A. SAMBUNGAN LAS Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara memanaskan sampai suhu lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan pengisi. Sistem sambungan las ini termasuk jenis sambungan tetap dimana pada konstruksi dan alat permesinan, sambungan las ini sangat banyak digunakan. Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 jenis las yaitu : a) Las Karbid ( Las OTOGEN ) yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar dari gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi sekunder, seperti ; pagar besi, teralis dan sebagainya. b) Las Listrik ( Las LUMER ) Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu kabel dihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan dengan tang penjepit batang las / elektrode las. Jika elektrode las tersebut didekatkan pada benda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang dapat melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga ikut melebur ujungnya yang sekaligus menjadi pengisi pada celah sambungan las. Karena elektrode / batang las ikut melebur maka lama-lama habis dan harus diganti dengan elektrode yang lain. Dalam perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu 21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm. Untuk konstruksi baja yang bersifat strukturil (memikul beban konstruksi) maka sambungan las tidak diijinkan menggunakan las Otogen, tetapi harus dikerjakan dengan las listrik dan harus dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional. Keuntungan sambungan las : a) Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna). b) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi. c) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan. d) Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi. e) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubang-lubang baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya ).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
A. SAMBUNGAN LAS
Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara memanaskan sampai suhu
lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan pengisi. Sistem sambungan las ini
termasuk jenis sambungan tetap dimana pada konstruksi dan alat permesinan, sambungan las
ini sangat banyak digunakan. Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 jenis las
yaitu :
a) Las Karbid ( Las OTOGEN ) yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar
dari gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las
ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi sekunder, seperti ; pagar
besi, teralis dan sebagainya.
b) Las Listrik ( Las LUMER ) Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk
pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu
kabel dihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan
dengan tang penjepit batang las / elektrode las. Jika elektrode las tersebut didekatkan
pada benda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang dapat
melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga ikut melebur ujungnya yang
sekaligus menjadi pengisi pada celah sambungan las. Karena elektrode / batang las
ikut melebur maka lama-lama habis dan harus diganti dengan elektrode yang lain.
Dalam perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu
21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm. Untuk konstruksi baja yang
bersifat strukturil (memikul beban konstruksi) maka sambungan las tidak diijinkan
menggunakan las Otogen, tetapi harus dikerjakan dengan las listrik dan harus
dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional.
Keuntungan sambungan las :
a) Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu
dengan lebih kokoh (lebih sempurna).
b) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.
c) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan.
d) Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang
dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi.
e) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubang-lubang baut, tak
perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya ).
f) Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya
utuh.
Kekurangan sambungan las :
a) Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika
pengelasannya baik maka keuatan sambungan akan baik, tetapi jika pengelasannya
jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik bahkan
membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las cacat lambat laun
akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan akhirnya bangunan dapat runtuh
yang menyebabkan kerugian materi yang tidak sedikit bahkan juga korban jiwa. Oleh
karena itu untuk konstruksi bangunan berat seperti jembatan jalan raya / kereta api di
Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las.
b) Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.
Jenis sambungan las :
Terdapat lima jenis sambungan yang biasa digunakan untuk menyatukan dua bagian
benda logam, seperti dapat dilihat dalam berikut :
Gambar jenis sambungan yang biasa digunakan dalam proses pengelasan
Keterangan :
a) Sambungan tumpu (butt joint), kedua bagian benda yang akan disambung
diletakkan pada bidang datar yang sama dan disambung pada kedua ujungnya.
b) Sambungan sudut (corner joint), kedua bagian benda yang akan disambung
membentuk sudut siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut.
c) Sambungan tumpang (lap joint), bagian benda yang akan disambung saling
menumpang (overlapping) satu sama lainnya.
d) Sambungan T (tee joint), satu bagian diletakkan tegak lurus pada bagian yang lain
dan membentuk huruf T yang terbalik.
e) Sambungan tekuk (edge joint), sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua bagian yang akan
disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan yang
sejajar tersebut.
Setiap jenis sambungan yang disebutkan di atas dapat dibuat dengan pengelasan. Proses
penyambungan yang lain dapat juga digunakan, tetapi pengelasan merupakan metoden
penyambungan yang paling universal. Berdasarkan geometrinya, las-an dapat dikelompokkan
sebagai berikut :
a) Lasan jalur (fillet weld), digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut,
sambungan tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi
digunakan untuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk segitiga siku-
siku.
