Empfohlen
Weitere ähnliche Inhalte
Was ist angesagt?
Was ist angesagt? (20)
Andere mochten auch
Ähnlich wie teknologi pengelasan logam
Mehr von tanalialayubi
Mehr von tanalialayubi (20)
Kürzlich hochgeladen
Kürzlich hochgeladen (20)
teknologi pengelasan logam
- 1. q lr r I I I I I i I i t *,tJ*lJt * l8; Fl. (c "[: :'l'tiirs!!1,': I l'rl :I, LO il L4H$fiLT lE; --- l" I' ;, .,q k ffi $d f $ r fi't& p IE i# il t ry lr If {i 1( Ii-i t.' ., I-"1 L Ii.
- 2. 7 I (1) tzt UNDANG.UNDANG NOMOR 7 TAHUN 1987 Tentang Hak Cipa pasal 44 Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengura-n- kan atau memperbanyak suatu ciptaan atau mentri iz n untuk itu, dipidana dengan pidana penjara paling n,'r-a 7 (tujuh) tahun dan / atan denda pating brr* Rp 100.000.m0,00 (seratus juta rupiah). Barangsiapa dengan sengaja menyiarkan, rrlemarE-xar. mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu c ptaer atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta sebagai -n€-a dimaksud dalam ayat (1), dipidana dengan pidana rer- lara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda psr "; banyak Rp 50.000.000,00 ( limapuluh juta rup.E- S
- 4. Perpustakaan Nasional : katalog dalam terbitan 6Df) Wiryosumarto, Harsono Teknologi pengelasan logam / oleh Harsono Wiryo- sumarto, Toshie Okumura. - Cet. 8. - Jakarta: Pradnya Paramita, zooo. xii, 418 hlm. ;26 cm. ISBN 979 - 408 - lT5 - 2 L Las. I. Judul. II. Okumura, Toshie 671.52 ;;ffi1 TEKNOLOGI PENGELAS AN LOGAM Judul asli : Welding Engineering Oleh : Harsono Wiryosumano Toshie Okumura @ Hak Cipta dilindungi oleh undang-undang Diterbitkan oleh : PT Pradnya Paramita JalanBungaS-8A Jakarta 13140 Cetakan Kedelapan : 2000 Dicetak oleh : PT Pertja
- 7. 3.4 Daftar Isi Retak Pada Daerah Las . 3.4.1 Jenis Retak Las. 3.4.2 Penyebab Retak Las Dan Cara Menanggulanginya BAB 4. PENGELASAN,PADA BEBERAPA JENIS LOGAM Besi Dan Baja 89 4.1.2 Pengelasan Baja Karbon 89 4.1.3 Pengelasan Baja Cor 93 4.1.4 Pengalasan Besi Cor 95 4.1.5 Pengelasan Baja Paduan Rendah 100 4.1.6 Pengelasan Baja Tahan Karat. 109 Aluminium Dan P4duan Aluminium 113 4.2.1 Klasifikasi Aluminium dan Paduannya Serta Sifatnya Dalam Pengelasan. 113 4.2.2 Pengelasan Aluminium Dan Paduannya . 117 Pengelasan Logam Lainnya 122 4.3.1 Magnesium (Mg) Dan Paduannya 122 4.3.2 Tembaga (Cu) Dan Paduannya 126 4.3.3 Titanium (Ti) dan Paduannya 129 BAB 5. TEGANGAN SISADANPERUBAHAN BENTUK DALAM '?ENGELASAN Tegangan Sisa 135 5.1.1 Terjadinya Tegangan Sisa . 135 5.1.2 Distribusi Tegangan Sisa 137 5.1.3 Pengaruh Tegangan Sisa. 139 5.1.4 Pengukuran Besarnya Tegangan Sisa. . 142 5.1.5 Pengurangan Dan Pembebasan Tegangan Sisa 143 Perubahan Bentuk Dalam Pengelasan 144 5.2.1 Klasifikasi Perubahan Bentuk Dan Faktor Yang Mempengaruhi 144 5.2.2 Sambungan Las Dan Perubahan Bentuk 145 5.2.3 Perubahan Bentuk karena Pemotongan Dengan Gas . 152 5.2.4 Penghindaran Dan Pelurusan Perubahan Bentuk 153 BAB 6. PERENCANAAN KONSTRUKSI LAS Klasifikasi Sambungan Las 157 6.1.1 Klasifikasi Berdasarkan Jenis Sambungan Dan Bentuk Alur. . . . . . . 157 6.1.2 Klasifikasi Berdasarkan Cara Pengelasan. 161 Tanda-Tanda Gambar Dalam Pengelasan 163 6.2,1 Tanda Gambar Dasar Dan Pelengkap 163 6.2.2 Cara Penempatan Tanda Gambar 163 Kekuatan Sambungan Las. 181 6.3,1 Kekuatan Statis. 181 6.3.2 KekuatanTumbuk ..'... 187 't7 77 78 4.t 4.2 4.3 5.1 5.2 6.1 6.2 6.3
- 9. 8.2 8.3 8.4 324 324 329 331 337 342 343 343 343 345 349 352 8.5 8.6 Daftar Isi 9.1.5 Pemeriksaan 274 8.1.6 Kwalifikasi Juru Las 275 Jembatan Dan Rangka Baja 275 8.2.1 Bangunan Jembatan 275 8.2.2 Rangka Baja . 285 Bejana Tekan Dan Pipa Pesat. 297 8.3.1 Bejana Penampung Bentuk Bola 297 8.3.2 Pipa Pesat. 309 Saluran Pipa . 318 9.4.1 Hal-hal Umum 318 8.4.2 Persiapan Pengelasan. 320 8.4.3 Pengelasan Pipa 321 8.4.4 Kwalifikasi Juru Las, Prosedur Pengelasan, Pemeriksaan dan Pengujian 324 8.4.5 Cacat Las Dan Kerusakan 324 Mesin-mesin Konstrukst 8.5.1 Konstruksi Mesin 8.5.2 Bahan Yang Digunakan . 8.5.3 Proses Pembuatan 8.5.4 Prosedur Pengelasan 8.5.5 Pemeriksaan Mutu . Kendaraan Rel . . 8.6.1 Konstruksi Kendaraan Rel . . 8.6.2 Bahan Untuk Kendaraan Rel . 8.6.3 Pembuatan Kendaraan Rel . . 8.6.4 Pengelasan Kendaraan Rel . . 8.6.5 Pengawasan Las Pada Kendaraan Rel . . BAB 9. PENGUJIAN DAN PEMERIKSAAN LAS Peranan, Jenis dan p"rriuiJluri Pengujian Dan Pemeriksaan 355 9.1.1 Peranan Dan Tujuan Dari Pengujian Dan Pemeriksaan 355 9.1.2 Jenis Pengujian dan Pemeriksaan 357 9.1.3 Persiapan Sebelum Pengujian Dan Pemeriksaan. 360 Pengujian Merusak 361 PengujianTakMerusak... 361 9.3.1 Jenis Dan Cara Pengujian Tak Merusak 362 9.3.2 PenggunaanCaraPengujianYangTepat. ..'.:..' 370 Pengujian Amatan 375 BAB 10. KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA Kecelakaan Karena Cahaya Dan Sinar l0.l.l Cahaya Dan Sinar Yang Berbahaya ' 10.1.2 Pelindung Mata Dan Muka. Kecelakaan Karena Listrik 10.2.1 Arus Listrik 10.2.2 Pencegahan Bahaya Listrik Debu Dan Gas Dalam Asap Las 10.3.1 Debu Asap Las. 9.2 9.3 9.4 377 377 378 379 379 380 382 382 l0.l 10.3
- 12. Bab 1. Sejarah Dan Perkembangan Teknologi Las ngan logam paduan emas-tembaga dan pematrian paduan timbal-timah menurut keterangan yang didapat telah diketahui dan dipraktekkan dalam rentang waktu antara tahum 4000 sampai 3000 S.M. Sumber energi panas yang dipergunakan pada waktu itu diduga dihasilkan dari pembakaran kayu atau arang. Berhubung suhu yang diperoleh dengan pembakaran kayu dan arang sangat rendah maka teknik penyambungan ini pada waktu itu tidak dikembangkan lebih lanjut. Setelah energi listrik dapat dipergunakan dengan mudah, teknologi pengelasan maju dengan pesat sehingga menjadi suatu teknik penyambungan yang mutakhir. Cara-cara dan teknik-teknik pengelasan yang banyak digunakan pada waktu ini seperti las busur, las resistansi listrik, las termit dan las gas, pada umumnya diciptakan pada akhir abad ke 19. Alat-alat las busur dipakai secara luas setelah alat tersebut digunakan dalam praktek oleh Benardes dalam tahun 1885. Dalam penggunaan yang pertama ini Benardes memakai elektroda yang dibuat dari batang karbon atau grafit. Dengan mendekatkan elektroda ke logam induk atau logam yang akan dilas sejarak kira-kira 2 mm, maka terjadi busur listrik yang merupakan sumber panas dalam proses pengelasan. Karena panas yang timbul, maka logam pengisi yang terbuat dari logam yang sama dengan logam induk mencair dan mengisi tempat sambungan. Dalam tahun 1889 Zerner mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan menggunakan busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon. Dengan cara ini busur yang dihasilkan ditarik ke logam dasar oleh gaya elektromagnit sehingga terjadi semburan busur yang kuat. Slavianoff dalam tahun 1892 adalah orang pertama yang menggunakan kawat logam elektroda yang turut mencair karena panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi. Dengan penemuan ini maka elektroda di samping berfungsi sebagai penghantar dan pembangkit busur listrik juga berfungsi sebagai logam pengisi. Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kwalitas sambungan las menjadi lebih baik bila kawat elektroda logam yang digunakan dibungkus dengan terak. Penemuan ini adalah permulaan dari penggunaan las busur dengan elektroda terbungkus yang sangat luas penggunaannya pada waktu ini. Di samping penemuan-penemuan oleh Slavianoff dan Kjellberg dalam las busur dengan elektroda terbungkus seperti diterangkan di atas, dalam tahun 1886 Thomson menciptakan proses las resistansi listrik, Goldschmitt menemukan las termit dalam tahun 1895 dan dalam tahun l90l las oksi-asetilen mulai digunakan oleh Fouche dan Piccard. Karena banyaknya cara-cara pengelasan yang diciptakan selama dua dekade sekitar tahun 1900, maka rentang waktu tersebut disebut masa keemasan pertama untuk pengelasan logam. Selama l5 tahun sesudah tahun l9l0 tidak ada penemuan-penemuan yang berarti dan baru tahun 1926 mulailah masa keemasan yang kedua dengan ditemukannya las hidrogen atom oleh Lungumir, las busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener dan las busur rendam oleh Kennedy dalam tahun 1935. Penemuan las busur rendam ini membuka jalan ke arah otomatisasi dalam bidang pengelasan yang dapat memperbaiki kwalitas las secara menyolok. Kemudian dalam tahun 1936 Wasserman menyusul dengan menemukan cara pembrasingan yang mem- punyai kekuatan tinggi. Dalam tahun-tahun berikutnya sampai dengan tahun 1950 tidak terjadi penemuan-penemuan baru. Kamajuan-kemajuan dalam ilmu pengetahuan dan teknologi yang dicapai sampai dengan tahun 1950, telah mulai mempercepat lagi kemajuan dalam bidang las. Karena itu, tahun 1950 dapat dianggap sebagai permulaan masa keemasan yang ketiga yang masih terus berlangsung sampai sekarang. Selama masa keemasan yang ketiga ini telah ditemukan cara-cara las baru antara lain las tekan dingin, las listrik terak, las busur dengan pelindung gas COr,las gesek, las ultrasonik, las sinar elektron, las busur plasma,
- 14. Bab 1. Sejarah Dan Perkembangan Teknologi Las Arah patahan (a) Gbr. 1.2 Kapalyangpatahpada waktu ber- labuh. Arah patahan (A) Pataban getas dan geser pada suatu pelat di kapal tangki. A Titik mula - Arah patahan - - Arahpatahan (c) (B) Contoh dari permukaan patahan. (b) Zc Gbr Gbr. 1.3 Permukaan patahan dari kapal dalam Gbr. 1.2. disebutkan di atas dibangunnya dalam tahun-tahun 1920-andi mana pada saat tersebut juga sedang terjadi laju perkembangan teknologi las yang cepat. Sekitar tahun 1940-an terjadi patah-getas pada beberapajembatan dan kapal r,ang dilas. Walaupun secara statistik kecelakaan yang ditimbulkan oleh patah-getas ini tran., a kecil saja, tetapi hal ini memberikan masalah teknik besar yang perlu segera diatasr. Sehubungan dengan usaha pemecahan masalah tersebut banyak hal-hal baru dalam teknologi las yang turut terpecahkan antara lain sifat mampu las dari baja. Dalam Gbr. 1.2 ditunjukkan suatu kapal yang mengalami patah getas dan dalam Gbr. 1.3 dapat dilihat permukaan patahan sambungan las dari kapal tersebut. Jembatan Hasseli di Belgia yang runtuh juga karena patah-getas dapat dilihat dalam Gbr. 1.4. Dalam Gbr. 1.5 dapat dilihat retak yang terjadi pada balok utama dari jembatan Riidersdorf di Jerman yang dibuat dari pelat baja yang dilas. Patahnya jembatan ini disebabkan oleh retak-retak halus pada daerah pengaruh panas dari sambungan las seperti yang ditunjukkan dalam Gbr. 1.6. Penyelidikan yang dilakukan terhadap patahan ini membuktikan bahwa penyebab utamanya adalah menjalarnya patah getas yang disebabkan oleh adanya cacat las seperti retak halus dan tegangan sisa dalam Ultran yung
- 16. Bab 1. Sejarah Dan Perkembangan Teknologi Las terjadi pada waktu pengelasan. Penelitian yang dilakukan kemudian menunjukkan bahwa sifat-sifat bahan yang digunakan terutama kepekaan terhadap takik dan retak las memegang pernan utama dalam patah getas. Sebagai akibat dari penelitian-penelitian ini maka ditentukanlah standar cara-cara pengujian seperti uji Charpy dengan takik V, uji rambatan retak dan cara uji kepekaan retak. Dengan cara-cara pengujian ini maka terbentuklah dasar-dasar pemilihan bahan yang sesuai untuk pengelasan. Cara-cara dan dasar-dasar ini akan diterangkan lebih terperinci dalam bab yang lain. Terwujudnya standar-standar teknik dalam pengelasan akan membantu memper- luas lingkup pemakaian sambungan las dan memperbesar ukuran bangunan konstruksi yang dapat dilas. Dengan kemajuan yang telah dicapai sampai dengan saat ini teknologi las memegang peranan penting dalam masyarakat industri moderen. 2.1 t I
- 18. Bab 2. Cara-cata Mengelas Dan Memotong Tabel 2.1 Klasifikasi Cara Pengelasan. ;Las MIG Las busur gas--] LLas busur COz Las busur gas-Las busur CO, dengan Elektroda terumpan dan fluks elektroda berisi fluks Las lektroda terbungkus Las busur dengan elektro- da berisi fluks Las busur rendam Las busur logam tanpa pelindung Elektroda tak terumpan-Las TIG atau las wolfram gas Las busur fluks Pengelas- an cair Penge- lasan tekan Cara Pemotonsan Las listrik terak Las listrik gas Las termit Las sinar elektron Las busur plasma Pema- ;-Pembrasingan trian ---__Lpenyolderan Tcbel 2.2 Klasifkssi Cara Pemotongan. Las resistansi listrik Las tekan gas Las tempa Las gesek Las ledakan Las induksi Las ultrasonik ; Pemotongan I gas I LPemotongan busur listrik Las titik Las tumpang Las busur tekan Las tumpul tekan Pemotongan busur karbon Pemotongan busur logam Pemotongan busur plasma Pemotongan busur udara lPomotongan gas oksigen -]- P.rrotoogan serbuk LPemotongan sembur api dikatakan semacam cara pemesinan dengan gas. Di samping dengan gas, potong sembur dapat juga dilaksanakan dengan busur, karena itu dalam kelompok potong busur juga terdapat potong sembur. Cara pengelasan yang paling banyak digunakan pada waktu ini adalah pengelasan cair dengan busur dan dengan gas. Karena itu kedua cara tersebut yaitu las busur listrik danlas gas akan dibahas secara terpisah, sedangkan cara-carapengelasan yang lain akan dikelompokkan dalam satu pokok pembahasan. Pemotongan, karena merupakan masalah tersendiri maka pembahasan juga dilakukan secara terpisah'
