las tig

Studi Pengaruh Magnetic Arc Blow Pada Hasil Las TIG Baja AISI 1021 (Juliana Anggono)

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/

63

Studi Pengaruh Magnetic Arc Blow Pada Hasil Las TIG Baja AISI 1021

Juliana AnggonoDosen Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin – Universitas Kristen Petra

Lucia Hariani KusumaMahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin – Universitas Kristen Petra

Abstrak

Cacat dan bentuk deposit hasil las busur listrik dipengaruhi oleh banyak faktor. Salahsatunya yang sering tidak diketahui adalah adanya pengaruh magnetic arc blow. Magnetic arcblow dengan variasi penempatan ground dan besar arus las dipelajari dalam penelitian inidengan mengamati pengaruhnya terhadap cacat dan mengukur penampang deposit las yangdihasilkan. Proses las yang diamati adalah las TIG pada baja AISI 1021 dengan gas pelindungargon dengan polaritas lurus (DCSP).

Hasil foto makro dan pengukuran menunjukkan magnetic arc blow berpengaruh kuat padaukuran dan bentuk deposit las pada potongan pertama menggunakan arus 200 A sertapenempatan ground pada awal proses pengelasan. Cacat las undercut dan incomplete penetrationadalah cacat yang umum dijumpai pada semua potongan. Sedangkan dominasi cacat porositaspada potongan pertama lasan dengan arus 200 A diduga karena kurangnya ruang perlindungangas dalam daerah las.

Inklusi tungsten banyak terjadi pada arus 200 A karena melelehnya ujung elektroda tungstenakibat input panas tinggi. Pada akhir pengelasan selalu dijumpai crater dan percikan. Keduajenis cacat ini juga diyakini disebabkan oleh backward arc blow yang cukup besar terjadi padaakhir proses lasan.

Kata kunci : magnetic arc blow, undercut, incomplete penetration, porositas, crater

Abstract

Discontinuities and size of the weld deposit are affected by many factors. Magnetic arc blow isone of the factors that one may not be aware of. Magnetic arc blow was studied in this research withthe ground position and welding current were varied. The discontinuities and size of the welddeposit were observed and measured by taking specimens of the carbon steel of AISI 1021 welded byTIG welding process using argon as protective gas.

Macro photographs and data of the size of the weld deposit show magnetic arc blow has stronginfluence on the size of the weld on the first cut section. This specimen was welded by using 200Ampere with the ground placed in the starting point of the welding process. Undercut andincomplete penetration are commonly found as discontinuities in all cut sections of the specimens.While porosities occur mainly in the first section with high current. It 's believed that thesediscontinuities occur due to the lack of shielding by the protective gas caused by very strong arcblow around the melt. Tungsten inclusions are also the common discontinuities to take place, theyare found more when welding using high current (200 A). Their occurrence is because of themelting of the tip of the tungsten electrode caused by the high heat input.

At the end of the weld, crater and spatter are always found. Backward arc blow are very strongat the end of the process that arises these defects.

Keywords : magnetic arc blow, undercut, incomplete penetration, porosity, crater

1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Banyak faktor yang mempengaruhi hasilpengelasan sehingga cacat dapat timbul pada hasil

Catatan : Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1Agustus 1999. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan padaJurnal Teknik Mesin Volume 1 Nomor 2 Oktober 1999.

las. Salah satunya yang sering tidak diketahuiadalah adanya pengaruh magnetic arc blow.

Magnetic arc blow ini disebabkan karenakondisi medan magnet yang tidak seimbang disekeliling busur listrik. Kondisi medan magnetyang tak seimbang ini disebabkan karena arusmengalir melalui beberapa medium yang ber-beda, yaitu elektroda, udara, dan benda kerjaserta oleh penempatan posisi ground padabenda kerja.

JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 1, No. 1, April 1999 : 63 – 73


64

Mengingat efek magnetic arc blow terhadapkualitas hasil las cukup penting, mendorong di-lakukannya penelitian ini dengan variasi pe-nempatan ground pada benda kerja terhadaptitik awal, pertengahan, serta akhir pengelasandengan variasi arus 150 A dan 200 A.

