pp 03 las
TRANSCRIPT
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
BAB II DASAR TEORI
2.1. Las
2.1.1. Pengertian Pengelasan menurut DIN
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, las adalah
sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan
energi panas. Dalam proses penyambungan ini adakalanya disertai
dengan tekanan dan material tambahan (filler material).
Hingga saat ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan.
Pada tahap-tahap permulaan dari pengembangan teknologi las, biasanya
pengelasan hanya digunakan pada sambungan-sambungan dari reparasi
yang kurang penting. Tapi setelah melalui pengalaman dan praktek yang
banyak dan waktu yang lama, maka sekarang penggunaan proses-proses
pengelasan dan penggunaan konstruksi-konsturksi las merupakan hal
yang umum di semua negara di dunia.
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.
2.1.2. Klasifikasi Pengelasan
Berdasarkan 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 cara pengelasan dimana logam dipanaskan dan kemudian
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
ditekan hingga menjadi satu.
3. Pematrian
Adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan
dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair
rendah. Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.
Tipe-tipe pengelasan yang lain, antara lain:
1. Las busur gas
Cara pengelasan dimana gas dihembuskan ke daerah las untuk
melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfer.
Las busur gas dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu:
a. Las Busur gas dengan elektroda tak terumpan.
Pada pengelasan ini menggunakan elektroda wolfram sebagai
elektroda yang dapat menghasilkan busur listrik. Biasanya
menggunakan gas mulia sebagai pelindung, dan biasa disebut
sebagai las TIG (Tungsten Inert Gas Welding).
b. Las Busur gas dengan elektroda terumpan.
Pada jenis ini, elektroda diumpankan sebagai logam tipis. Las ini
biasa disebut dengan MIG (Metal Inert Gas Welding). Las MIG
banyak digunakan dalam pengelasan baja yang kualitasnya tinggi.
2. Las Busur Listrik
Metode ini menggunakan kawat elektroda logam yang dibungkus
dengan fluks. Saat pengelasan, fluks ini akan mencair dan menutupi
logam sehingga mencegah terjadi oksidasi.
2.1.3. Las SMAW
Logam induk dalam pengelasan ini mengalami pencairan akibat
pemanasan dari busur listrik yang timbul antara ujung elektroda dan
permukaan benda kerja. Busur listrik dibangkitkan dari suatu mesin las.
Elektroda yang digunakan berupa kawat yang dibungkus pelindung
berupa fluks. Elektroda ini selama pengelasan akan mengalami pencairan
bersama dengan logam induk dan membeku bersama menjadi bagian
kampuh las.
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung
elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa arus busur
listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik besar maka butiran logam
cair yang terbawa menjadi halus dan sebaliknya bila arus kecil maka
butirannya menjadi besar.
Keuntungan dari las SMAW:
1. Dapat di pakai dimana saja
2. Dapat mengelas berbagai macam tipe dari meterial
3. Set-up yang cepat dan sangat mudah untuk diatur
4. Dapat dipakai mengelas semua posisi
5. Elektroda mudah di dapat dalam banyak ukuran dan diameter.
Kerugian dari las SMAW:
1. Pengelasan terbatas hanya sampai sepanjang elektroda dan harus
melakukan penyambungan
2. Setiap akan melakukan pengelasan berikutnya slag harus dibersihkan
3. Tidak dapat digunakan untuk mengelas bahan baja non-ferrous
4. Mudah terjadi oksidasi akibat perlindungan logam lair hanya busur
las dari fluks
5. Diameter elektroda tergantung dari plat dan posisi pengelasan
a. Bagian Utama Las SMAW
Gambar 2.1 Mesin SMAWSumber : Hendry (2012)
Keterangan :
1. Tang massa dan tang electrode
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
13
2
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
Untuk menjepit benda kerja dan elektroda dan mengalirkan
arus ke benda kerja dan elektrode.
2. Main Regulator
Regulator utama mesin las yang berisi transformator yang
berfungsi untuk mengubah arus.
