TUGAS 4

TUGAS 4Muh Fadhil Albab / 12062174141. Jelaskan prinsip kerja las resistansi listrik. Serta mengapa tembaga dipilih sebagai elektrodanya.Jawab :

Las resistansi listrik menggunakan prinsip penyambungan permukaan logam dalam bentuk lembaran, sambungan tumpul dan dalam bentuk tumpang yang ditekan satu dengan yang lainnya menggunakan elektroda. Kemudian adanya resistansi listrik ini dihasilkan dari arus listrik yang dialirkan. Resistansi listrik dari arus tersebut membuat permukaan menjadi panas dan meleleh. Pada las resistansi listrik, elektroda berbahan tembaga karena sifat tembaga yang sangat memenuhi kriteria elektroda yang diinginkan. Sifat tersebut diantaranya bahwa tembaga memiliki konduktivitas thermal dan elektrik yang tinggi, memiliki ketahanan deformasi yang baik, tidak mudah terkontaminasi benda kerja, dan harganya yang murah. Dalam las resistansi listrik, terdapat 3 variabel penting, yaitu: Tahanan listrik

Tekanan elektroda

Arus dan waktu

2. Jelaskan tahapan kerja dari las titik (spot welding). Serta jelaskan mengapa pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua ppelat yang disambung.Jawab :

Tahapan kerja dari las titik (spot welding) dapat dijelaskan pada gambar di bawah ini:

Arahkan dan bawa elektroda pada permukaan logam serta aplikasikan sedikit tekanan pada permukaan tersebut. Tahap kedua terjadi dengan mengaplikasikan arus listrik pada elektroda tersebut sehingga membuat permukaan menjadi panas dan meleleh. Tahap ketiga adalah melepaskan arus listrik yang sebelumnya diberikan dan elektroda dibiarkan di tempat sehingga material dapat mendingin.Pelelehan terjadi di tengah kedua pelat yang disambung karena adanya arus listrik yang mengalir dari permukaan sampai ke bagian tengah kedua pelat, sehingga pelat meleleh saat pengelasan.3. Jelaskan pengaruh arus, waktu dan tekanan terhadap hasil las resistansi listrikJawab :Dalam las resistansi listrik, terdapat 3 variabel penting, yaitu: Tahanan listrik

Tekanan elektroda

Arus dan waktu

a. Pengaruh arus terhadap hasil las resistansi listrik

Arus merupakan satu parameter yang memiliki peran utama pada heat input sebab itu arus memiliki satu peranan vital dalam las resistansi listrik. Arus ini menentukan kecepatan pemberian panas dan apabila densitasnya terlalu tinggi atau berlebihan akan menyebabkan terjadinya metal expulsion yang berdampak pada pembentukan rongga dan retak.

b. Pengaruh waktu terhadap hasil las resistansi listrik

Waktu Tekan (squeeze time):

Merupakan waktu dimana penekanan dimulai hingga arus mengalir.

Waktu Las (weld time):

Merupakan waktu saat arus mengalir pada benda kerja.

Waktu Tahan (hold time):

Merupakan waktu dimana elektroda masih ditahan menekan benda kerja dengan arus yang sudah tidak mengalir lagi.

Waktu henti (off time):Merupakan waktu akhir dari waktu tahan hingga waktu tekan berikutnya.Waktu memiliki pengaruh yang besar pula pada las resistansi listrik ini. Waktu merupakan satu parameter kontrol terhadap heat input. Waktu memiliki efek yang besar terhadap kuat geser hasil pengelasan.c. Pengaruh tekanan terhadap hasil las resistansi listrik

Peningkatan tekanan elektroda hal menyebabkan penurunan tahanan kontak. Fungsi dari tekanan elektroda itu sendiri berperan dalam memberikan penempaan. Penempaan ini kemudian bisa menghasilkan deposit dengan butir yang halus.

4. Jelaskan Prinsip Kerja Spot Welding berikut skematis gambar serta berikan penjelasan Masukan Panas (heat input) yang dibutuhkan untuk menyambung material dengan spot welding.Jawab :Tahapan kerja dari las titik (spot welding) ialah:

Dua lembaran tumpang tindih disambung menggunakan prinsip pencairan setempat yang disebabkan oleh arus yang terkonsentrasi antara elektroda-elektroda yang berbentuk silinder. Konsentrasi arus ditentukan oleh luas kontak antara elektroda dan benda kerja.

