Praktikum Proses Manufaktur 2011 / Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 1 MODUL V PROSES PENGELASAN DAN FINISHING 1. TUJUAN PRAKTIKUM 1.1 Pengelasan Setelah mengikut praktikum ini, seluruh praktikan diharapkan dapat memahami: 1. Memberikan pengetahuan tentang penentuan metode pengelasan logam. 2. Mengetahui jenis-jenis proses pengelasan 3. Meningkatkan ketrampilan untuk melaksanakan proses pengelasan dasar dengan baik dan benar. 4. Meningkatkan keamanan dan kenyamanan dalam mengelas. 1.2 Finishing Setelah mengikut praktikum ini, seluruh praktikan diharapkan dapat memahami: 1. Mengetahui prinsip proses akhir. 2. Mampu menggunakan alat kompresor 2. LANDASAN TEORI PENGELASAN 2.1 Pendahuluan Dan Sejarah Perkembangan Proses pengelasan merupakan proses penyambungan dua potong logam dengan pemanasan sampai keadaan plastis atau cair dengan atau tanpa tekanan. “Pengelasan” dalam bentuk sederhana telah dikenal dan digunakan sejak beberapa ribu tahun yang lalu. Para ahli sejarah memperkirakan bahwa orang Mesir kuno mulai menggunakan pengelasan dengan tekanan pada tahun 5500 SM (untuk membuat pipa tembaga
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
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 1
MODUL V
PROSES PENGELASAN DAN FINISHING
1. TUJUAN PRAKTIKUM
1.1 Pengelasan
Setelah mengikut praktikum ini, seluruh praktikan diharapkan dapat
memahami:
1. Memberikan pengetahuan tentang penentuan metode pengelasan logam.
2. Mengetahui jenis-jenis proses pengelasan
3. Meningkatkan ketrampilan untuk melaksanakan proses pengelasan dasar
dengan baik dan benar.
4. Meningkatkan keamanan dan kenyamanan dalam mengelas.
1.2 Finishing
Setelah mengikut praktikum ini, seluruh praktikan diharapkan dapat memahami:
1. Mengetahui prinsip proses akhir.
2. Mampu menggunakan alat kompresor
2. LANDASAN TEORI PENGELASAN
2.1 Pendahuluan Dan Sejarah Perkembangan
Proses pengelasan merupakan proses penyambungan dua potong logam dengan
pemanasan sampai keadaan plastis atau cair dengan atau tanpa tekanan. “Pengelasan”
dalam bentuk sederhana telah dikenal dan digunakan sejak beberapa ribu tahun yang
lalu. Para ahli sejarah memperkirakan bahwa orang Mesir kuno mulai menggunakan
pengelasan dengan tekanan pada tahun 5500 SM (untuk membuat pipa tembaga
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 2
dengan memalu lembaran yang tepinya menutup. Winterton menyebutkan bahwa
benda seni orang mesir dibuat pada tahun 3000 SM terdiri dari bahan dasar tembaga
dan emas hasil peleburan dan pemukulan. Jenis pengelasan ini yang disebut
pengelasan tempa (forge welding), merupakan usaha manusia yang pertama dalam
menyambung dua potong logam. Contoh pengelasan tempa kuno yang terkenal
adalah pedang Damascus yang dibuat dengan menempa lapisan-lapisan besi yang
berbeda sifatnya. Pengelasan tempa telah berkembang dan penting bagi orang
Romawi kuno sehingga mereka menyebut salah satu dewanya sebagai Vulcan (dewa
api dan pengerjaan logam) untuk menyatakan seni tersebut. Sekarang kata Vulkanisir
dipakai untuk proses perlakuan karet dengan sulfur, tetapi kata ini dulu berarti
“mengeraskan”. Dewasa ini pengelasan tempa secara praktis telah ditinggalkan dan
terakhir dilakukan oleh pandai besi.
Kemajuan dalam teknologi pengelasan tidak begitu pesat sampai tahun 1877.
Sebelum tahun 1877, proses pengelasan tempa dan penyolderan telah dipakai selama
3000 tahun. Asal mula pengelasan tahanan listrik (resistance welding) dimulai sekitar
tahun 1877 ketika Prof. Elihu Thompson memulai percobaan pembalikan polaritas
pada gulungan transformator. Dia mendapatkan hak paten pertamanya pada tahun
1885 dan mesin las tumpul tahanan listrik (resistance butt welding) pertama
diperagakan di American Institute Fair pada tahun 1887. Pada tahun 1889, Coffin
diberi hak paten untuk pengelasan tumpul nyala partikel (flash-butt welding) yang
menjadi satu proses las yang penting.
