambungan dua material secara permanen dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti oleh material pengisi. Berikut ini klasifikasi dan jenis pengelasan.

 a. Klasifikasi pengelasan ditinjau dari sumber panasnya. Pengelasan dapat dibedakan tiga:

    1.      Mekanik

    2.      Listrik

    3.      Kimia

    Sedangkan menurut cara pengelasan, dibedakan menjadi dua bagian besar:

    1.      Pengelasan tekanan (Pressure Welding)

    2.      Pengelasan Cair

              b. Jenis-jenis Pengelasan
                  1. Berdasarkan Panas Listrik

                  • SMAW (Shield Metal Arch Welding) adalah las busur nyala api listrik terlindung dengan                          mempergunagakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling                        banyak dipakai dimana–mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasaan.                              Tegangan yang dipakai hanya 23 sampai dengan 45 Volt AC atau DC, sedangkan untuk                          pencairan pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 Ampere. Namun secara umum yang                              dipakai berkisar 80 – 200 Ampere
                   • SAW (Submerged Arch Welding) adalah las busur terbenam atau pengelasan dengan                               busur nyala api listrik. Untuk mecegah oksidasi cairan metal induk dan material tambahan,                         dipergunakan butiran–butiran fluks / slag sehingga bususr nyala terpendam di dalam                                   ukuran–ukuran fluks tersebut

                   • ESW (Electro Slag Welding) adalah pengelasan busur terhenti, pengelasan sejenis SAW                          namun bedanya pada jenis ESW busurnya nyala mencairkan fluks, busur terhenti dan                                proses pencairan fluk berjalan terus dam menjadi bahan pengantar arus listrik (konduktif).                        Sehingga elektroda terhubungkan dengan benda yang dilas melalui konduktor tersebut.                            Panas yang dihasilkan dari tahanan terhadap arus listrik melalui cairan fluk / slag cukup                              tinggi untuk mencairkan bahan tambahan las dan bahan induk yang dilas tempraturnya                              mencapai 3500° F atau setara dengan 1925°C
                  • SW (Stud Welding) adalah las baut pondasi, gunanya untuk menyambung bagian satu                                konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam beton (baut angker) atau “ Shear                            Connector “
                   • ERW (Electric Resistant Welding) adalah las tahanan listrik yaitu dengan tahanan yang                              besar panas yang dihasilkan oleh aliran listrik menjadi semakin tinggi sehingga mencairkan                        logam yang akan dilas. Contohnya adalah pada pembuatan pipa ERW, pengelasan plat–                          plat dinding pesawat, atau pada pagar kawat
                   • EBW (Electron Beam Welding) adalah las dengan proses pemboman elektron, suatu                                pengelasan uang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas                            loncatan elektron yang dimamapatkan dan diarahkan pada benda yang akan dilas.                                    Penelasan ini dilaksanakan di dalam ruang hampa, sehingga menghapus kemungkinan                                terjadinya oksidasi atau kontaminasi

             2.  Berdasarkan Panas Listrik dan Gas

                       • GMAW (Gas Metal Arch Welding) terdiri dari ; MIG (Metal Active Gas) dan MAG                                     (Metal Inert Gas) adalah pengelasan dengan gas nyala yang dihasilkan berasal dari busur                               nyala listrik, yang dipakai sebagai pencair metal yang di–las dan metal penambah. Sebagai                             pelindung oksidasi dipakai gas pelindung yang berupa gas kekal (inert) atau CO2. MIG                                 digunakan untuk mengelas besi atau baja, sedangkan gas pelindungnya adalah mengunakan                           Karbon dioxida CO2. TIG digunakan untuk mengelas logam non besi dan gas                                                pelindungnya menggunakan Helium (He) dan/atau Argon (Ar)