- 20. rI -- 10 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong I ) Pemantap busur dan penyebab kelancaran pemlndahan butir-butir cairan logam. 2) Sumber terak atau gas yang dapat melindungi logam cair terhadap udara di sekitarnya. 3) Pengatur penggunaan. 4) Sumber unsur-unsur paduan. Fluks biasanya terdiri dari bahan-bahan tertentu dengan perbandingan yang tertentu pula. Bahan-bahan yang digunakan dapat digolongkan dalam bahan peman- tapan busur, pembuat terak, penghasil gas, deoksidator, unsur paduan dan bahan pengikat. Bahan-bahan tersebut antara lain oksida-oksida logam, karbonat, silikat, fluorida, zat organik, baja paduan dan serbuk besi. Beberapa fluks yang sering digunakan dan sifat-sifat utamanya dapat dilihat dalam Tabel 2.3. Elektroda las yang ada di pasaran biasanya dibungkus dengan campuran bahan- bahan fluks tertentu yang tergantung dari penggunaannya. Walaupun jenis elektroda sangat banyakjumlahnya, tetapi secara garis besar dapat digolongkan dalam kelas-kelas berikut yang pembagiannya didasarkan atas fluks yang membungkusnya. Lempung Silikat Talek Titanium oksida Feroksida Kalsium karbonat Ferro mangan Mangan dioksida Pasir Silisium Kalium silikat Natrium silikat @ Fungsi utama O Fungsi tambahan a) Jenis oksida titan: Jenisini juga disebut rutil atau titania dan berisi banyak TiO2 di dalamnya. Busur yang dihasilkan oleh elektroda yang dibungkus dengan fluks jenis ini tidak terlalu kuat, penetrasi atau penembusan cairan logammya dangkal dan menghasilkan manik las yang halus. Karena itu jenis ini baik sekali untuk o o Tabel 2.3 Macam dan Fungsi Bahao Fluks
- 22. t2 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong listrik AC atau listrik arus searah yang bahasa Inggrisnya "direct current" dan disingkat menjadi listrik DC. Tetapi karena pertimbangan harga, mudahnya penggunaan dan sederhananya perawatan, maka listrik AC lebih banyak dipergunakan. Keunggulan penggunaan listrik DC adalah mantapnya busur yang ditimbulkan, sehingga sangat sesuai untuk pengelasan pelat-pelat yang amat tipis. Di samping mantapnya busur juga ternyata bahwa generator arus searah dapat digerakkan dengan mudah dengan motor- motor bakar. Hal ini menyebabkan mesin-mesin las busur listrik DC banyak digunakan di lapangan di mana sumber listrik tidak tersedia. Berdasarkan sistem pengatur arus yang digunakan, mesin las busur listrik AC dapat dibagi dalam empat jenis yaitu: jenis inti bergerak, jenis kumparan bergerak, jenis reaktor jenuh dan jenis saklar. Skema dari masing-masing jenis tersebut dapat dilihat dalam Gbr. 2.3(a), Gbr. 2.3(b), Gbr. 2.3(c), dan Gbr. 2,3(d). Inti bergerak Kumparan kedua Sumber tenaga Inti bergerak (e) Jenb hti be4cn}. Resistor berubah Transformator Sumber tenaga E (3) Reaktor jenuh Kumparan kedua .Logam induk Jenis humperan bergereL Elektroda Logam induk (c) Jenfu rerktor jenuh.o) Kumparan kedua Sumber tenaga Elektroda (d) Jerds r*"r. tot"t'nouu Gbr. 2.3 Mein Las Listrit AC. Pada jenis inti bergerak (Gbr.2.3a) inti pada kedudukan (1) akan memperbesar kebocoran fluks magnit sehingga besar arus menurun. Hal sebaliknya akan terjadi dengan inti pada kedudukan (3) yaitu karena kebocoran fluks magnit kecil maka arus menjadi besar. Pada jenis kumparan bergerak pengaturan dilakukan dengan meng- Roda pengatur Kumparan pertama
- 24. t4 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong Tabel 2.5 Spesifikasi Elektroda Terbungkus dari Baja Lunak. (AWS A5.f -6{T) Klasifikmi AWS-ASTM Posisi*' lenrs tluks pengelasan Jenis Listrik Kekuatan tarik (kgimm':) Kekuatan Perpan- luluh jangan (kglmm'?) (%) Kekutan tarik terendah kelompok E 60 setelah dilaskan adalah 60.000 psi atat 42,2kglmm2 E6010............. E60l I ............. 86012 ............. E60l 3 ............. E6020............. E6021 ............. Natrium slulosa tinggi Kalium selulosa tinggi Natrium titmia tinggi Kalium titania tinggi Oksida besi tinggi Serbuk besi. oksida besi F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H F, Y, OH, H H-S F H.S F DC poluitm balik AC atau DC polaritas balik AC atau DC polritas lurus AC atau DC polaritas ganda AC atau DC polaritas lurus AC atau DC polaritas ganda AC atau DC polritas luru AC atau DC polmitas ganda 22 22 t7 t7 25 25 43,6 3s,2 43,6 35,2 47,t 38,7 47,l 38,7 43,6 35,2 43,6 35,2 Kekuatan tarik terendah kelompok E70 setelah dilaskan adalah 70.00 psi atau 49,2kglm2 87014............. Serbuk besi, titania F, V, OH, H E7015............. Natrium hidrogen rendah F, V, OH, H 87016............. Kalium hidrogen rendah F, V, OH, H E7018............. Serbuk besi, hidrogen F, V, OH, H rendah E7024............. Serbuk besi, titania H-S, F E7028............. Serbuk bmi, hidrogen H-S, F rmdah AC atau DC polaritas ganda DC poluitas balit AC atau DC polaritas balik AC atau DC polritas balik AC atau DC polaritas ganda AC atau DC polaritas balik 42,2 t7 )) )1 22 t7 22 Klasifikasi AWS_ASTM Kekuatan tumbuk terendah *) Arti simbol: F v = datar : vertikal = atas kepala : horizontal : horizontal las sudut OH H H.S E6010, 86011 ..... E6027,87015 ..... E7016, E7018..... 87028...... E6012, E6013... 86020, E7014... 2,8 kg-m pada 28,9"C 2,8 kg-m pada 17,8"C tidak disyaratkan 87024....... Di samping penggunaan untuk baja lunak seperti disebutkan di atas, elektroda terbungkus juga dibuat untuk pengelasan baja kuat, baja tahan panas, baja tahan karat, besi cor, paduan tembaga, paduan nikel dan untuk pelapisan keras. Dalam Tabel 2.6 ditunjukkan elektroda untuk pelapisan keras. Pelapisan keras biasanya dilaksanakan dengan menggunakan elektroda terbungkus jenis oksida titan atau titania kapur yang dapat mempertinggi ketahanan terhadap keausan. Karena sifat tidak peka terhadap retak dari jenis titania kapur, maka jenis ini lebih banyak dipergunakan untuk keperluan tersebut. Untuk mendapatkan unsur-unsur pengeras, ke dalam fluks dari elektroda pelapisan keras banyak ditambah dengan senyawa-senyawa logam. Tambahan ini menyebabkan diameter elektroda menjadi lebih besar. Kawat logam yang dipergunakan sebagai intinya adalah kawat baja lunak. Elektroda terbungkus pada umumnya digunakan dalam pelaksanaan pengelasan dengan tangan. Tetapi kadang-kadang digunakan juga cara otomatik yang sangat sederhana seperti dalam pengelasan gaya berat. Pelaksanaan pengelasan ini ditunjukkan dalam Gbr.2.4. Dalam gambar tersebut dapat dilihat bahwa elektroda dipasangkan pada pemegang yang terikat pada peluncur. Karena berat sendiri peluncur akan bergerak ke bawah dan elektroda juga turut bergerak melalui garis las yang telah ditentukan. Dengan jalan ini sambungan dilas secara otomatik. Pelaksanaan ini sangat baik untuk pengelasan sudut horizontal dengan elektroda jenis oksida besi. Dalam pengelasan gaya berat ini