Gambar Beberapa bentuk las-an jalur
b) Lasan alur (groove welds); ujung bagian yang akan disambung dibuat alur dalam
bentuk persegi, serong (bevel), V, U, dan J pada sisi tunggal atau ganda, seperti dapat
dilihat dalam gambar di bawah, pengisi digunakan untuk mengisi sambungan, yang
biasanya dilakukan dengan pengelasan busur dan pengelasan gas.
Gambar Beberapa bentuk las-an alur
c) Lasa sumbat dan las-an slot (plug and slot welds), digunakan untuk menyambung
pelat datar seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah, dengan membuat satu lubang
atau lebih atau slot pada bagian pelat yang diletakkan paling atas, dan kemudian
mengisi lubang tersebut dengan logam pengisi sehingga kedua bagian pelat melumer
menjadi satu.
Gambar (a) Las-an sumbat dan (b) las-an slot
d) Lasan titik dan las-an kampuh (spot and seam welds), digunakan untuk sambungan
tumpang seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah. Las-an titik adalah manik las
yang kecil antara permukaan lembaran atau pelat. Las-an titik diperoleh dari hasil
pengelasan resistansi listrik. Las-an kampuh hampir sama dengan las-an titik, tetapi
las-an kampuh lebih kontinu dibandingkan dengan las-an titik.
Gambar (a) Las-an titik dan (b) las-an kampuh
e) Lasan lekuk dan las-an rata (flange and surfacing welds), Las-an lekuk dibuat
pada ujung dua atau lebih bagian yang akan disambung, biasanya merupakan
lembaran logam atau pelat tipis, paling sedikit satu bagian ditekuk. Las-an datar tidak
digunakan untuk menyambung bagian benda, tetapi merupakan lapisan penyakang
(ganjal) logam pada permukaan bagian dasar.
Gambar (a) Las-an lekuk dan (b) las-an rata
Ciri-ciri Penyambungan Pengelasan Lebur
Pada umumnya sambungan las diawali dengan meleburnya di daerah sekitar
pengelasan. Sepertiditunjukkan dalam gambar, sambungan las yang di dalamnya telah
ditambahkan logam pengisi terdiri dari beberapa daerah (zone) :
a) Daerah lebur
Terdiri dari campuran antara logam pengisi dengan logam dasar yang telah melebur
secara keseluruhan. Daerah ini memiliki derajat homogenitas yang paling tinggi
diantara daerah-daerah lainnya. Struktur yang dihasilkan pada daerah ini berbentuk
butir kolumnar yang kasar seperti ditunjukkan dalam gambar.
Gambar Penampang melintang penyambungan pengelasan lebur
b) Daerah antarmuka las
Merupakan daerah sempit berbentuk pita (band) yang memisahkan antara daerah
lebur dengan Haz . Daerah ini terdiri dari logam dasar yang melebur secara
keseluruhan atau sebagian, yang segera menjadi padat kembali sebelum terjadi proses
pencampuran.
c) HAZ (Heat Affected Zone)
Logam pada daerah ini mendapat pengaruh panas dengan suhu di bawah titik lebur,
tetapi cukup tinggi untuk merubah mikrostruktur logam padat. Komposisi kimia pada
HAZ sama dengan logam dasar, tetapi akibat panas yang dialami telah merubah
mikrostrukturnya, sehingga sifat mekaniknya mengalami perubahan pula dan pada
umumnya merupakan pengaruh yang negatif karena pada daerah ini sering terjadi
kerusakan (mudah patah/retak).
d) Daerah logam dasar tanpa pengaruh panas
Daerah ini tidak menagalami perubahan metalurgi, tetapi karena dikelilingi oleh Haz
maka daerah ini memiliki tegangan sisa yang besar akibat adanya penyusutan dalam
daerah lebur, sehingga mengurangi kekuatannya. Untuk menghilangkan tegangan sisa
tersebut biasa dilakukan perlakuan panas (heat treatment) yaitu memanaskan kembali
daerah las-an tersebut hingga temperatur tertentu, kemudian temperatur dipertahankan
dalam beberapa waktu tertentu, selanjutnya didinginkan secara perlahan.
Aturan dan Prinsip Las
a) Panjang netto las tidak boleh kurang dari 40 mm atau 8 a 10 kali tebal las.
b) Panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 kali tebal las. Kalau diperlukan panjang
netto las yang lebih dari 40 kali tebal las, sebaiknya dibuat las yang terputus-putus.
c) Untuk las terputus pada batang tekan, jarak bagian-bagian las itu tidak boleh melebihi
16 t atau 30 cm. Sedangkan pada batang tarik, jarak itu tidak boleh melebihi 24 t atau
30 cm, dimana t adalah tebal terkecil dari elemen yang dilas.
d) Tebal las sudut tidak boleh lebih dari ½ t (2)1/2
Perencanaan sambungan las
Las sudut sering digunakan dan dipakai pada semua struktur.
