Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    1/14

    TUGAS TEKNIK PENGELASAN

    PENGELASAN BESI COR KELABU ( GREY CAST IRON ) FC 25

    Di buat sebagai syarat untuk mengikuti mata kuliah Teknik Pengelasan KBK Metalurgi

    Oleh :

    MUSTAQIM ISA DULLAH ( 03101005073 )

    JURUSAN TEKNIK MESIN

    FAKULTAS TEKNIK

    UNIVERSITAS SRIWIJAYA

    INDRALAYA

    2015

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    2/14

    KATA PENGANTAR

    Assalamualaikum wr.wb

    Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

    menyelesaikan pembuatan makalah dalam rangka Tugas mata kuliah Teknik Pengelasan yang dibuat

    untuk memenuhi syarat mengikuti perkuliahan pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Tekenik

    Universitas Sriwijaya dengan judul Pengelasan Besi Cor Kelabu ( Grey Cast Iron )

    FC 25

    Inderlaya, Maret 2015

    Penulis

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    3/14

    DAFTAR ISI

    Kata Pengantar .......................................................................................................................... i

    Bab1 Pendahuluan .....................................................................................................................4

    1.1Latar Belakang......................................................................................................................4

    Bab 2 Tinjauan Pustaka ..............................................................................................................6

    Bab 3 Analisa Pembahsan............................................................................................................7

    3.1 Karakteristik Besi Cor Kelabu ................................................................................................7

    3.2 Metode Pengelasan Besi Cor Kelabu FC 25 .......................................................................8

    3.2.1Preheating Temperatur ....................................................................................................11

    Bab 4 Kesimpulan Dan Saran .................................................................................................15

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    4/14

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1Latar Belakang

    Menurut DIN (Deutch Industrie Normen) las adalah suatu ikatan metalurgi pada

    sambungan logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi

    tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari

    beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. Pada waktu ini telah

    dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan termasukpengelasanyang dilaksanakan

    dengan cara menekan dua logam yang disambung sehingga terjadi ikatan antara atom-

    atom molekul dari logam yang disambungkan.

    Berdasarkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama yaitu

    pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

    Shielded metal arc welding ( SMAW )juga dikenal sebagai logam panduan arc

    welding (MMA atau MMAW), fluks busur terlindung las [1] atau informal sebagai tongkat

    las, adalah busur manual proses pengelasan yang menggunakan elektroda habis dilapisi fluks

    untuk meletakkan mengelas. Arus listrik, dalam bentuk baik alternating current saat ini atau

    langsung dari power supply las, digunakan untuk membentuk busur listrik antara elektrodadan logam yang akan bergabung. Benda kerja dan elektroda mencair membentuk kolam las

    yang mendingin membentuk sendi yang kuat. Sebagai lasan diletakkan, lapisan fluks

    elektroda hancur, memberikan off uap yang berfungsi sebagai shielding gas dan menyediakan

    lapisan slag, yang keduanya melindungi daerah las dari kontaminasi atmosfer.

    http://www.pengelasan.com/http://www.pengelasan.com/http://www.pengelasan.com/http://www.pengelasan.com/
  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    5/14

    1.2Rumusan Masalah

    Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahan yaitu :

    a.Pemilihan Material dalam pengelasa atau pun proses pengelasan pemilihan material

    yang benar dapat mempengaruhi hasil dari pengelasan

    b.Metode pengelasan yang benar merupakan prosedur dalam pengelasa yang harus di

    perhatikan untuk mendapat kan hasil pengelasan yang sesuai dengan standar AWS

    c.Pemilihan elektroda dan groove yang sesuai dengan standar AWS pada setiap proses

    pengelasan dapat menghasilkan lasan yang sangat baik dan mengurangi cacat pada lasan

    1.3Pembatasan Masalah

    a.Material yang di pakai adalah besi cor kelabu FC 25

    b. Metode pengelasan yang standar yang di gunakan adalah SMAW

    1.4TujuanPenelitian

    Memahami proses pengelasan yang standar AWS dengan pemilihan material yang tepat

    Menerapan Materi perkuliah dari dosen pengajar mata kuliah teknik pengelasan

    Menganalisa cacat lasaan

    1.5Manfaat Penelitian

    Mampu memahami proses pengelasan besi cor kelabu, Menggunakan metode pengelasan

    yang baik dan benar dengan sesuai standar,dengan menentukan pemilhan material ,posisi