- 26. t6 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong 2.2.2 Las Busur Gas Las busur gas adalah cara pengelasan di mana gas dihembuskan ke daerah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Gas yang digunakan sebagai pelindung adalah gas helium (He), gas Argon (Ar), gas karbondioksida (CO2) atau campuran dari gas-gas tersebut. (1) Klasifi.kasi Las busur gas biasanya dibagi dalam dua kelompok besar yaitu kelompok elektroda tak terumpan dan kelompok elektroda terumpan. Kelompok elektroda tak terumpan menggunakan batang wolfram sebagai elektroda yang dapat menghasilkan busur listrik tanpa turut mencair, sedangkan kelompok elektroda terumpan sebagai elektrodanya digunakan kawat las. Skema dari kedua kelompok lni ditunjukkan dalam Gbr. 2.5. Kawat pengisi Pipa gas pelindung Logam induk (e) Jenis ehlhodr trk tenmpon. (b) J€lb dcfhodr t rmpsr. Gbr. 2.5 Les Bu$r Grs. Kelompok elektroda tak terumpan masih dibagi lagi ke dalam dua jenis yaitu jenis dengan logam pengisi dan jenis tanpa logam pengisi. Kelompok ini biasanya meng- gunakan gas mulia sebagai pelindung sehingga secara keseluruhannya nama kelompok ini menjadi las wolfram gas mulia atau dalam bahasa Inggris: tungsten inert gas welding yang disingkat menjadi TIG welding atau las TIG. Kelompok elektroda terumpan kadang-kadang juga dibagi lagi dalam dua jenis berdasarkan kawat elektrodanya, yaitu jenis kawat elektroda pejal dan jenis kawat elektroda dengan inti fluks. Dalam kelompok ini digunakan dua macam gas pelindung yaitu gas mulia dan gas CO2. Kelompok dengan pelindung gas mulia nama keseluruhan- nya menjadi las busur logam gas mulia yang dalam bahasa Inggris adalah: metal inert gas arc welding yang biasanya disingkat menjadi MIG welding atau las MIG. Pada waktu ini umumnya gas pelindung yang digunakan berupa campuran dari gas Ar dan gas COr. Di samping klasifikasi berdasarkan gas selubung dipergunakan juga klasifikasi yang didasarkan pada sifat busur. Karena akhir-akhir ini banyak sistem penyediaan sumber listrik yang dapat menghasilkan busur dengan sifat-sifat khusus, maka klasifikasi ini banyak dipergunakan. Dalam Tabel2.7 ditunjukkan klasifikasi las busur gas yang ada pada waktu ini. (2) Las Wolfram Gas Mulia (Las TIG) Skema dari las TIG dapat dilihat dalam Gbr. 2.5.a. Seperti tampak dalam gambar, busur listriknya timbul antarabatang wolfram dan logam induk dan dilindungi oleh gas Argon. Elektroda Wolfram Kawat las
- 28. 18 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong terlalu tinggi, karena itu dengan polaritas ini dapat digunakan arus yang besar. Sebaliknya dalam polaritas balik elektroda menjadi panas sekali, sehingga arus Iistrik yang dapat dialirkan menjadi rendah. Untuk ukuran eletroda ya.rg rr*u dalam polaritas balik kira-kira hanya l/10 arus pada polaritas lurus yang dapat dialirkan. Bilu uru, terlalu besar maka ujung elektroda akan turut mencair dan merubah komposisi logam cair yang dihasilkan. dengan polaritas balik penetrasi ke dalam logam induk menJadi dangkal dan lebar. Di samping itu terjadi proses ionisasi pada gas Argon yang menyelubunginya dan terbentuk ion-ion Ar positip, yang menumbuk logam dasar dan dapat melepaskan lapisan oksida yang ada di permukaannya. Karena sifatnya yang dapat membersihkan maka peristiwa ini dinamakan aksi pembersihan. Pengaruh polaritas terh.adap proses pengelasan TIG dapat dilihat dalam Gbr.23. rl Mesin las DC ^ ----S2FElektroda(s-- g @LogamindukIon Argon Logam induk - ---'V1'q-Poraritasbarik ^.-., - Polaritaslurus ru Gbt.2.7 Pengenrh Polaritas pada Pengelesrn TIG. Bila dipergunakan listrik AC maka proses yang terjadi akan sama dengan menggunakan arus searah dengan polaritas lurus dan polaritas balik yang digunakan secara bergantian. Karena hal ini maka dengan penggunaan arus bolak balik, hasil pengelasan akan terletak antara hasil pengelasan dengan arus searah dengan polaritas lurus dan polaritas balik. Pada umumnya busur yang dihasilkan dengan fis1rik DC kurang begitu mantap dan untuk memantapkannya perlu ditambahkan listrik AC dengan frekwensi tinggi. Berdasarkan keterangan di atas, maka biasanya arus searah dengan polaritas lurus dipakai untuk pengelasan baja, sedangkan untuk aluminium karena permukaannya selalu dilapisi dengan oksida yang mempunyai titik cair yang tinggi, maka sebaiknya memakai arus bolak balik biasa yangditambah dengan arus bolak balik frekwensi tinggi. Pemakaian jenis polaritas dalam pengelasan beberapa macam logam ditunjukkan dal'am Tabel 2.8. Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa dengan las TIG dapat dilakukan pengelasan dengan tangan dan pengelasan otomatis. Skema dari kedua macam pelaksanaap ini ditunjukkan dalam Gbr. 2.8 dan Gbr. 2.9. pada umumnya dalam pengelasari TIG sumber listrik yang dipergunakan mempunyai karakteristik yang lSrnban, sehingga dalam hal menggunakan listrik DC untuk memulai menimbulkan busur perlu ditambah dengan listrik AC frekwensi tinggi. Elektroda yang digunakan dalam las TIG biasanya dibuat dari wolfram murni atau paduan antara wolfram-torium yang berbentuk batang dengan garis tengah antara 1,0 sampai 4,8 mm. Dalam banyak hal elektroda dari wolfram-torium lebih baik dari pada elektroda dari wolfram murni terutama dalam ketahanan ausnya. Gas yang dipakai untuk pelindung adalah gas Argon murni, karena pencampuran dengan d, atauco, yang bersifat oksidator akan mempercepat keausan ujung eliktroda. Penggunaan logari Elektroda