1.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan tujuanberikut:1. Mempelajari pengaruh magnetic arc blow

(forward dan backward arc blow) terhadaphasil las (lebar dan kedalaman bead, sertalebar HAZ) serta cacat las.

2. Mempelajari pengaruh penempatan groundserta variasi arus terhadap dua hal di atas.

1.3. Batasan Masalah

1. Pengelasan dilakukan dengan kecepatan 150mm/min dengan las TIG secara manual.

2. Arus yang digunakan 150 A dan 200 A3. Tegangan listrik pada mesin las TIG 17,9 volt4. Jarak elektroda tungsten ke benda kerja 3

mm5. Sudut kemiringan torch 70o dan sudut

kemiringan filler 150 terhadap horizontal.6. Aliran gas pelindung (argon) 10 l/min7. Ketirusan sudut elektroda tungsten α = 900

8. Pengelasan menggunakan arus DC (DirectCurrent) dengan polaritas lurus (DCSP).

9. Pengelasan dilakukan satu lapis.

1.4. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penelitianini meliputi :1. Sampel uji adalah mild steel (AISI 1021),

dengan ukuran 50 x 100 x 5 mm, dengankomposisi kimia tercantum pada Tabel 1.

Tabel 1 Komposisi Kimia Material Sampel

(% berat)

C Mn Si

0,2 0,68 0,07

2. Persiapan SampelPersiapan sampel di sini meliputi pemotong-an sampel uji, pembuatan alur las, pember-sihan, serta penamaan sampel uji. Pembuat-an alur las atau disain sambungan las sesuaidengan standar JIS-1977. (10)

3. Proses Las Jenis pengelasan yang digunakan adalah

TIG (Tungsten Inert Gas) dan dilakukansecara manual. Elektroda yang digunakan

adalah tungsten tipe thoriated (2% thoria)sesuai dengan standar AWS A5. 12 - 69 (EWTh - 2) dengan diameter 2,4 mm dan keti-rusan elektroda (α = 900). Filler metal (logampengisi) yang digunakan adalah logampengisi las TIG dengan merek ESAB sesuaistandar AWS A5. 18; ER 70 S-6, dengandiameter 2,4 mm.

4. Pengujian- Pengujian di sini meliputi pengamatan

langsung hasil lasan serta pengamatanmetalografi (etsa makro) sesuai ASTM304 A - 94 "Standard Test Method forMacroetching Metals and Alloys".

- Pengukuran lebar Lebar HAZ diukur darigaris fusi dengan jangka sorong ber-ketelitian 0,01 mm.

2. Landasan Teori

2.1. Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)

TIG welding adalah metode pengelasan di-mana busur listrik terjadi di antara elek-troda yang tidak leleh dengan benda kerja.Sekeliling elektrodanya disalurkan gas inertyang berfungsi sebagai pelindung terhadapkontaminasi udara dimana gas tersebuttidak bereaksi dengan zat apapun, sehinggatiap pencemaran terhadap pengelasan dapatdihindarkan. Sebagai gas pelindung biasanyadipakai Helium (He), Argon (Ar), atau cam-puran keduanya.

Keuntungan Proses- Hasil lasan yang lebih baik.- Pengelasan bisa dilakukan dengan lebih

mudah.- Tidak terjadi pembentukan slag.- Tak terjadi percikan.

Gambar 1 Prinsip Las TIG (Tungsten Inert Gas)(4)

2.1.1. ElektrodaYang dimaksud dengan elektroda tidak

terumpan adalah elektroda tidak sebagai lo-gam pengisi. Sebagai elektroda biasa diguna-kan tungsten atau tungsten alloyed.



65

Gambar 2 Elektroda Tidak Sebagai LogamPengisi(4)

Pada prinsipnya ada 3 macam elektrodayang digunakan untuk las TIG, yaitu:1. Pure Tungsten

Titik leleh 34000C, digunakan untuk laspaduan aluminium.

2. Thoriated Tungsten Titik leleh 40000C, umumnya dipasangpada kutub DC negatif, untuk pengelasanbaja tahan karat, baja karbon, tembaga,titanium, dan sebagainya.

3. Zirconiated TungstenTitik leleh 38000C, jenis elektroda inibiasa dipasang pada kutub AC, tapi jugabisa digunakan pada DC.