Tebal las biasanya berukuran 1 mm dan kelipatannya.
Las sudut dapat dibebani pada berbagai arah geser, tekan atau tarik. Oleh karena itu
las tersebut selalu gagal pada geser.
Kegagalan geser pada las sudut terjadi sepanjang bidang kritis las yang dilalui.
Teg. geser dari las sudut sepanjang L yang menerima beban P yakni := 0,707 Kapasitas geser las adalah Rn dimana := 0,707
ɸ = 0,75 0,707dimana : ɸ = 0,75
Dimana fw = tegangan geser ultimit electroda = 0,6 x kuat tarik electroda las
(tergantung pada electrode yang digunakan pada proses SMAW)
Kuat tarik dari electroda las antara lain ; 413, 482, 551, 620, 688, 758, atau 827 MPa.
Terminologi standar electrode las yang dipakai adalah E60XX, E70XX, E80XX, dan
seterusnya.
Tegangan geser las sudut :
Kondisi batas las sudut ditentukan oleh :
a) Patahan geser pada lintasan kritis atau kuat geser las
ɸ = ɸ
Untuk kaki las sudut yang sama (equal):
ɸ = ɸ (0,707 )b) Kemampuan geser base metal atau pelat : ɸ Rn = 0.9 x 0.6 Fy x Luas base
metal yang menerima geser dimana Fy = Tegangan leleh pada base metal.
Kuat geser las menerima beban adalah : Vn = 0.75 x (0.707 a) x Lw x fw > T
Perhitungan Kekuatan
Pembebanan Tarik, Tekan atau Geser
Tegangan yang terjadi pada sambungan
w = F/Aw (N/mm2)
w = F/Aw (N/mm2)
Sambungan kuat bila
w = F/Aw= F/(a.l) wijin (N/mm2)
w = F/Aw = F/(a.l) wijin (N/mm2)
Dimana:
F = beban yang diterima sambungan (N)
Aw = (a.l) = Luas sambungan las (mm)
a = tinggi las (mm) dan; l =panjang sambungan (mm)
wijin , wijin = tegangan ijin material sambungan (N/mm2)
Pembebanan Lengkung
Tegangan lengkung wb yang terjadi pada sambungan
wb = Mb/Ww wbijin (N/mm2)
Mb = momen lengkung yang terjadi pada sambungan (Nmm)
Ww = momen tahanan luas sambungan las (mm3)
= 2.(1/6) a.h2 (untuk sambungan 2 sisi, gambar)
= (D4 – d4)/10.D (untuk sambungan poros )
Untuk sambungan gabungan, maka berlaku:
Ww = Iw/ y; Iw = Iw1 + Iw2 + Iw3 + …..
Pembebanan Gabungan
Bila beberapa tegangan normal bekerja sekaligus pada sambungan, maka tegangan
normal maksimum adalah:
wmax = [wb + t ( c ) ] wijin (N/mm2)
Bila sekaligus bekerja tegangan normal dan geser, maka tegangan equivalent yang
terjadi pada sambungan, adalah:
wv = (w2
+ w2) wijin (N/mm2)
Beban Torsi/Puntir
Pada pembebanan torsi, sambungan akan menerima tegangan torsi, yaitu:
w = Mt/Wwp wijin (N/mm2)
Dimana:
Mt = momen torsi yang terjadi pada sambungan (Nmm)
Wwp = momen tahanan sambungan las (mm3)
= (D4-d4)/(5.D)
Beban Gabungan
– Bila beban gabungan terdiri dari beban normal (mis. Tarik dengan lengkung),
maka perhitungan kekuatan sama seperti pada konstruksi baja
– Bila yang bekerja beban normal dan beban geser, maka perhitungan kekuatan
adalah sebagai berikut:
wv = (w2 + 2.w2) wijin (N/mm2)
Dimana:
wv = tegangan gabungan (N/mm2)
wv = Tegangan geser pada sambungan (N/mm2)
wijin = Tegangan ijin sambungan las (N/mm2)
Tegangan Ijin (Ijin)
Tegangan ijin pada pembebanan dinamis pada komponen mesin adalah sebagai
berikut:
wijin atau (wijin) = (D atau(D).b1.b2) / Sf (N/mm2)
Dimana:
wijin atau (wijin) = masing-masing tegangan normal & geser ijin sambungan las