Download - Sambungan Las
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Sejarah Sambungan Las
Berdasarkan penemuan benda-benda sejarah dapat diketahui bahwa teknik
penyambungan logam telah diketahui sejak zamanprasejarah, misalnya
pembrasingan logam paduan emas tembaga dan pematrian paduan timbal-timah.
Menurut keterangan yang didapat telah diketahui dan dipraktekkan dalam rentang
waktu antara tahun 3000 sampai 4000 SM.
Alat-alat las busur dipakai secara luas setelah alat tersebut
digunakan dalam praktek oleh Benardes (1985). Dalam penggunaan yang
pertama ini Benardes memakai elektroda yang dibuat dari batang karbon atau
grafit. Karena panas yang timbul, maka logam pengisi yang terbuat dari
logam yang sama dengan logam induk mencair dan mengisi tempat sambungan.
Zerner (1889) mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan
menggunakan busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon. Slavianoff
(1892) adalah orang pertama yang menggunakan kawat logam elektroda yang
turut mencair karena panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi.
Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kualitas sambungan las menjadi
lebih baik bila kawat elektroda logam yang digunakan dibungkus dengan terak.
Di samping penemuan-penemuan oleh Slavianoff dan Kjellberg dalam las
busur dengan elektroda terbungkus seperti diterangkan diatas, Thomas (1886)
menciptakan proses las resistansi listrik, Goldschmitt (1895) menemukan las
termit dan tahun 1901 las oksi-asitelin mulai digunakan oleh Fouche dan Piccard.
Kemudian pada tahun 1926 ditemukannya las hidrogen atom oleh Lungumir, las
busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener serta las busur
rendam oleh Kennedy (1935). Wasserman (1936) menyusul dengan menemukan
cara pembrasingan yang mempunyai kekuatan tinggi.
Dari tahun 1950 sampai sekarang telah ditemukan cara-cara las baru
1
antara lain las tekan dingin, las listrik terak, las busur dengan pelindung gas
CO2 , las gesek, las ultrasonik, las sinar elektron, las busur plasma, las laser,
dan masih banyak lagi lainnya.
Definisi pengelasan menurut DIN (Deutsche Industrie Normen) adalah
ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan
dalam keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, pengelasan adalah suatu proses
penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh
tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang
ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Terwujudnya standar-standar
teknik pengelasan akan membantu memperluas ruang lingkup pemakaian
sambungan las dan memperbesar ukuran bangunan konstruksi yang dapat dilas.
Dengan kemajuan yang dicapai sampai saat ini, teknologi las memegang peranan
penting dalam masyarakat industri modern.
2.2. Klasifikasi Pengelasan
Sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang
digunakan dalam bidang las, ini disebabkan karena perlu adanya kesepakatan
dalam hal-hal tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasi tersebut
pada waktu ini dapat dibagi dua golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan kerja dan
klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan.
Klasifikasi pertama membagi las dalam kelompok las cair, las tekan, las
patri dan lain-lainnya. Sedangkan klasifikasi yang kedua membedakan adanya
kelompok-kelompok seperti las listrik, las kimia, las mekanik dan seterusnya. Bila
diadakan pengklasifikasian yang lebih terperinci lagi, maka kedua klasifikasi
tersebut diatas dibaur dan akan terbentuk kelompok-kelompok yang banyak
sekali. Diantara kedua cara klasifikasi tersebut diatas kelihatannya klasifikasi cara
kerja lebih banyak digunakan karena itu pengklasifikasian yang diterangkan
dalam makalah ini juga berdasarkan cara kerja.
2
Berdasrkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama
yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.
1. Pengelasan cair adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan
sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api
gas yang terbakar.
2. Pengelasan tekan adalah pcara pengelasan dimana sambungan dipanaskan
dan kemudian ditekan hingga menjadi satu.
3. Pematrian adalah cara pengelasan diman sambungan diikat dan disatukan
denngan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah.
Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.
