Makalah Solid State Welding.docx

MAKALAH MENGENAI SOLID STATE WELDING

Disusun Oleh : Septian Setia Gunansyah 21216039 Kelas B3/R2

FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS SERANG RAYA (UNSERA) SERANG - 2018

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah Yang Maha Kuasa karena atas rahmat dan karunia-Nya pada akhirnya kelompok kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Solid State Welding”. Makalah ini berisikan materi mengenai “Solid State Welding”. Makalah ini disusun berdasarkan berbagai sumber dan buku yang telah kami himpun selama jangka waktu yang telah ditentukan. Adapun maksud dan tujuan dari penyusunan Makalah ini selain untuk menyelesaikan tugas yang diberikan oleh Dosen pengajar, juga untuk lebih memperluas pengetahuan para mahasiswa khususnya bagi kami. Kami telah berusaha untuk dapat menyusun Makalah ini dengan baik, namun kami pun menyadari bahwa kami memiliki akan adanya keterbatasan sebagai manusia biasa. Oleh karena itu jika didapati adanya kesalahan

- kesalahan baik dari segi teknik

penulisan maupun dari isi, maka kami mohon maaf dan kritik serta

saran

dari

dosen

pengajar bahkan semua pembaca sangat diharapkan oleh kami untuk dapat menyempurnakan makalah ini terlebih juga dalam pengetahuan kita bersama.

Cilegon, 29 September 2018

Penulis

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...............................................................................................................ii DAFTAR ISI............................................................................................................................ iii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 4 1.1

Latar Belakang ............................................................................................................ 4

1.2

Identifikasi Masalah .................................................................................................... 6

1.3

Batasan Masalah .......................................................................................................... 6

1.4

Tujuan Masalah ........................................................................................................... 6

BAB II ISI .................................................................................................................................. 7 2.1

Standar Pengelasan Internasional ................................................................................ 7

2.2

Solid State Welding................................................................................................... 10

2.3

Fenomena Dalam Solid State Welding ..................................................................... 11

2.4

Jenis-Jenis Solid State Welding ................................................................................ 12

BAB III KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................. 23 1.1

Kesimpulan................................................................................................................ 23

1.2

Saran .......................................................................................................................... 23

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 24

iii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis. Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas.

Perkembangan teknologi pengelasan logam memberikan kemudahan umat manusia dalam menjalankan kehidupannya. Saat ini kemajuan ilmu pengethuan di bidang elektronik melalui penelitian yang melihat karakteristik atom, mempunyai kontribusi yang sangat besar terhadap penemuan material baru dan sekaligus bagaimanakah menyambungnya.

Jauh sebelumnya, penyambungan logam dilakukan dengan memanasi dua buah logam dan menyatukannya secara bersama. Logam yang menyatu tersebut dikenal dengan istilah fusion. Las listrik merupakan salah satu yang menggunakan prinsip tersebut.Pada zaman sekarang pemanasan logam yang akan disambung berasal dari pembakaran gas atau arus listrik. Beberapa gas dapat digunakan, tetapi yang sangat popular adalah gas Acetylene yang lebih dikenal dengan gas Karbit. Selama pengelasan, gas Acetylene dicampur dengan gas Oksigen murni. Kombinasi campuran gas tersebut memproduksi panas yang paling tinggi diantara campuran gas lain.

Cara lain yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik dialirkan, elektroda disentuhkan ke benda kerja dan kemudian ditarik ke belakang sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara

4

ujung elektroda dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat mencairkan logam.

Terkadang dua logam yang disambung dapat menyatu secara langsung, namun terkadang masih diperlukan bahan tambahan lain agar deposit logam lasan terbentuk dengan baik, bahan tersebut disebut bahan tambah (filler metal). Filler metal biasanya berbentuk batangan, sehingga biasa dinamakan welding rod (Elektroda las). Pada proses las, welding rod dibenamkan ke dalam cairan logam yang tertampung dalam suatu cekungan yang disebut welding pool dan secara bersama-sama membentuk deposit logam lasan, cara seperti ini dinamakan Las Listrik atau SMAW (Shielded metal Arch welding). Sebagian besar logam akan berkarat (korosi) ketika bersentuan dengan udara atau uap air, sebagai contoh adalah logam besi mempunyai karat, dan alumunium mempunyai lapisan putih di permukaannya. Pemanasan dapat mempercepat proses korosi tersebut. Jika karat, kotoran, atau material lain ikut tercampur ke dalam cairan logam lasan dapat menyebabkan kekroposan deposit logam lasan yang terbentuk sehingga menyebabkan cacat pada sambungan las.