3. Curent Adjusting Lever
Untuk mengatur arus pengelasan.
b. Mekanisme Kerja Mesin Las SMAW
Mesin las SMAW dalam pengerjaannya memerlukan energi listrik.
Energi listrik yang berasal dari sumber tegangan masuk ke mesin las
SMAW dan disalurkan ke transformator yang berada di dalam main
regulator. Fungsi transformator sangat diperlukan dalam rangkaian
elektronika. Karena transformator berfungsi untuk menyalurkan
tenaga atau daya listrik dan mengubah tegangan dari tegangan yang
tinggi ke tegangan yang rendah atau sebaliknya. Selain itu, dengan
adanya transformator, kita bisa bebas menggunakan arus AC ataupun
DC yang terhubung oleh rectifier yang berfungsi untuk mengubah
arus. Jadi, dengan adanya transformator, saat kita mengelas, kita bisa
mengubah bentuk arus sesuai kebutuhan (AC atau DC) dan di
keluarkan melalui tang elektroda yang dapat menghasilkan busur dan
polaritas. Ada 2 jenis polaritas yang digunakan yaitu polaritas
langsung dan polaritas terbalik. Pada polaritas langsung elektroda
berhubungan dengan terminal negatif sedangkan pada polaritas
terbalik elektroda berhubungan dengan terminal positif.
c. Elektroda E6013
Elektroda baja lunak untuk las busur listrik manurut klasifikasi AWS
(American Welding Society) dinyatakan dengan tanda E XXXX yang
artinya sebagai berikut :
1. E menyatakan elektroda busur listrik.
2. 60 (dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
dalam ribuan Ib/in2
3. 1 (angka ketiga) menyatakan posisi pangelasan. Sedangkan
angka 2 untuk pengelasan posisi datar di bawah tangan
4. 3 (angka keempat) menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang
cocok dipakai untuk pengelasan.
d. Macam- macam Arus Pengelasan
Arus Pengelasan Mesin Las SMAW dapat di bagi atas 3 Jenis, yaitu:
1. Arus Bolak-balik (Mesin AC)
Karena langsung menggunakan arus listrik AC dari PLN yang
memiliki tegangan yang cukup tinggi dibandingkan kebutuhan
pengelasan yang hanya membutuhkan tegangan berkisar 55 Volt
sampai dengan 85 Volt maka mesin las ini menggunakan
transformator step-down, yaitu trafo yang berfungsi menurunkan
tegangan. Transformator yang digunakan pada peralatan las
mempunyai daya yang cukup besar. Untuk mencairkan sebagian
logam induk dan elektroda dibutuhkan energi yang besar, karena
tegangan pada bagian terminal kumparan sekunder hanya kecil,
maka untuk menghasilkan daya yang besar perlu arus besar. Arus
yang digunakan untuk peralatan las sekitar 10 ampere sampai 500
ampere. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan
keperluan las. Untuk keperluan daya besar diperlukan arus yang
lebih besar pula, dan sebaliknya. Pada mesin las A.C, kabel masa
dan kabel elektroda dapat dipertukarkan tanpa mempengaruhi
perubahan panas yang timbul pada busur nyala.
Keuntungan-keuntungan pada mesin A.C, antara lain:
-). Busur listriknya kecil, sehingga memperkecil
kemungkinan timbunya keropos pada rigi-rigi las.
-). perlengkapan dan perawatan lebih murah.
Besar arus dalam pengelasan dapat diatur dengan alat penyetel,
dengan jalan memutar handle menarik atau menekan, tergantung
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
pada konstruksinya. Besar ampere yang dihasilkan mesin dapat
dilihat pada skala ampere. Las arus AC disebut juga dengan las
yang mempunyai polaritas langsung. Pada las ini, rangkaian kabel
untuk kutub positif (+) dihubungkan pada benda kerja sedangkan
rangkaian kabel untuk kutub negatif (-) dihubungkan pada
elektroda. Sirkuit las ini disebut sirkuit DC –.