- 30. 20 Bab 2. Cata-cata Mengelas Dan Memotong (3) Las LogamGas Mulia (Las MIG) Dalam las logam gas mulia, kawat las pengisi yang juga berfungsi sebagai elektroda diumpankan secara terus menerus. Busur listrik terjadi antara kawat pengisi dan logam induk. Skema dari alat las ini ditunjukkan dalam Gbr. 2.14. Gas pelindung yang digunakan adalah gas Argon, helium atau campuran dari keduanya. Untuk memantap- kan busur kadang-kadang ditambahkan gas O2 anlara 2 sampai 5/, atau CO, antata 5 sampai 20/,.Dalam banyak hal penggunaan las MIG sangat menguntungkan. Hal ini disebabkan karena sifat-sifatnya yang baik, misalnya: 1) Karena konsentrasi busur yang tinggi, maka busurnya sangat mantap dan percikannya sedikit sehingga memudahkan operasi pengelasan. 2) Karena dapat menggunakan arus yang tinggi maka kecepatannya juga sangat tinggi, sehingga efisiensinya sangat baik. 3) Terak yang terbentuk cukup banyak. 4) Ketangguhan dan elastisitas, kekedapan udara, ketidak pekaan terhadap retak dan sifat-sifat lainnya lebih baik dari pada yang dihasilkan dengan cara pengelasan yang lain. Karena hal-hal tersebut di atas, maka las MIG banyak sekali digunakan dalam praktek terutama untuk pengelasan baja-baja kwalitas tinggi seperti baja tahan karat, baja kuat dan logam.logam bukan baja yang tidak dapat dilas dengan cara yang lain. Sifat-sifat seperti diterangkan di atas sebagian besar disebabkan oleh sifat dari busur yang dihasilkan. Dalam Gbr.2.10 ditunjukkan keadaan busur dalam las MIG di mana terlihat ujung elektroda yang selalu runcing. Hal inilah yang menyebabkan butir-butir logam cair menjadi halus dan pemindahannya berlangsung dengan cepat seakan-akan seperti disemburkan. Elektroda elektroda cair Gbr.2.10 Pemindahan Sembur pada Las MIG. Terjadinya penyemburan logam cair seperti diterangkan di atas disebabkan oleh beberapa hal, antara lain polaritas listrik dan arus listrik. Dalam las MIG biasanya digunakan listrik arus searah dengan tegangan tetap sebagai sumber tenaga. Dengan r,r-b"r tenaga ini biasanya penyemburan terjadi bila polaritasnya adalah polaritas balik. Di samping polaritas ternyata bahwa besar arus juga memegang peranan penting, bila besar aius melebihi suatu harga tertentu yang disebut harga kritik barulah terjadi pemindahan sembur. Diagram dalam Gbr. 2.ll menunjukkan hubungan antara arus Lritik dan terjadinya penyemburan. Besarnya arus kritik tergantung dari pada bahan kawat las, garis tengah kawat dan jenis gas pelindungnya. Bila diameternya mengecil, besarnya arus kritik yang diperlukan juga menurun. Penambahan gas CO, ke dalam gas Argon akan menaikkan besarnya arus listrik' Dalam Gbr ' 2'12 ditunjukkan hubungan arrtara besarnya arus kritik dan uktUan kawat untuk beberapa bahan kawat las. Karena busur dalam las MIG konsentrasinya tinggi maka jelas bahwa penetrasinya
- 32. 22 Bab.2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong Kawat pengisi dalam las MIG biasanya diumpankan secara otomatis, sedangkan alat pembakarnya digerakkan dengan tangan. Dengan ini tercipta suatu alat las semi otomatik di mana konstruksinya dapat dilihat dalam Gbr. 2.L4.Kadang-kadang las MIG juga dilaksanakan secara otomatik penuh, di mana alat pembakarnya ditempatkan pada suatu dudukan yang berjalan. Kawat las yang digunakan biasanya berdiameter antara 1,2 sampai l,6mm. Standarisasi kawat las MIG menurut JIS untuk pengelasan baja tahan karat ditunjukkan dalam Tabel 2.9. Standarisasi inijuga berlaku untuk pengelasan TIG. pengatur kawat Mesin las DC Pembakar Logam induk Gbr.2.l4 Mesin Las MIG Semi-Otomatik. Tabel 2.9 Spesifikasi Kawat dan Batang Las untuk Baja Tahan Karat. (JIS Z 3321-1974) Klasifi- kasi Komposisi kimia Kawat dan Batug L6 (%) c si Mn P s Ni Cr Mo Lainnya Y 308 Y3O8L Y 309 Y3t0s Y 310 Y 316 Y316L Y 316 JIL Y 317 Y 321 Y 34'7 Y 4t0 Y 430 <0,08 <0,030 <0,12 <0,08 <0,15 <0,08 I=0,0, I l | <0,08 I <0,12 <0,10 r* |=0,'o 1,0-2,5 <0,6 <0,03 <0,03 I r,o , '.0 t2,0-14,o lro,o-rr.o ),,,0-,0,0 13,0 15,0 9,0- 10,5 9,0- I 1,0 I =o.u 'n,'-",0 23,0 25,0 )rr,o-r',0 I 1r8.0 20.0 f,,,, ,0,, 19,0-21,5 ll,5 13,5 15,5 17,0 I 12,0-3,0 I 3,0 4,0 <0,60 Cu 1,0 2,5 Ti 9 x -1,0 Nb+Ta l0x-1,0 Catatatr: Dimeter kawat 0,8; 1,0; 1,2; 1,6;2,0,2,4mm Diameter batang 1,0; 1,2; 1,6;2,O;2,4;2,6:3,2; 4,0; 5,0 lm Pada umumnya las MIG dapat digunakan secara memuaskan, kecuali satu hal yaitu cara ini agak sukar untuk pengelasan posisi tegak dan untuk pelat-pelat tipis. Hal ini dapat diperbaiki dengan menggunakan arus rendah yang mengakibatkan proses pemindahan sembur tidak terjadi. Untuk menimbulkan semburan ini maka terhadap arus dasar (1o) rendah tadi ditambahkan arus pulsa (1r) dengan frekwensi antara 50 sampai 100 Hz. Karena penambahan arus pulsa ini maka cara ini disebut juga pengelasan busur pulsa. Skema pemindahan cairan dan hubungannya dengan arus pulsa dapat Gas Argon
- 34. Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong jatuh sendiri. Karena busur yang kurang mantap maka pada pengelasan ini terjadi lebih banyak percikan-percikan bila dibanding dengan las TIG. Terjadinya percikan ini dapat dilihat dalam Gbr. 2.16,yaitu karena butir cairan didorong kembali oleh gaya busur yang bekerjanya berlawanan dengan arah busur. Pbrcikan yang terjadi ini dapat dikurangi dengan memperpendek panjang busur sehingga ujung elektroda seperti terendam dalam logam yang mencair. Gbr. 2.16 Skema Terjadinya perciken dalam Las Buur Gas CO2. Kadang-kadang gas CO, yang digunakan dicampur dengan gas Ar atau Or. Pengaruh tambahan gas Ar terhadap busur ditunjukkan dalam Gbr.2.l7,di mana dapat dilihat bahwa dengan naiknya konsentrasi gas Ar pemindahan butir-butir cairan logam menjadi lebih sering dan hubungan singkat antara butir cairan dan logam cair menjadi berkurang. Perubahan ini menyebabkan busur lebih mantap, sehingga dapat dikatakan bahwa gas Ar dapat berfungsi sebagai pemantap busur. Di samping itu percikan juga menjadi berkurang. Bila konsentrasi Argon melebihi 8imakahubungan singkat hilang dan pemindahan bentuk butir berubah menjadi pemindahan semburan. Dengan kejadian ini dapat dianggap bahwa 85f Ar merupakan batas perubahan dari las busur gas CO, ke las busur gas Ar. rl4 vrtzn*rn z I o t d g6 otr (t xP d= ,ra =utrr'dd -!dc ol)d ard 3 r-t ae dX EEd,r o 'Jio Ir 0- % tr(d (E ! E E 'al 8/i/J" EIk / / <N At (%) 80 100 Frekwensi hubungan singkat. GbJ.z.l1 Hubungan antara Frekwensi Pemindahrn, Frekwensi Hubrmgen Singkrt, Lama Eubungan Singket dan Kandungan Argon datam Campuran Ar-CO2.
