Proses Manufaktur

A. Landasan Teori 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.

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.

Gambar 1.1 Rangkaian Mesin Las Listrik

Pada las listrik, Panas yang dihasilkan dari lompatan ion listrik ini besarnya dapat mencapai 4000 derajat C sampai 4500 derajat C. Sumber tegangan yang digunakan pada pengelasan SMAW ini ada dua macam yaitu AC (Arus bolak balik)

dan

DC

(Arus

searah)

Proses terjadinya pengelasan ini karena adanya kontak antara ujung elektroda dan material dasar sehingga terjadi hubungan pendek, saat terjadi hubungan pendek tersebut tukang las (welder) harus menarik elektroda sehingga terbentuk busur

listrik

yaitu

lompatan

ion

yang

menimbulkan

panas.

Panas akan mencairkan elektroda dan material dasar sehingga cairan elektrode dan cairan material dasar akan menyatu membentuk logam lasan (weld metal). Untuk menghasilkan busur yang baik dan konstan tukang las harus menjaga jarak ujung elektroda dan permukaan material dasar tetap sama. Adapun jarak yang paling baik adalah sama dengan 1,5 x diameter elektroda yang dipakai.

1. Sambungan Las Agar sambungan las kuat, sambungan tersebut harus dirancang sesuai dengan penggunaannya. Beberapa jenis las seperti gambar 1.2 berikut

Gambar 1.2 Macam macam sambungan las

a. Sambungan Bentuk T dan Bentuk Silang Pada kedua sambungan ini secara garis besar dibagi dalam dua jenis yaitu jenis las dengan alur dan jenis las sudut.

b. Sambungan Sudut Dalam sambungan ini dapat terjadi penyusutan dalam arah tebal pelat yang dapat menyebabkan terjadinya retak lamel karena sempitnya ruang.

c. Sambungan Tumpang Sambungan tumpang dibagi dalam tiga jenis yaitu las alur las alur, gabungan las alur dan las sudut, las sudut. Karena sambungan ini memiliki efisiensi yang rendah, maka jarang sekali digunakan dalam pelaksanaan penyambungan kontruksi utama.

d. Sambungan Tumpul Sambungan tumpul adalah jenis sambungan yang paling efisien. Sambungan ini dibagi lagi menjadi dua yaitu sambungan penetrasi penuh dan sambungan penetrasi sebagian

e. Sambungan Sisi Sambungan sisi dibagi dalam sambungan las dengan alur dan sambungan las ujung. Untuk jenis yang pertama pada pelatnya harus dibuat alur. Sedangkan pada jenis kedua pengelasan dilakukan pada ujung pelat tanpa ada alur.

f. Sambungan dengan pelat penguat Sambungan ini dibagi dalam dua jenis yaitu sambungan dengan pelat penguat tunggal dan pelat penguat ganda. Sambungan ini mirip dengan sambungan tumpang. Dengan alasan yang sama pada sambungan tumpang, maka sambungan ini juga jarang digunakan dalam penyambungan konstruksi utama. . 2. Proses Pengelasan a. Las Busur Listrik. Electric arc atau busur listrik adalah arus elektron yang kontinyu mengalirmelalui suatu media yang pendek antara dua buah elektroda (positif dan negatif) yang disertai dengan terjadinya energi panas dan radiasi udara atau gas antara elektroda yang akan diionisir oleh elektron yang dipancarkan oleh katode.Pada bare (elektroda terbuka) benda kerja dihubungkan dengan positif dan elektroda negatif dengan kutub negatif. Gambar memperlihatkan skema las busur listrik

1.2

Gambar 1.3 Skema las busur listrik Untuk menimbulkan busur nyala listrik, kedua elektrode dihubungkan singkat, dengan cara disentuhkan lebih dahulu dan pada bagian yang bersentuhan ini akan terjadi pemanasan (temperatur naik), hal ini mendorong terjadinya loncatan elektron. Dan selanjutnya dengan cepat ditarik kembali dan dijaga agar panjang busur listriknyanormal. Selanjutnya pengelasan dengan jarak busur antara 0,6 sampai dengan 0,8 kali penampang elektoda. Gambar 1.3 memperlihatkan cara starting pada las listrik.

Gambar 1.4 Berbagai cara starting las listrik

b. Penetrasi Untuk mendapatkan sambungan las yang baik, dalamnya penetrasi tidak boleh kurang dari 1,5 – 2 mm. Dalamnya penetrasi tergantung dari besarnya arus.