Gambar 2.2 Arus AC pad alas SMAWSumber : Hendry (2012)
2. Arus Searah (Mesin DC)
Arus listrik yang digunakan untuk memperoleh nyala busur listrik
adalah arus searah. Arus searah ini berasal dari mesin berupa
dinamo motor listrik searah. Dinamo dapat digerakkan oleh motor
listrik, motor bensin, motor diesel, atau alat penggerak yang lain.
Mesin arus yang menggunakan motor listrik sebagai penggerak
mulanya memerlukan peralatan yang berfungsi sebagai penyearah
arus. Transformator yang dihubungkan oleh penyearah arus atau
rectifier berfungsi untuk mengubah arus bolak-balik (AC)
menjadi arus searah (DC). Pada arus DC, elektron bergerak
searah saja.
Pemasangan kabel sekunder, pada mesin las D.C dapat diatur /
dibuat menjadi DCSP (Direct Current Straight Polarity) atau
DCRP (Direct Current Revers Polarity).
-). Bila kabel elektroda dihubungkan kekutub negatif mesin,
dan kabel masa dihubungkan kekutub positif maka disebut
hubungan polaritas lurus (D.C.S.P).
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
-). Pada hubungan D.C.S.P, panas yang timbul, sepertiga
memanaskan elektroda dan dua pertiga memanaskan
benda kerja. Berarti benda kerja menerima panas lebih
banyak dari elektroda.
-). Bila kabel elektroda dihubungkan kekutub positif mesin,
dan kabel masa dihubungkan kekutub negatif maka disebut
hubungan polaritas terbaik.
Keuntungan-keuntungan pada mesin D.C antara lain:
-). busur nyala stabil
-). dapat mengelas pelat tipis dalam hubungan DCRP
- ). dapat dipakai untuk mengelas pada tempat-tempat yang
lembab dan sempit
Las dengan arus DC ini biasanya disebut juga dengan las
dengan polaritas tidak langsung. Rangkaian polaritas terbalik
merupakan kebalikan dari sirkuit yang pertama yaitu kutub
negatif (-) dihubungkan pada benda kerja sedangkan rangkaian
kabel untuk kutub positif (+) dihubungkan pada elektroda.
Sirkuit las ini disebut sirkuit DC +.
Gambar 2.3 Arus DC pad alas SMAWSumber : Hendry (2012)
3. Arus Ganda (Mesin AC-DC)
Mesin las ini mampu melayani pengelasan dengan arus searah
(DC) dan pengelasan dengan arus bolak-balik. Mesin las ganda
mempunyai transformator satu fasa dan sebuah alat perata dalam
satu unit mesin. Keluaran arus bolak-balik diambil dari terminal
lilitan sekunder transformator melalui regulator arus. Adapun arus
searah diambil dari keluaran alat perata arus. Pengaturan keluaran
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
arus bolakbalik atau arus searah dapat dilakukan dengan mudah,
yaitu hanya dengan memutar alat pengatur arus dari mesin las.
Mesin las AC-DC lebih fleksibel karena mempunyai semua
kemampuan yang dimiliki masing-masing mesin las DC atau
mesin las AC. Mesin las jenis ini sering digunakan untuk
bengkel-bengkel yang mempunyai jenis-jenis pekerjaan yang
bermacam-macam, sehingga tidak perlu mengganti-ganti las
untuk pengelasan berbeda.
2.1.4. Las MIG
a. Bagian-bagian Utama Las MIG
Bagian-bagian dari mesin las MIG, antara lain:
1. Power Source
Mesin pembangkit arus AC/DC yang digunakan di dalam
pengelasan las MIG.
Gambar 2.4 Power SourceSumber : Andy (2011)
2. Tabung gas pelindung
Tempat untuk menyimpan gas seperti argon dan helium yang
digunakan dalam pengelasan.
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
Gambar 2.5 Tabung gas pelindungSumber : Andy (2011)
3. Regulator gas pelindung
Pengatur tekanan gas yang akan digunakan dalam pengelasan.
Biasanya regulator ini menunjukan besar tekanan gas dalam
tabung.
Gambar 2.6 Regulator gas pelindungSumber : Andy (2011)
4. Flowmeter untuk gas
Digunakan untuk menunjukkan besarnya aliran gas pelindung
yang dipakai dalam pengelasan.