5

1.2 Identifikasi Masalah 1. Sebutkan institusi atau organisasi yang mengeluarkan standart pengelasan! 2. Apa yang dimaksud dengan solid state welding? 3. Sebutkan dan jelaskan fenomena pada solid state welding! 4. Sebutkan dan jelaskan jenis – jenis solid state welding! 1.3 Batasan Masalah Mengingat pembahasan mengenai pengelasan sangatlah luas, maka pada makalah kali ini akan membahas dan dibatasi oleh “Standar Pengelasan Internasional” dan “Solid State Welding”. 1.4 Tujuan Masalah 1. Untuk Mengetahui institusi atau organisasi yang mengeluarkan standart pengelasan. 2. Untuk mengetahui apa yang dimaksud Solid State Welding. 3. Untuk mengetahui fenomena pada Solid State Welding. 4. Untuk Mengetahui jenis-jenis pada Solid State Welding.

6

BAB II ISI 2.1

Standar Pengelasan Internasional

Dalam dunia keteknikan suatu institusi tidak akan mampu bertahan lama beroperasi tanpa ada sokongan atau dukungan dari institusi lain. Kalaupun ada institusi yang mampu beroperasi dengan sistem single work, dapat dikatakan institusi tersebut mempunyai keprosional yang tinggi. Idealnya suatu institusi malakukan kerja sama denga institusi lain untuk mendapatkan hasil maksimal. Suatu industri akan lebih efisien bila memiliki kerjasaama dengan institusi nasional maupun internasional. Disamping menurunkan biaya yang dikeluarkan karena workman (pekerja) dan materi yang dibutuhakan, waktu yang dibutuhkan dalam proses produksi menjadi lebih singkat. Dengan adanya institusi yang mendedikasikan terhadap kemajuan teknologi, maka semakin memudahkan industry di suatu Negara untuk memepercepat memperoleh keuntungan. Institusi-institusi tersebut dapat mengeluarkan kode standart yang dibutuhkan dalam indutri. Salah satu kode standart yang dibutuhkan dalam industry adalah kode standart pengelasan. Hal ini dikarenakan tidak ada indrustri yang tidak membutuhkan material kontruksi meliputi besi, baja dan paduannya. Untuk menghasilakan suatu konstruksi, sangat dimudahkan

dengan

adanya

penyambungan

besi,

baja

dan

paduannya.

Dalam

penyambungannya dibutuhakan teknologi pengelasan. Institusi atau organisasi yang mengeluarkan standart pengelasan di seluruh dunia:

1. AWS (American Welding Society) AWS (American Welding Society) adalah lembaga nonprofit Amerika Serikat yang dedikasikan demi kemajuan pengetahuan dan teknologi pengelasan.

2. JWES (The Japan Welding Engineering Society) JWES (The Japan Welding Engineering Society) adalah lembaga dari pemerintah Jepang yang menangani masalah ilmu keteknikan meliputi pada bidang welding consumable division, electric welding, gas welding and cutting, ship-offshore and steel structures, dan mechanical engineering and automobiles.

7

3. PWS (Philipine Welding Society) PWS (Philipine Welding Society) adalah badan standat yang memulai visi pada berbagai macam professional insutri yang meliputi pada pengembangan pengetahuan dan praktek pengelasan di Negara Filipina. PWS (Philipine Welding Society) juga membuat kerjasama demi kemajuan pada bidang yang sudah terarah dengan badan standrt tingkat dunia yang meliputi AWS (American Welding Society), ANSI dan JWES (The Japan Welding Engineering Society).

