BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada waktu ini teknik las telah dipergunakan secara luas dalam penyambungan batang – batang pada konstuksi bangunan baja dan konstruksi mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena bangunan dan mesin yang dibuat dengan mempergunakan teknik penyambungan ini menjadi lebih ringan dan proses pembuatannya juga lebih sederhana,sehingga biaya keseluruhannya menjadi lebih murah. Pengelasan adalah proses penyambungan dua material secara permanen dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti oleh material pengisi. Macam –macam jenis pengelasan,yaitu Las Busur Listrik, Las Gas, Las Tahanan Listrik dan Las Kondisi Padat. Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas dengan O 2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar yang dapat digunakan gas – gas oksiasetilen, propan atau hidrogen. Diantara ketiga bahan bakar ini yang paling banyak diginakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya diartikan sebagi las oksiasetilen. Karena tidak
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
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada waktu ini teknik las telah dipergunakan secara luas dalam
penyambungan batang – batang pada konstuksi bangunan baja dan konstruksi
mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena bangunan dan mesin
yang dibuat dengan mempergunakan teknik penyambungan ini menjadi lebih
ringan dan proses pembuatannya juga lebih sederhana,sehingga biaya
keseluruhannya menjadi lebih murah.
Pengelasan adalah proses penyambungan dua material secara permanen
dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti oleh
material pengisi. Macam –macam jenis pengelasan,yaitu Las Busur Listrik, Las
Gas, Las Tahanan Listrik dan Las Kondisi Padat.
Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas
dengan O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan
logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar yang dapat digunakan gas –
gas oksiasetilen, propan atau hidrogen. Diantara ketiga bahan bakar ini yang
paling banyak diginakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya
diartikan sebagi las oksiasetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka
gas oksiasetilen banyak dipakai dilapangan walaupun pemakaian tidak sebanyak
las busur elekroda terbungkus. [Harsono, 2000]
Alat-alat las busur dipakai secara luas setelah alat tersebut digunakan
dalam praktek oleh Benardes dalam tahun 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. Dalam tahun
1889 Zerner mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan dengan
menggunakan busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon. Slavianoff
dalam tahun 1892 adalah orang pertama yang menggunakan kawat logam
1
2
elektroda yang turut mencair karena panas yang ditimbulkan oleh busur listrik
yang terjadi. Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kualitas sambungan las
menjadi lebih baik bila 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, dalam tahun 1886
Thomas menciptakan proses las resistansi listrik, Goldschmitt menemukan las
termit dalam tahun 1895 dan dalam tahun 1901 las oksi-asitelin mulai digunakan
oleh Fouche dan Piccard. Dan baru pada tahun 1926 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. kemudian
dalam tahun 1936 Wasserman menyusul dengan menemukan cara pembrasingan
yang mempunyai kekuatan tinggi [Asyari, 2009].
Dari perkembangan proses pengelasan yang pesat telah banyak teknologi
pengelasan terbaru yang ditemukan, sehingga boleh dikatakan hampir tak ada
logam yang tak dapat di las. Maka dari itu penting bagi kita mahasiswa untuk
mempelajari pengelasan lebih dalam.
Dalam praktikum ini, praktikan akan menggunakan pengelasan dengan gas
dilakukan dengan bahan bakar gas asetilen dengan O2. Dipilihnya teknik mengelas
dengan metode ini karena metode atau jenis las ini sudah umum digunakan dan
termasuk jenis las yang sudah dilakukan untuk praktikum dalam skala
laboratorium.
1.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui jenis – jenis api
dan pengaruh deposit metal las pada pengelasan oksi asetilen terhadap kecepatan.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam praktikum pengelasan ini yaitu mengelas dengan
metode las oksiasetilen. Dalam proses pengelasannya menggunakan beberapa
3
jenis nyala api yaitu nyala api oksidasi dan nyala api netral terhadap kecepatan
pengelasannya.
1.4 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan laporan percobaan ini penulis menggunakan sistematika
penulisan laporan yang sudah menjadi ketentuan baku dari tim laboratorium
metalurgi yaitu, terdiri dari 5 bab. Bab I, merupakan pendahuluan yang berisi
tentang latar belakang penulis melakukan percobaan, kemudian tujuan percobaan.