    ,elektroda,

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    6/14

    BAB 2

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Pengertian Pengelasan

    Pengelasan adalah adalah suatu ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang

    dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih

    lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan

    menggunakan energi panas. Pada waktu ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis

    pengelasan termasukpengelasanyang dilaksanakan dengan cara menekan dua logam

    yang disambung sehingga terjadi ikatan antara atom-atom molekul dari logam yang

    disambungkan. [ 1]

    Berdasarkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama yaitu :

    pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

    1. Pengelasan cairadalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai

    mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api gas yang terbakar.

    Contoh Aplikasi Pengelasan Cair :

    - Las Busur- Las Gas

    - Las Listrik Terak

    - Las Listrik Gas

    - Las termit

    Pengelasan tekanadalah pcara pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian

    ditekan hingga menjadi satu.

    Pengelasan tekan :

    Contoh Las Resistansi Listrik

    - Las Tekan Gas

    - Las Tempa

    - Las Gesek

    - Las Ledakan

    3. Pematrianadalah cara pengelasan diman sambungan diikat dan disatukan denngan

    menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Dalam hal ini logam

    induk tidak turut mencair.

    http://www.pengelasan.com/http://www.pengelasan.com/http://www.pengelasan.com/http://www.pengelasan.com/
  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    7/14

    BAB 3

    ANALISA DAN PEMBAHASAN

    3.1 KARATERISTIK MATERIAL BESI COR KELABU FC 25

    Karakteristik besi cor kelabu adalah adanya grafit yang berbentuk serpih. Keberadaan

    grafit dengan bentuk seperti ini menyebabkan besi cor kelabu sangat sensitif terhadap

    timbulnya retak apabila dibebani dengan beban tarik.

    Kenyataan ini yang menjadi penyebab mengapa besi cor kelabu sulit dilas, karena pada saat

    logam las membeku (yang diiringi dengan penyusutan, maka lazimnya akan muncul retak di

    kiri kanan logam las). Disamping itu laju pendinginan sangat berpengaruh terhadap

    timbulnya besi cor putih yang bersifat sangat keras. Untuk mengatasi hal tsb, mengelas besi

    cor kelabu lazim diterapkan preheat yang relatif tinggi untuk memperlambat laju pendinginan

    sehingga pembentukan besi cor putih dapat dihambat.

    Saat ini untuk mengelas besi cor kelabu digunakan proses pengelasan SMAW dengan

    menggunakan logam las atau logam pengisi dari jenis besi cor kelabu dengan kadar Si yang

    sangat tinggi (Super silicon cast iron) dengan jenis flux yang terdiri dari borat, soda ash,

    sedikit ammonium sulfat dan oksida besi. selain itu kadang-kadang digunakan logam las yang

    menganduing Nikel atau bahkan Nikel murni.

    Salah satu Karekteristik yang dimiliki oleh besi cor kelabu adalah bidang patahannya.

    Patahan terjadi dengan rambatan yang melintasi satu serpih ke serpih yang lainnya. Karena

    sebagian besar permukaan patahan melintasi serpih-serpih grafit, maka permukaannya

    berwarna kelabu. Untuk itu disebut besi cor kelabu. Besi cor kelabu memiliki kandungan

    karbon antara 2,7 sampai 4 persen dan unsure mangan sekitar 0,8 persen. Besi cor kelabu ini

    mengandung unsur silicon relative tinggi yaitu antara satu sampai tiga persen. Dengan silicon

    sebesar ini, besi cor akan membentuk garfit dengan mudah, sehingga fasa karbida Fe3C tidak

    terbentuk. Grafit serpih besi cor ini terbentuk saat proses pembekuan. Besi cor kelabu

    mempunyai sifat mampu las yang buruk, ketahanan korosi rendah, dan ketahanan aus yang

    juga rendah. Namun demikian besi cor ini memiliki sifat mampu mesin yang baik dan

    mampu cor yang sangat baik. Secara keseluruhan sifat fisik dan mekanik dari besi tuang

    kelabu ASTM 40 dapat dilihat seperti berikut.