                        • GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG (Tungsten Inert Gas) adalah pengelasn                                  dengan memakai busur nyala dengan tungsten/elektroda yang terbuat dari wolfram,                                        sedangkan bahan penambahnyyadigunakan bahan yang sama atau sejenis dengan material                              induknya. Untuk mencegah oksidasi, dipakai gas kekal (inert) 99 % Argon (Ar) murni
                        • FCAW (Flux Cored Arch Welding) pada hakikatnya hampir sama dengan proses                                          pengelasan GMAW. Gas pelindungnya juga sama-sama menggunakan Karbon dioxida                                  CO2. Biasanya, pada mesin las FCAW ditambah robot yang bertugas untuk menjalankan                            pengelasan biasa disebut dengan super anemo
                        • PAW (Plasma Arch Welding) adalah las listrik dengan plasma yang sejenis dengan GTAW                            hanya pada proses ini gas pelindung menggunakan bahan campuran antara Argon (Ar),                                  Nitrogen (N) dan Hidrogen (H) yang lazim disebut dengan plasma. Plasma adalah gas                                  yang luminous dengan derajat pengantar arus dan kapasitas termis / panas yang tinggi                                    dapat menampung tempratur diatas 5000° C

                   3. Berdasarkan Panas Yang Dihasilkan Campuran Gas
                        • OAW (Oxigen Acetylene Welding) adalah sejenis dengan las karbid / las otogen. Panas                                yang didapat dari hasil pembakaran gas acetylene (C2H2) dengan zat asam atau Oksigen                              (O2). Ada juga yang sejenis las ini dan memakai gas propane (C3H8) sebagai ganti                                      acetylene. Ada pula yang memakai bahan pemanas yang terdiri dari campuran gas                                        hidrogen (H) dan zat asam (O2) yang disebit OHW (Oxy Hidrogen Welding)

               4. Berdasarkan Ledakan dan reaksi isotermis
                   • EXW (Explosion Welding) adalah las yang sumber panasnya didapatkan dengan                                       meledakkan amunisi yang dipasang pada suatu mold/cetakan pada bagian tersebut dan                             mengisi cetakan yang tersedia. Cara ini sangat praktis untuk menyambung kawat baja /                             wire rope, slenk. Cara pelaksanaannya adalah ujung-ujung tambang kawat dimasukkan ke                       dalam mold yang telah terisi amunisi selanjutnya serbuk ledak tersebut dinyalakan dengan                         pemantik api, maka terjadilah reaksi kimia eksotermis yang sangat cepat sehingga                                     menghasilkan suhu yang sangat tinggi sehingga terjadilah ledakan. Ledakan tersebut                                   mencairkan kedua ujung kawat baja yang terdapat didalam mold tadi, sehingga cairan                               metal terpadu dan mengisi ruangan yang tersedia didalam mold.

 Jenis Sambungan Las

                       

    Penyambungan dalam pengelasan diperlukan untuk meneruskan beban atau tegangan diantara bagian-bagian yang disambung. Karena meneruskan beban, maka bagian sambungan juga akan menerima beban. Oleh karenanya, bagian sambungan paling tidak memiliki kekuatan yang sama dengan bagian yang disambung. Untuk dapat menyambung dua komponen logam diperlukan berbagai jenis sambungan. Pada sambungan inilah nantinya logam tambahan diberikan, sehingga terdapat kesatuan antara komponen-komponen yang disambung. Berbagai jenis sambungan yang dimaksud adalah :

1. Sambungan Temu (Butt Joint)
2. Sambungan T (Tee joint)
3. Sambungan Sudut (Corner joint)
4. Sambungan Saling Tumpang (Lap Joint)
5. Sambungan Sisi (Edge Joint)

Gambar Jenis-jenis Sambungan Las

Gambar contoh Sambungan Las

 Cacat Las dan Pengujian

      Macam-macam Cacat Las

☻   Crack  (retak) adalah tipe ketidaksempurnaan yang paling berbahaya mempengaruhi kemulusan dari rakitan las. Cacat ini tidak dapat diterima sehingga harus dilakukan uji radiogravi ulang.

☻   Incomplete Penetration (kurang penembusan) adalah cacat las yang disebabkan oleh kurangnya penetrasi sewaktu pengelasan pertama atau posisi elektroda terlalu tinggi. Cacat ini disebabakan karena terlalu rapatnya celah antara bevel dan arus pengelasa pertama terlalu rendah. Cacat ini juga harus diadakan uji ulang radiogravi ulang.

☻   Slag Inclution adalah jenis cacat yang biasanya disebabkan oleh 3 hal yaitu :

a.   Pembersihan kerak yang kurang sempurna.

b.   Arus pengelasan lintas panas atau pengelasan kedua terlalu rendah sehingga tidak dapat mencairkan secara sempurna permukaan las pertama yang mengakibatkan tertinggalnya sisa-sisa terak didalam bahan las yang membeku.

c.   Arus pengelasaan pertama yang terlalu rendah sehingga bentuk alur las pertama cembung.

