BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Sejarah Sambungan Las

Berdasarkan penemuan benda-benda sejarah dapat diketahui bahwa teknik

penyambungan logam telah diketahui sejak zamanprasejarah, misalnya

pembrasingan logam paduan emas tembaga dan pematrian paduan timbal-timah.

Menurut keterangan yang didapat telah diketahui dan dipraktekkan dalam rentang

waktu antara tahun 3000 sampai 4000 SM.

Alat-alat las busur dipakai secara luas setelah alat tersebut

digunakan dalam praktek oleh Benardes (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.

Zerner (1889) mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan

menggunakan busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon. Slavianoff

(1892) adalah orang pertama yang menggunakan kawat logam elektroda yang

turut mencair karena panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi.

Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kualitas sambungan las menjadi

lebih baik 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, Thomas (1886)

menciptakan proses las resistansi listrik, Goldschmitt (1895) menemukan las

termit dan tahun 1901 las oksi-asitelin mulai digunakan oleh Fouche dan Piccard.

Kemudian pada tahun 1926 ditemukannya las hidrogen atom oleh Lungumir, las

busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener serta las busur

rendam oleh Kennedy (1935). Wasserman (1936) menyusul dengan menemukan

cara pembrasingan yang mempunyai kekuatan tinggi.

Dari tahun 1950 sampai sekarang telah ditemukan cara-cara las baru

1

antara lain las tekan dingin, las listrik terak, las busur dengan pelindung gas

CO2 , las gesek, las ultrasonik, las sinar elektron, las busur plasma, las laser,

dan masih banyak lagi lainnya.

Definisi pengelasan menurut DIN (Deutsche Industrie Normen) adalah

ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan

dalam keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, pengelasan adalah suatu proses

penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh

tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang

ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Terwujudnya standar-standar

teknik pengelasan akan membantu memperluas ruang lingkup pemakaian

sambungan las dan memperbesar ukuran bangunan konstruksi yang dapat dilas.

Dengan kemajuan yang dicapai sampai saat ini, teknologi las memegang peranan

penting dalam masyarakat industri modern.

2.2. Klasifikasi Pengelasan

Sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang

digunakan dalam bidang las, ini disebabkan karena perlu adanya kesepakatan

dalam hal-hal tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasi tersebut

pada waktu ini dapat dibagi dua golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan kerja dan

klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan.

Klasifikasi pertama membagi las dalam kelompok las cair, las tekan, las

patri dan lain-lainnya. Sedangkan klasifikasi yang kedua membedakan adanya

kelompok-kelompok seperti las listrik, las kimia, las mekanik dan seterusnya. Bila

diadakan pengklasifikasian yang lebih terperinci lagi, maka kedua klasifikasi

tersebut diatas dibaur dan akan terbentuk kelompok-kelompok yang banyak

sekali. Diantara kedua cara klasifikasi tersebut diatas kelihatannya klasifikasi cara

kerja lebih banyak digunakan karena itu pengklasifikasian yang diterangkan

dalam makalah ini juga berdasarkan cara kerja.

2

Berdasrkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama

yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

1. Pengelasan cair adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan

sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api

gas yang terbakar.

2. Pengelasan tekan adalah pcara pengelasan dimana sambungan dipanaskan

dan kemudian ditekan hingga menjadi satu.

3. Pematrian adalah cara pengelasan diman sambungan diikat dan disatukan

denngan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah.

Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.

Dibawah ini klasifikasi lain dari cara pengelasan :

Pengelasan

cair

Pengelasan

tekan

Las busur Las busur

gas

Las busur

gas dan

fluks

Ø Las gas

Ø Las listrik

terak

Ø Las listrik

gas

Ø Las listrik

termis

Ø Las listrik

elektron

Ø Las busur

plasm

Ø Las

resistensi

listrik

Ø Las titik

Ø Las

penampang

Ø Las busur

tekan

Ø Las tekan

Ø Las tumpul

tekan

Ø Las tekan

Ø Elektroda

terumpan

Ø Las m16

Ø Las busur

CO2

Ø Las busur

CO2 dengan

elektroda

berisi fluks

Ø Las busur

fluks

Ø Las

elektroda

berisi fluks

Ø Las busur

fluks

Ø Las

3

gas

Ø Las tempa

Ø Las gesek

Ø Las ledakan

Ø Las induksi

Ø Las

ultrasonic

elektroda

tertutup

Ø Las busur

dengan

elektroda

berisi fluks

Ø Las busur

terendam

Ø Las busur

tanpa

pelindung

Ø Elektroda

tanpa

terumpan

Ø Las TIG

atau las

wolfram gas

4

Dalam pengelasan terdapat juga temperatur cair material, dimana material

yang akan di las mencair pada suhu tertentu. Dibawah ini adalah tempertaur cair

dari beberapa material.

