BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sudah semakin maju dan berekembang

dengan pesat sehingga menimbulkan persaingan yang ketat. Secara otomatis ada tuntutan

agar selalu berkreatifitas dan terus mengikuti perkembangan tersebut, dengan ilmu

pengetahuan dan teknologi yang memadai. Manusia dapat mengembangkan potensi-potensi

yang ada disekelilingnya, hingga menjadi sesuatu yang layak pakai dan memiliki guna serta

nilai jual yang tinggi. Oleh karena itu, perlu diadakannya kuliah praktikum sebagai tindak

lanjut dari teori yang telah diberikan di dalam ruangan.

2. Tujuan

Dengan diberikannya tugas pembuatan laporan ini, diharapkan mahasiswa mengerti tentang

proses produksi dan semua hal yang berhubungan dengan proses produksi serta dapat

mempraktekkannya pada kehidupan sehari-hari yang mana dikemudian hari bisa

menciptakan lapangan pekerjaan dibidang pengelasan.

3. Dasar Teori

Pengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara

mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan

atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang kontinyu.

A. Berikut macam–macam proses dan jenis pengelasan :

1. Berdasarkan Panas Listrik • SMAW (Shield Metal Arch Welding)

adalah las busur nyala api listrik terlindung dengan mempergunagakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling banyak dipakai dimana–mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasaan. Tegangan yang dipakai hanya 23 sampai dengan 45 Volt AC atau DC, sedangkan untuk pencairan pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 Ampere. Namun secara umum yang dipakai berkisar 80 – 200 Ampere.

• SAW (Submerged Arch Welding)

SAW (Submerged Arch Welding) adalah las busur terbenam atau pengelasan dengan busur nyala api listrik. Untuk mecegah oksidasi cairan metal induk dan material tambahan, dipergunakan butiran–butiran fluks / slag sehingga bususr nyala terpendam di dalam ukuran–ukuran fluks tersebut

• ESW (Electro Slag Welding)

ESW (Electro Slag Welding) adalah pengelasan busur terhenti, pengelasan sejenis SAW namun bedanya pada jenis ESW busurnya nyala mencairkan fluks, busur terhenti dan proses pencairan fluk berjalan terus dam menjadi bahan pengantar arus listrik (konduktif). Sehingga elektroda terhubungkan dengan benda yang dilas melalui konduktor tersebut. Panas yang dihasilkan dari tahanan terhadap arus listrik melalui cairan fluk / slag cukup tinggi untuk mencairkan bahan tambahan las dan bahan induk yang dilas tempraturnya mencapai 3500° F atau setara dengan 1925° C

• SW (Stud Welding)

SW (Stud Welding) adalah las baut pondasi, gunanya untuk menyambung bagian satu konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam beton (baut angker) atau “ Shear Connector “

• ERW (Electric Resistant Welding)

ERW (Electric Resistant Welding) adalah las tahanan listrik yaitu dengan tahanan yang besar panas yang dihasilkan oleh aliran listrik menjadi semakin tinggi sehingga mencairkan logam yang akan dilas. Contohnya adalah pada pembuatan pipa ERW, pengelasan plat–plat dinding pesawat, atau pada pagar kawat

• EBW (Electron Beam Welding)

EBW (Electron Beam Welding) adalah las dengan proses pemboman elektron, suatu pengelasan uang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas loncatan elektron yang dimamapatkan dan diarahkan pada benda yang akan dilas. Penelasan ini dilaksanakan di dalam ruang hampa, sehingga menghapus kemungkinan terjadinya oksidasi atau kontaminasi

2. Berdasarkan Panas

Listrik dan Gas • GMAW (Gas Metal Arch Welding)

GMAW (Gas Metal Arch Welding) terdiri dari ; MIG (Metal Active Gas) dan MAG (Metal Inert Gas) adalah pengelasan dengan gas nyala yang dihasilkan berasal dari busur nyala listrik, yang dipakai sebagai pencair metal yang di–las dan metal penambah. Sebagai pelindung oksidasi dipakai gas pelindung yang berupa gas kekal (inert) atau CO2. MIG digunakan untuk mengelas besi atau baja, sedangkan gas pelindungnya adalah mengunakan Karbon dioxida CO2. TIG digunakan untuk mengelas logam non besi dan gas pelindungnya menggunakan