- 36. Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong Berdasarkan pengamatan ternyata bahwa penggunaan las busur CO, hampir sama banyak dengan penggunaan las elektroda terbungkus. Hal ini rupanya disebabkan karena cara operasinya yang sederhana dan efisiensinya yang tinggi. Perbandingan kecepatan pengelasan dari las busur CO2 dan las elektroda terbungkus dapat dilihat dalam Gbr.2.l8. Dari gambar dapat dilihat bahwa las busur CO, mempunyai efisiensi yang lebih tinggi dan daerah pemakaian arus yang lebih luas. Alat las MIG dapat langsung digunakan untuk pengelasan busur CO, tanpa mengadakan perubahan. Polaritas yang digunakanpun sama yaitu polaritas balik. Gbr. 2.lt Hubmgrn entera Laju Pemindahan den Arus Pengelasan. 100 200 300 400 500 Arus pengelasan (AmP) (5) Las Busur Hubungan Singkat Bila pengelasan busur CO, dilaksanakan dengan menggunakan arus pengelasan yang sangat rendah, maka pemindahan butiran cairan logam dari ujung elektroda terjadi dengan melalui terjadinya hubungan singkat dengan logam induk. Pemindahan dengan cara ini disebut juga pemindahan hubungan singkat, dan cara pengelasannya disebut las busur hubungan singkat. Hubungan singkat yang terjadi biasanya tidak teratur, sehingga busur yang terbentuk kurang mantap. Hubungan singkat ini terjadi pada saat logam cair di ujung elektroda membesar dan menyentuh logam induk. Bila arus hubungan singkat terlalu besar sehingga mengganggu sumber tenaga maka terjadilah busur yang tidak mantap seperti diterangkan di atas. Untuk memperbaiki hal ini maka pada pengelasan ini ditambah pengatur arus agar arus hubungan singkat yang terjadi tidak melampaui kemampuan sumber tenaga. Dengan perbaikan ini las busur hubungan singkat makin banyak dipergunakan. Hubungan antara pola gelombang arus, tegangan dan pemin- dahan butir cairan ditunjukkan dalam Gbr.2.l9. Cara pengelasan ini sangat banyak digunakan untuk pengelasan posisi tegak, posisi atas kepala dan untuk mengelas pelat tipis. Kawat elektroda yang digunakan berdiameter antara 0,8 sampai 1,2 mm dan gas pelindungnya menggunakan campuran COr-Ar atau gas CO2 murni. Tingkat kesukaran penggunaan las busur berubah-rubah tergantung dari keadaan hubungan singkat yang terjadi, yaitu makin tinggi frekwensi hubungan singkat yang terjadi makin mudah operasinya. Sedangkan frekwensi ini tergantung dari bahan kawat, diameter kawat, arus las, tegangan pengelasan, gas pelindung dan lain-lainnya. A: Kawat pejal (COr) B: Kawat berisi fluks (COr) C: Elektroda terbungkus
- 38. 28 Bab 2. Cata-cara Mengelas Dan Menotong yang baik. Dalam pengelasan ini biasanya fluks dibungkus dan digulung dengan pelat tipis yang terbuat dari baja lunak. Beberapa cara pembungkusan ini ditunjukkan dalam Gbr,2.22. Biasanya berat fluks yang digunakan antara 10 sampai 30 dari berat kawat las secara keseluruhan. (e) @@@ @@(a) O) (c) (d) Gbt.2.22 Penampang Kawat Berisi Fluks. Kawat berisi fluks untuk las busur CO2 secara kasar dapat dibagi dalam dua kelompok yaitu kelompok garis tengah besar dengan ukuran antara 2,4 sampai 3,2 mm seperti terlihat dalam Gbr.2.22(a), (b) dan (c) dan kelompok diameter kecil antara 1,2 sampai 2,4 mm dengan gulungan sederhana seperti ditunjukkan dalam Gbr. 2.22(d) dan (e). Kawat diameter besar berisi lebih banyak zal pemantap busur, karena itu dapat digunakan dengan menggunakan arus listrik AC. Hal ini memberikan keuntungan karena akhirnya las busur CO, dapat memakai alat las busur listrik bolak balik. Tetapi sebaliknya kawat las besar ini mempunyai kecepatan pengelasan yang lebih rendah dan terbatas hanya untuk pengelasan posisi datar saja. Kawat las berisi fluks dengan diameter kecil mempunyai sifat-sifat yang terletak antara kawat las berisi fluks diameter besar dan kawat las pejal. Karena adanya fluks maka busur lebih mantap dan percikan berkurang. Sedangkan effisiensi dan posisi pengelasannya sama halnya dengan las busur kawat pejal. Kekurangannya dengan kawat berisi fluks diameter kecil ini adalah bahwa kawat ini hanya dapat dipergunakan dengan sumber tenaga listrik DC dengan tegangan tetap saja. Dalam Gbr. 2.18 ditunjukkan effisiensi dari las busur CO, dengan menggunakan kawat berisi fluks. 2.2.3 Las Busur Tanpa Gas Operasi pengelasan ini sama dengan operasi dalam las busur gas. Dalam hal semiotomatik, kawat las digerakkan secara otomatik sedang alat pembakar digerakkan dengan tangau, sedangkan dalam hal otomatik penuh kedua-duanya digerakkan secara otomatik. Sesuai dengan namanya, pengelasan ini tidak menggunakan selubung gas apapun juga. Karena itu proses pengelasan menjadi lebih sederhana. Berikut ini adalah beberapa hal yang penting dalam las busur tanpa gas. 1) Tidak menggunakan gas pelindung sehingga pengelasan dapat dilakukan di lapangan yang berangin. 2) Effisiensi pengelasan lebih tinggi dari pada pengelasan dengan busur terlindung. 3) Dapat menggunakan sumber listrik AC. 4) Dihasilkan gas yang banyak sekali. 5) Kwalitas pengelasan lebih rendah dari pada pengelasan yang lain. Berhubung tidak ada gas dari luar yang melindungi maka dalam pengelasan ini digunakan kawat las berisi fluks yang bersifat (a) dapat menghasilkan gas yang banyak dan dapat membentuk terak (b) mempunyai sifat deoksidator dan denitrator dan (c) dapat memantapkan busur. Gas dan terak yang terbentuk diperlukan untuk melindungi logam cair terhadap oksidasi. Deoksidator dan denitrator diperlukan untuk menghilangkan O, dan N, yang mungkin menerobos pelindung dan untuk ini di samping Mn dan Si dipergunakan juga
- 40. 30 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong yang tinggi dan perubahan-perubahan teknik pengelasan yang dilakukan oleh juru las tidak banyak pengaruhnya terhadap kwalitas las. 5) Karena busur yang tidak kelihatan, maka penentuan pengelasan yang salah dapat menggagalkan seluruh hasil pengelasan. 6) Posisi pengelasan terbatas hanya pada posisi horizontal. 7) Karena prosesnya otomatik, maka penggunaannya lebih terbatas bila dibanding dengan las dengan tangan atau semi otomatik. Dari hal-hal seperti disebutkan di atas keadaan yang paling menguntungkan dalam pengelasan ini adalah besarnya arus yang dapat digunakan. Bila menggunakan beberapa elektroda dalam waktu yang bersamaan arus las dapat dinaikkan sampai kira-kira 3000 Amper. Hubungan arltara efisiensi dan'arus dalam pengelasan busur rendam ditunjuk- kan dalam Gbr.2.24. 7,3 6,8 6,4 5 5,4 5,0 4,5 4,r 3,6 1) )7 2,3 1,8 t,4 0,9 0,5 o 2 4 6 8 lo 12 14 16 1820 Arus (x 10'zAmP) Gbr . 2,24 Hubungan Kecepatan Pemindahan Logam dengan Arus Pengelasan dalam Las Busur Rendam. Karena dalam pengelasan ini busur listriknya tidak kelihatan, maka sangat sukar untuk mengatur jatuhnya ujung busur. Di samping itu karena mempergunakan kawat elektroda yang besar maka sangat sukar untuk memegang alat pembakar dengan tangan tepat pada tempatnya. Karena kedua hal tersebut maka pengelasan selalu dilaksanakan secara otomatis penuh. Mesin las otomatik pelaksanaannya bermacam-macam, salah satu di antaranya ditunjukkan dalam Gbr.2.25. Pada jenis ini kepala las dibawa oleh kereta yang berjalan melalui rel penuntun sepanjang garis las. Fluks yang diperlukan diumpankan melalui pipa penyalur dari penampung fluks yang juga terletak di atas kereta. Biasanya mesin las ini melayani satu elektroda saja, tetapi untuk memperbaiki efisiensi pengelasan kadang-kadang satu mesin melayani dua atau tiga elektroda. Mesin las ini dapat menggunakan sumber listrik arus bolak-balik yang lamban dan arus searah dengan tegangan tetap. Bila menggunakan listrik AC perlu adanya pengaturan kecepatan pengumpanan kawat las yang dapat diubah-ubah untuk menda- patkan panjang busur yang diperlukan. Hal ini dapat diatur dengan mengukur tegangan busur yang kemudian dipakai dasar untuk menentukan kecepatan pengumpanan kawat o bo (B o o .F J +-#-^1'l - ++- r= +."eH *d dlllP I.
- 42. 32 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong (2) lenis Kawat Las Kawat-kawat las yang digunakan untuk las busur rendam mempunyai komposisi kimia yang berbeda-beda tergantung pada penggunaannya. Komposisi kimia dari beberapa kawat las yang distandarkan menurut JIS ditabelkan dalam Tabel 2.13 dan yang berdasarkan pada AWS dalam Tabel 2.14. Secara kasar kawat-kawat tersebut dapat dibedakan berdasarkan kandungan mangan (Mn) sebagai berikut: I ) Kelompok Mn rendah : Kelompok ini mengandung Mn antara 0 ,2 sampai 0,8/o dan biasanya digunakan bersama-sama dengan fluks jenis ikatan. 2) Kelompok Mn sedang: Kandungan Mn dalam kawat las ini berkisar antara 0,8 sampai 1,8/odan biasanya digabungkan dengan fluks jenis leburan. 3) Kelompok Mn tinggi: Kawat las ini berisi Mn antara 1,8 sampai 2,2/odan penggunaannya digabung dengan fluks jenis leburan. Kelompok ini dapat dipakai untuk berbagai penggunaan misalnya las lapis tunggal,las lapis banyak, las tumpul dan las sudut. Komposisi kimia dari kawat kelompok Mn rendah dan Mn tinggi yang terdapat di pasaran dapat dilihat dalam Tabel 2.15. Kawat tersebut biasanya dibuat dengan garis tengah 2,4;3,2;4,0;4,8;5,6;6,4 dan 8,0 mm. Berdasarkan effisiensi pengelasan, kawat yang banyak digunakan adalah kawat dengan diameter antara 4,0 sampai 6,4 mm. Hubungan antara besarnya arus yang diizinkan dan ukuran kawat ditunjukkan dalam Tabel2.16. Tabel 2.15 Komposisi Kimia yang Umum Dari Kawat Las Busur Rendam untuk Baja Lunak dan Baja Kuat (Ti. u,.,,. Merek C si Mn us 43 YA US 36 YD 0,06 0,07 0,12 0,13 0,01 0,01 0,03 0,02 0,37 0,57 1,95 1,94 Tebel 2.16 Diameter Kawat dan Besar Arus. Diameter kawat (mm) 2,4 3,2 8,06,44,84,0 Besar arus (Amp) <400 300-500 350-800 500-1 100 700-1600 > 1000 (3) lenis Fluks Dalam Las Busur Rendum Dalam las busur rendam digunakan dua macam fluks yaitu jenis leburan dan jenis ikatan. Jenis leburan dibuat dari bijih yang dicairkan lebih dahulu dan kemudian ditumbuk. Dengan menggunakan fluks jenis ini tidak ada unsur-unsur paduan dalam fluks yang dapat masuk ke dalam logam cair, karena itu kawat las yang digunakan harus sudah mengandung unsur paduan yang diperlukan. Besar butir serbuk fluks juga mempengaruhi hasil pengelasan. Dengan arus yang sama besarnya, fluks dengan butir yang lebih halus akan menghasilkan penetrasi yang lebih dangkal dan menghasilkan permukaan manik las yang lebih rata. Jenis fluks ikatan dibuat dari serbuk bijih dan serbuk paduan yang dicampur dengan natrium silikat dan dijadikan adonan yang kemudian dibakar padasuhu rendah sehingga tidak terjadi peleburan. Selama proses pembuatan ini unsur-unsur untuk deoksidasi ditambahkan bersama-sama dengan unsur-unsur paduan yang diperlukan untuk men- t
- 44. 34 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong Tabel 2.17 Perbandingan Penggunaan Las Oksi-Asetilen dan Las Busur Elektroda Terbrmgkus. Las Busur Elektroda terbungkus Efisiensi Sifat mampu las Harga peralatan Harga bahan las Ketrampilan juru las Penggunaan Tinggi (suhu 6000'C) Baik Mahal Sama Sama Luas (r) Nyelr rsetilen lebih (Nyala karburisasi) Kerucut dalam (pendek dan ungu) (c) Nyrla olsigcr tebih. (Nydr olsidrsi) Gbr. 2.26 Nyala oksi-asetilen. sekitar satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening. 2) Nyala asetilen lebih: Bila asetilen yang digunakan melebihi dari pada jumlah untuk mendapatkan nyala netral maka di antara kerucut dalam dan luar akan timbul kerucut nyala baru yang berwarna biru. Di dalam bagian nyala nyala ini terdapat kelebihan gas asetilen yang menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair. 3) Nyala oksigen lebih: Bila gas oksigen lebih dari pada jumlah yang diperlukan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah dari putih bersinar menjadi ungu. Bila nyala ini digunakan untuk mengelas maka akan terjadi proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair. Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala asetilen berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja. Dalam nyala oksi-asetilen netral terjadi dua reaksi bertingkat yaitu: crH, t 02 --+ 2co + H2 kerucut dalam 2CO + O, -' 2CO,) 2H2 + Or.- 2HrOj kerucut luar Suhu pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000'C dan di tengah kerucut luar kira- kira 2500'C. Suhu ini masih lebih rendah dari pada suhu yang terjadi pada busur listrik (b) Nyehnetral duar(birubening) I f"rucut luar (Pendek) -------------- aF,-...--..-..- Rendah (suhu 3000'C) Kurang baik Murah Sama Sama Terbatas pada las tipis Kerucut antara Kerucut dalam (putih bersinar)
- 46. 36 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong Tebel 2.18 Pengelasan fogam dengan Las Oksi-Asetilen. Logam induk Macam nyala api Fluks Logam pengisi Baja karbon Besi cor abu-abu Besi cor maliabel Nikel Paduan Ni-Cu Tembaga Perunggu Kuningan Netral INetral [Oksidasi lemah Oksidasi lemah Karburisasi Netral atau karburisasi lemah Netral Netral atau oksidasi lemah Oksidasi Tidak perlu Perlu Perlu Perlu Tidak perlu Tidak perlu Tidak perlu Perlu Perlu Baja karbon rendah Besi cor abu-abu Perunggu Perunggu Nikel Monel Tembaga Perunggu Kuningan 2.4 Pengelasan Lainnya 2.4.1 Las Listrik Terak Las listrik terak menggunakan panas yang dihasilkan karena resistansi listrik dari terak cair. Kawat elektroda diumpankan secara terus menerus ke dalam terak yang mencair dan karena panas yang timbul maka logam dasar dan kawat las mencair bersama. Untuk menjaga agar terak dan logam cair tidak mengalir keluar digunakan sepatu tembaga yang didinginkan dengan air yang