☻   Porosity adalah cacat yang disebabkan oleh kelembaban yang terjadi sewaktu pengelasan dilaksanakan yang berasal dari kampuh yang basah atau lembab, electrode yang lembab, hembusan angin yang basah sewaktu pengelasaan, adanya lapisan minyak/cat pada kampuh las dan lain-lain.

☻   Undercutting adalah jenis cacat yang disebabkan oleh :

a.   Terlalu tingginya arus pada lajur las terakhir sehingga melebihi batas maksimum yang diijnkan. Akibatnya suhu terlalu tinggi dan melelehkan bahan dasar disekitar pinggir kampuh tidak terisi bahan las sepenuhnya.

b.   Ayunan electrode tang tidak penuh sehingga sebagian sisi kampuh tidak terisi bahan las sepenuhnya.

c.   Penyetelan yang tinggi rendah yang mengakibatkan sebagian tepi kampuh kurang terisi bahan las.

☻   Undeercut ini dapat memperlama kekuatan sambungan sehingga harus diisi dengan las dengan cara stringing (las satu logam dengan electrode tidak diayun).

☻   Burnthrough adalah kennis cacat yang disebabkan karena menetesnya bahan las melewati akar  kampuh pada suatu saat tertentu akibat terlalu dalamnya letak ujung electrode meskipun hanya sesaat saja. Cacat ini tampak sebagai noda-noda besar di tengah jalur las berwarna gelap satu-satu pada jarak tertentu.

  Pengujian Pengelasan

A.    Destruktive Test (DT)

Destructive test adalah pengujian yang dilakukan dengan cara merusak benda uji. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dari material  atau sambungan las telah memenuhi spesifikasi yang diisyaratkan oleh code dan desain.Dalam kegiatan inspeksi pengelasan, pengujian dilakukan pada tes coupon sebagai benda uji. Test coupon harus dibuat sesuai dengan code yang berlaku, dimana pengelasan pasa test coupon dilaksanakan harus berdasarkan WPS yang digunakan. Data hasil pengujian ini akan dievalusi untuk memastikan bahwa WPS yang dibuat dan hasil las produksi nantinya dapat memenuhi criteria sifat mekanis dan selanjutnya direkam dalam dokumen PQR.

Beberapa metode DT yang sering digunakan pada test  coupon adalah :uji tarik, uji lengkung, uji pukul, uji kekerasan.

1.      Uji Tarik ( Tensile Test )

Prinsip kerja :

Batang uji dijepit pada kedua ujungnyapada mesin uji tarik, kemudian ditarik secara terus menerus sampai putus. Pengujian ini bertujuan untuk menentukan sifat-sifat mekanis dari bahan logam, yaitu : Kuat Tarik (Tensile Strengh), Batas ulur, Regang, Reduksi/ kontraksi dan modulus elastisitas.

salah satu contoh mesin tarik

2.      Uji Lengkung (Bend Test)

Prinsip kerja :

Batang uji di lengkung di tengahnya dengan duri pelengkung, dengan ditumpu jarak lengkung tertentu oleh dua rol penumpu yang dapat berputar, sampai mencapai sudut lengkung tertentu . Pengujian  ini bertujuan untuk mengetahui  elastisitas  dari bahan logam terhadap lengkungan.

B.     Non Destruktive Test

NDT (Non Destruktive Test) menggunakan Penetran test pada hasil pengelasan, dengan tahapan pengerjaannya sebagai berikut :

-        Area yang akan diuji terlebih dahulu dibersihkan dan tidak basah. Area tersebut dibersihkan mengunakan gurinda, palu atau alat lainnya dari sisa/ serbuk hasil pengelasan.

