Tugas Welding 4
Tugas Welding 4Dewi Lestari Natalia1006704530
1. Jelaskan prinsip kerja las resistansi listrik. Jelaskan
tahapan kerja dari las titik (spot welding). Serta jelaskan mengapa
pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang
disambung.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
waktuTahapan 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.2. 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 waktua. Pengaruh arus terhadap hasil las
resistansi listrikArus 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 listrikPeningkatan 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.
3. 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 kerjar3 = tahanan listrik
permukaan antar material4. Jelaskan perbedaan antara Flash welding
dan Upset Welding melalui gambar skematisnya. Jawab:FLASH
WELDINGFlash welding biasa digunakan untuk menyambung material yang
memiliki penampang yang sama, dimana lasan (weld) dihasilkan pada
seluruh penampang yang kontak tanpa logam pengisi (filler
metal).
UPSET WELDING
Perbedaan flash welding dan upset welding:1) Keduanya sebenarnya
memiliki susunan yang sama. Namun perbedaan utamanya terletak dalam
hal mekanisme yang digunakan untuk menghasilkan satu pergerakan.2)
Flash welding biasanya diaplikasikan untuk menyambung komponen
dengan cross section yang sama dari ujung ke ujung.3) Upset welding
biasanya diaplikasikan untuk menyambung kawat atau batang dengan
luas penampang yang kecil serta untuk penyambungan pipa.4) Flash
welding memiliki kapasitas mesin yang lebih besar dibandingkan
upset welding. Namun keduanya bisa dieksekusi dengan menggunakan
mesin yang sama.
5. Jelaskan dengan gambar skematis siklus kerja dari Seam
Welding.Jawab:
Skematis 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.
6. 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
7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Percussion Welding dan
gambarkan skematisnya dan beri contoh aplikasinyaJawab:Percussion
welding adalah proses pengelasan yang menggunakan panas dari sebuah
busur yang dihasilkan oleh pelepasan energi listrik yang cepat
untuk penyambungan logam. Tekanan yang digunakan progresif atau
mengikuti pelepasan energi listrik.Prosesnya hampir sama dengan
flash welding dan upset welding. Mesin yang digunakan dalam
percussion welding adalah magnetik dan capacitor discharge.
Aplikasinya banyak digunakan pada industri elektronik untuk
menyambung alumunium rods, menyambung baja atau non ferrous alloy
yang tahan korosi dll.
8. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Mash Seam Welding dan
gambarkan skematisnya serta beri contoh aplikasinya.Jawab:Merupakan
gabungan dari proses welding kovensional resistance seam welding
dan projection welding. Alat yang dipakai pun hampir sama dengan
yang dipakai oleh proses welding kovensional resistance seam
welding yaitu large resistance welding frame, dan rotating wheel
type electrode untuk menghasilkan arus.
Aplikasi yang menggunakan pengelasan jenis ini biasanya banyak
dilakukan pada bidang transportasi, agrikultural, sektor produksi
makanan, peralatan gardening dan machine protection.9. Untuk
material logam Tembaga, Aluminium dan Baja, urutkan mana yang
material yang memiliki weldability yang baik dengan menggunakan
pengelasan las titik (spot welding).Jawab:Keterangan:W = Mampu las
baikL = Mampu las terbatasN = Mampu las buruk
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.10. 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 listrik11. Jelaskan keuntungan dan
keterbatasan High Frequency Welding.KeuntunganKeterbatasan
Memproduksi lasan dengan daerah HAZ yang sempitHarus
diperhatikan untuk menghindari radiasi
Kecepatan las yang tinggi dan konsumsi energi rendahKurang
ekonomis untuk produk kecil
Dapat digunakan untuk las pada dinding pipa yang sangat
tipisBahaya akibat frekuensi arus tinggi
Dapat disesuaikan dengan banyak logam
Meminimalisir oksidasi
Efisiensi tinggi
12. 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
13. 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 NuggetUkuran 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 GeserKuat 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.14. 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) . 0.5
D1 = 5(10) . 0.5 = 25 mm D2 = 5(8) . 0.5 = 20 mm
15. Jelaskan weldability baja lapis seng (galvanil) bila dilas
dengan spot resistant welding process.Jawab:Untuk pengelasan baja
lapis seng, diperlukan arus yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan
adanya lapisan coating Zn pada permukaan baja. Lapisan Zn tersebut
harus dilelehkan terlebih dahulu sebelum kita berlanjut pada
penyambungan baja. Melting point yang dimiliki Zn lebih rendah dari
baja. Sehingga selama proses pengelasan, Zn yang dikombinasikan
dengan baja akan menurunkan resistivitasnya. Maka dari itu kita
membutuhkan arus yang lebih tinggi untuk mengelas baja lapis seng
ini.Departemen Teknik Metalurgi dan Material FTUIPage 12