Berikut merupakan mekanisme tahapan proses pada Spot Welding :

a. Dua elektroda yang berbentuk silinder diletakkan pada permukaan sambungan benda kerja dan benda kerja yang akan disambung.

b. Panas yang dihasilkan dari tahanan dikombinasikan dengan pemberian tekanan yang akan menghasilkan Spot Welding.

c. Panas tersebut akan berakibat terbentuknya nugget pada permukaan sambungan dari dua benda kerja. Umumnya diameter dari nugget ini adalah 6-10 mm.

d. Arus yang dihasilkan berkisar antara 3000 - 40.000 A

e. Waktu pengelasan biasanya sekitar 0.6 dan 0.8 detik.

Pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung disebabkan karena pada pengelasan spot welding diharapkan tahanan listrik terbesar pada permukaan antar material (r3) sedangkan tahanan listrik antara material yang akan dilas dengan elektroda harus sekecil mungkin (r1 dan r5) sehingga panas yang dihasilkan melelehkan bagian tengah pada pelat yang disambung. Sesuai dengan persamaan (1):

Rw = r1+r2+r3+r4+r5Keterangan gambar:

r2 dan r4 = tahanan listrik material yang dilas

r1 dan r5 = tahanan listrik pada permukaan kontak antara elektroda

dengan benda kerja

r3

= tahanan listrik permukaan antar material5. Jelaskan perbedaan antara Spot welding dan Seam Welding melalui gambar skematisnya. Jawab :

Gambar skematis Seam weldingSkematis siklus kerja seam welding:

a) Baja lembaran yang saling tumpang tindih, disambung menggunakan elektroda yang bulat dan berputar di pinggiran baja. Elektroda akan menekan baja lembaran tersebut.

b) Elektroda tersebut menghasilkan resistansi panas yang akan menghasilkan nugget berbentuk lonjong, yang berderet sesuai dengan kecepatan elektrodanya.

c) Akan terjadi penyambungan pada daerah nugget.

d) Arus yang diberikan disepanjang sambungan oleh split electrode rollers.

\

Gambar skematis Spot weldingBerikut merupakan mekanisme tahapan proses pada Spot Welding :

a. Dua elektroda yang berbentuk silinder diletakkan pada permukaan sambungan benda kerja dan benda kerja yang akan disambung.

b. Panas yang dihasilkan dari tahanan dikombinasikan dengan pemberian tekanan yang akan menghasilkan Spot Welding.

c. Panas tersebut akan berakibat terbentuknya nugget pada permukaan sambungan dari dua benda kerja. Umumnya diameter dari nugget ini adalah 6-10 mm.

d. Arus yang dihasilkan berkisar antara 3000 - 40.000 A

e. Waktu pengelasan biasanya sekitar 0.6 dan 0.8 detik.

6. Jelaskan dengan gambar skematis siklus kerja dari Seam Welding.Jawab :

Skematis siklus kerja seam welding:

e) Baja lembaran yang saling tumpang tindih, disambung menggunakan elektroda yang bulat dan berputar di pinggiran baja. Elektroda akan menekan baja lembaran tersebut.

f) Elektroda tersebut menghasilkan resistansi panas yang akan menghasilkan nugget berbentuk lonjong, yang berderet sesuai dengan kecepatan elektrodanya.

g) Akan terjadi penyambungan pada daerah nugget.

h) Arus yang diberikan disepanjang sambungan oleh split electrode rollers.7. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan dari proses pengelasan resistansi welding.Jawab :KeuntunganKeterbatasan

Penyambungannya cepat untuk logam berukuran ringan.Peralatan yang mahal

Penyambungannya cepat untuk benda hasil forging dan casting yang berukuran besarPerlunya perawatan/maintenance khusus

Sebagai tambahan fasteners yang sangat baik pada suatu produkHigh short duration current loads

Hasilnya lebih rapi karena hanya menggunakan resistansi panas yang tingi untuk melelehkan logamnya

8. Untuk material logam Tembaga, Aluminium dan Baja, urutkan mana yang material yang memiliki weldability yang baik dengan menggunakan pengelasan las titik (spot welding).Jawab :

