Pengelasan dan Perpipaan

elemen mesin

Pengelasan

Ahmad Wira Indrawan

D22112251 Teknik Industri

Universitas Hasanuddin 2014/2015

1. LAS/PENGELASANPengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang continue.Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam kontruksi sangat luas, meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa pesat, pipa saluran dan sebagainya.Disamping untuk pembuatan, proses las dapat juga dipergunakan untuk reparasi misalnya untuk mengisi lubang-lubang pada coran. Membuat lapisan las pada perkakas mempertebal bagian-bagian yang sudah aus dan macam-macam reparasi lainnya.Pengelasan bukan tujuan utama dari kontruksi, tetapi hanya merupakan sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik. Karena itu rancangan las dan cara pengelasan harus betul-betul memperhatikan dan memperlihatkan kesesuaian antara sifat-sifat lasdengan kegunaan kontruksi serta kegunaan disekitarnya.Prosedur pengelasan kelihatannya sangat sederhana, tetapi sebenarnya di dalamnya banyak masalah-masalah yang harus diatasi dimana pemecahannya memerlukan bermacam-macam penngetahuan.Karena itu di dalam pengelasan, penngetahuan harus turut serta mendampingi praktek, secara lebih terperinci dapat dikatakan bahwa perancangan kontruksi bangunan dan mesin dengan sambungan las, harus direncanakan pula tentang cara-cara pengelasan. Cara ini pemeriksaan, bahan las dan jenis las yang akan digunakan, berdasarkan fungsi dari bagian-bagian bangunan atau mesin yang dirancang.

Berdasarkan definisi dari DIN (Deutch Industrie Normen) las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. Pada waktu ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan termasuk pengelasan yang dilaksanakan dengan cara menekan dua logam yang disambung sehingga terjadi ikatan antara atom-atom molekul dari logam yang disambungkan.klasifikasi dari cara-cara pengelasan ini akan diterangkan lebih lanjut.Pada waktu ini pengelasan dan pemotongan merupakan pengelasan pengerjaan yang amat penting dalam teknologi produksi dengan bahan baku logam. Dari pertama perkembangannya sangat pesat telah banyak teknologi baru yang ditemukan. Sehingga boleh dikatakan hamper tidak ada logam yang dapat dipotong dan di las dengan cara-cara yang ada pada waktu ini.SMAW merupakan suatu teknik pengelasan dengan menggunakan arus listrik berbentuk busur arus dan elektroda berselaput. Tipe-tipe lain dari pengelasan dengan busur arus listrik adalahsubmerged arc welding SAW, gas metal arc welding GMAW-MIG, gas tungsten arc welding G dan plasmaarc. Didalam pengelasan SMAW ini terjadi gas penyelimut ketika elektroda terselaputitu mencair, sehingga dalam proses ini tidak diperlukan tekanan/pressure gas inert untuk mengusir oksigen atau udara yang dapat menyebabkan korosi atau gelembung-gelembungdidalam hasil las-lasan. Prose pengelasan terjadi karena arus listrik yang mengalir diantaraelektroda dan bahan las membentuk panas sehingga dapat mencapai 3000 oC, sehingga membuatelektroda dan bahan yang akan dilas mencair. Berdasarkan jenis arus-nya, pengelasan ini dibagiatas arus AC dan DC, dimana arus DC dibedakan atas Straight polarity- polaritas langsung danReverse polarity - polaritas terbalik. Sedang mesin lasnya terbagi atas dua jenis yaitu constantcurrent - arus tetap dan constant voltage - tegangan tetap, dimanapada setiap pengelasan busur arus listrik jika terjadi busur yang membesar akan menurunkan arus dan menaikkan teganganserta pada busur yang memendek akan meningkatkan arus dan menurunkan tegangan.Untuk mendapatkan pengelasan yang baik harus :1. menggunakan elektroda yang tepat2. jenis arus yang tepat3. jenis polaritas yang tepat untuk arus DC4. hindari gerakan pengelasan kiri kanan selama mengelas5. bentuk busur arus yang pendek, lakukan pengelasan secara mantap dan teratur 6. Laju pengelasan yang sesuai dengan kecepatan elektroda yang mencair.Masalah-masalah yang sering timbul pada pengelasan busur arus adalah :1. elektrode membeku / pengelasan terhenti2. bentuk kampuh las yang jelek3. busur arus las yang jelek karena mengembang4. Sedang selaput elektrode / fluks umumnya terbuat dariseratkayu/sellulosa5. titanium oksida6. titanium + senyawa bas7. Mn + Fe + Si8. Besi oksida9. CaCO3, yang akan membentuk jebnis-jenis elektrode berupa type : E, R, ER, EC, EW, B,RB, RG dan F.Pemilihan elektrode ini berdasarkan :1. sifat dari bahan yang akan dilas2. posisi pengelasan3. type sambungan4. jumlah pengelasan5. kerapatan sambungan pengelasan6. jenis arus yang tersedia.Las menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia(1994), adalah penyambunganbesidengan cara membakar. Dalam referensi-referensi teknis, terdapat beberapa definisi dari Las, yakni sebagai berikut:Berdasarkan defenisi dari Deutche Industrie Normen (DIN) dalam Harsono dkk(1991:1), mendefinisikan bahwa " las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilakukan dalam keadaan lumer atau cair ". Sedangkan menurut maman suratman (2001:1) mengatakan tentang pengertian mengelas yaitu salah satu cara menyambung dua bagian logam secara permanen denaga menggunakan tenaga panas. Sedangkan Sriwidartho, Las adalah suatu cara untuk menyambung benda padat dengan dengan jalan mencairkannya melalui pemanasan.Dari beberapa pendapat diatas, maka dapat disimpulkan bahwa kerja las adalah menyambung dua bagian logam atau lebih dengan menggunkanenergi panas.Proses pengelasan berkaitan dengan lempengan baja yang dibuat dari kristal besi dankarbonsesuai struktur mikronya, dengan bentuk dan arah tertentu. Lalu sebagian dari lempengan logam tersebut dipanaskan hingga meleleh. Kalau tepi lempengan logam itu disatukan, terbentuklah sambungan. Umumnya, pada proses pengelasan juga ditambahkan dengan bahan penyambung seperti kawat atau batang las. Kalau campuran tersebut sudah dingin,molekulkawat las yang semula merupakan bagian lain kini menyatu.Proses pengelasan tidak sama dengan menyolder dimana untuk menyolder bahan dasar tidak meleleh. Sambungan terjadi dengan melelehkan logam lunak misalnyatimah, yang meresap ke pori-pori di permukaan bahan yang akan disambung. Setelah timah solder dingin maka terjadilah sambungan. Perbedaan antara solder keras dan lunak adalah pada suhu kerjanya dimana batas kedua proses tersebut ialah pada suhu 450 derajatCelcius. Pada pengelasan, suhu yang digunakan jauh lebih tinggi, antara 1500 hingga 1600 derajat Celcius.Berikut adalah contoh gambar simbol las:

2. HAL-HAL YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN PENGELASANHeat inputDarisumber panas yang digunakan, pemanasan logam induksampai pada suhupuncak (mencair), mempunyaikarakteristiksesuai sifat fisik logam tersebut antara lain pada suhu tertentu logamtersebutmengalami transformasi baik sebagianatau seluruhnya, tegantung kecepatan pemanasannya (heatingrate).Sedangkanheating ratetersebut tergantung dari jenis prosespengelasan.Dayaa. Tegangan Busur LasTingginya tegangan busur tergantung pada panjang busur yang dikehendaki dan jenis elektroda yang digunakan. Pada elektroda yang sejenis tinggi tegangan busur yang diperlukan berbanding lurus dengan panjang busur. Pada dasarnya busur listrik yang terlalu panjang tidak dikehendaki karena stabilitasnya mudah terganggu sehingga hasil pegelasan tidak rata. Disamping itu tingginya tegangan tidak banyak mempengaruhi kecepatan pencairan, sehingga tegangan yang terlalu tinggi hanya akan membuang-buang energi saja.b. Besar Arus LasBesarnya arus las yang diperlukan tergantung dari bahan dan ukuran dari bahan dan ukuran dari lasan, geometri sambungan, posisi pengelasan, macam elektroda dan diameter inti elektroda. Dalam hal daerah las mempunyai kapasitas panas yang tinggi maka dengan sendirinya diperlukan arus las yang kecil. Bila ada kemungkinan terjadi retak panas seperti pada pengelasan baja tahan karat austenit maka dengan sendirinya harus diusahakan menggunakan arus yang kecil saja.Kecepatan PengelasanKecepatan pengelasan tergantung pada jenis elektroda, diameter inti elektroda, bahan yang dilas, geometri sambungan, ketelitian sambungan dan lain-lainnya. Dalam hampir tidak ada hubungannya dengan tegangan las tetapi berbanding lurus dengan arus las. Karena itu pengelasan yang cepat memerlukan arus las yang tinggi.Bila tegangan dan arus dibuat tetap, sedang kecepatan pengelasan dinaikkan maka jumlah deposit per satuan panjang las jadi menurun. Tetapi di samping itu sampai pada suatu kecepatan tertentu, kenaikan kecepatan akan memperbesar penembusan. Bila kecepatan pengelasan dinaikkan terus maka masukan panas per satuan panjang juga akan menjadi kecil, sehingga pendinginanakan berjalan terlalu cepat yang mungkin dapat memperkeras daerah HAZ. (Daerah yang dipengaruhi panas yang dalam bahasa inggrisnya adalahHeat Affected Zonedan disingkat HAZ merupakan logam dasar yang bersebelahan dengan logam las yang selama proses pengelasan mengalami siklus termal pemanasan dan pendinginan cepat, sehingga terjadi perubahanstrukturakibat pemanasan tersebut disebabkan daerahyang mengalamipemanasanyang cukup tinggi.)Pada umumnya dalam pelaksanaan kecepatan selalu diusahakan setinggi-tingginya tetapi masih belum merusak kualitas manik las. Pengalaman juga menunjukkan bahwa makin tinggi kecepatan makin kecil perubahan bentuk yang terjadi.Kecepatan pengelasan yang rendah akan menyebabkan pencairan yang banyak dan pembentukan manik datar yang dapat menimbulkan terjadinya lipatan manik. Sedangkan kecepatan yang tinggi akan menurunkan lebar manik dan menyebabkan terjadinya bentuk manik yang cekung dan takik.PendinginanLamanya pendinginan dalam suatu daerah temperatur tertentu dari suatu siklus termal las sangat mempengaruhi kwalitas sambungan. Karena itu banyak sekali usaha-usaha pendekatan untuk menentukan lamanya waktu pendinginan tersebut. Pendekatan ini biasanya dinyatakan dalam bentuk rumus empiris atau nomograf.Polaritas ListrikPengelasan busur listrik dengan elektroda terbungkus dapat menggunakan polaritas lurus dan polaritas balik. Pemilihan polaritas ini tergantung pada bahan pembungkus elektroda, konduksi termal dari bahan induk, kapasitas panas dari sambungan dan lainsebagainya.Bila