Helium (He) dan/atau Argon (Ar)

• GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG (Tungsten Inert Gas)

adalah pengelasn dengan memakai busur nyala dengan tungsten/elektroda yang terbuat dari wolfram, sedangkan bahan penambahnyyadigunakan bahan yang sama atau sejenis dengan material induknya. Untuk mencegah oksidasi, dipakai gas kekal (inert) 99 % Argon (Ar) murni

• FCAW (Flux Cored Arch Welding)

pada hakikatnya hampir sama dengan proses pengelasan GMAW. Gas pelindungnya juga sama-sama menggunakan Karbon dioxida CO2. Biasanya, pada mesin las FCAW ditambah robot yang bertugas untuk menjalankan pengelasan biasa disebut dengan super anemo

• PAW (Plasma Arch Welding)

PAW (Plasma Arch Welding) adalah las listrik dengan plasma yang sejenis dengan GTAW hanya pada proses ini gas pelindung menggunakan bahan campuran antara Argon (Ar), Nitrogen (N) dan Hidrogen (H) yang lazim disebut dengan plasma. Plasma adalah gas yang luminous dengan derajat pengantar arus dan kapasitas termis / panas yang tinggi dapat menampung tempratur diatas 5000° C

3. Berdasarkan Panas Yang Dihasilkan Campuran Gas • OAW (Oxigen Acetylene Welding)

OAW (Oxigen Acetylene Welding) adalah sejenis dengan las karbid / las otogen. Panas yang didapat dari hasil pembakaran gas acetylene (C2H2) dengan zat asam atau Oksigen (O2). Ada juga yang sejenis las ini dan memakai gas propane (C3H8) sebagai ganti acetylene. Ada pula yang memakai bahan pemanas yang terdiri dari campuran gas hidrogen (H) dan zat asam (O2) yang disebit OHW (Oxy Hidrogen Welding)

4. Berdasarkan Ledakan dan reaksi isotermis • EXW (Explosion Welding)

EXW (Explosion Welding) adalah las yang sumber panasnya didapatkan dengan meledakkan amunisi yang dipasang pada suatu mold/cetakan pada bagian tersebut dan mengisi cetakan yang tersedia. Cara ini sangat praktis untuk menyambung kawat baja / wire rope, slenk. Cara pelaksanaannya adalah ujung-ujung tambang kawat dimasukkan ke dalam mold yang telah terisi

amunisi selanjutnya serbuk ledak tersebut dinyalakan dengan pemantik api, maka terjadilah reaksi kimia eksotermis yang sangat cepat sehingga menghasilkan suhu yang sangat tinggi sehingga terjadilah ledakan. Ledakan tersebut mencairkan kedua ujung kawat baja yang terdapat didalam mold tadi, sehingga cairan metal terpadu dan mengisi ruangan yang tersedia didalam mold.

Penjelasan lanjut SMAW.

Sedangkan yang kita pakai pada praktikum yaitu las jenis SMAW (Shield Metal Arch Welding). Berikut penjelasan lebih lanjut tentang Las SMAW (Shield Metal Arch Welding) :

SMAW (Shielded Metal Arc Welding) / MMA (Manual Metal Arc) / Stick SMAW adalah las busur listrik dengan menggunakan elektroda berselaput (fluks). Fungsi fluks pada pengelasan ini adalah membentuk slag diatas hasil lasan yang berfungsi sebagai pelindung hasil lasan dari udara(Oksigen, hidrogen,dsb) selama proses las berlangsung.

Proses Kerja Pada proses las elektroda terbungkus,busur api listrik yang terjadi antara ujung elektro danlogam induk (base metal) akan menghasilkan panas. Panas inilah yang mencairkan ujung elektroda (kawat las) dan benda kerja secara setempat. Dengan adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk, terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam lasan (weldment) dan terak (slag).