Dibawah ini klasifikasi lain dari cara pengelasan :
Pengelasan
cair
Pengelasan
tekan
Las busur Las busur
gas
Las busur
gas dan
fluks
Ø Las gas
Ø Las listrik
terak
Ø Las listrik
gas
Ø Las listrik
termis
Ø Las listrik
elektron
Ø Las busur
plasm
Ø Las
resistensi
listrik
Ø Las titik
Ø Las
penampang
Ø Las busur
tekan
Ø Las tekan
Ø Las tumpul
tekan
Ø Las tekan
Ø Elektroda
terumpan
Ø Las m16
Ø Las busur
CO2
Ø Las busur
CO2 dengan
elektroda
berisi fluks
Ø Las busur
fluks
Ø Las
elektroda
berisi fluks
Ø Las busur
fluks
Ø Las
3
gas
Ø Las tempa
Ø Las gesek
Ø Las ledakan
Ø Las induksi
Ø Las
ultrasonic
elektroda
tertutup
Ø Las busur
dengan
elektroda
berisi fluks
Ø Las busur
terendam
Ø Las busur
tanpa
pelindung
Ø Elektroda
tanpa
terumpan
Ø Las TIG
atau las
wolfram gas
4
Dalam pengelasan terdapat juga temperatur cair material, dimana material
yang akan di las mencair pada suhu tertentu. Dibawah ini adalah tempertaur cair
dari beberapa material.
Gambar 1. Diagram Temperatur Cair Material
2.3. Macam-macam Sambungan Las
Jenis sambungan tergantung pada faktor-faktor seperti ukuran dan profil
batang yang bertemu di sambungan, jenis pembebanan, besarnya luas sambungan
yang tersedia untuk pengelasan, dan biaya relatif dari berbagai jenis las.
Sambungan las terdiri dari lima jenis dasar dengan berbagai macam variasi dan
kombinasi yang banyak jumlahnya. Kelima jenis dasar ini adalah sambungan
sebidang (butt), lewatan (lap), tegak (T), sudut, dan sisi, seperti yang diperlihatkan
pada Gambar 2.
5
Gambar 2. Macam-macam Sambungan Las
a) Sambungan Butt Joint.
Sambungan sebidang atau butt joint dipakai terutama untuk menyambung
ujung-ujung plat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sarna.
Keuntungan utama jenis sambungan ini ialah menghilangkan eksentrisitas yang
timbul pada sambungan lewatan tunggal seperti dalam Gambar 2. (b). Bila
digunakan bersama dengan las tumpul penetrasi sempurna (full penetration
groove weld), sambungan sebidang menghasilkan ukuran sambungan minimum
dan biasanya lebih estetis dari pada sambungan bersusun. Kerugian utamanya
ialah ujung yang akan disambung biasanya harus disiapkan secara khusus
(diratakan atau dimiringkan) dan dipertemukan secara hati-hati sebelum dilas.
Hanya sedikit penyesuaian dapat dilakukan, dan potongan yang akan disambung
harus diperinci dan dibuat secara teliti. Akibatnya, kebanyakan sambungan
sebidang dibuat di bengkel yang dapat mengontrol proses pengelasan dengan
akurat.
• Terdapat lima macam Butt Joint:
• Square butt joint,
• Single V-butt joint,
• Single U-butt joint,
6
• Double V-butt joint
• Double U-butt joint
Gambar 3. Macam-macam Butt Joint
b) Sambungan Lap Joint atau Fillet Joint
Sambungan lewatan atau fillet joint merupakan jenis yang paling umum.
Sambungan ini mempunyai dua keuntungan utama:
Mudah disesuaikan. Potongan yang akan disambung tidak memerlukan
ketepatan dalam pembuatannya bila dibanding dengan jenis sambungan lain.
Potongan tersebut dapat digeser untuk mengakomodasi kesalahan kecil dalam
pembuatan atau untuk penyesuaian panjang.
Mudah disambung. Tepi potongan yang akan disambung tidak
memerlukan persiapan khusus dan biasanya dipotong dengan nyala (api) atau
geseran. Sambungan lewatan menggunakan las sudut sehingga sesuai baik untuk
pengelasan di bengkel maupun di lapangan. Potongan yang akan disambung
dalam banyak hal hanya dijepit (diklem) tanpa menggunakan alat pemegang
7
khusus. Kadang-kadang potongan-potongan diletakkan ke posisinya dengan
beberapa baut pemasangan yang dapat ditinggalkan atau dibuka kembali setelah
dilas.
Keuntungan lain sambungan lewatan adalah mudah digunakan untuk
menyambung plat yang tebalnya berlainan.
Gambar 4. Sambungan Lewatan
• Terdapat tiga macam fillet joint atau Sambungan Lewatan:
– Single transverse fillet,
– Double transverse fillet, dan
– Paralel fillet joint.