Pemilihan ukuran diameter elektrodatungsten terhadap arus yang digunakan, di-tunjukkan oleh Tabel 2.

Tabel 2. Pemilihan Ukuran Diameter Elektroda(4)

∅∅ Elektrodamm

TungstenAmp AC

Zr-alloyedAmp. AC

Th-alloyedAmp. DC

0,51,01,62,43,24,0

5 - 1510 - 6050 - 100

100 - 160130 - 180180 - 230

5 – 2015 – 8070 – 150

110 – 180150 – 200180 – 250

5 - 2020 - 80

80 - 150120 - 220200 - 300250 - 400

2.1.2. PolaritasDalam pemakaiannya proses las busur lis-

trik dapat menggunakan tiga macam aliranarus, yaitu Direct Current Straight Polarity(DCSP), Direct Current Reverse Polarity(DCRP), dan Alternating Current (AC). Perbe-daan polaritas akan memberikan perbedaan pa-da distribusi panas yang terjadi dan kedalamanpenetrasi hasil las, seperti ditunjukkan padagambar 3.

2.2. ARC BLOW

Arc blow adalah suatu peristiwa yangbiasa dijumpai dalam pengelasan busur lis-trik dengan menggunakan arus DC, dimana

arc yang biasanya cenderung untuk mengi-kuti jalur terpendek antara elektroda danbenda kerja menyimpang ke arah depan (for-ward arc blow) atau belakang (backward arcblow) dan sedikit ke arah sisi terhadap arahpengelasan. Jika tidak dikendalikan, arcblow dapat menyebabkan beberapa kerugianseperti adanya percikan diluar batas penge-lasan, incomplete fusion, berkurangnya kece-patan las, porositas, dan rendahnya kualitaslas.

Back blow dapat terjadi ketika mengelaske arah hubungan ground, akhir dari penge-lasan lurus. Forward blow biasa dijumpai pa-da saat awal pengelasan suatu sambunganatau pada waktu mengelas dimana groundberada pada benda kerja tempat pengelasandimulai.

Ada dua tipe arc blow yang dijumpai da-lam pengelasan busur listrik, yaitu magneticarc blow dan thermal arc blow. Dari keduatipe tersebut, magnetic arc blow adalah tipeyang menyebabkan lebih banyak masalahpada pengelasan busur listrik.

Gambar 3 Karakteristik Sumber Arus untuk LasBusur Listrik (10)

2.2.1. Magnetic Arc BlowMagnetic arc blow disebabkan kondisi me-

dan magnet yang tidak seimbang di sekeli-ling busur. Kondisi medan magnet yang tidakseimbang ini disebabkan oleh perbedaan ja-rak elektroda dari ujung satu dan jarak elek-troda ke ujung yang lain atau bisa disebab-kan oleh penempatan posisi ground padabenda kerja. Ketidakseimbangan ini juga di-sebabkan karena arus mengalir melaluibeberapa medium yang berbeda, yaitu elek-troda, udara, dan benda kerja.

Untuk dapat memahami fenomena arcblow ini dengan baik digambarkan medanmagnet pada Gambar 4 di bawah ini yangmemperlihatkan arus DC melalui konduktoryang dapat disamakan dengan elektroda pa-da proses pengelasan busur listrik.

Di sekitar konduktor akan timbul medanmagnet atau fluk magnet dengan garis gayayang digambarkan sebagai lingkaran-ling-karan konsentris yang berpusat pada kon-



66

duktor. Garis lingkaran gaya akan berkurangintensitasnya makin jauh dari batang kon-duktor. Garis-garis gaya ini akan selalu me-rupakan lingkaran yang konsentris dan sime-tri apabila berada pada medium yang sama,misalnya udara saja atau logam saja.

Gambar 4 Arus yang Melalui Suatu KonduktorMenimbulkan Medan Magnet, Digambarkansebagai Lingkaran Datar Konsentris disebut

sebagai Garis Fluk (9) .