2.2 Pengertian Pengelasan
Definisi las adalah suatu proses penyambungan plat atau logam menjadi satu
akibat panas dengan atau tanpa tekanan. Yaitu dengan cara logam yang akan
disambung dipanaskan terlebih dahulu hinga meleleh, kemudian baru disambung
dengan bantuan perekat (filler). Selain itu las juga bisa didefinisikan sebagai ikatan
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 3
metalurgi yang timbul akibat adanya gaya tarik antara atom. Bedasarkan proses
pelaksanaannya las dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Pengelasan Cair
Dimana logam induk dan bahan tambahan dipanaskan hingga mencair, kemudian
membiarkan keduanya membeku sehingga membentuk sambungan.
2. Pengelasan Tekan
yaitu dimana kedua logam yang disambung, dipanaskan hingga meleleh, lalu
keduanya ditekan hingga menyambung. Adapun pengelasan tekan itu sendiri dibagi
menjadi :
a. Pengelasan tempa
Merupakan proses pengelasan yang diawali dengan proses pemanasan pada logam
yang diteruskan dengan penempaan (tekan) sehingga terjadi penyambungan logam.
Jenis logam yang cocok pada proses ini adalah baja karbon rendah dan besi, karena
memiliki daerah suhu pengelasan yang besar.
b. Pengelasan tahanan (Resistansi Listrik), proses ini meliputi :
1. Las proyeksi, merupakan proses pengelasan yang hasil pengelasannya sangat
dipengaruhi oleh distribusi arus dan tekanan yang tepat. Prosesnya yaitu pelat
yang akan disambung dijepit dengan elektroda dari paduan tembaga,
kemudian dialiri arus yang besar.
2. Las titik, prosesnya hampir sama dengan las proyeksi, yaitu pelat yang akan
disambung dijepit dahulu dengan elektroda dari paduan tembaga, kemudian
dialiri arus listrik yang besar,dan waktunya dapat diatur sesuai dengan
ketebalan pelat yang akan dilas.
3. Las Kampuh, merupakan proses pengelasan yang menghasilkan sambungan
las yang kontinyu pada dua lembar logam yang tertumpuh. Ada tiga jenis las
kampuh, yaitu las kampuh sudut, las kampuh tumpang sederhana dan las
kampuh penyelesaian.
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 4
4. Las Tumpul, pengelasan las tumpul prosesnya yaitu dua batang logam saling
tekan dan arus mengalir melalui sambungan batang logam tersebut dan
menimbulkan panas. Panas yang terjadi tidak sampai mencairkan logam
namun menimbulkan sambungan las dimana sambungannya akan
menghasilkan tonjolan. Tonjolan bisa dihilangkan dengan pemesinan. Kedua
logam yang disambung sebaiknya mempunyai tahanan yang sama agar terjadi
pemanasan yang rata pada sambungan
c. Pengelasan Gas
Pengelasan dengan gas adalah proses pengelasan dimana digunakan campuran gas
sebagai sumber panas. Nyala gas yang banyak digunakan adalah gas alam, asetilen
dan hidrogen yang dicampur dengan oksigen.
a. Nyala Oksiasetilen
Dalam proses ini digunakan campuran gas oksigen dengan gas asetilen. Suhu
nyalanya bisa mencapai 3500 ˚C. Pengelasan bisa dilakukan dengan atau tanpa logam
pengisi. Oksigen berasal dari proses hidrolisa atau pencairan udara. Oksigen disimpan
dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa. Gas asetilen (C2H2) dihasilkan oleh reaksi
kalsium karbida dengan air dengan reaksi sebagai berikut :
C2H2 + 2 H2O Ca(OH)2 + C2H2
Kalsium air Kapur tohor gas asetilen
karbida
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 5
Bentuk tabung oksigen dan asetilen diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 5.1 Tabung asetilen dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen.
Agar aman dipakai gas asetilen dalam tabung tekanannya tidak boleh melebihi
100 kPa dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan
pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen.
Tabung asetilen mapu menahan tekanan sampai 1,7 MPa. Skema nyala las dan
sambungan gasnya bisa dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 5.2 Skema nyala las oksiasetilen dan sambungan gasnya.
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 6
Pada nyala gas oksiasetilen bisa diperoleh 3 jenis nyala yaitu nyala netral,
reduksi dan oksidasi. Pada nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala
memerlukan perbandingan oksigen dan asetilen kira-kira 1 : 1 dengan reaksi serti
yang bisa dilihat pada gambar. Selubung luar berwarna kebiru-biruan adalah reaksi
gas CO atau H2 dengan oksigen yang diambil dari udara.