Gambar 1. Diagram Temperatur Cair Material

2.3. Macam-macam Sambungan Las

Jenis sambungan tergantung pada faktor-faktor seperti ukuran dan profil

batang yang bertemu di sambungan, jenis pembebanan, besarnya luas sambungan

yang tersedia untuk pengelasan, dan biaya relatif dari berbagai jenis las.

Sambungan las terdiri dari lima jenis dasar dengan berbagai macam variasi dan

kombinasi yang banyak jumlahnya. Kelima jenis dasar ini adalah sambungan

sebidang (butt), lewatan (lap), tegak (T), sudut, dan sisi, seperti yang diperlihatkan

pada Gambar 2.

5

Gambar 2. Macam-macam Sambungan Las

a) Sambungan Butt Joint.

Sambungan sebidang atau butt joint dipakai terutama untuk menyambung

ujung-ujung plat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sarna.

Keuntungan utama jenis sambungan ini ialah menghilangkan eksentrisitas yang

timbul pada sambungan lewatan tunggal seperti dalam Gambar 2. (b). Bila

digunakan bersama dengan las tumpul penetrasi sempurna (full penetration

groove weld), sambungan sebidang menghasilkan ukuran sambungan minimum

dan biasanya lebih estetis dari pada sambungan bersusun. Kerugian utamanya

ialah ujung yang akan disambung biasanya harus disiapkan secara khusus

(diratakan atau dimiringkan) dan dipertemukan secara hati-hati sebelum dilas.

Hanya sedikit penyesuaian dapat dilakukan, dan potongan yang akan disambung

harus diperinci dan dibuat secara teliti. Akibatnya, kebanyakan sambungan

sebidang dibuat di bengkel yang dapat mengontrol proses pengelasan dengan

akurat.

• Terdapat lima macam Butt Joint:

• Square butt joint,

• Single V-butt joint,

• Single U-butt joint,

6

• Double V-butt joint

• Double U-butt joint

Gambar 3. Macam-macam Butt Joint

b) Sambungan Lap Joint atau Fillet Joint

Sambungan lewatan atau fillet joint merupakan jenis yang paling umum.

Sambungan ini mempunyai dua keuntungan utama:

Mudah disesuaikan. Potongan yang akan disambung tidak memerlukan

ketepatan dalam pembuatannya bila dibanding dengan jenis sambungan lain.

Potongan tersebut dapat digeser untuk mengakomodasi kesalahan kecil dalam

pembuatan atau untuk penyesuaian panjang.

Mudah disambung. Tepi potongan yang akan disambung tidak

memerlukan persiapan khusus dan biasanya dipotong dengan nyala (api) atau

geseran. Sambungan lewatan menggunakan las sudut sehingga sesuai baik untuk

pengelasan di bengkel maupun di lapangan. Potongan yang akan disambung

dalam banyak hal hanya dijepit (diklem) tanpa menggunakan alat pemegang

7

khusus. Kadang-kadang potongan-potongan diletakkan ke posisinya dengan

beberapa baut pemasangan yang dapat ditinggalkan atau dibuka kembali setelah

dilas.

Keuntungan lain sambungan lewatan adalah mudah digunakan untuk

menyambung plat yang tebalnya berlainan.

Gambar 4. Sambungan Lewatan

• Terdapat tiga macam fillet joint atau Sambungan Lewatan:

– Single transverse fillet,

– Double transverse fillet, dan

– Paralel fillet joint.

8

Gambar 5. Macam-macam Fillet Joint

c) Sambungan Tegak

Jenis sambungan ini dipakai untuk membuat penampang bentukan (built-

up) seperti profil T, profil 1, gelagar plat (plat girder), pengaku tumpuan atau

penguat samping (bearing stiffener), penggantung, konsol (bracket). Umumnya

potongan yang disambung membentuk sudut tegak lurus seperti pada Gambar 2.