4. OSHA (Occuptional Safety and Health Administration) OSHA (Occuptional Safety and Health Administration) adalah badan standart dari Negara Spanyol yang menangani pada bidang : material berbahaya, perlindungan peralatan pribadi, pelayanan kesehatan, welding-cutting and brazing, material penghubung dan penyimpanan.

5. BV (Bureau Veritas) BV (Bureau Veritas) didirikan pada tahun 1828, sampai sekarang masih beroperasi. BV (Bureau Veritas) adalah badan standart milik Perancis pada bidang testing, inspection, da certification (TIC), demi diterimanya pelayanan terbaik untuk memuaskan konsumen yang mengutamakan kualitas, kesehatan, aman, terhadap lingkunga atau ramah lingkungan dan bertanggung jawab kepada social.

6. TWI (The Welding Institute) TWI (The Welding Institute) adalah salah satu lembaga independen yang terkait pada penelitian dan teknologi, khususnya pada pengelasan. Didirikan oleh pemerintah Inggris sejak 1946. TWI (The Welding Institute) berbaur pada semua aspek industri.

7. DIN (Deutche Industrie Normen) DIN (Deutche Industrie Normen) adalah badan standart Jerman yang melayani segala masalah indutri di Jerman, bahkan diakui di seluruh dunia.

8. ASME (American Society of Mechanical Engineers) ASME (American Society of Mechanical Engineers) adalah badan standart milik Amerika Serikat yang menangani masalah berbagai aspek industry. Untuk 8

ASME Section IX khusus pada bidang welding and brazing qualifications. Pada Section IX engatur peralatan dengan prosedur welding procedure specification (WPS), pengujian WPS melalui procedure qualification record dan pengujian yaitu welder performance.

9. API (American Petrolium Institute) API (American Petrolium Institute) adalah badan satandart milik Amerika Serikat. Semua masalah equipment pada suatu industry, sudah diatur oleh API (American Petrolium Institute). Untuk API Standard 1104 hanya menangani pada bidang welding pipeline and related facilities.

10. CSA Codes (Canadian Standards Association) CSA Codes (Canadian Standards Association) dimulai dari Cannadian Engineering Standards Association (CESA) pada tahun 1919. Pada awalnya lembaga ini menangani masalah aircraft parts, bridges, building construction, electrical work and wire rope. Namun setelah berjalannya waktu, kini mempunyai standart pengelasan meliputi CSA W47.1 (Certification of companies for fusion welding of steel), CSA W59, dan CSA W59.2.

11. EN (Europen Standard) EN (Europen Standard) dimulai dari pengabdian 3 standart yang sudah diakui di European Standization Organization (ESOs) yang meliputi : CEN, CENELEC, dan ETSI. Salah satu standart code yang digawangi dari EN adalah EN ISO 5817 (welding-fusion-welding join in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welded excluded)-quality level for imperfections).

12. Chinese Welding Standars (GB Standards or Recommendations) Chinese Welding Standars (GB Standards or Recommendations) adalah badan standart milik Cina yang menangani berbagai macam pengelasan pada suatu industry. Salah satu standart kodenya meliputi : GB/T 12467 yang berisi masalah fusion welding of metallic materials dan GB/T 15169.

9

13. GOST (Gosudartstvennyj Obscesojuznyj Standard-Russian) GOST (Gosudartstvennyj Obscesojuznyj Standard-Russian) adalah institusi milik Rusia yang mengarah pada pengaturan standart teknik dari Euro-Asian Concil for Standardization, Metrlogy and Certification (EASC). Ada 16 system sertifikat yang diberikan oleh GOST (Gosudartstvennyj Obscesojuznyj Standard-Russian) kepada indutri. Namun dari semuanya, kebanyakan mengarah pada industry logam dan pengelasan.

14. DNV (Det Norske Veritas) DNV (Det Norske Veritas) adalah organisasi yang didirikan mulai 1864 oleh pemerintah Norway. Ikon yang dibawa oleh DNV (Det Norske Veritas) adalah “Safeguarding life, property, and the environment”. Lembaga ini bertugas mengevaluasi pada bidang industry di darat dan kemaritiman.

15. KOSA (Korea Iron and Steel Association) KOSA (Korea Iron and Steel Association) adalah lembaga yang didirikan oleh pemerintah Korea yang bertujuan demi kemajuan ekonomi melalui industry Iron and steel termasuk welding procedurs. KOSA (Korea Iron and Steel Association) juga bekerjasama dengan berbagai asosiasi indudtri baja di berbagai Negara meliputi Cina, Japan, dan South Eas Asia.

2.2

Solid State Welding

Solid State Welding adalah kelompok pengelasan dengan penggabungan yang diperoleh dari pemberian tekanan saja atau pemberian panas diikuti dengan tekanan pada kedua benda kerja yang ingin digabung. Solid-state welding selalu memerlukan tekanan. Apabila hanya menggunakan panas lalu ditempelkan, akan sulit untuk terjadi penggabungan. Proses solid-state welding juga tidak menggunakan logam filler.

10

Gambar 1. Salah Satu Jenis Solid-state Welding: Friction Stir Welding

Dalam sebagian besar solid-state welding, ikatan metalurgi terbuat dengan kecil/sedikit atau tidak terjadi pencairan pada benda kerja. Untuk mengikat logam secara metalurgi, kedua benda kerja harus didekatkan/dihubungkan sehingga gaya cohesive atomic-nya saling menarik satu sama lain. Permukaan benda kerja yang akan ditempelkan harus dibersihkan terlebih dahulu. Permukaan tersebut harus bersih dari lapisan tipis kimia, gas, minyak, dll. Kebersihan benda kerja sangatlah penting untuk membiarkan terjadinya ikatan metalurgi.

Solid State Welding adalah proses pengelasan dimana benda dalam keadaan padat dan biasanya dengan menggunakan tekanan sehingga sering juga disebut dengan Pressure Welding. Proses penggabungan dengan aplikasi tekanan saja atau kombinasi panas & tekanan. Pada beberapa solid state, waktu juga merupakan salah satu factor yg berpengaruh. Jika panas digunakan, temperatur proses di bawah titik lebur logam yg dilas. Pada proses Solid State tidak menggunakan logam pengisi (filler). 2.3

Fenomena Dalam Solid State Welding

a. Difusi Difusi merupakan pengalihan atom di seluruh antarmuka, penerapan panas eksternal meningkatkan kekuatan ikatan antara dua permukaan yang bergabung, seperti yang terjadi dalam ikatan difusi. Mungkin panas internal yang dihasilkan oleh gesekan (seperti yang digunakan dalam fiksi pengelasan), melalui hambatan listrik pemanas (seperti dalam proses pengelasan resistansi, seperti tempat pengelasan), dan eksternal oleh pemanasan induksi (seperti dalam tabung las butt).

11

b. Tekanan Semakin tinggi tekanan, semakin kuat adalah bagian depan (seperti dalam ikatan dan ledakan roll pengelasan), di mana deformasi plastik juga terjadi pada bagian muka. Tekanan dan penolakan pemanas mungkin digabungkan, seperti dalam flash pengelasan, stud pengelasan, dan perlawanan diproyeksikan pada pengelasan.

c. Relative Gerakan Antarmuka Ketika gerakan dari permukaan saling berhubungan (faying permukaan) terjadi (seperti dalam pengelasan ultrasonik), bahkan sangat kecil amplitudonya akan mengganggu penggabungan permukaan, memecah oksida setiap film, dan menghasilkan hasil yang baru, permukaan yang bersih,sehingga meningkatkan kekuatan obligasi.

2.4

Jenis-Jenis Solid State Welding

a. Forge Welding Forge welding adalah proses pengelasan dimana komponen-komponen yang akan disambung dipanaskan sampai temperatur kerja & kemudian di tempa bersamaan. Proses ini telah digunakan sejak 3000 thn yg lalu (1000 B.C.). Banyak logam dapat di Forge Welding, yang paling umum adalah baja karbon tinggi dan rendah. Besi dan bahkan beberapa besi cor hypoeutectic bisa di Forge Welding. Beberapa paduan aluminium juga dapat di Forge Welding. Logam seperti tembaga, perunggu dan kuningan tidak mudah untuk di Forge Welding. Karena kecenderungan tembaga untuk menyerap oksigen selama pemanasan. Tembaga dan paduannya biasanya lebih baik digabungkan dengan pengelasan dingin, pengelasan ledakan, atau teknik pengelasan tekanan lainnya.

12

Gambar 2. Forge Welding Paduan titanium biasanya dapat di forge weld. Karena kecenderungan titanium untuk menyerap oksigen saat meleleh, ikatan solid-state, ikatan difusi dari lasan forge seringkali lebih kuat daripada lasan fusi dimana logam dicairkan. Pengelasan di antara bahan serupa disebabkan oleh difusi solid-state. Hal ini menghasilkan lasan yang hanya terdiri dari bahan las tanpa bahan pengisi atau bridging. Pemasangan pengelasan antara bahan yang berbeda disebabkan oleh pembentukan suhu leleh yang lebih rendah eutektik antar material. Karena ini, pengelasan seringkali lebih kuat daripada logam individual. b. Cold Welding (CW) Cold welding (CW) adalah proses pengelasan solid-state yang dilakukan dengan memberikan tekanan tinggi diantara dua permukaan benda kerja yang saling kontak (yang akan disambung). Tekanan tinggi proses CW dilakukan pada suhu ruang. Kedua permukaan benda kerja yang akan ditempelkan juga harus bersih. Ketika tekanan diberikan, tekanan tersebut mereduksi ketebalan benda kerja hingga 50%. Di samping itu, tekanan tersebut juga menyebabkan deformasi plastis lokal. Deformasi dapat meningkatkan suhu benda kerja dan menghasilkan sambungan pada permukaan kontak. Pada cold welding, salah satu benda kerja yang akan disambung harus bersifat sangat ductile dan dapat di-hardening. Meskipun cukup salah satu saja benda kerja yang bersifat ductile, tapi pada praktiknya kedua benda kerja dengan sifat ductile lebih disukai. Logam yang dapat disambung dengan cold welding antara lain seperti aluminium lunak dan tembaga lunak. 13

Adapun ciri – ciri dari pengelasan dingin ini adalah pengelasan ini dilakukan tanpa menggunakan panas dan flux. Untuk mendapatkan hasil pengelasan dingin yang memuaskan, minimal salah satu dari logam yang akan digabung harus sangat ulet dan tidak mengalami proses pengerasan.

Gambar 3. Cold Welding Equipment Ada beberapa jenis pengelasan dingin, yaitu : 1. Lap Welding, bekerja pada 50 – 90% perluasan permukaan ketika penekuk menekan logam untuk penggabungan (lihat gambar). Penahan penekuk membatasi distorsi dan mengadakan pengelasan.

Gambar 4. Lap Welding

2. Butt Welding, pada kawat dilakukan penggabungan dengan merusak ujung kawat untuk menyebabkan terjadinya perluasan permukaan (lihat gambar). Pengelasan selanjutnya terjadi ketika putaran dilakukan.

14

Gambar 5. Butt Welding c. Roll Welding (ROW) Ini adalah variasi dari forge welding atau cold welding tergantung material apakah mengalami pemanasan atau tidak. Proses penekanan menggunakan roller. Roll bonding or roll welding(ROW) sangat efektif karena pengurangan besar (50 – 80% dalam sekali jalan) hasil dalam perluasan yang baik dan memutuskan selaput permukaan. Pengikatan dapat dicegah di tempat dengan menempatkan alat pemisah (stop-off) seperti grafit atau sebuah keramik dalam pola pemutusan. Roll welding dapat digunakan untuk menyaluti stainless steel pada baja lunak, menyaluti stainless steel pada baja paduan rendah (untuk mencegah karat), membuat bimetal untuk mengukur suhu, dll.

Gambar 6. Roll Welding Bila tanpa menggunakan panas dari luar, prosesnya disebut pengelasan rol dingin, sedang bila menggunakan panas dari luar prosesnya disebut pengelasan rol panas. Pengelasan rol biasa digunakan untuk melapisi baja karbon atau baja paduan dengan baja tahan karat agar memiliki ketahanan terhadap korosi, atau untuk membuat dwimetal yang digunakan untuk pengukuran temperatur.