-        Setelah dibersihkan, area tersebut dilap menggunakan Cleaner agar serbuk kotoran juga terangkat

-        Lalu sekitar 5 menit setelah diberi cleaner, area tersebut disemprotkan Penetran (merah) secara merata pada bagian yang diduga terjadi cacat las

-        Setelah itu ditunggu hingga 10 menit, lalu dibersihkan lagi mengguanakan cleaner dan disemprotkan lagi Developer (putih) pada area tersebut secara merata

-        Hasilnya, daerah yang diduga terdapat cacat las akan lebih kemerahan. Dengan kata lain cairan Penetran akan terlihat meskipun sudah tertutup oleh cairan Developer

  Alat dan Perlengkapan Las

            Peralatan pengelasan antara lain :

            1.  Pesawat Las Arus Bolak-Balik (AC)

Macam-macam pesawat las ini seperti Transfor­mator las, pembangkit listrik motor diesel atau motor ben­sin. Transformator las yang kebanyakan digunakan di industri-industri mempunyai kapasitas 200 sampai 500 amper. Pesawat las ini sangat banyak dipakai karena biaya operasinya yang rendah disamping harganya yang relatif murah. Voltase keluar dari pesawat transformator ini antara 38 sampai 70 volt.

2. Pesawat Las Arus Searah (DC)

Pesawat las arus searah ini dapat berupa pesawat transformator rectifier, pembangkit listrik motor diesel atau motor bensin, maupun pesawat pembangkit listrik yang digerakkan oleh motor listrik.Salah satu jenis dari pesawat las arus searah yaitu pesawat pembangkit listrik yang digerakkan oleh motor tistrik (motor generator)

3. Pesawat Las AC-DC.

Pesawat las ini merupakan gabungan dari pesawat las arus bolak-balik dan arus searah. Dengan, pesawat ini akan lebih banyak kemungkinan pemakaiannya karena arus yang keluar dapat arus searah maupun arus bolak-­balik. Pesawat las jenis ini misalnya transformator-rectifier maupun pembangkit listrik motor diesel.

             

Gambar Pesawat Las

            4. Kabel Las

Kabel las biasanya dibuat dari tembaga yang dipilin dan dibungkus dangan karet isolasi Yang disebut kabel las ada tiga macam yaitu :

·                     kabel elektroda

·                     kabel massa

·                     kabel tenaga

Kabel elektroda adalah kabel yang menghubungkan pesawat las dengan elektroda_. Kabel massa menghubungkan pesawat las dengan benda kerja. Kabel tenaga adalah kabel yang menghubungkan sumber tenaga atau jaringan listrik dengan pesawat las. Kabel ini biasanya terdapat pada pe­sawat las AC atau AC - DC.

Gambar Kabael Las

Dalam tabel 1 ditunjukkan ukuran luas penampang kabel las (kabel elektroda atau kabel massa) untuk panjang tertentu pada kapasitas arus pesawat las.

5. Pegangan Elektroda

Ujung yang tidak berselaput dari elektroda dijepit dengan pemegang elektroda. Pemegang elektroda terdiri dari mulut penjepit dan pegangan yang dibungkus oleh bahan penyekat. Pada waktu berhenti atau selesai mengelas, bagian pegangan yang tidak berhubungan dengan kabel digantungkan pada gantungan dari bahan fiber atau kayu.

Gambar Pengangan Elektroda

            6. Palu Las

Palu Ias digunakan untuk melepaskan dan me­ngeluarkan terak las pada jalur Ias dengan jalan memukul­kan atau menggoreskan pada daerah las_. Berhati-hatilah membersihkan terak Ias dengan palu Ias karena kemungkinan akan memercik ke mata atau ke bagian badan lainnya.

7. Sikat Kawat

Dipergunakan untuk :

·         membersihkan benda kerja yang akan dilas

·         membersihkan terak Ias yang sudah lepas dari jalur las oleh pukulan palu las.

8.  Klem Massa

Klem massa edalah suatu alat untuk menghu­bungkan kabel massa ke benda kerja. Biasanya klem massa dibuat dari bahan dengan penghantar listrik yang baik seperti Tembaga agar arus listrik dapat mengalir dengan baik, klem massa ini dilengkapi dengan pegas yang kuat. Yang dapat menjepit benda kerja dengan baik .

Walaupun demikian permukaan benda kerja yang akan dijepit dengan klem massa harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran-kotoran seperti karat, cat, minyak.

            Perlengkapan Pengelasan antara lain :

            1. Helm Las

Helm Ias maupun tabir las digunakan untuk melindungi kulit muka dan mata dari sinar las (sinar ultra violet dan ultra merah) yang dapat merusak kulit maupun mata, Sinar Ias yang sangat terang/kuat itu tidak boleh dilihat dangan mata langsung sampai jarak 16 meter. Helm las ini dilengkapi dengan kaca khusus yang dapat mengurangi sinar ultra violet dan ultra merah tersebut. Ukuran kaca Ias yang dipakai tergantung pada pelaksanaan pengelasan.