ditempatkan pada kedua sisi alur secara tetap atau dapat digeser. Secara garis besar las listrik terak ini ditunjukkan dalam Gbr.2.28. tembaga Logam induk Terak cai Logam Sepatu tembaga Air pendingin Logam lasan Logam i Hasil lasan Gbr. 2.2E Skema Las Listrik Terak. Las ini sangat efisien untuk mengelas sambungan-sambungan tebal dengan posisi tegak. Sebagai contoh misalnya pelat baja tebal 300 mm dapat dilas sekali jalan dengan menggtnakan tiga elektroda secara serempak. Efisiensi pada las ini dengan posisi tegak lebih baik dari pada efisiensi pada las busur rendam posisi datar. Karena itu las listrik terak sangat sesuai untuk pembuatan alat-alat kimia dan mesin-mesin yang meng- gunakan pelat-pelat baja yang tebal. Pada pengelasan ini tidak diperlukan alur yang rumit, biasanya cukup dengan kampuh I dengan antara 20 sampai 35 mm. Pengelasan listrik terak menyebabkan terjadinya pengasaran butir baik pada logam las maupun pdda daerah pengaruh panas, yang menyebabkan ketangguhannya me- nurun. Bila pengaruh ini harus dihilangkan maka pada hasil lasan harus diadakan perlakuan panas. t-
- 48. r 38 Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong Elektroda rodaTekanan Elektroda-- Lasat/ I Arus listrik I 1f,,"*".,,",.. ,Transformator Tekanan Gbr. 2.30 Les Reistansi Titik. Tekanan Gbr, 2.31 Las Resistrnsi T[mpang. elektroda dari paduan tembaga dan kemudian dialiri arus listrik yang besar dalam waktu yang singkat. Karena aliran listrik antara kedua elektroda tersebut harus melalui logam yang dijepit, maka pada tempat jepitan timbul panas yang menyebabkan logam di tempat tersebut mencair dan tersambung. Pada tempat kontak antara elektroda dan pelat juga terjadi panas karena tahanan listrik, tetapi tidak sampai mencairkan logam, karena ujung-ujung elektroda didinginkan dengan air. Pada las tumpang garis sepasang roda dari paduan tembaga menggantikan elektroda pada las titik. Selama proses pengelasan roda elektroda ini ditekan dan digerakkan melalui garis las. Dengan ini maka terjadilah sambungan las garis. Sambungan ini dilakukan bila di samping kekuatan, sambungan juga harus kedap udara. Walaupun dasarnya sama ternyata las garis memerlukan arus antara 1,5 sampai, 2,0kalilebih tinggi dan tekanan antara 1,2 sampai 1,6 kali lebih besar dari pada sambungan las titik. Sebagai contoh misalnya untuk sambungan las garis pada pelat 0,8 mm diperlukan gaya tekan sebesar 300 kg dan arus listrik 1500 A. Pada sambungan tumpul untuk batang atau pipa, ujung-ujung yang akan disambungkan diadu, dialiri listrik dan ditekan. Sambungan tumpul ini dibagi dalam dua macam yaitu las tumpul lantak dan las tumpul tekan. Pada las tumpul lantak batang yang disambung diadukan den gafl gaya tekan rendah sehingga terjadi busur listrik di beberapa tempat yang dapat menaikkan suhu logam setempat. Bila hal ini dilakukan berulan- gulang maka akhirnya akan dicapai suhu tinggi yang merata dan kemudian kedua batang tersebut ditekan dengan gaya tekan yang tinggi yang menyebabkan tersambungnya batang tersebut. Skema dari proses pengelasan ini ditunjukkan dalam Gbr.2.32. Tekanan Elektroda Benda kerja el"iioa" Gbr.2.32 Las Tumpul Lantak. Benda kerja Gbr. 2.33 Las Lantak. Pada las tumpul tekan, permukaan yang akan disambungkan perlu dibersihkan dari kotoran dan karat. Kemudian kedua ujung ditekankan satu sama lain sehingga terjadi pemanasan karena adanya aliran listrik. Bila suhu sudah cukup tinggi maka kedua batang ditekan dengan gaya tekan yang tinggi sehingga tersambung seperti terlihat dalam Arus listrik L.
- 50. Bab 2. Cara-cara Mengelas Dan Memotong hanya beberapa mikron saja. Karena energi yang terpusat tersebut maka pengelasan ini mempunyai penetrasi yang dalam, sehingga dapat mengelas pelat tebal dalam waktu yang sangat singkat sekali dan mampu untuk mengelas logamJogam dengan titik cair yang tinggi. Di samping itu karena pengelasan dilakukan dalam hampa maka cara ini dapat digunakan untuk mengelas logamJogam aktif. Dari uraian di atas jelaslah bahwa karena diperlukan ruang hampa maka pelak- sanaan dari cara pengelasan ini masih belum menguntungkan. Karena itu penggunaan- nya masih terbatas pada logam-logam khusus dengan konstruksi yang kecil. Pada waktu ini sedang diselidiki, bagaimana menggunakan cara pengelasan ini di luar ruangan hampa. Skema dari alat las ini dapat dilihat dalam Gbr.2.34. Sumber tenaga untuk filamen dan celah pengatur Sumber tenaga tegangan tinggi Benda erja A: Filamen Gbr. 2.3{ Skeme Lrs Siner Elektron. B: Celah Pengatur C: Anoda D: knsa elektro'magrit E: KumParan Pengubah arah elektron F: PomPa vakum 2.5 Cara-Cara Pemotongan 2.5.1 Pemotongan Dengan Gas Cara-cara pemotongan baja yang banyak digunakan pada waktu ini dapat dilihat dalam Tabel 2.2. Di antara cara-cara tersebut yang paling sering dipakai adalah pemotongan dengan gas oksigen. Pemotongan ini terjadi karena adanya reaksi antara oksigen dan baja. Pada permulaan pemotongan, baja dipanaskan lebih dulu dengan api oksi-asetilen sampai mencapai suhu antara 800 sampai 900'C. Kemudian gas oksigen tekanan tinggi atau gas pemotong lainnya disemburkan ke bagian yang dipanaskan tersebut dan terjadilah proses pembakaran yang membentuk oksida besi. Karena titik cair oksida besi lebih rendah dari baja, maka oksida tersebut mencair dan terhembus oleh gas pemotong. Dengan ini terjadilah proses pemotongan. Proses pembakaran yang terjadi selama pemotongan diperkirakan mengikuti reaksi sebagai berikut: Fe + rfrOr --+ FeO * 64,0 Kcal 2Fe * ltfror--FerO, * 190,7 Kcal 3Fe * 2o-, -- FesO+ -l 266,9 Kcal Kereta