(c). Jenis sambungan ini terutama bermanfaat dalam pembuatan penampang yang

dibentuk dari plat datar yang disambung dengan las sudut maupun las tumpul.

9

Gambar 6. Sambungan Tegak

d) Sambungan Sudut

Sambungan sudut dipakai terutama untuk membuat penampang berbentuk

boks segi empat seperti yang digunakan untuk kolom dan balok yang memikul

momen puntir yang besar.

Gambar 7. Sambungan Sudut

10

e) Sambungan Sisi

Sambungan sisi umumnya tidak struktural tetapi paling sering dipakai

untuk menjaga agar dua atau lebih plat tetap pada bidang tertentu atau untuk

mempertahankan kesejajaran (alignment) awal.

Gambar 8. Sambungan Sisi

Seperti yang dapat disimpulkan dari pembahasan di muka, variasi dan

kombinasi kelima jenis sambungan las dasar sebenarriya sangat banyak. Karena

biasanya terdapat lebih dari satu cara untuk menyambung sebuah batang struktural

dengan lainnya, perencana harus dapat memilih sambungan (atau kombinasi

sambungan) terbaik dalam setiap persoalan.

2.4. Proses-Proses Pengelasan

a) Las listrik dengan elektroda berselaput (SMAW)

Las listrik ini menggunakan elektroda berelaput sebagai bahan tambahan.

Busur listrik yang terjadi di antara ujung elektroda dan bahan dasar akan

mencairkan ujung elektroda dan sebagaian bahan dasar. Selaput elektroda yang

turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang melindungi ujung

11

elekroda kawah las, busur listrik terhadap pengaruh udara luar. Cairan selaput

elektroda yang membeku akan memutupi permukaan las yang juga berfungsi

sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Perbedaan suhu busur listrik

tergantung pada tempat titik pengukuran, misal pada ujung elektroda bersuhu

3400° C, tetapi pada benda kerja dapat mencapai suhu 4000° C.

b) Las Listrik TIG

Pengelasan ini pertama kali ditemukan di USA (1940), berawal dari

pengelasan paduan untuk bodi pesawat terbang.

Prinsip : Panas dari busur terjadi diantara elektrode tungsten dan logam induk

akan meleburkan logam pengisi ke logam induk di mana busurnya dilindungi oleh

gas mulia (Ar atau He) Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas = Tungsten Gas

Mulia) menggunakan elektroda wolfram yang bukan merupakan bahan tambah.

Busur listrik yang terjadi antara ujung elektroda wolfram dan bahan dasar

merupakan sumber panas, untuk pengelasan. Titik cair elektroda wolfram

sedemikian tingginya sampai 3410° C, sehingga tidak ikut mencair pada saat

terjadi busur listrik. Tangkai listrik dilengkapi dengan nosel keramik untuk

penyembur gas pelindung yang melindungi daerah las dari luar pada saat

pengelasan. Sebagian bahan tambah dipakai elektroda tampa selaput yang

digerakkan dan didekatkan ke busur yang terjadi antara elektroda wolfram dengan

bahan dasar. Sebagi gas pelindung dipakai gas inert seperti argon, helium atau

campuran dari kedua gas tersebut yang pemakainnya tergantung dari jenis logam

yang akan dilas. Tangkai las TIG biasanya didinginkan dengn air yang

bersirkulasi.

Pembakar las TIG terdiri dari :

1) Penyedia arus

2) Pengembali air pendingi,

3) Penyedia air pendingin,

4) Penyedia gas argon,

12

5) Lubang gas argon ke luar,

6) Pencekam elektroda,

7) Moncong keramik atau logam,

8) Elektroda tungsten,

9) Semburan gas pelindung.

c) Las Listrik Submerged (SAW)

Las listrik submerged yang umumnya otomatis atau semi otomatis

menggunakan fluksi serbuk untuk pelindung dari pengaruh udara luar. Busur

listrik di antara ujung elektroda dan bahan dasar di dalam timbunan fluksi

sehingga tidak terjadi sinar las keluar seperti biasanya pada las listrik lainya.