Batasan-batasan masalah yang harus dibahas didalam pengerjaan laporan ini. Bab
II melingkupi tinjauan pustaka yang berisikan tentang teori-teori dasar yang
mendukung dari apa yang penulis lakukan didalam percobaan. Selanjutnya adalah,
bab III yaitu tentang metode percobaan yang dilakukan oleh penulis. Dapat berupa
flow chart dari prosedur percobaan yang penulis lakukan, lalu alat & macam-
macam bahan yang Praktikan gunakan didalam melakukan praktikum dan terakhir
adalah prosedur percobaan. Bab IV didalamnya berisikan tentang, data percobaan,
yang didalamnya terdapat data-data yang praktikan dapatkan selama percobaan
dan pembahasan dari data-data yan sudah penulis dapatkan, apa saja faktor-faktor
yang mempengaruhi dari data hasil percobaan. Data-data percobaan yang
praktikan dapatkan dapat berupa tabel atau grafik dari data-data yang sudah
diperoleh. Bab V adalah kesimpulan dari data-data yang praktikan dapatkan.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Pengelasan
Pengelasan adalah proses penyambungan dua logam atau lebih yang
melibatkan pencairan sebagian logam. Teknologi pengelasan selalu dimanfaatkan
untuk pemotongan dan reparasi.
Dalam proses pengelasan sangat dibutuhkan suatu sumber panas, itu
sangat berperan dalam hal pencairan material logam, adapun sumber–sumber
panas untuk pengelasan, dapat dihasilkan dari proses-proses di bawah ini:
1. Bahan bakar minyak, untuk menghasilkan panas beberapa ratus
derajat celcius untuk pengelasan benda padat dengan titik lebur
rendah, seperti timah, plastik dan lain-lain.
2. Campuran zat asam dengan gas pembakar seperti acetylene, propan,
hydrogen. Proses ini disebut oxyacetylene, oxyhydrogen, atau oxyfuel.
Secara popular di Indonesia disebut dengan las karbit atau autogen.
Panas yang dihasilkan dapat mencapai titik leleh baja, yakni sekitar
1370 oC.
3. Gas pembakar bertekanan.
4. Busur nyala listrik (arc). Panas yang dihasilkan dari busur nyala
listrik ini sangat tinggi (jauh diatas titik lebur baja) sehingga dapat
mencairkan baja dalam seketika. Sumber panas ini yang paling
populer dipergunakan untuk pengelasan berbagai jenis baja, baja
paduan serta jenis metal non-ferrous.
5. Induksi listrik
6. Busur nyala listrik dan gas pelindung. Sumber panas ini dipakai
dalam pengelasan paduan baja yang peka terhadap proses oksidasi.
Karena fungsi dari gas pelindung ini adalah untuk melindungi benda
kerja dari proses oksidasi, serta untuk mendapatkan pengelasan yang
optimal.
4
5
7. Sinar infra merah.
8. Ledakan bahan mesiu (cad, explosion). Menghasilkan suhu yang
sangat tinggi sehingga dapat mencairkan baja dan bahan metal lainnya
hanya dengan sekejap. Biasanya digunakan untuk penyambungan
kabel kawat.
9. Getaran ultrasonik
10. Pemboman dengan elektron (electron bombardment)
11. Sinar laser.
12. Tahanan listrik atau resistansi listrik. Dapat menghasilkan panas yang
cukup tinggi sehingga dengan mudah dapat mencairkan baja. Metode
ini yang biasa digunakan oleh pabrik-pabrik yang menggunakan pelat
sebagai benda kerjanya.