titik cair bahan induk tinggi dan kapasitas panasnya besar sebaiknya digunakan polaritas lurus dimana elektrodanya dihubungkan dengan kutub negatif. Sebaliknya bila kapasitas panasnya kecil seperti pada pelat tipis maka dianjurkan untuk menggunakan polaritas balik dimana elektroda dihubungkan dengan kutub positif. Untuk menurunkan penembusan, misalnya dalam pengelasan baja tahan karat austenit atau pada pengelasan pelapisan keras, sebaiknya elektroda dihubungkan dengan kutub positif.Sifat busur pada umumnya lebih stabil pada arus searah dari pada arus bolak balik, terutama pada pengelasan dengan arus yang rendah. Tetapi untuk pengelasan sambungan pendek lebih baik menggunakan arus bolak balik karena pada arus searah seringterjadi ledakan busur pada akhir dari pengelasan.PenetrasiUntuk mendapatkan kekuatan sambungan yang tinggi diperlukan penembusan atau penetrasi yang cukup. Sedangkan besarnya penembusan tergantung kepada sifat-sifat fluks, polaritas, besarnya arus, kecepaan las dan tegangan yang digunakan. Pada dasarnya makin besar arus las makin besar pula daya tembusnya. Sedangkan tegangan memberikan pengaruh yang sebaliknya yaitu makin besar tegangan makin panjang busur yang terjadi dan makin tidak terpusat, sehingga panasnya melebar dan menghasilkan penetrasi yang lebar dan dangkal.Pemilihan Fluks dan Kawat ElektrodaFluks dan kawat merupakan bahan las yang sangat menentukan dan saling mempengaruhi.Karena itu pemilihan kedua bahan ini harus dilakukan bersamaan dengan memperhatikan sifat-sifat bahan induk, kualitas sambungan, keadaan permukaan geometri sambungan dan lain-lainnya. Pelaksanaan yang berhubungan dengan fluks adalah tinggi pelepasan fluks, dimana sangat tergantung dari jenis fluks yang digunakan. Pada dasarnya tinggi pelepasan fluks adalah sedemikian rupa sehingga gas yang terbentuk mudah berdifusi dan tidak menimbulkan busur yang terbuka.Elektroda yang digunakan pada pengelasan jenis ini ada 3 macam yaitu :elektroda polos, elektroda fluksdanelektroda berlapis tebal. Elektroda polos adalah elektroda tanpa diberi lapisan dan penggunaan elektroda jenis ini terbatas antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Elektroda fluks adalah elektroda yang mempunyai lapisan tipis fluks, dimana fluks ini berguna melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida pada saat pengelasan. Kawat las berlapis tebal paling banyak digunakan terutama pada proses pengelasan komersil.MaterialLogam yang mempunyai sifat mampu las yang baik didalammelakukanproses pengelasanlebih mudah dan menghasilkanhasil lasan yang baik.Sebaliknya padalogam yang mempunyai sifat mampu las yang rendahprosedur pengelasannya lebih sulit dan menghasilkan hasil lasan yangkurang baik.Kenyataanya di dalamsuatu konstruksi sambunganhanyabeberapalogamyangbiasa dilakukan pekerjaaan las karenapada logam-logam tersebut bisa mampu diupayakan untuk proses las yang menghasilkan sambungan yang baik. Logam-logam tersebut antara lain: Logam ferro seperti besi, baja sertalogam-logamnon ferro seperti Alumilium, magnesium, tembaga, titanium dan paduan darilogam-logam tersebut.Bentuk Sambungan dan Alur PengelasanKekuatan konstruksi las sangat tergantung pada mutu sambungannya, pemilihan bentuk sambungan dan alur pengelasan berpengaruh pada hasil las, sepertihalnya kekuatan sambungan, efisiensi sambungan, dan salah satu upaya meminimalisir adanya cacat pada hasil las.

DAFTAR PUSTAKAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Las. Terakhir diakses pada tanggal 23 Maret 2013, pada pukul 14.46 WITA.http://awan05.blogspot.com/2009/02/parameter-parameter-dasar-pengelasan.html. Terakhir diakses pada tanggal 23 Maret 2013, pada pukul 14.47 WITA.