8
Gambar 5. Macam-macam Fillet Joint
c) Sambungan Tegak
Jenis sambungan ini dipakai untuk membuat penampang bentukan (built-
up) seperti profil T, profil 1, gelagar plat (plat girder), pengaku tumpuan atau
penguat samping (bearing stiffener), penggantung, konsol (bracket). Umumnya
potongan yang disambung membentuk sudut tegak lurus seperti pada Gambar 2.
(c). Jenis sambungan ini terutama bermanfaat dalam pembuatan penampang yang
dibentuk dari plat datar yang disambung dengan las sudut maupun las tumpul.
9
Gambar 6. Sambungan Tegak
d) Sambungan Sudut
Sambungan sudut dipakai terutama untuk membuat penampang berbentuk
boks segi empat seperti yang digunakan untuk kolom dan balok yang memikul
momen puntir yang besar.
Gambar 7. Sambungan Sudut
10
e) Sambungan Sisi
Sambungan sisi umumnya tidak struktural tetapi paling sering dipakai
untuk menjaga agar dua atau lebih plat tetap pada bidang tertentu atau untuk
mempertahankan kesejajaran (alignment) awal.
Gambar 8. Sambungan Sisi
Seperti yang dapat disimpulkan dari pembahasan di muka, variasi dan
kombinasi kelima jenis sambungan las dasar sebenarriya sangat banyak. Karena
biasanya terdapat lebih dari satu cara untuk menyambung sebuah batang struktural
dengan lainnya, perencana harus dapat memilih sambungan (atau kombinasi
sambungan) terbaik dalam setiap persoalan.
2.4. Proses-Proses Pengelasan
a) Las listrik dengan elektroda berselaput (SMAW)
Las listrik ini menggunakan elektroda berelaput sebagai bahan tambahan.
Busur listrik yang terjadi di antara ujung elektroda dan bahan dasar akan
mencairkan ujung elektroda dan sebagaian bahan dasar. Selaput elektroda yang
turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang melindungi ujung
11
elekroda kawah las, busur listrik terhadap pengaruh udara luar. Cairan selaput
elektroda yang membeku akan memutupi permukaan las yang juga berfungsi
sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Perbedaan suhu busur listrik
tergantung pada tempat titik pengukuran, misal pada ujung elektroda bersuhu
3400° C, tetapi pada benda kerja dapat mencapai suhu 4000° C.
b) Las Listrik TIG
Pengelasan ini pertama kali ditemukan di USA (1940), berawal dari
pengelasan paduan untuk bodi pesawat terbang.
Prinsip : Panas dari busur terjadi diantara elektrode tungsten dan logam induk
akan meleburkan logam pengisi ke logam induk di mana busurnya dilindungi oleh
gas mulia (Ar atau He) Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas = Tungsten Gas
Mulia) menggunakan elektroda wolfram yang bukan merupakan bahan tambah.
Busur listrik yang terjadi antara ujung elektroda wolfram dan bahan dasar
merupakan sumber panas, untuk pengelasan. Titik cair elektroda wolfram
sedemikian tingginya sampai 3410° C, sehingga tidak ikut mencair pada saat
terjadi busur listrik. Tangkai listrik dilengkapi dengan nosel keramik untuk
penyembur gas pelindung yang melindungi daerah las dari luar pada saat
pengelasan. Sebagian bahan tambah dipakai elektroda tampa selaput yang
digerakkan dan didekatkan ke busur yang terjadi antara elektroda wolfram dengan
bahan dasar. Sebagi gas pelindung dipakai gas inert seperti argon, helium atau
campuran dari kedua gas tersebut yang pemakainnya tergantung dari jenis logam
yang akan dilas. Tangkai las TIG biasanya didinginkan dengn air yang
bersirkulasi.
Pembakar las TIG terdiri dari :
1) Penyedia arus
2) Pengembali air pendingi,
3) Penyedia air pendingin,
4) Penyedia gas argon,
12
5) Lubang gas argon ke luar,
6) Pencekam elektroda,
7) Moncong keramik atau logam,
8) Elektroda tungsten,
9) Semburan gas pelindung.
c) Las Listrik Submerged (SAW)
Las listrik submerged yang umumnya otomatis atau semi otomatis
menggunakan fluksi serbuk untuk pelindung dari pengaruh udara luar. Busur
listrik di antara ujung elektroda dan bahan dasar di dalam timbunan fluksi
sehingga tidak terjadi sinar las keluar seperti biasanya pada las listrik lainya.
Operator las tidak perlu menggunakan kaca pelindung mata (helm las). Pada
waktu pengelasan, fluksi serbuk akan mencir dan membeku dan menutup lapian
las. Sebagian fluksi serbuk yang tidak mencair dapat dipakai lagi setelah
dibersihkan dari terak terak las. Elektora yang merupakan kawat tampa selaput
berbentuk gulungan (roll) digerakan maju oleh pasangan roda gigi yang diputar
oleh motor listrik. Mesin las ini dapat menggunakan sumber listrik AC yang
lamban dan DC dengan tegangan tetap bila menggunakan listrik AC. Perlu adanya
pengaturan kecepatan pengumpanan kawat las yang dapat diubah-ubah untuk
mendapatkan panjang busur yang diperlukan. Bila menggunakan sumber listrik
DC dengan tegangan tetap, kecepatan pengumpanan dapat dibuat tetap dan
biasanya menggunakan polaritas balik (DCRP). Mesin las dengan listrik DC
kadang-kadang digunakan untuk mengelas pelat tipis dengan kecepatan tinggi
atau untuk pengelasan dengan eletroda lebih dari satu.
d) Las Listrik MIG
Seperti halnya pad alas listrik TIG, pad alas listrik MIG juga panas
ditimbulkan oleh busur listrik antara dua electron dan bahan dasar. Elektroda
merupakan gulungan kawat yang berbentuk rol yang geraknya diatur oleh
13
pasangan roda gigi yang digerakkan oleh motor listrik. Gerakan dapat diatur
sesuai dengan keperluan. Tangkai las dilengkapi dengan nosel logam untuk
menghubungkan gas pelindung yang dialirkan dari botol gas melalui slang gas.
Gas yang dipakai adalah CO2 untuk pengelasan baja lunak dan baja. Argon atau
campuran argon dan helium untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat.
Proses pengelasan MIG ini dadpat secara semi otomatik atau otomatik. Semi
otomatik dimaksudkan pengelasan secara manual, sedangkan otomatik adalah
pengelasan yang seluruhnya dilaksanakan secara otomatik. Elektroda keluar
melalui tangkai bersama-sama dengan gas pelindung.
2.5. Kekuatan Sambungan Las
a) Kekuatan Sambungan Las Transverse
Gamnbar 9. Kekuatan Sambungan Las Transverse
Ket.
-Ketebalan throat, BD =
-Area minimum lasan
atau area throat =
14
t = ketebalan plat atau ukuran lasan
l = panjang lasan
t√2
t .l√2
• Kekuatan tarik untuk sambungan single fillet
• Kekuatan tarik untuk sambungan double fillet
Dimanaft = Tegangan tarik
ijin dari bahan las
b) Kekuatan Sambungan Las Pararel
Sambungan las ini didisain untuk kuat geser
Gambar 1.0. Kekuatan Sambungan Las Pararel
Kekuatan geser samb single paralel :
15
P= t . l√2
. f s
P= t . l√2
. f t
P=√2 .t .l . f t
Kekuatan geser samb double paralel :
c) Kekuatan Las Butt Joint
Gambar 1.1. Kekuatan Sambungan Las Butt Joint
Kuat tarik single butt join : Kuat tarik double butt joint :
Ket.
16
P=√2 .t .l . f s
P=t .l . f t P=( t1+t2 ) .l . f
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan Berdasrkan klasifikasi secara umum pengelasan dapat dibagi dalam tiga
kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.
Terdapat lima macam jenis sambungan dalam proses pengelasan yaitu:
Lap Joint, Butt Joint, Corner Joint, Edge Joint, dan T-Joint.
Proses-proses pengelasan terbagi menjadi tiga yaitu: Las listrik dengan
elektroda berselaput (SMAW), Las Listrik TIG, Las Listrik Submerged
(SAW), Las Listrik MIG.
Dalam Menghitung kekuatan sambungan las, terdapat perbedaan cara
menghitung antara sambungan yang satu dengan yang lainya, sehingga
ketika akan menghitung kekuatan sambungan las harus di perhatikan juga
jenis sambungan yang digunakan.
3.2. SaranDalam pengelesan terdapat beberapa hal penting yang harus diperhatikan
seperti penggunaan jenis sambungan dalam mengelas, proses pengelasan, dan
perhitungan kekuatan sambungan las. Sehingga proses pengelasan berjalan
dengan baik tanpa kendala, serta didapat hasil lasan yang kuat dan sesuai.
17
t1 = tebal throat bagian atas
t2 = tebal bagian bawah
l = panjang lasan
= tebal plat.