2.2 Klasifikasi Metoda Pengelasan :
1. Las Busur Listrik ( Arc Welding )
2. Shielded Arc Welding ( SMAW )
3. Gas Metal Arc Welding ( GMAW )/MIG
4. Gas Tungsten Arc Welding ( GTAW )/TIG
5. Flux Cored Arc Welding ( FCAW )
6. Submerged Arc Welding ( SAW )
7. Plasma Arc Welding ( PAW )
8. Stud Welding ( SW )
1) Las Gas ( Oxyfule Gas Welding )
1. Oxyacetylene Welding
2. Air-acetylene Welding
3. Oxyhydrogen Welding
4. Pressure Gas Welding
2) Las Tahanan Listrik ( Resistance Welding )
1. Resistance Spot Welding
2. Resistance Seam Welding
3. Projection Welding
6
3) Las Kondisi Padat ( Solid State Welding )
1. Forge Welding
2. Cold Welding
3. Ultrasonic Welding
4. Explosion Welding
5. Roll Welding
2.3 Klasifikasi Pengelasan
Pada umumnya pengelasan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu
berdasarkan cara kerja dan berdasarkan energi yang digunakan. Berdasarkan cara
kerja, pengelasan dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu:
1. Fusion welding
Fusion welding merupakan suatu proses pengelasan yang memiliki
prinsip dasar mencairkan permukaan sambungan dengan menggunakan
sumber panas yaitu busur las atau semburan api las. Contoh: las gas,
listrik terak, listrik gas, las busur plasma, las electron, dsb.
2. Las tekan
Las tekan merupakan suatu proses penyambungan yang dilakukan
dengan cara memanaskan permukaan benda kerja yang akan
disambungkan yang kemudian ditekan satu sama lainnya sampai kedua
logam tersebut menyatu. Contoh: las resistan listrik (proses las ini
yang akan dijelaskan lebih lanjut pada pmbahasan berikutnya), las
tekan gas, tempa, las ultrasonic, las induksi, dsb.
3. Soldering / Pematrian
Soldering merupakan suatu proses penyambungan yang mirip dengan
perakatan menggunakan lem, tetapi untuk hal ini kita menggunakan
paduan logam lain yang dicairkan. Logam paduan inilah yang
digunakan sebagai perekat. Titik didih untuk logam perekat harus lebih
rendah dibandingkan dengan titik didih logam induknya, sehingga
logam atau bahan induk tidak ikut mencair. Biasanya yang berfungsi
7
sebagai logam perekat adalah jenis logam yang memiliki titik lebur
rendah. Misal: timah.
Contoh: pembrasingan dan penyolderan
Proses pengelasan dapat juga diklasifikasikan berdasarkan energi yang
digunakan yaitu:
1. Las busur, merupakan suatu proses pengelasan yang memanfaatkan
panas dari sumber panas berupa busur listrik.
2. Las gas, merupakan proses pengelasan yang memanfaatkan panas dari
hasil pembakaran gas.
3. Las tahanan listrik, sumber panas yang digunakan untuk proses ini
berasal dari resistansi listrik.
Berikut ini ada beberapa Jenis Pengelasan yang dibedakan berdasarkan
energi yang digunakan yaitu :
1. SMAW (Shielded Metal Arc Welding), las busur nyala listrik
terlindung, adalah pengelasan dengan mempergunakan busur nyala
listik sebagai sumber panas pencair logam.
2. SAW (Submerged arc Welding), las busur terendam, adalah
pengelasan dengan busur nyala listrik
3. ESW (Electroslag Welding), las listrik terak, adalah pengelasan
dimana panas las dibangkitkan dalam genangan terak cairan
4. STUD Welding, las baut pendasi, gunanya untuk menyambung bagian
suatu konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam beton.
5. ERW (Electrik Resistance Welding), las tahanan listrik, dengan
tahanan yang besar, panas yang dihasilkan oleh listrik menjadi tinggi
sehingga mencairkan logam yang akan di las.
6. EBW (Electron Beam Welding) las pemboman elektron, adalah suatu
pengelasan yang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan
dari suatu berkas loncatan elektron yang dikonsentrasikan atau
dimampatkan dan diarahkan pada benda yang di las.
8
2.4 Las Busur Listrik
Las busur listrik yaitu pengelasan menggunakan listrik dan elektrodanya
terbungkus oleh fluks. Cara mengelas yang sering dipergunakan dalam praktek
dan termasuk klasifikasi las busur listrik: las elektroda terbungkus, las busur
dengan pelindung gas dan las busur dengan pelindung bukan gas. Masing-masing
cara tersebut akan dijelaskan sebagai berikut
2.4.1 Las ekektroda terbungkus
Las elektroda terbungkus adalah cara pengelasan yang banyak digunakan
pada masa ini. Dalam cara pengelasan ini kawat elektroda logam yang dibungkus
dengan fluks. Pada Gambar 1. dapat dilihat dengan jelas bahwa busur listrik
terbentuk di antara logam induk dan ujung elektroda. Karena panas dari busur ini
maka logam induk dan ujung elektroda tersebut mencair dan kemudian membeku
bersama. : [Harsono W dan Toshie O,tahun 2000]
Gambar 1. Las busur dengan elektroda terbungkus.
Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung elektroda
mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang
terjadi. Bila digunakan arus listrik yang besar maka butiran logam cair yang
terbawa menjadi halus seperti pada Gambar 2, sebaliknya bila arusnya kecil maka
butirannya menjadi besar seperti tampak dalam Gambar 2.
9
Gambar 2. Pemindahan logam cair.
Di dalam pengelasan ini hal yang penting adalah bahan fluks dalam jenis
listrik yang digunakan.
2.4.2 Las busur gas
Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas dihembuskan ke dearah
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)
Las busur gas biasanya dibagi dalam dua kelompok besar yaitu kelompok
elektroda yang terumpan dan kelompok elektroda tak terumpan. Kelompok
elektroda yang tak terumpan mengunakan batang wolfram sebagai elektroda yang
dapat menghasilkan busur listrik tanpa turut mencair, sedangkan kelompok
elektroda terumpan sebagai elektrodanya digunakan kawat las.
2.4.3 Las busur pelindung bukan gas
Operasi pengelasan ini sama dengan operasi dalam busur gas. Dalam hal
semiotomatik, kawat las digerakan secara otomatis sedang alat pembakar
digerakkan dengan tangan, sedangkan dalam hal otomatis penuh kedua-duanya di
gerakan secara otomatis. Sesuai dengan namanya, pengelasan ini tidak
menggunakan selubung gas apapun juga. Karena itu proses pengelasan menjadi
lebih sederhana. Berikut ini adalah beberapa hal penting dalam las busur tanpa
gas:
10
1. Tidak menggunakan gas pelindung sehingga pengelasan dapat
dilakukan di lapangan yang berangin.
2. Effisiensi pengelasan lebih tinggi daripada pengelasan dengan busur
terlindung.
3. Dapat menggunakan sumber listrik AC.
4. Dihasilkan gas yang banyak sekali.
5. Kwalitas pengelasan lebih rendah daripada pengelasan yang lain.
2.5 Pengelasan Dengan Gas
Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas
dengan O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan
logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar yang dapat digunakan gas –
gas oksiasetilen, propana atau hidrogen. Diantara ketiga bahan bakar ini yang
paling banyak diginakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya
diartikan sebagi las oksiasetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka
gas oksiasetilen banyak dipakai dilapangan walaupun pemakaian tidak sebanyak
las busur elekroda terbungkus. Dalam table 1 dibandingkan hal-hal yang
berhubungan dengan las oksiasetilen dan las busur elekrods terbungkus. :[Harsono
W dan Toshie O,tahun 2000]
Tabel 1. Perbandingan penggunaan Las Oksiasetilen dan Las Busur
Elektroda Terbungkus.
Jenis Las
Besaran
Las Oksiasetilen Las Busur Elektroda
terbungkus
Efisisensi Rendah (suhu 30000 C) Tinggi (suhu 60000 C)
Sifat mamapu las Kurang Baik Baik
Harga peralatan Murah Mahal
Harga bahan gas Sama Sama
Keteramilan juru las Sama Sama
Penggunaan Terbatas pada las tipis Luas
11
Nyala asetilen diperoleh dari nyala gas campuran oksigen dan asetilen
yang digunakan untuk memanaskan logam sampai mencapai titik cair logam
induk. Pengelasan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.
Oksigen diperoleh dari proses elektrolisa atau proses pencairan udara.
Oksigen komersil umumnya berasal dari proses pencairan udara dimana oksigen
dipisahkan dari nitrogen. Oksigen ini disimpan dalam silinder baja pada tekanan
14 MPa. Gas asetilen (C2H2) dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan air.
Gelembung-gelembung gas naik dan endapan yang terjadi adalah kapur tohor.
Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen adalah :