Nyala reduksi terjadi apabila terdapat kelebihan asetilen dan pada nyala akan
dijumpai tiga daerah dimana antara kerucut nyala dan selubung luar akan terdapat
kerucut antara yang berwarna keputih-putihan. Nyala jenis ini digunakan untuk
pengelasan logam Monel, Nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam bahan
pengerasan permukaan nonferous.
Nyala oksidasi adalah apabila terdapat kelebihan gas oksigen. Nyalanya mirip
dengan nyala netral hanya kerucut nyala bagian dalam lebih pendek dan selubung
luar lebih jelas warnanya.Nyala oksidasi digunakan untuk pengelasan kuningan dan
perunggu.
b. Pengelasan Oksihidrogen
Nyala pengelasan oksihidrogen mencapai 2000 o
C, lebih rendah dari oksigen-
asetilen. Pengelasan ini digunakan pada pengelasan lembaran tipis dan paduan
dengan titik cair yang rendah.
c. Pengelasan Udara-Asetilen
Nyala dalam pengelasan ini mirip dengan pembakar Bunsen. Untuk nyala
dibutuhkan udara yang dihisap sesuai dengan kebutuhan. Suhu pengelasan lebih
rendah dari yang lainnya maka kegunaannya sangat terbatas yaitu hanya untuk patri
timah dan patri suhu rendah.
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 7
d. Pengelasan Gas Bertekanan
Sambungan yang akan dilas dipanaskan dengan nyala gas menggunakan
oksiasetilen hingga 1200 o
C kemudian ditekankan. Ada dua cara penyambungan yaitu
sambungan tertutup dan sambungan terbuka. Pada sambungan tertutup, kedua
permukaan yang akan disambung ditekan satu sama lainnya selama proses
pemanasan. Nyala menggunakan nyala ganda dengan pendinginan air. Selama proses
pemanasan, nyala tersebut diayun untuk mencegah panas berlebihan pada sambungan
yang dilas. Ketila suhu yang tepat sudah diperoleh, benda diberi tekanan. Untuk baja
karbon tekanan permulaan kurang dari 10 MPa dan tekanan upset antara 28 MPa.
Pada sambungan terbuka menggunakan nyala ganda yang pipih yang ditempatkan
pada kedua permukaan yang disambung. Permukaan yang disambung dipanaskan
sampai terbentuk logam cair, kemudian nyala buru-buru dicabut dan kedua
permukaan ditekan sampai 28 MPa hingga logam membeku.
d. Pengelasan Busur
Pengelasan busur listrik adalah cara pengelasan menggunakan busur listrik atau
percikan bunga api listrik akibat hubungan singkat antara dua kutub listrik yang
teionisasi dengan udara melalui penghantar batang elektroda yang sekaligus dapat
digunakan pula sebagai bahan tambah atau bahan pengisi dalam pengelasan. Seperti
yang terlihat dalam gambar di bawah ini
Gambar 5.3 Las busur listrik
Praktikum Proses Manufaktur 2011 /
Modul 5 – Proses Pengelasan & Finishing 8
Ada beberapa macam proses las busur listrik berdasarkan elektroda yang
digunakannya, antara lain:
1. Las busur dengan elektroda karbon
Busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda karbon dan logam atau diantara
dua ujung elektroda karbon akan memanaskan dan mencairkan logam yang akan
dilas. Sebagai bahan tambah dapat dipakai elektroda dengan fluksi atau elektroda
yang berselaput fluksi.
Gambar 5.4 Las Busur dengan 2 dan 3 elektrode
Contoh las busur dengan elektroda karbon, misalnya :
a. Las busur dengan elektroda karbon tunggal
b. Las busur dengan elektroda karbon ganda
2. Las busur dengan elektroda logam, misalnya:
a. Las busur dengan elektroda berselaput/ SMAW
Las busur listik dengan elektroda berselaput atau SMAW (Shielded Metal Arc
Welding). Proses las busur ini menggunakan elektroda berselaput sebagai
bahan tambah, busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda dan bahan
dasar akan mencairkan ujung elektroda dan sebagian bahan dasar, selaput
elektroda yang turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang
melindungi ujung elektroda, kawah las, busur listrik dan daerah las sekitar
busur listrik terhadap pengaruh udara luar. Di bawah ini gambar las busur