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    8/14

    Komposisi Kimia Besi Cor Kelabu ASTM 40C=2,7 4,0%, Mn=0,8%, Si=1,83%, S=0,

    07% max, P=0,2% max

    Karakteristik Sifat Fisik Dan Mekanik Besi Cor Kelabu

    Densiti7, 06 x 107,34 x10kg/mModulus Elastisitas 124GPaThermal Expansion (20

    C)9,0 x 10-6CSpecific Heat Capacity (25 C)490 J/(kg x K)Konduktivitas Thermal53,3W/(m

    x K)Resistivitas Listrik1,1 x10-7Ohm x mKuat Tarik 276 MPaElongasi 1 %Kekerasan 180

    302HB, Hardness Brinell

    Raw

    Material

    Chemichal Composition (%) Carbon

    Equvalet

    C Si Mn P S FE

    FC25

    (G2500

    3,2-

    3,5

    2,0-

    2,4

    0,6-

    0,9

    0,2

    max

    0,15

    max

    balance 4,0-

    4,25

    Tabel komposisi kimia besi cor kelabu FC 25

    Pada perkembangan berikutnya, mengingat kesulitan-kesulitan yang sering dijumpai dalam

    mengelas besi cor kelabu, maka telah dikembangkan metoda-metoda baru yang lazim dikenal

    dengan istilah :

    1. Metoda Pouring (buring in)

    2. Metoda Powder filling

    3. Metoda Draoplet spray, dan

    4. Metoda Turbulence Flow Casting (TFC)

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    9/14

    3.2 Metode Pengelasan Besi Cor Kelabu FC 25

    Tabel Perbedaan Karakteristik Proses Pengelasan (Sonawan,2006)

    OAW SMAW GTAW/FCAW

    Tempertur sumber

    panas

    Rendah Tinggi Tinggi

    Temperatur

    preheat

    Tinggi Rendah Rendah

    Penetrasi Rendah Tinggi Tinggi

    Dislusi Rendah Tinggi Tinggi

    Laju Disposis Rendah Rendah Tinggi

    HAZ Lebar Lebih sempit Lebih sempit

    Pemakaian Pelapisan ( buttering)

    pengelasan perbaikan

    Pengelasan perbaikan Pengelasan

    perbaiakan

    Sifat mapu las besi cor kelabu sendiri tergantung pada sifat mekanik dan pada struktur

    mikro nya di banding kan besi cor melleable dan nodular sendiri sulit untuk membentuk sifatmartensit,besi cor kelabu apa lagi jika matriks feritik,besi cor putih sangat keras dan tidak

    mengandung grafit, melainkan besi-karbida. Umumnya jenis besi cor ini tidak disarankan

    untuk dilas. (Sonawan, 2006)

    Prose pengelasan masukan panas lebih rendah biasa nya memerlukan tempertur

    pemansan mula ( preheat ) yang lebih tinggi sehingga tidak terjadi pendinginan cepat

    sehinngga logam cair dapat menyesuaikan dengan logam induk las. Pemilihan elektroda juga

    sangat berpengaruh terhadap tinggi rendah nya preheat.elektroda dengan campuran nikel

    tinngi dapat dimanfaat kan untuk mendapatkan hasil lasan yang baik dan temperatur preheat

    yang rendah.