15

d. Hot Pressure Welding (HPW) Hot pressure welding merupakan variasi lain dari forge welding. Pada hot pressure welding, penggabungan terjadi karena pemberian panas dan tekanan yang pas sehingga terjadi deformasi yang sesuai pada benda kerja. Deformasi itu akan mengganggu lapisan oksida sehingga membiarkan logam bersih untuk membuat sebuah sambungan yang baik antara dua benda kerja. Proses hot pressure welding biasanya dilakukan dalam sebuah ruang vakum. Secara prinsip diaplikasikan di industri ruang angkasa.

Gambar 7. Proses Hot Pressure Welding e. Diffusion Welding (DFW) Diffusion welding (DFW) adalah proses pengelasan solid-state yang dihasilkan dari pemberian panas dan tekanan supaya terjadi difusi serta penggabungan. Proses tersebut biasanya dilakukan dengan atmosfer yang terkontrol dan waktu yang tepat untuk membiarkan difusi serta penggabungan terjadi. Temperatur yang digunakan sebaiknya di bawah titik cair dari logam benda kerja dan deformasi plastis yang terjadi pada permukaan benda kerja sebaiknya minimal. Mekanisme penggabungan pada diffusion welding terjadi dalam bentuk padat, di mana atom berpindah dan saling menyeberang di antara dua permukaan benda kerja yang saling kontak. Pengelasan ini terkadang menggunakan lapisan bahan tambah yang diletakkan di antara dua benda kerja yang akan disambung (seperti roti isi). Diffusion welding digunakan untuk menggabungkan logamlogam berkekuatan tinggi dan tahan api di industri pesawat terbang dan nuklir. Pada beberapa aplikasi, proses pengelasannya atau difusinya dapat berlangsung lama (lebih dari satu jam).

16

Gambar 8. Diffusion Welding f. Explosion Welding (EXW) Explosion welding (EXW) adalah salah satu proses yang berhubungan dengan pembentukan

sifat

material

dimana

pengelasan

dilakukan

dengan

melakukan

menabrakkan salahsalah satu komponen dengan komponen yang lain pada kecepatan yang sangat tinggi. Untuk mencapai kecepatan ini biasanya proses welding dilakukan dengan menambahkan bahan peledak di atas permukaan salah satu komponen yang akan dilas sehingga terjadi ikatan kimia antara kedua permukaan yang dilas. Proses ini biasanya digunakan untuk melapisi baja karbon dengan meterial lain yang tahan korosi seperti stainless steel, nikel, titanium atau zirkonium. Karena prosesnya yang alami geometri material yang dilas harus sederhana, biasanya benda kerja yang akan dilas berbentuk lembaran atau pipa. EXW tidak menggunakan bahan tambah (filler metal). Proses EXW tidak menggunakan panas dari luar. Pada proses ini, tidak ada difusi yang terjadi. Waktu penggabungan terlalu pendek untuk terjadi difusi. Ikatan yang terjadi pada EXW berupa ikatan secara metalurgi. Dalam banyak kasus, explosion welding juga dikombinasikan dengan sambungan mekanis yang dihasilkan dari permukaan benda kerja yang bergelombang. Explosion welding secara umum digunakan untuk menyambung dua buah logam yang berbeda. Sebagai contoh untuk melapisi logam induk dengan logam tahan karat. Explosion welding biasanya digunakan di industri kimia dan migas.

17

Gambar 9. Proses Explosion Welding g. Friction Welding (FRW) Friction welding adalah proses pengelasan solid-state di mana penggabungan diperoleh dari kombinasi panas akibat gesekan dan tekanan. Gesekan biasanya terjadi pada dua permukaan benda kerja yang berputar relatif satu dengan yang lain untuk meningkatkan suhu kedua permukaan benda kerja tersebut. Suhu yang dicapai biasanya berkisar antara suhu pengerjaan panas. Kedua benda kerja selanjutnya didekatkan dengan gaya yang pas untuk membentuk ikatan secara metalurgi. Friction welding normalnya tidak menggunakan bahan tambah (filler). Pengelasan ini juga tidak memerlukan flux. Selain itu FRW juga tidak menggunakan gas pelindung (shielding gas) serta tidak terjadi pencairan benda kerja.

Gambar 10. Proses Friction Welding 18

Proses friction welding: 1. Salah satu chuck beserta benda kerjanya berputar. 2. Benda kerja ditempelkan untuk menghasilkan gesekan dan panas. 3. Putaran dihentikan, gaya aksial diberikan supaya terjadi sambungan. 4. Las yang terbentuk. Hal yang harus diperhatikan adalah panjang benda kerja akan berkurang. Karena memerlukan putaran untuk menghasilkan panas, mesin friction welding didesain mirip dengan mesin bubut. Mesin friction welding memerlukan spindle yang bertenaga untuk memutar salah satu benda kerja pada kecepatan tinggi. Mesin ini juga harus bisa menggeser benda kerja secara aksial baik pada chuck yang berputar maupun pada chuck yang tidak berputar. Friction welding biasanya digunakan untuk mengelas bermacam-macam poros dan komponen tubular. Friction welding dapat dijumpai di bidang otomotif, pesawat terbang, peralatan pertanian, dan migas.

h. Friction Stir Welding (FSW) Friction stir welding (FSW) adalah proses pengelasan solid-state di mana sebuah tool yang berputar dimakankan sepanjang garis sambungan antara dua benda kerja. Tool yang berputar dan dimakankan pada garis sambungan tersebut menghasilkan panas serta secara mekanis menggerakkan (stirring; bentuk dasar: stir, sehingga diberi nama friction stir welding) logam untuk membentuk sambungan las. Perbedaan friction stir welding dengan friction welding adalah pada friction stir welding panas gesekan dihasilkan oleh tool tahan aus, sedangkan pada friction welding berasal dari benda kerja yang akan disambung itu sendiri.

19

Gambar 11. Friction Stir Welding Gambar di atas menunjukkan shoulder dan probe. Shoulder dan probe merupakan komponen atau bagian dari tool. Shoulder berfungsi untuk menggesek benda kerja supaya menjadi panas dan memaksa logam yang sudah menjadi plastis untuk mengalir di sekitar probe. Probe dirancang dengan bentuk yang khusus. Probe digunakan untuk mengaduk logam secara mekanis sepanjang permukaan ujung (butt). Friction stir welding digunakan di bidang aerospace, otomotif, kereta, dan perkapalan. Jenis sambungan yang digunakan adalah butt joint. Logam yang dapat dilas dengan FSW antara lain: aluminium, baja (steel), titanium, dan tembaga. Selain logam ada material lain yang dapat dilas dengan FSW yakni polimer dan komposit.

i. Ultra Sonic Welding (USW) Ultrasonic welding (USW) adalah jenis pengelasan solid-state di mana dua benda kerja ditahan/dijepit bersamaan dan diberi getaran berfrekuensi ultrasonic supaya terjadi penggabungan. Gerak dari getaran melewati celah antara dua benda kerja yang dijepit secara lap joint. Hal tersebut mengakibatkan terjadinya kontak dan ikatan metalurgi yang kuat antara kedua permukaan benda kerja. Panas pada proses USW dihasilkan dari gesekan antar permukaan benda kerja dan deformasi plastis. Suhu panas tersebut berada di bawah titik cair benda kerja.

20

Teknologi Ultrasonik dapat digunakan untuk banyak penerapan yang berbeda, tergantung kesesuaiannya terhadap gelombang suara serta karakteristik energi mekaniknya. Keuntungan dari getaran gelombang pendek adalah sangat baik karakteristik aranya dan sinyal yang tinggi dapat digetarkan dengan mudah.