Gambar 1.5 Macam-macam penetrasi

Keterangan: 1. Arus cukup, penetrasi dan sambungan baik. 2. Arus terlalu rendah, penetrasi dan kekuatan kurang. 3. Arus terlalu tinggi, membentuk undercut, sehingga menyebabkan adanya sentralisasi gaya akibat adanya bentuk takik c. Posisi Las

Gambar 1.6 Macam macam Posisi Las

1) Posisi pengelasan di bawah tangan (down hand position) Posisi pengelasan ini adalah posisi yang paling mudah dilakukan. Posisi ini dilakukan untuk pengelasan pada permukaan datar atau permukaan agak miring, yaitu letak elektroda berada di atas benda kerja. Posisi pengelasan di bawah tangan (down hand position) memungkinkan penetrasi dan cairan logam tidak keluar dari kampuh las serta kecepatan pengelasan yang lebih besar dibanding lainnya.

2) Posisi pengelasan mendatar (horizontal position) Mengelas dengan posisi mendatar merupakan pengelasan yang arahnya mengikuti arah garis mendatar/horizontal. Pada posisi pengelasan ini kemiringan dan arah ayunan elektroda harus diperhatikan, karena akan sangat mempengaruhi hasil pengelasan. Posisi benda kerja biasanya

berdiri tegak atau agak miring sedikit dari arah elektroda las. Pada horizontal position, cairan logam cenderung jatuh ke bawah, oleh karena itu busur (arc) dibuat sependek mungkin. 3) Posisi pengelasan tegak (vertical position) Mengelas dengan posisi tegak merupakan pengelasan yang arahnya mengikuti arah garis tegak/vertikal. Seperti pada horizontal position pada vertical position, posisi benda kerja biasanya berdiri tegak atau agak miring sedikit searah dengan gerak elektroda las yaitu naik atau turun. 4) Posisi pengelasan di atas kepala (over head position) Benda kerja terletak di atas kepala welder, sehingga pengelasan dilakukan di atas kepala operator atau welder. Posisi ini lebih sulit dibandingkan dengan posisi-posisi pengelasan yang lain. Posisi pengelasan ini dilakukan untuk pengelasan pada permukaan datar atau agak miring tetapi posisinya berada di atas kepala, yaitu letak elektroda berada di bawah benda kerja. Demikian pula untuk vertical dan over head position. Penimbunan logam las pada pengelasan busur nyala terjadi akibat medan electromagnetic bukan akibat gravitasi, pengelasan tidak harus dilakukan pada down hand position ataupun horizontal position

B. Alat dan Bahan 1. Alat:

a. Mesin Las Arus Bolak-Balik (AC) Arus bolak-balik terdiri dari beberapa macam pesawat mesin las, yaitu transformator las, pembangkit listrik motor diesel. Pesawat mesin las yang sering digunakan adala transformator las yang mempunyai kapasitas 200 sampai 500 Ampere. Sehingga banyak digunakan karena harganya relatif murah, biaya operasinya yang rendah dan Voltase yang keluar antara 36 sampai 70 Volt.

Gambar 1.7 Mesin Las AC

b. Mesin Las Searah (DC)

Pesawat las arus searah terdiri dari pesawat transformator pembangkit listrik motor disel, rectifier, pesawat yang digerakkan oleh motor listrik.

Gambar 1.8 Mesin Las DC c. Kabel las Kabel las biasanya dibuat dari tembaga yang dipilin dan dibungkus dengan Yang

karet disebut

kabel

las

ada

isolasi. tiga

macam,

yaitu

:

1). Kabel elektroda , yaitu kabel yang menghubungkan pesawat las dengan elektroda. 2). Kabel masa, yaitu yang menghubungkan pesawat las dengan benda kerja. 3). Kabel tenaga, yaitu kabel yang menghubungkan sumber tenaga atau jaringan lisrtik dengan pesawat las.

Gambar 1.9 Kabel Las

d. Pemegang Elektroda Ujung yang berselaput dari elektroda dijepit dengan pemegang elektroda. Ini terdiri dari mulut penjepit dan pemegang yang dibungkus oleh bahan penyekat

Gambar 1.10 Pemegang elektroda e. Palu las Palu las digunakan untuk melepaskan dan mngeluarkan terak las pada jalur las dengan jalan memukulkan atau menggoreskan pada daerah las. Gunakanlah kaca mata terng pada waktu poembersihan terak, sebeb dapat memercikan pada mata.

Gambar 1.11 Palu Las

f. Sikat Kawat Sikat

kawat

digunakan

untuk

:

Membersihkan benda kerja yang akan dilas danMembersihkan terak las yang sudah dilepas dari jalur las oleh pukulan palu las

Gambar 1.12 sikat kawat

g. Klem Massa Klem massa adalah suatu alat untuk menghubungkan kabel massa ke benda kerja. Biasanya klem massa dibuat dari bahan dengan penghantar listrik yang baik seperti Tembaga agar arus listrik dapat mengalir dengan baik, klem massa ini dilengkapi dengan pegas yang kuat

Gambar 1.13 Klem Massa

h. Tang (Penjepit) Tang digunakan untuk memegang atau menjepit benda kerja yang masih panas

Gambar 1.14 Tang(Penjepit)

i. Sarung Tangan Sarung tangan dibuat dari kulit atau asbes lunak untuk memudahkan memegang pemegang elektroda. Pada waktu mengelas harus selalu dipakai sepasang sarung tangan.

Gambar 1.15 Sarung Tangan

j. Apron(pakaian las) Pakaian las digunakan untuk melindungi pekerja dari kecelakaan kecelakaan yang tidak diinginkan

Gambar 1.16 Apron (pakaian las)

k. Kacamata las alat yang mempunyai fungsi melindungi bagian wajah dari percikan las, panas pengelasan dan sinar las ke bagian mata

Gambar 1.16 Kacamata Las

l. Masker Masker digunakan untuk melindungi bagian mulut dan hidung supaya debu dan asap las tidak dihirup langsung oleh pekerja

Gambar 1.17 Masker

m. Gerinda mesin yang digunakan untuk memotong besi yang digunakan untuk media pengelasan

Gambar 1.18 Gerinda 2. Bahan : a. Benda kerja Benda kerja yang akan digunakan sebagai media pengelasan, besi b. Elektroda Elektroda fungsinya untuk memberikan lelehan cairan yang akan digunakan untuk pengelasan. Dalam mengelas posisi elektroda harus tegak lurus dan miring 60°- 70° untuk menghasilkan alur las-lasan yang lebih baik

Gambar 1.19 Elektroda

C. Langkah – Langkah Penyambungan 1. Persiapkan alat dan bahan. 2. Set Up tegangan mesin las, sesuaikan dengan media yang akan dilas. 3. Gunakan elektroda yang tepat sesuai media yang akan dilas.

4.

Siapkan media yang akan dilas. Jika bahan sangat tebal, buatlah coakan pada bagian yang akan dilas. Boleh salah satu dan bisa juga dua-duanya. Sehingga setelah nanti disatukan, akan ada tempat untuk cairan elektroda.

5. Masukkan elektroda pada panel penjepit elektroda dimesin las. Pasang kemiringan elektroda menyesuaikan dengan posisi media. Baik tegak lurus 90°, 30° atau pun 40°. 6.

Setelah bahan siap, perlahan dekatkan ujung elektroda pada media yang akan dilas. Jarak antara ujung elektroda dan media akan memperngaruhi kualitas pengelasan. Jika jarak terlalu jauh, akan timbul percikan seperti hujan bintikbintik api. Jika jarak terlalu dekat, api tidak menyala dengan sempurna.

7.

Perhatikan bagian elektroda yang sudah mencair yang menyatukan antara dua bahan yang dilas tersebut. Perlahan gerakan elektroda kesepanjang aream yang dilas.

8.

Putar perlahan tang elektroda jika area yang dilas cukup luas sehingga cairan elektroda menutup rapat permukaan bagian yang dilas.

9.

Hasil yang baik dapat dilihat saat permukaan yang dilas berbentuk seperti gelombang rapat dan teratur menutup sempurna pada bagian yang dilas.

10. Setelah selesai bersihkan kerak pada media yang telah dilas.

D. Gambar Analisis

Gambar 1.20 Hasil Pengelasan

E. Analisis Gambar Dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa :

Untuk dapat mengelas dengan hasil yang baik, perlu latihan dalam jangka waktu yang tidak singkat

Dalam mengelas kecepatan menggeser elektroda sangat menentukan hasil lasan. Jika terlalu cepat, tembusan lasnya dangkal oleh karena kurang waktu pemanasan bahan dasar dan kurang waktu untuk cairan elektroda menembus bahan dasar. Bila terlalu lambat akan menghasilkan alur lasan yang lebar, kasar dan kuat, hal ini dapat menimbulkan kerusakan sisi las (pada logam induknya). Oleh karena itu kecepatan elektroda harus tepat dan stabil.

Bila elektroda baru dipasang (masih panjang) maka ada kemungkinan ujung elektroda tidak stabil saat digunakan untuk mengelas. Seperti tangan kita gemetar. Tetapi jika elektroda sudah setengah dalam mengelas ini relatif cukup stabil.

Jarak ujung elektroda ke benda kerja juga sangat mempengaruhi hasil lasan. Jika terlalu dekat elektroda bisa nempel pada benda kerja dan jika terlalu jauh lelehan elektroda tidak akan menumpuk dan jika sangat jauh elektroda akan mati.

Saat penyambungan dua buah benda diusahakan pada bagian sambungan tidak ada rongga, maka hasil lasan akan rapih dan kuat.

Pengelasan sudut dalam dan sudut luar harus memperhatikan lelehan elektroda agar memperoleh sambungan yang baik dan rapih, berikut ini uraiannya sesuai dengan Gambar 1.20 :

1. Porositas Cacat Porositas adalah sebuah cacat pengelasan yang berupa sebuah lubang lubang kecil pada weld metal (logam las), dapat berada pada permukaan maupun didalamnya. Porosity ini mempunyai beberapa tipe yaitu Cluster Porosity, Blow Hole dan Gas Pore.

Penyebab porositas adalah sebagai berikut: a. Nyala busur terlalu panjang b. Arus terlalu rendah c. Kecepatan las terlalu tinggi d. Kandungan belerang terlalu tinggi e. Kondsi pada saat pengelasan yang tidak mendukung. Misalnya,basah,lembab,berkarat atau berminyak. f. Terjadi pendinginan las yang cepat g. Terciptanya gas hidrogen akibat panas las

Cara mengatasi adalah sebagai berikut: a. Memperpendek nyala busur b. Arus disesuaikan dengan prosedur yang ditentukan c. Pergunakan elektrode low d. Menggunakan baja dengan kandungan belerang yang rendah e. Mengurangi kelembaban dengan cara memberikan pre heat f. Meningkatkan kebersihan material dengan cara digerinda terlebih dahulu g. Hindari pendinginan terlalu cepat

2. Over Spatter (percikan las yang terlalu banyak). Spatter adalah percikan las, sebenarnya jika spater dapat dibersihkan maka tidak termasuk cacat. Namun jika jumlahnya berlebih dan tidak dapat dibersihkan maka dikategorikan dalam cacat visual.

Penyebab over spatter adalah sebagai berikut: a. Arus terlalu besar b. Busur las terlalu jauh c. Electrode menyerap uap

Cara mengatasi adalah sebagai berikut: a. Turunkan arus b. Sesuaikan panjang busur c. Keringkan kembali electrode / gunakan yang sudah di oven.

3. Overlap yaitu kelebihan logam las pada bagian tepi yang menempel logam dasar dan tidakterjadi perpaduan antara logam las.

Penyebab Overlap adalah sebagai berikut: a. Arus terlalu rendah b. Kecepatan pengelasan rendah

c. Kesalahan teknik mengelas d. Kontaminasi sekitar

Cara mengatasi adalah sebagai berikut: a. Dengan menstabilkan kecepatan pengelasan b. pergunakan sudut elektroda yang benar saat pengelasan

Daftar Pustaka

Adiyanto, Okka dan Bariyah, Choirul, 2018. Pertunjuk Praktikum Proses Manufaktur. Yogyakarta: Universitas Ahmad Dahlan.

Smith, F.J.M. (1992). Fabrikasi dasar dan teknik pengelasan, Hong Kong: Wing Tai Cheung Printing Co. Ltd. Wiryosumarto, 2000. Tinjauan Pustaka Dan Landasan Teori. Dikutip Senin 8 April 2019 dari : http://repository.umy.ac.id/bitstream/handle/123456789/15048/F.BAB %20II.pdf?sequence=6&isAllowed=y