            2. Sarung Tangan

Sarung tangan dibuat dari kulit atau asbes lunak untuk memudahkan memegang pemegang elektroda. Pada waktu mengelas harus selalu di­pakai sepasang sarung tangan.

           3. Balu Las/Apron

Baju las/Apron dibuat dari kulit atau dari asbes. Baju las yang lengkap dapat melindungi badan dan sebagian kaki. Bila mengelas pada posisi diatas kepala, harus memakai baju las yang lengkap. Pada pengelasan posisi lainnya dapat dipakai apron.

4. Sepatu Las

Sepatu las berguna untuk melindungi kaki dari semburan bunga api, Bila tidak ada sepatu las, sepatu biasa yang tertutup seluruhnya dapat juga dipakai.

5. Kamar Las

Kamar Ias dibuat dari bahan tahan.api. Kamar las penting agar orang yang ada disekitarnya tidak terganggu oleh cahaya las. Untuk mengeluarkan gas, sebaiknya kamar las dileng­kapi dangan sistim ventilasi: Didalam kamar las ditempatkan meja Ias. Meja las harus bersih dari bahan-bahan yang mudah terbakar agar terhindar dari kemungkinan terjadinya kebakaran oleh percikan terak las dan bunga api.

6. Masker Las

Jika tidak memungkinkan adanya kamar las dan ventilasi yang baik, maka gunakanlah masker las, agar terhindar dari asap dan debu las yang beracun.

   

PRAKTIKUM PENGELASAN

 Tempat dan Waktu Praktikum

            Tempat            :  Laboratorium Konstruksi Perkapalan Universitas Hasanuddin

            Waktu             :  -

Prosedur Praktikum

a.      Tahap Persiapan

Pembuatan specimen dan pemeriksaan alat/perlengkapan las. Bahan specimen dari besi strip ukuran 2900 mm x 40 mm x 6 mm. Ukuran specimen adalah 300 mm x 40 mm x 6 mm sebanyak 2 buah. sebelum melakukan pengelasan, maka specimen ini dibersihkan terlebih dahulu dengan menggunakan amplas dan sikat agar kotoran dan debu yang menempel hilang.

b.      Tahap Pelaksanaan

1.      Pengelas sebaiknya mengenakan semua perlengkapan pengaman,  seperti helmet las, pakaian kerja, sarung tangan las, dan sepatu pengaman.

2.      Mesin las diatur agar mengeluarkan output arus yang optimal.

3.      Elektroda dijepit pada klem tangkai las dan specimen disiapkan serta dilakukan 3 las titik, 2 pada ujung dan 1 ditengah specimen. Hal untuk merekatkan 2 bahan logam specimen ini.

4.      Setelah 3 las titik dilakukan, kemudian dilakukan pengelasan pada bagian yang belum dilakukan pengelasan sepanjang bahan spesimen. Hasil pengelasan inilah yang nantinya akan dinilai.

5.      Hasil pengelasan kemudian dibersihkan dengan palu runcing dan sikat kawat untuk membersihkan terak las.

6.      Hasil las kemudian dievaluasi yang dibuat dalam bentuk laporan hasil kerja.

Alat dan Perlengkapan Praktikum

a.      Peralatan  Utama Las

1.       Mesin Las / Trafo Las

2.      Sumber Tenaga Listrik AC/DC

3.      Kabel Las

4.      Tangkai Las dan Klem

b.      Peralatan Pelengkap Las

1.      Palu Runcing

2.      Sikat Metal

c.     Perlengakapan Lainnya

1.  Helmet

2.  Sarung Tangan Las

3.   Sepatu kerja Isolator.

Spesimen Praktikum

Bahan specimen dari besi strip ukuran 2900 mm x 20 mm x 6 mm. ukuran specimen adalah 300 mm x 40 mm x 6 mm. sebelum melakukan pengelasan, maka specimen ini dibersihkan terlebih dahulu dengan menggunakan amplas dan sikat agar kotoran dan debu yang menempel hilang.

Visualisasi Hasil Praktikum

selanjutnyamilik pribadi... maaf ^_^ selamat berjuang...