Tetapi jika medium yang akan ditempatitidak sama misalkan dari pelat baja keudara, maka garis gaya melingkar akan ter-distorsi, garis gaya tersebut cenderung ter-konsentrasi pada medium baja, dimana garisgaya magnet akan mendapatkan hambatanyang lebih kecil dari pada dalam mediumudara. Pada batas antara kedua sisi plat bajadan udara akan terjadi pemampatan garisgaya magnet dengan deformasi dalam arahmelingkar datar. Pemampatan ini akan me-ngakibatkan konsentrasi fluk magnet yangtinggi di belakang atau di depan busur pe-ngelasan. Busur kemudian cenderung untukberdefleksi ke arah yang akan membebaskanpemampatan dan untuk mencapai keseim-bangan fluk magnet. Busur akan berdefleksike arah magnet dengan konsentrasi lebihrendah, fenomena inilah yang disebut arcblow.

Gambar 5 Konsentrasi Fluk Magnet di BelakangArc, Pada Awal Sambungan Las Men dorong

Terjadinya Forward Arc dan Pada AkhirSambungan Las MendorongTerjadinya Backward Arc.(9)

Gambar 5 di atas menggambarkan pemam-patan fluk magnetik pada awal dan akhirlasan. Pada saat mulai pengelasan garis flukterkonsentrasi di belakang elektroda karenagaris fluk yang seharusnya melalui udaramemilih untuk melewati medium logam, arcmencoba untuk mengatasi ketidakseimbang-an ini dengan berdefleksi ke depan. Hal inidisebut sebagai forward arc blow. Ketikaelektroda mendekati akhir pengelasan, kon-sentrasi garis fluk berada di depan elektroda,arc mengimbangi dengan berdefleksi ke bela-kang dan disebut backward arc blow. Padabagian tengah benda kerja, medan magnetakan simetri dan menyebabkan hilangnyaforward arc blow. Tetapi jika penyambunganlas dilakukan terhadap logam yang lebarnyatidak sama maka kemungkinan yang akanterjadi adalah arc akan terdefleksi ke arahlogam yang lebih luas.

Gambar 6 melukiskan sebagian dari apayang sebenarnya terjadi. Fenomena pemam-patan fluk magnet yang lain juga mempunyaipengaruh terhadap arc blow yang terjadi.

Gambar 6 Arc B low yang Disebabkan GroundEffect.(9)

Pengaruh sekunder ini dihasilkan oleharus ground benda kerja. Sebagaimana diper-lihatkan dalam Gambar 6, garis fluk magnetjuga dihasilkan oleh arus listrik yang ber-jalan melalui benda kerja menuju ground,garis tebal mewakili jalur arus pengelasandan garis tipis mewakili garis garis gayamagnet yang ditimbulkan olah arus penge-lasan. Dengan adanya garis fluk arusground, maka akan timbul konsentrasi garisfluk pada daerah X, yang menyebabkan arcblow ke arah depan. Pengaruh arus groundyang menyebabkan arc blow ini disebutsebagai ground effect.

Defleksi arc karena ground effect akanberpadu dengan hasil defleksi arc karenaperubahan medium yang merupakan penye-bab utama terjadinya arc blow. Denganprinsip penjumlahan vektor, ground effectmungkin mengurangi atau menambah arcblow yang disebabkan oleh perubahan me-



67

dium. Dalam praktek, mengatur groundeffect adalah merupakan salah satu carauntuk mengendalikan arc blow dan hasillasan.

Gambar 7 Fluk Dihasilkan Oleh Arus Ground diBelakang Arc (a) dan di Depan Arc(b).(9)

Dalam Gambar 7 di atas, ground dihu-bungkan pada benda kerja di ujung penge-lasan, dan fluk arus ground dalam bendakerja berada di belakang elektroda. Defleksiarc hasil ground effect akan mengarah kedepan. Jadi pada awal pengelasan groundeffect akan menambah defleksi forward arcblow. Sebaliknya pada akhir daerah lasandefleksi ke depan arc akibat ground effectakan mengurangi defleksi backward arcblow. Gambar 8 menggambarkan kejadianini.

Dalam Gambar 7 (b), ground tersambungdengan benda kerja pada akhir lasan, groundeffect mengakibatkan arc terdefleksi ke arahbelakang. Di sini ground effect akan memper-besar back blow pada pengelasan. Kombinasiground effect dan back blow digambarkandalam Gambar 8 (b). Tetapi ground effect di-sini akan bermanfaat bagi pengelasan untukmengurangi forward arc blow pada awalpengelasan.