Operator las tidak perlu menggunakan kaca pelindung mata (helm las). Pada

waktu pengelasan, fluksi serbuk akan mencir dan membeku dan menutup lapian

las. Sebagian fluksi serbuk yang tidak mencair dapat dipakai lagi setelah

dibersihkan dari terak terak las. Elektora yang merupakan kawat tampa selaput

berbentuk gulungan (roll) digerakan maju oleh pasangan roda gigi yang diputar

oleh motor listrik. Mesin las ini dapat menggunakan sumber listrik AC yang

lamban dan DC dengan tegangan tetap bila menggunakan listrik AC. Perlu adanya

pengaturan kecepatan pengumpanan kawat las yang dapat diubah-ubah untuk

mendapatkan panjang busur yang diperlukan. Bila menggunakan sumber listrik

DC dengan tegangan tetap, kecepatan pengumpanan dapat dibuat tetap dan

biasanya menggunakan polaritas balik (DCRP). Mesin las dengan listrik DC

kadang-kadang digunakan untuk mengelas pelat tipis dengan kecepatan tinggi

atau untuk pengelasan dengan eletroda lebih dari satu.

d) Las Listrik MIG

Seperti halnya pad alas listrik TIG, pad alas listrik MIG juga panas

ditimbulkan oleh busur listrik antara dua electron dan bahan dasar. Elektroda

merupakan gulungan kawat yang berbentuk rol yang geraknya diatur oleh

13

pasangan roda gigi yang digerakkan oleh motor listrik. Gerakan dapat diatur

sesuai dengan keperluan. Tangkai las dilengkapi dengan nosel logam untuk

menghubungkan gas pelindung yang dialirkan dari botol gas melalui slang gas.

Gas yang dipakai adalah CO2 untuk pengelasan baja lunak dan baja. Argon atau

campuran argon dan helium untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat.

Proses pengelasan MIG ini dadpat secara semi otomatik atau otomatik. Semi

otomatik dimaksudkan pengelasan secara manual, sedangkan otomatik adalah

pengelasan yang seluruhnya dilaksanakan secara otomatik. Elektroda keluar

melalui tangkai bersama-sama dengan gas pelindung.

2.5. Kekuatan Sambungan Las

a) Kekuatan Sambungan Las Transverse

Gamnbar 9. Kekuatan Sambungan Las Transverse

Ket.

-Ketebalan throat, BD =

-Area minimum lasan

atau area throat =

14

t = ketebalan plat atau ukuran lasan

l = panjang lasan

t√2

t .l√2

• Kekuatan tarik untuk sambungan single fillet

• Kekuatan tarik untuk sambungan double fillet

Dimanaft = Tegangan tarik

ijin dari bahan las

b) Kekuatan Sambungan Las Pararel

Sambungan las ini didisain untuk kuat geser

Gambar 1.0. Kekuatan Sambungan Las Pararel

Kekuatan geser samb single paralel :

15

P= t . l√2

. f s

P= t . l√2

. f t

P=√2 .t .l . f t

Kekuatan geser samb double paralel :

c) Kekuatan Las Butt Joint

Gambar 1.1. Kekuatan Sambungan Las Butt Joint

Kuat tarik single butt join : Kuat tarik double butt joint :

Ket.

16

P=√2 .t .l . f s

P=t .l . f t P=( t1+t2 ) .l . f

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan Berdasrkan klasifikasi secara umum pengelasan dapat dibagi dalam tiga

kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

Terdapat lima macam jenis sambungan dalam proses pengelasan yaitu:

Lap Joint, Butt Joint, Corner Joint, Edge Joint, dan T-Joint.

Proses-proses pengelasan terbagi menjadi tiga yaitu: Las listrik dengan

elektroda berselaput (SMAW), Las Listrik TIG, Las Listrik Submerged

(SAW), Las Listrik MIG.

Dalam Menghitung kekuatan sambungan las, terdapat perbedaan cara

menghitung antara sambungan yang satu dengan yang lainya, sehingga

ketika akan menghitung kekuatan sambungan las harus di perhatikan juga

jenis sambungan yang digunakan.

3.2. SaranDalam pengelesan terdapat beberapa hal penting yang harus diperhatikan

seperti penggunaan jenis sambungan dalam mengelas, proses pengelasan, dan

perhitungan kekuatan sambungan las. Sehingga proses pengelasan berjalan

dengan baik tanpa kendala, serta didapat hasil lasan yang kuat dan sesuai.

17

t1 = tebal throat bagian atas

t2 = tebal bagian bawah

l = panjang lasan

= tebal plat.