Energi ultrasonik

digunakan untuk memperbaiki struktur material dalam metalurgi. Getaran mekanis frekuensi tinggi mempunyai efek terhadap pembersihan. Tekanan puncak hingga 1000 Bar tidak hanya membantu dalam memindahkan partikel unsur/butir permukaan material, tetapi juga dapat melepaskan sel;ubung padat bahan logam dengan bantuan getaran frekuensi rendah. Dalam bidang pengelasan, energi ultrasonik diterapkan pada berbagai jenis logam, bahkan dapat digunakan untuk menyambung logam titik cair yang berbeda. Disamping itu pengelasan dengan teknologi tersebut telah terbukti sangat sukses dalam berbagai aplikasi seperti elektronika, industri otomotif, serta masih banyak bidang lainnya. Mesin las Ultrasonik terdiri dari satu unit sistim kontrol microprocessor, sebuah transducer, sebuah sistim penumatik, sepasang booster (penguat ferekuensi), sebuah welding horn, moulded parts, sebuah holding fixture, dan plat dasar (base-plat).

Gambar 12. Proses Ultrasonic Welding (a) pemanasan untuk sambungan tindih dan (b) pembesaran gambar daerah las Energi getaran berfrekuensi tinggi mengenai daerah las dalam bidang sejajar dengan permukaan sambungan las. Gaya yang ada menimbulkan tegangan geser osilasi pada permukaan las, tegangan tersebut merusak dan mengelupas lapisan oksida. Slip permukaan ini menghasilkan kontak logam dengan logam, terjadi pencampuran logam dan terbentuklah manik las yang baik. Dalam proses ini tidak diperlukan pemanasan dari luar. Proses pengelasan ultrasonik hanya dapat diterapkan pada logam dengan ketebalan maksimal 3 mm, sedang ketebalan minimum tidak ada. Pada sambungan las terjadi deformasi plastik setempat pada batas permukaan dan kekuatannya lebih baik dibandingkan proses penyambungan lainnya. 21

Ultrasonic welding tidak memerlukan bahan tambah (filler). Flux juga tidak digunakan pada USW. Proses pengelasan ini juga tidak memerlukan gas pelindung. Proses ultrasonic welding secara khas menggunakan sambungan lap (lap joint). Frekuensi yang digunakan adalah 15 sampai 75 kHz, dengan amplitudo 0,018 sampai 0,13 mm. Ultrasonic welding secara umum digunakan untuk logam-logam lunak seperti tembaga dan aluminium. Ultrasonic welding sering digunakan untuk merakit lembaran aluminium dan pekerjaan perakitan kecil lainnya.

22

BAB III KESIMPULAN DAN SARAN

1.1 Kesimpulan Solid-state welding adalah kelompok pengelasan dengan penggabungan yang diperoleh dari pemberian tekanan saja atau pemberian panas diikuti dengan tekanan pada kedua benda kerja yang ingin digabung. Solid-state welding selalu memerlukan tekanan. Apabila hanya menggunakan panas lalu ditempelkan, akan sulit untuk terjadi penggabungan. Proses solid-state welding juga tidak menggunakan logam filler. Macam-macam Solid State Welding: 

Forge welding



Cold welding



Roll welding



Hot pressure welding



Diffusion welding



Explosion welding



Friction welding



Ultrasonic welding

1.2 Saran Dalam Solid State Welding kita harus mempunyai ketelitian yang tinggi karena dalam persiapan sambungan dan prosesnya rumit.

23

DAFTAR PUSTAKA

Graham E. (1990). Maintenance Welding, Prentice-Hall Inc: New Jersey. Harsono Wiryosumarto, Toshie Okumura, Teknologi Pengelasan Logam, Cetakan Keenam, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994. Smith, F.J.M (1992). Basic Fabrication and welding engineering. Hong Kong: Wing Tai Cheung Printing Co. Ltd http://teknikmesinmanufaktur.blogspot.co.id/2015/05/friction-stir-welding-fsw.html http://www.kompasiana.com/urip_widodo21/sedikit-tentang-prosespengelasan_5500ace5813311c161fa7df6 http://www.mechgrid.com/welding-and-their-types.html https://jurulas.wordpress.com/klasifikasi-pengelasan/ http://pojok-welder.blogspot.co.id/2017/04/standar-dalam-proses-pengelasan.html

24