Gambar 8 Ground Effect Mengurangi TerjadinyaBack Blow (a) Ground effect Memperbesar

Terjadinya Back Blow (b) .(9)

Karena ground effect hanya memberikanpengaruh yang relatif kecil jika dibanding-kan dengan pengaruh perubahan medium,maka efektivitas ground effect dalam me-ngendalikan arc blow juga terbatas. Olehkarena itu tindakan lain juga harus dilaku-kan untuk mengurangi masalah yang dise-babkan karena terjadinya arc blow padapengelasan dengan busur listrik.

Arc blow yang timbul akan lebih kecildengan menggunakan arus rendah daripadamenggunakan arus lebih tinggi. Hal ini dika-

renakan garis-garis gaya magnet yang me-nyebabkan timbulnya arc blow berbandinglurus dengan besarnya arus. Sehingga sema-kin kecil arus, garis gaya magnet yangtimbul juga semakin sedikit yang padaakhirnya arc blow yang terjadi juga makinsedikit. Biasanya masalah yang disebabkanoleh arc blow baru terjadi ketika arus yangdigunakan dalam pengelasan melampaui 250ampere, tetapi ini bukan merupakan para-meter yang pasti, sebab kondisi lain sepertigeometri sambungan juga berpengaruhsangat besar terhadap terjadinya arc blow.

3. Cacat Pada Las

Salah satu cacat las yang hanya ditemuipada las TIG adalah inklusi tungsten yangdisebabkan oleh :1. Kontak antara ujung elektroda dengan

daerah las yang cair.2. Kontak antara logam pengisi dengan ujung

elektroda yang panas.3. Ujung elektroda yang terkontaminasi oleh

percikan dari daerah las.4. Pemakaian arus yang lebih besar dari yang

seharusnya digunakan untuk ukuran dantipe elektroda tertentu.

5. Elektroda yang digunakan cacat/retak.

Sedangkan cacat yang dapat terjadi pada lasbusur listrik antara lain incomplete penetration,incomplete fusion serta undercut. Contoh cacatpada lasan seperti pada Gambar 9-12.

Gambar 9 Porosity(6)

Gambar 10 Incomplete Penetration(6)



68

Gambar 11 Crater(6)

Gambar 12 External dan Internal Undercut(6)

3. Data dan Pembahasan

3.1. Variasi Pengelasan dan KodifikasiSampel

Variasi pengelasan dan kodifikasi sampel di-tabelkan pada Tabel 3 di bawah ini.

Tabel 3 Kodifikasi Sampel dengan VariasiKondisi Pengelasan

NamaSampel

PosisiGround

Arus Polaritas

B1 A 150 DCSPB2 A 200 DCSPB3 B 150 DCSPB4 B 200 DCSPB5 C 150 DCSPB6 C 200 DCSP

Keterangan :B1Y, Y menunjukkan potongan ke . . .Contoh :B13, posisi ground pada A, arus 150 A, DCSP,

pada potongan ke-3.

3

2

1

DB

C

A

Material las

HAZ Manik las Keterangan Gambar :A = Ground ConnectB = Ground ConnectC = Ground ConnectD = Arah pengelasan1 = Pemotongan pada jarak 1,5 cm dari

awal panjang material las.2 = Pemotongan pada jarak 5 cm dari

awal panjang material las.3 = Pemotongan pada jarak 8.5 cm dari

awal panjang material las.

Gambar 13 Penempatan Posisi Ground serta JarakPemotongan yang Dilakukan Setelah

Proses Pengelasan

3.2. Ukuran Deposit Las, HAZ, Dan CacatLas

Tabel 4 mencatat ukuran lebar dan tinggibead, lebar HAZ, serta cacat las yang terjadi.

Tabel 4 Lebar dan Tebal Bead, Lebar HAZ,serta Cacat Las

NOGB.

NAMASAMPEL

LEBARBEAD(mm)

TEBALBEAD(mm)

LEBARHAZ(mm)

CACAT LAS

1. B1.1 8,56 3,46 13,06 Undercut,incompletepenetration


3. B1.3 6,83 3,73 12,53 Undercut,incompletepenetration,crater, percikan

4. B2.1 8,9 3,13 13,76 Undercut,incompletepenetration,porositas





9. B3.3 6,7 3,8 12,03 Undercut,incompletepenetration, crater



12. B4.3 7,23 4,9 12,06 Undercut,porositas, crater


14. B5.2 6,83 3,23 11,16 Undercut,incompletepenetration,

Dilanjutkan ……..



69

Lanjutan


16. B6.1 8,5 4,2 12,64 Undercut,porositas



Inklusi tungsten juga dijumpai pada semuahasil pengelasan, hanya saja jumlahnya lebihbanyak pada arus las 200 A dibandingkandengan arus las 150 A.

3.3. Arus Sama, Penempatan GroundBerbeda

Pada potongan pertama, lebar bead B11

(8,56 mm) > B51 (7,23 mm) > B31 (7,16 mm). Halini dikarenakan pada B11 peletakan groundpada awal pengelasan sehingga ground menam-bah forward arc blow, pada B51 pengaruhground kurang dominan terhadap forward arcblow. Hal ini dikarenakan penempatan groundpada jarak 8,5 cm dari potongan pertama lasansehingga ground mengurangi forward arc blow.Seperti dijelaskan pada bagian awal bahwa ke-rapatan fluk magnet karena efek ground akandiseimbangkan oleh arc dengan arah menjauhiground. (9) Jika dibandingkan dengan B31 yangpenempatan ground pada jarak 5 cm dari awallasan maka lebar bead B51 lebih besar karenadengan jarak ground yang lebih dekat padapotongan, pengaruh ground untuk mengurangiforward arc blow lebih besar.

Pada potongan kedua, untuk lebar bead B32

(6,93 mm) lebih lebar dari B12 (6,5 mm) dan B52

(6,83 mm). Penyebabnya adalah peletakanground di tengah pada potongan kedua inimenghasilkan blow paling besar dibandingdengan ground pada awal proses (B12) ataupada akhir poses las (B52) yang berakibat padalebar bead yang terjadi paling lebar. Perludicatat juga bahwa ketika meninjau potongankedua maka efek perubahan medium pada kera-patan fluk magnet jauh berkurang dibandingketika meninjau potongan pertama. Dengankata lain, pembahasan karena efek ground men-jadi penting pada potongan kedua ini. Berku-rangnya lebar bead pada spesimen B12 dan B52

diperkirakan pada kedua kondisi ini busurlistrik yang terjadi relatif lebih stabil dibandingdengan spesimen B32.

Pada potongan ketiga, untuk lebar bead B53

(7,4 mm) > B13 (6,83 mm) > B33 (6,7 mm).Peletakan ground pada akhir pengelasan (B53)mengakibatkan ground menambah backwardarc blow. Pada B13 pengaruh ground kurangdominan karena penempatan ground pada jarak8,5 cm dari potongan ketiga lasan sehinggaground mengurangi backward arc blow. Semen-tara bila dibandingkan dengan B33 yang penem-patan ground pada jarak 5 cm dari akhir lasanmaka lebar bead B13 lebih besar karena denganjarak ground yang lebih dekat pada potongan,pengaruh ground untuk mengurangi backwardarc blow lebih besar.

Untuk ketiga potongan di atas, dari ukurandeposit las terlihat bahwa ukuran bead yangbesar dijumpai pada potongan pertama danpotongan ketiga. Dari hal ini dapat disimpulkanbahwa penyebab terbesar adalah efek perubah-an medium dibandingkan efek ground. Dengansemakin besarnya magnetic arc blow, dihasil-kan bead dan HAZ yang semakin lebar karenapanas yang semestinya terkonsentrasi padadaerah las menyebar karena busur las menjadisulit diarahkan pada daerah yang akan di las.

3.4. Penempatan Ground Tetap, ArusMeningkat

Dengan meningkatnya arus (150 A menjadi200 A), blow yang terjadi makin besar karenagaris-garis gaya magnet yang menyebabkantimbulnya arc blow berbanding lurus denganbesarnya arus. Dengan demikian arc blow yangtimbul akan lebih besar dengan menggunakanarus tinggi. Hal ini berakibat pada lebar HAZ,lebar bead makin besar disertai penetrasi yangdangkal. Dengan semakin besarnya blow, panasbusur las yang semestinya terkonsentrasi padadaerah las tidak mengarah pada daerah yangakan di las atau tidak disadari adanya efek arcblow sehingga tak dapat memanaskan sampaike dasar material. Hal ini berlaku untuk semuapotongan. Penjelasan untuk ketiga potongansama dengan pembahasan pada analisa penga-ruh penempatan ground di atas. Dengan pele-takan ground pada akhir pengelasan, backwordarc blow yang terjadi paling hebat (lebar beadB63 = 8,63 mm). Hasil pengamatan sewaktumengelas terjadi suara gemuruh, diduga karenabackward arc blow berlawanan arah denganarah pengelasan.

3.5. Cacat Las

Pada semua potongan, terlihat jenis cacatyang tak bisa dihindari yaitu, undercut danincomplite penetration. Dalam penelitian ini,incomplete penetration dan undercut merupakan



70

cacat las yang diyakini bahwa magnetic arcblow menjadi salah satu penyebab, di manapenyebab-penyebab lain didaftar juga padabagian berikut. Dengan adanya magnetic arcblow, bead dan HAZ lebar, penetrasi dangkal,seperti dijelaskan di depan bahwa kehadiran-nya menyulitkan operator las dalam mengontrolbusur listrik. Akibatnya panas yang semestinyaterkonsentrasi pada daerah las tidak terfokussehingga tak dapat memanaskan sampai kedasar material. Selain karena magnetic arcblow, undercut juga dapat disebabkan oleh ke-cepatan las terlalu tinggi, jarak elektroda kebenda kerja terlalu panjang, kesalahan dalamteknik manipulasi elektroda, dan akibat kesa-lahan kemiringan sudut elektroda. Sedangkanincomplete penetration bisa juga disebabkankarena kecepatan las terlalu cepat, kesalahanpembuatan ukuran alur las.

Undercut dan incomplete penetration do-minan terjadi pada potongan pertama danketiga lasan karena adanya pengaruh forwarddan backward arc blow, terutama jika ditambahdengan peletakan ground pada potongan ter-sebut. Jika dibandingkan antara pengaruhforward + ground pada awal pengelasan denganpengaruh backward + ground pada akhir penge-lasan maka bead yang terjadi lebih lebar padaforward + ground pada awal pengelasan, [B11(8,56 mm) > B53 (7,4 mm)] dan [B21 (8,9 mm) >B63 (8,63 mm)]. Hal inilah yang menyebabkanundercut dan incomplete penetration lebihdominan terjadi pada potongan pertama lasandengan peletakan ground pada potongan ter-sebut.

Porositas paling sering terjadi pada potonganpertama lasan, terutama dengan arus tinggi.Penyebabnya adalah pada potongan pertamapengaruh magnetic arc blow paling besar jikadibandingkan dengan potongan kedua dan ke-tiga. Hal ini disebabkan karena kurangnyaruang perlindungan gas pelindung yang dise-babkan oleh arc blow sehingga memungkinkanudara masuk ke dalam daerah las.

Cacat las crater diamati selalu terjadi padaakhir pengelasan karena pada akhir pengelasanterjadi proses penyusutan terakhir logam cair.(2)

Selain crater, percikan sering terjadi pada akhirlasan terutama jika peletakan ground padaakhir lasan karena pengaruh ground menam-bah backward arc blow, dengan demikian blowyang terjadi makin besar mendorong fasa cairlogam pengisi untuk terpercik karena blow yangterjadi berlawanan arah dengan arah penge-lasan.

Peningkatan arus las mengakibatkan inklusitungsten yang terjadi semakin banyak, disebab-kan antara karena lelehnya sebagian elektrodatungsten akibat input panas yang tinggi.(7)

4. Kesimpulan dan Saran

4.1. Kesimpulan

1. Magnetic arc blow timbul karena perbedaankerapatan fluk magnet akibat efek perubah-an medium dan ground. Magnetic arc blowikut berpengaruh pada ukuran, bentuk de-posit las yang terjadi, serta lebar HAZ.