    Besi cor kelabu merupakan salah satu material yang sangat terpenting didunia dengan

    lebih dari 70% diproduksi (riset dari Stefanescu, 2005)

    Metode proses pengelasan yang di gunakan pada penegelasan besi cor kelabu (grey cast iron )

    adalah dengan megunakan metode SMAW dengan kawat las paduan nikel ( ENIFE_ Cl )

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    10/14

    Gamabar : proses pengelasan SMAW

    SMAW juga dikenal sebagai logam panduan arc welding (MMA atau MMAW),

    fluks busur terlindung las [1] atau informal sebagai tongkat las, adalah busur manual

    proses pengelasan yang menggunakan elektroda habis dilapisi fluks untuk meletakkan

    mengelas. Arus listrik, dalam bentuk baik alternating current saat ini atau langsung dari

    power supply las, digunakan untuk membentuk busur listrik antara elektroda dan logam

    yang akan bergabung. Benda kerja dan elektroda mencair membentuk kolam las yang

    mendingin membentuk sendi yang kuat. Sebagai lasan diletakkan, lapisan fluks elektroda

    hancur, memberikan off uap yang berfungsi sebagai shielding gas dan menyediakan

    lapisan slag, yang keduanya melindungi daerah las dari kontaminasi atmosfer

    Gambar: ikatan lasan Gamabar: struktur mikro grey cast iron

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    11/14

    Proses terjadinya pengelasan ini karena adanya kontak antara ujung elektroda dan

    material dasar sehingga terjadi hubungan pendek, saat terjadi hubungan pendek tersebut

    las (welder) harus menarik elektroda sehingga terbentuk busur listrik yaitu lompatan ion

    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 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

    Gambar : proses pengelasan

    3.2.1 Preheating Temperatur

    Pada proses pengelasan tersebut yang perlu diperhatikan juga ialah temperatur panas sebelum

    pengelasanyang dihasilkan dari proses pengelasan logam induk pada bagian yang akan di las

    presssure welding ( las bertekana ) di mana las yang di buat mengguna kan bantuan tekanan

    sehingga terjadi laju aliran pada permukan yang disambung baik dipanas kan atau pun tanpa

    dipanas kan.

    Gambar : Siklus Thermal lasan

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    12/14

    Pemanasan material sebelum dan pada saat pengelasan dianjurkan untuk

    mendapatkan material property lasan dan HAZ yang diinginkan sesuai WPS. Pemanasan

    yang berlebihan akan merusak material lasan dan menabah HAZ. Pre heat terus menerus

    boleh dilakukan pada thickness material karbon steel yang lebih dari 2 inchi., juga pada

    pengelasan besi tuang. Preheat menggunakan heating torch (tidak boleh pakai cutting torch).

    Unuk material yang tebal, saat tack weld harus dilakukan preheat. Untuk mengecek suhu

    diukur daerah belakang, jangan pada daerah preheat karena daerah belakang belum tentu

    panasnya sudah sesuai dengan daerah depan.

    Sambungan las harus memperhatikan tegangan (service stress) dan temperatur operasinya

    karena hasil pengelasan dapat meminimalkan tegangan sisa (residual stress) yang dapat

    mengakibatkan retak dingin dan retak kelelahan .

    Sambungan dengan beban dinami dan statik harus dipertimbangkan .

    Beban dinamik harus dapat menghindari retak kelelahan dan patah rapuh dalam

    pengoperasiannya

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    13/14

    Gamabar: posisi proses pengelasan

  • 7/26/2019 Teknik Pengelasan Pengelasan Besi

    14/14

    BAB 5

    KESIMPULAN DAN SARAN

    5.1 Kesimpulan

    Berdasarkan analisa serta pembahasan di atas bawah besi cor kelabu Karakteristik

    besi cor kelabu adalah adanya grafit yang berbentuk serpih. Keberadaan grafit dengan bentuk

    seperti ini menyebabkan besi cor kelabu sangat sensitif terhadap timbulnya retak apabila

    dibebani dengan beban tarik. Kenyataan ini yang menjadi penyebab mengapa besi cor kelabu

    sulit dilas

    Sifat mapu las besi cor kelabu sendiri tergantung pada sifat mekanik dan pada struktur

    mikro nya.

    5.2 Saran

    Di karenakan dalam pengelasan besi cor kelabu sulit untuk di las,pemiliahan elektroda dan

    temperatur thermal lasan harus tepat dan benar

    Untuk mendapat kan hasil lasan yang baik perlu di lakukan pengujian ,agar mendapatkan

    hasil lasan yang baik dan sesuai tepat dengan kegunaan nya.