Urutan material yang memiliki weldability yang baik adalah steel ( aluminium ( tembaga. Ini dikarenakan steel memiliki ketahanan listrik yang cukup tinggi dan konduktivitas thermal yang rendah (52 W/m-K) dibandingkan elektroda tembaga, inilah yang membuat proses welding menjadi lebih mudah. Kemudian adalah aluminium, aluminium ini memiliki nilai ketahanan listrik dan konduktivitas thermal (109 W/m-K) yang mendekati tembaga (385 W/m-K) tapi melting point-nya lebih rendah dibandingkan dengan tembaga, proses weldingnya masih mungkin dengan menggunakan arus yang lebih tinggi.9. Pada pembuatan pipa ERW, mengapa digunakan arus frekwensi tinggi serta jelaskan peranan frekwensi tersebut terhadap sambungan di pipa tersebut.Jawab :

Pada pembuatan pipa baja ERW digunakan arus frekuensi tinggi karena dengan mengkonsentrasikannya pada permukaan yang akan disambung melalui dua probes yang membuat kontak ringan dengan bagian sambungan, arus yang diperlukan lebih kecil dan kontak listriknya juga lebih kecil. Dengan meningkatkan frekuensi arus yang diberikan hingga 450 Hz dan meningkatkan voltage dari satuan menjadi puluhan, dikembangkan proses yang disebut high-frequency resistance welding (HFRW).

Peranan frekuensi tersebut terhadap sambungan pipa ialah membuat kontak ringan antara probes dengan bagian sambungan sehingga arus yang diperlukan lebih kecil begitu pula dengan kontak listrik10. Jelaskan prinsip kerja projection welding, beserta keunggulan dan keterbatasannya.Jawab :

Prinsip kerja projection welding adalah merupakan satu modifikasi dari las resistansi listrik. Mekanismenya adalah dengan memberikan konsentrasi arus dan tekanan dari elektroda pada daerah workpiece. Namun, persiapan di awal perlu diperhatikan supaya aliran arus terpusat pada titik kontak tertentu.KeuntunganKetebatsasan

Menghasilkan hasil las yang lebih rapih akibat aliran arus dan eletroda terfokusLap joint menyebabkan penambahan berat

Kecepatan pengelasan tinggiKekuatan sambungan dan fatik rendah

Mudah beradaptasi untuk otomatisasi dalam kecepatan produksi tinggiPeralatan lebih mahal dibandingkan arc welding

Kesalahan hasil pengelasan sulit diperbaiki

11. Jelaskan persyaratan kualitas hasil las dengan spot welding, jelaskan hal tersebut dengan menganalisa ukuran nugget lasan-nya dan hasil uji tarik gesernya. Jawab :Syarat kualitas hasil las dengan spot welding dianalisa dari ukuran nugget dan hasil uji tarik gesernya ialah sebagai berikut:

Ukuran Nugget

Ukuran nugget dari logam yang mencair sangat berkaitan dengan luas kontak antara benda kerja dan elektroda, dimana dalam hal ini konsentrasi arus juga dipengaruhi oleh luas kontak. Ukuran diameter dari nugget sebagai syarat dari kualitas hasil las spot welding adalah 6-10 mm. Hasil Uji Tarik Geser

Kuat geser nugget umumnya harus cukup dapat menjamin bahwa bila sambungan diberi tegangan hingga putus maka putus terjadi pada lembaran mengelilingi nuggget. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah kekuatan las titik yang dapat diperoleh melalui uji mekanik berupa shear strength dan uji cross section. Indikator yang sering digunakan untuk menetukan keuletan lasan khususnya pada material yang memiliki mampu keras yang tinggi adalah besarnya rasio antara cross section strength (ft) dan shear strength (fs). Bila rasio fs/ft mendekati satu, lasan dapat dikatakan ulet sedangkan rasio fs/ft mendekati nol, lasan bersifat getas.12. Bila saudara di tugaskan untuk menyambung dengan metoda spot welding terhadap dua belah pelat dengan tahanan listrik yang sama namun memiliki ketebalan yang berbeda dimana t1 = 2 x t2. Buatlah skematis disain posisi elektroda yang akan dipakai terhadap sampungan kedua pelat tersebut.Jawab :Andaikan: D1 = 10 mm ; D2 = 8 mm Sehingga,t = 5(s) . 0.5D1 = 5(10) . 0.5 = 25 mm D2 = 5(8) . 0.5 = 20 mm

Dept. Metalurgi dan Material

UNIVERSITAS INDONESIA, 2015

MUH FADHIL ALBAB

1206217414

TUGAS 4

PENYAMBUNGAN MATERIAL

Keterangan:

W = Mampu las baik

L = Mampu las terbatas

N = Mampu las buruk