2. Perubahan medium adalah penyebab yangdominan terhadap magnetic arc blow diban-dingkan dengan posisi ground. Hal ini ter-lihat dari besarnya ukuran bead padapotongan pertama (7,16-8,9 mm) dan ketiga(6,7-8,63 mm) dibandingkan potongan kedua(6,5-7.6 mm).

3. Pengaruh forward arc blow + ground padaawal pengelasan berpengaruh lebih besarjika dibandingkan dengan pengaruh back-ward arc blow + ground pada akhir penge-lasan maupun ground pada bagian tengahlogam las.

4. Hal pada nomor 2 di atas tampak pengaruh-nya pada ukuran, bentuk deposit las, lebarHAZ, serta cacat yang menyertainya.Undercut dan incomplete penetration meru-pakan cacat yang senantiasa dijumpai padasemua kondisi dengan variasi arus danlokasi ground. Porositas mendominasi padapotongan pertama karena kurangnya ruangperlindungan oleh gas di sekitar logam cairakibat arc blow. Sementara potongan ketigadidominasi oleh cacat crater dan percikan.

5. Dengan meningkatnya arus (200 A), penga-ruh magnetic arc blow makin besar, menga-kibatkan ukuran HAZ dan bentuk deposit lasmakin melebar, serta cacat las yang terjadilebih banyak.

4.2. Saran

Perlu kelanjutan penelitian dengan menggu-nakan mesin las otomatis dalam rangka memi-nimalisasi campur tangan skill operator las.Variasi yang perlu dilakukan adalah mem-variasi lebar material, memberikan tambahanlogam pada awal dan akhir proses las, sertaposisi ground bergerak mengikuti gerakanelektroda.

5. Daftar Pustaka

1. __________, ASTM304A -94, Standard TestMethod for Macroetching Metals and Alloys.

2. Brumbaugh, James, E. Welders Guide. 3rd

Edition, Macmillan Publishing Company,New York, 1986.



71

3. Davies, S.A. Theory and Practice of GasTungsten Arc Welding, Harcourt BraceJavanovich Publisher, Sydney.

4. ESAB Welding Handbook. Manual, Semi/Automatic Welding and Cutting, 1987.

5. ESAB Welding Handbook. Filler Materialsfor Manual and Automatic Welding.

6. Hanson, Albert and Parr, J. Gordon. TheEngineer's Guide to Steel, Addison WesleyPublishing Company, Inc, 1965.

7. Kearns, W.H. Welding Process-Arc and GasWelding and Cutting, Brazing and SolderingAWS. Welding Handbook Seventh Edition,Volume 2 Editor American Welding Society.

8. Smith, Dave. Welding Skills and Technology,McGraw-Hill International Editions, 1986.

9. The Lincoln Electric Company. The Proce-dure Handbook of Arc Welding, TwelfthEdition, Chelevand, Ohio, 1973.

10.Wiryosumarto H, Okumura T, TeknologiPengelasan Logam, Edisi Pertama, PT.Pradya Paramita, Jakarta, 1991.



72

Lampiran Foto Makro

Gambar A Penampang potongan pertamaspesimen B11

Gambar B Penampang potongan keduaspesimen B12

Gambar C Penampang potongan ketigaspesimen B13

Gambar D Penampang potongan pertamaspesimen B21

Gambar E Penampang potongan keduaspesimen B22

Gambar F Penampang potongan ketigaspesimen B23

Gambar G Penampang potongan pertamaspesimen B31

Gambar H Penampang potongan keduaspesimen B32

Gambar I Penampang potongan ketigaspesimen B33

Gambar J Penampang potongan pertamaspesimen B41

Gambar K Penampang potongan keduaspesimen B42

Gambar L Penampang potongan ketigaspesimen B43



73

Gambar M Penampang potongan pertamaspesimen B51

Gambar N Penampang potongan keduaspesimen B52

Gambar O Penampang potongan ketigaspesimen B53

Gambar P Penampang potongan pertamaspesimen B61

Gambar Q Penampang potongan keduaspesimen B62

Gambar R Penampang potongan ketigaspesimen B63

Documents

las tig