Gambar 2.7 Flowmeter untuk gasSumber : Andy (2011)
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
5. Selang gas
Berfungsi penghubung gas dari tabung menuju alat untuk
mengelas (elektroda).
Gambar 2.8 Selang gasSumber : Andy (2011)
6. Welding torch
Untuk mengeluarkan fluks / elektroda
Gambar 2.9 Welding TorchSumber : Andy (2011)
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
b. Mekanisme Kerja Mesin Las MIG
Gambar 2.10 Mesin Las MIGSumber : Hendry (2012)
Sama halnya dengan Las TIG, pada MIG panas yang ditimbulkan
berasal dari busur listrik yang dihasilkan antara elektron. Mekanisme
kerja dari las TIG atau las GMAW yaitu energi listrik yang berasal dari
sumber listrik masuk ke dalam welding machine yang didalamnya
terdapat transformator. Energi listrik yang berasal dari sumber adalah
220 V, dengan adanya transformator, tegangan yang semula 220 V
diturunkan dengan menggunakan transformator step down yang berada di
dalam welding machine tersebut. Sehingga tegangan yang dipakai tidak
sebesar tegangan awal. Dalam las MIG atau las GMAW ini tidak
menggunakan Elektroda seperti pada las SM yang digerakkan oleh motor
listrik. Jadi, arus listrik yang berasal dari welding machine yang sudah di
turunkan tegangannya oleh transformator dikeluarkan melalui kawat
tersebut. Selain itu, saat pengelasan ini dijalankan, gas yang berasal dari
tabung gas juga ikut keluar yang berfungsi untuk melindungi hasil
pengelasan. Tangkai gas dilengkapi dengan selang yang menghubungkan
antara gas pelindung yang dialirkan dari tabung gas. Gas yang dipakai
adalah gas CO2 untuk pengelasan baja lunak. Sedangkan argon dan
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
helium digunakan untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat.
Jadi, saat akan mengelas, listrik akan mengalir melalui kawat dan disaat
yang bersamaan, gas yang keluar dari tabung melalui selang akan
dikeluarkan juga melalui welding torch yang menyebabkan aliran
elektron kawat bertemu dengan gas yang dipakai, sehingga terjadilah
proses pengelasan.
2.1.5. Las Titik
a. Bagian Utama Mesin Las Titik
Gambar 2.11 Mesin Las TitikSumber : Laboratorium Proses Produksi Mesin Universitas Brawijaya (2012)
Keterangan :
1. Electrode Arm
Berfungsi untuk mengelas benda kerja. Elektroda ini bergerak ke
atas dan ke bawah.
2. Electrode
Sama seperti elektroda nomer 1. Untuk mengelas benda kerja.
Namun elektroda ini tidak dapat bergerak.
3. Main Regulator
Terdapat control utama, coling water, dll.
4. Foot Pedal
Untuk melakukan eksekusi pengelasan dengan cara di injak.
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya
1
3
2
4
Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013
b. Mekanisme Kerja Mesin Las Titik.
Siklus pengelasan titik dimulai ketika elektroda menekan pelat
dimana arus belum dialirkan. Waktu proses ini disebut waktu tekan.
Setelah itu arus yang berasal dari sumber listrik dialirkan ke elektroda
sehingga timbul di posisi elektroda sehingga terbentuk sambungan las.
Jadi, benda kerja diletakkan di atas elektroda bawah dan ditekan dengan
elektroda atas, lalu saat arus listrik dinyalakan, aliran listrik akan keluar
dari elektroda atas dan mengelas benda kerja tersebut. Hal ini dapat
terjadi karena adanya perpindahan elektron dari elektroda atas ke
elektroda bawah melalui benda kerja yang berupa logam. Setelah itu arus
dihentikan namun tekanan tetap ada dan proses ini disebut waktu
tenggang. Kemudian logam dibiarkan mendingin sampai sambungan
menjadi kuat dan tekanan di hilangkan dan pelat siap dipindahkan untuk
selanjutnya proses pengelasan dimulai lagi untuk titik yang baru.
Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya