TEKNIK PENGELASAN (WELDING) MATAKULIAH TEKNIK PENGELASAN (WELDING)

PENGELASAN Pengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan 2 buah logam atau lebih dengan pemanasan sampai logam induk mencair dan menyatu dalam keadaan dingin

Beberapa Persyaratan yang Harus Dienuhi untuk Berhasilnya Penyambungan Pengelasan. Bahwa benda padat tersebut dapat mencair/lebur oleh panas. Bahwa antara benda-benda padat yang disambung tersebut terdapat kesesuaian sifat lasnya sehingga tidak melemahkan atau menggagalkan sambungan tersebut. Bahwa cara penyambungan sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan penyambungan.

Definisi Las Berdasarkan definisi dari DIN (Deutch Industrie Normen) las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair.

Adapun sumber-sumber panas untuk pengelasan dihasilkan dari proses-proses di bawah ini. Suhu yang di hasilkan berkisar dari yang terendah hingga yang tertinggi, seperti : Bahan bakar minyak, yang dapat menhasilkan panas beberapa ratus untuk pengelasan dengan titik lebur rendah. Canpuran zat asam dengan gas pembakar seperi acetylene, propan, hydrogen. Panas yang dihasilkan dapat mencapai titik lebur baja sekitar 1.370 . Busur nyala listrik, panas yang dihasilkan dari busur listrik ini sangat tinggi jauh diatas titik lebur baja. Tahanan listrik dan induksi listrik, panas yang dihasilkan cukup tinggi sehingga dengan mudah dapat mencairkan baja. Busur nyala listrik dengan gas pelindung, pada pengelasan ini biasanya peka terhadap proses oksidasi. Sinar infrared dan reaksi kimia eksotermis. Ledakan bahan mesiu (cad, explosion), yang dapat menghasilkan panas sangat tinggi. Getaran ultrasonic, sinar laser dan pemboman dengan electron.

Adapun beberapa factor persiapan yang harus dilakukan : Factor manusia. Factor prosedur dan cara kerja. Factor bahan atau material, jenis, cara, peralatan dan bentuk serta ukuran-ukuran. Factor peralatan. Factor alam dan maksud tujuan. Factor resiko dan hasil perhitungan atau pengukuran.

Cara-cara Pengelasan Secara konvensional cara-cara pengelasa dapat dibagi menjdi dua golongan, yaitu : klasifikasi berdasarkan kerja. klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan.

Klasifikasi Berdasarkan Energi Las listrik Las kimia Las mekanik

Klasifikasi Berdasarkan Kerja Las cair Las tekan Las patri

Berdasarkan klasifikasi kerja pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian. Pengelasan cair adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api gas yang terbakar. pengelasan tekan adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menjadi satu. pematrian adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.

Klasifikasi dari Cara Pengelsan   A. Pengelasan cair  Las gas Las listrik terak Las listrik gas Las listrik termis  Las listrik elektron  Las busur plasma     B. Pengelasan tekan  Las resistensi listrik  Las titik  Las penampang  Las busur tekan  Las tekan  Las tumpul tekan  Las tekan gas  Las tempa  Las gesek  Las ledakan  Las induksi  Las ultrasonic

C. Las busur Elektroda terumpan    D. Las busur gas Las mig Las busur CO2 E. Las busur gas dan fluks Las busur CO2 dengan elektroda berisi fluks Las busur fluks Las elektroda berisi fluks Las elektroda tertutup Las busur dengan elektroda berisi fluks Las busur terendam Las busur tanpa pelindung Elektroda tanpa terumpan Las TIG atau las wolfram gas

MACAM-MACAM CACAT LAS DAN MENANGGULANGINYA   Cacat Las dibagi dua diantaranya : Cacat las yang dapat dilihat ( Visual ) Cacat las tidak dapat dilihat ( Cacat Dalam )

Cacat las yang dapat dilihat : Under Cutting : Yaitu sisi sambungan termakan oleh busur api dan membentuk palit di kanan dan kiri rigi las Hal ini di sebabkan oleh terlalu tingginya temperatur sewaktu mengelas karena pemakaian arus terlalu besar dan ayunan elektroda terlalu pendek.

Weaving fault : Yaitu bentuk alur bergelombang sehingga ketebalannya tidak merata. Hal ini disebabkan karena cara pengelasan yang terlalu digoyang.

Fault of elektroda change : Yaitu bentuk alur laur las yang menebal pada jarak tertentu yang diakibatkan oeh [pergantian elektroda yang gerakannya terlalu pelan

Alur-alur las terlalu tinggi : Yaitu bentuk alur las yang sempit dan menonjol keatas yang disebabkan pemakaian arus terlalu rendah dan elektroda terlalu dekat dengan logam.

Alur las terlalu lebar : Yaitu bentuk alur terlalu besar dan lebar yang disebabkan karena kecepatan mengelas terlalu lamban.

Alur las tidak beraturan : bentuk alur las yang tidak beraturan yang disebabkan oleh tidak mahirnya seseorang dalam mengelas karena tidak mengetahui apa yang harus diperhatikan.

Alur las terlalu tipis : Yaitu bentuk alur las yang disebabkan akibat kecepatan mengelas terlalu tinggi.

Dasar concave : Yaitu bentuk alur las bagian bawah benda alas terjadi pencekungan yang disebabkan karena arus terlalu besar.  

Dasar berlubang-lubang : Yaitu bentuk alur bagian las bagian bawah benda alas terjadi lubang-lubang yang disebabkan posisi elektroda terlalu dalam dan arus terlalu besar.

Dasar berjanggut : Yaitu Yaitu bentuk alur bagian las bagian bawah benda alas terjadi lelehan yang berlebihan hal ini disebabkan karena pergerakan elektroda yang salah dan terlalu lambat

Over laping : yaitu sisi rigi las kurang terpadu pada logam induk atau berada kerja seolah-olah menempel. Porosity : yaitu ada lubang-lubang udara pada permukaan rigi-rigi las. Hal ini disebabkan elektroda basah, kampuh kotor, terlalu lembab, gas yang berasal dari galvanisasi. 

Slag inclusion : adanya terak yang terperangkap sehingga tidak bias keluar dari rigi-rigi las. Hal ini disebabkan adanyab terak yang tidak dibersikan pada proses las berikutnya.

Angular Deformation (Berubah Bentuk): Yaitu perubahan bentuk dari sambungan las (Benda kerja). Hal ini ini disebabkan tidak adanya alat bantu penjepit dan las pengunci

Misalingment (high-low) : Yaitu sambungan las tidak rata sehingga akan mengurangi tebal las logam. Hal ini disebabkan karena tidak rata pengaturan benda las.

Cracking: Yaitu retak pada permukaan rigi las maupun dalam rigi las.

Kurang tembus : Rigi-rigi tidak menembus sesuai dengan yang diinginkan.

Spatter : Terdapat butiran-butiran seperti pasir disekitar rigi-rigi las.

Cacat las yang tidak dapat dilihat   Jenis-jens kesalahan pengelasan yang tidak dapat dilihat dengan mata, hanya dapat dideteksi dengan menggunakan radiographi dan ultrasonic. Adapun jenis – jenis kesalahan tersebut : Undercut Slag lines Internal longitudinal crack Internal transverse crack Incomplete penetration Incomplete fusion Internal porosity Blow hole Root concaving Surface concaving Fault of junction Root high low Aligned porosity Ecessive penetration Interpass cold lap Heavy metal inclusion

Adapun cara penanggulangan kesalahan pada proses pengelasan :   Undercutting   Berikan pendinginan benda kerja. Turunkan amper. Ayunan elektroda harus sesuai amper. Atur kedudukan elektroda.  Overlapping   Naikan arus las. Jarak elektroda dengan benda kerja. Sesuaikan kecepatan pengelasan.  Porosity Simpan elektroda di tempat yang aman. Bersihkan benda kerja. Gunakan elektroda yang sesuai. Gunakan pengaman udara yang masuk.  Slag Inclusion  Pembersihan setiap lapisan terak setelah proses pengelasan.  Angular Deformation  Atur sudut lasan yang memadai sebelum pengelasan. Gunakan go jig. Lakukan stress releascing setelah pengelasan.

Lakukan stress releascing setelah pengelasan.   Misaligment  Atur jarak benda yang akan disambung harus rata dan sejajar. Jarak las cantum agar disesuaikan dengan tebal plat yang akan dilas. Cracking  Gunakan elektroda yang sesuai. Lakukan stress releacing setelah pengelasan. Lakukan pemenasan pendahuluan sebelum dilas. Rigi-rigi penembusan terlalu tinggi  Atur kecepatan pengelasan. Lubang kunci jangan terlalu besar. Turunkan ampere atau ganti elektroda. Rigi-rigi tidak tembus  Naikkan arus las (amper). Sesuaikan kecepatan pengelasan dengan cairan yang terbentuk pada waktu pengelasan. Usahakan selalu terbentuk lubang kunci sepangjang rigi-rigi lapisan pengelasan.  Spatter Panjang busur listrik kira-kira sama dengan diameter elektroda. Turunkan amper Gunakan polaritas yang sesuai. Ganti elektroda

Pembekuan dan Struktur logam Pada proses pendinginan atau pembekuan dari logam las akan terjadi segregasi, lubang halus, atau retak

Reaksi yang terjadi pada pembekuan pada logam lasan Pemisahan Lubang-lubang halus Proses deoksidasi

Pemisahan dalam logam las dapat dibagi 3 Pemisahan makro Pemisahan gelombang Pemisahan mikro

Pemisahan makro Pemisahan makro adalah perubahan komponen secara perlahan- lahan pada garis lebur menuju garis sumbu

Pemisahan gelombang Pemisahan gelombang adalah perubahan komponen karena pembekuan yang terputus pada terbentuknya manik las

Pemisahan mikro Pemisahan mikro adalah perubahan komponen yang terjadi dalam satu pilar atau dalam satu bagian pilar

Lubang-lubang halus terjadi disebabkan Pelepasan gas karena perbedaan batas kelarutan antara logam cair dan logam padat pada suhu pembekuan Terbentuknya gas karena reaksi kimia dalam logam las Karena penyusupan gas kedalam atmosfir busur

Proses deoksidasi Proses menghilangkan oksida-oksida dalam logam las, untuk kadar oksigen dalam logam berbeda-beda tergantung kepada logam yang digunakan

Ketangguhan daerah lasan dapat dilaksanakan dengan beberapa cara Ketangguhan dan penggetasan batas las Mengetahui pengaruh komposisi kimia dan masukan panas terhadap penggetasan batas las Cara-cara untuk menurunkan penggetasan batas las Pengujian ketangguhan daerah las itu sendiri

Ketangguhan logam las yang paling besar dipengaruhi Oksigen Pengaruh struktur logam

Cara untuk menurunkan kegetasan batas las Penggunaan baja yang peka terhadap penggetasan batas las Pembatasan masukan panas Menurunkan penggetasan melalui cara pengelasan

Dalam pengelasan ada beberapa yang harus diperhatikan Pemanasan dan pendinginan Perubahan susunan listrik Daerah lasan ( HAZ) Internal stres Distorsi Weldability Mecanical effeck Metal tansfer Aliran panas Dilusi

Pemanasan dan Pendinginan Proses dari awal pengelasan sampai sistem pendinginan yang dipergunakan, hal ini bertujuan untuk mengetahui diantaranya kekuatan hasil pengelasan cacat pada hasil lasan, serta perubahan sturuktur dari logam lasan.

Perubahan susunan listrik Perubahan yang terjadi pada tegangan tenaga listrik yang dipergunakan disaat terjadi pengelasan yang diakibatkan oleh beban pemakaian daya itu sendiri

Daerah Lasan( HAZ) Daerah HAZ adalah bagian logam yang terkena panas disaat pengelasan yangg mengakibatkan terjadinya perubahan susunan kristal logam pada logam induk. Susunan kristal dipengaruhi oleh Susunan elemen logam Temperatur Pengerjaan mekanis Perlakuan panas atau heattreatment

Internal Strees Internal strees dapat dibagi 3 macam 1. Expansi panas yaitu mengembang karena panas dan menyusut karena dingin 2. Expansi kisi yaitu atom-atom mengembang karena pemanasan 3. Expansi kristal yaitu penyebaran atom ke segala arah

Daerah las dibagi 3 Logam lasan yaitu logam yang mencair dan membeku selama waktu penegelasan Daerah HAZ yaitu logam dasar yang selama penegelasan mengalami sikhus thermal pemanasan dan pendinginan cepat Logam induk bagian logam dimana panas pengelasan tidak menyebabkan perubahan struktur dan sifat

Distorsi Distorsi yaitu karena proses pemanasan yang berkelanjutan pada logam dan dilakukan pendinginan yang leluasa

Weldability Weldability yaitu kemampuan untuk membentuk gabungan atau penyambungan kuat akibat pembekuan dari kondisi yang mencair

Mechanical Effect Mechanical effect yaitu pengaruh yang terjadi pada logam lasan setelah terjadi pengelasan dilihat secara mekanik. Efek yang terjadi diantaranya: Kekerasan Keuletan Kerapuhan Kelelahan

Aliran Panas Aliran panas untuk mengetahui berapa panas yang dibutuhkan dan pengaturan kecepatan pemanasan dan pendinginan

Dilusi Dilusi yaitu turut sertanya meleleh logam induk yang membentuk logam las

Macam-Macam Alat Keselamatan Pengelasan 1. Pakaian kerja 2. Helm las/topeng las 3. Kaca las 4. Apron (pelindung dada) 5. Sarung tangan 6. Sepatu kulit kapasitas 2 ton

Mesin las listrik Mesin las listrik – Transformator arus bolak-balik (AC) Mesin ini memerlukan sumber arus bolak-balik dengan tegangan yang lebih rendah pada lengkunglistrik. Mesin las listrik – Rectifier arus searah (DC) Mesin ini mengubah arus listrik bolak-balik (AC)yang masuk, menjadi arus listrik searah (DC)keluar. Pada mesin AC, kabel masa dan kabel elektroda dapat dipertukarkan tanpa mempengaruhi perubahan panas yang timbul pada busur nyala.

Pengaruh pengkutuban pada hasil las Pemilihan jenis arus maupun pengkutuban pada pangelasan bergantung kepada : Jenis bahan dasar yang akan dilas Jenis elektroda yang dipergunakan Pengaruh pengkutuban pada hasil las adalah pada penembusan lasnya. Pengkutuban langsung akan menghasilkan penembusan yang dangkal sedangkan Pada pengkutuban terbalik akan terjadi sebeliknya. Pada arus bolak-balik penembusan yang dihasilkan antara keduanya.

Gambar Pengaruh Pengkutuban pada Hasil Las

Pengaruh Besar Arus Besar arus pada pengelasan mempengaruhi hasil las. Bila arus terlalu rendah akan menyebabkan sukarnya penyalaan busur listrik dan busur listrik yangterjadi tidak stabil. Panasyang terjadi tidak cukupuntuk melelehkan elektrodadan bahan dasar sehinggahasilnya merupakan rigi-rigilas yang kecil dan tidak rata serta penembusan yang kurang dalam. Sebaliknya bila arus terlalu besar maka elektroda akan mencair terlalucepat dan menghasilkan permukaan las yang lebih lebar dan penembusan yangdalam.Besar arus untuk pengelasan tergantung pada jenis kawat las yang dipakai, posisi pengelasan serta tebal bahan dasar.

Gambar Pengaruh Besar Arus

Pengaruh Kecepatan elektroda pada hasil pengelasan Kecepatan pengelasan tergantung pada jenis elektroda, diameter intielektroda, bahan yang dilas, geometri sambungan, ketelitian sambungan dan lain-lainnya. Dalam hampir tidak ada hubungannya dengan tegangan las tetapiberbanding lurus dengan arus las. Karena itu pengelasan yang cepat memerlukanarus las yang tinggi. Bila tegangan dan arus dibuat tetap, sedang kecepatan pengelasandinaikkan maka jumlah deposit per satuan panjang las jadi menurun. Tetapi disamping itu sampai pada suatu kecepatan tertentu, kenaikan kecepatan akanmemperbesar penembusan. Bila kecepatan pengelasan dinaikkan terus makamasukan panas per satuan panjang juga akan menjadi kecil, sehingga pendinginanakan berjalan terlalu cepat yang mungkin dapat memperkeras daerah HAZ

Pengaruh panjang busur pada hasil las Pengaruh panjang busur pada hasil las. Panjang busur (L) Yang normal adalah kurang lebih sama dengan diameter (D) kawat inti elektroda. Bila panjang busur tepat (L = D), maka cairan elektroda akan mengalir dan mengendap dengan baik. Hasilnya : rigi-rigi las yang halus dan baik. tembusan las yang baik perpaduan dengan bahan dasar baik  percikan teraknya halus.  Bila busur terlalu panjang (L > D), maka timbul bagian-bagian yang berbentuk bola dari cairan elektroda. rigi-rigi las kasar tembusan las dangkal percikanteraknya kasar dan keluar darijalur las. Bila busur terlalu pendek, akan sukar memeliharanya, bisa terjadi pembekuan ujung elektroda pada pengelasan (lihat gambar 158 c). hasilnya : rigi las tidak merata tembusan las tidak baik percikan teraknya kasar dan berbentuk bola.

Elektroda Pengelasan dengan menggunakan las busur listrik memerlukan kawat las (Elektroda) yang terdiri dari suatu inti terbuat dari suatu logam di lapisi oleh lapisan yang terbuat dari campuran zat kimia, selain berfungsi sebagai pembangkit, elektroda juga sebagai bahan tambah.