Jenis Elektroda Elektroda untuk pengelasan SMAW ada berbagai macam (dipengaruhi oleh jenis fluks-nya, antara lain:

Type Cellulose Type Rutile Type Acid Type Basic

Perbedaan dari ke-empat jenis elektroda diatas adalah pada lelehan elektroda selama proses pengelasan berlangsung, seperti gambar dibawah ini:

Keterangan gambar : a. Type Cellulose b. Type Rutile c. Type Acid d. Type Basic Pemilihan jenis elektroda akan mempengaruhi kualitas dan hasil lasan, untuk itu, selain pemilihan jenis fluks, pemilihan elektroda harus disesuaikan dengan material yang akan dilas.

Arus Listrik Arus listrik yang digunakan untuk pengelasan SMAW adalah arus DC (Direct Current) dan arus AC (Alternating Current). Keuntungan

1. Dapat dipakai dimana saja, diluar, dibengkel & didalam air. 2. Satu set dapat mengelas berbagai macam tipe dari material mild steel ke

copper alloy dengan rectifier. 3. Set-up yang cepat dan sangat mudah untuk diatur. 4. Pengelasan dengan segala posisi. 5. Elektroda tersedia dengan mudah dalam banyak ukuran dan diameter. 6. Perlatan yang digunakan sederhana, murah dan mudah dibawa kemana-

mana. 7. Tingkat kebisingan rendah. 8. Tidak terlalu sensitif terhadap korosi, oli & gemuk.

Kerugian

1. Pengelasan terbatas hanya sampai sepanjang elektoda dan harus melakukan penyambungan.

2. Setiap akan melakukan pengelasan berikutnya slag harus dibersihkan. 3. Tidak dapat digunakan untuk pengelasan bahan baja non - ferrous. 4. Mudah terjadi Oksidasi akibat pelindung logam cair hanya busur las dari fluks. 5. Diameter elektroda tergantung dari tebal pelat dan posisi pengelasan.

Peralatan

Mesin las (Welding Machine) Elektroda (Electrode) Alat bantu dan keselamatan

Jenis Mesin Las (Power Source)

Transformator Rectifier Inverter Generator

C. Posisi Pengelasan

Posisi pengelasan atau sikap pengelasan adalah pengaturan posisi dan gerakan arah dari

pada elektroda sewaktu mengelas. Adapun pisisi mengelas terdiri dari empat macam yaitu:

Posisi di Bawah Tangan, Posisi di bawah tangan yaitu suatu cara pengelasan yang dilakukan pada permukaan rata/datar dan dilakukan dibawah tangan. Kemiringan elektroda las sekitar 10º - 20º terhada garis vertikal dan 70º - 80º terhadap benda kerja.

Posisi Datar (Horisontal), Mengelas dengan horisontal biasa disebut juga mengelas merata dimana kedudukan benda kerja dibuat tegak dan arah elektroda mengikuti horisontal. Sewaktu mengelas elektroda dibuat miring sekitar 5º - 10º terhada garis vertikal dan 70º - 80º kearah benda kerja.

Posisi Tegak (Vertikal), Mengelas posisi tegak adalah apabila dilakukan arah pengelasannya keatas atau kebawah. Pengelasan ini termasuk pengelasan yang paling sulit karena bahan cair yang mengalir atau menumpuk diarah bawah dapat diperkecil dengan kemiringan elektroda sekitar 10º - 15º terhada garis vertikal dan 70º - 85º terhadap benda kerja.

Posisi di Atas Kepala (Over Head), Posisi pengelasan ini sangat sukar dan berbahaya karena bahan cair banyak berjatuhan dapat mengenai juru las, oleh karena itu diperlukan perlengkapan yang serba lengkap antara lain: Baju las, sarung tangan, sepatu kulit dan sebagainya. Mengelas dengan posisi ini benda kerja terletak pada bagian atas juru las dan kedudukan elektroda sekitar 5º - 20º terhada garis vertikal dan 75º - 85º terhadap benda kerja.

Penempatan benda kerja disesuaikan dengan permintaan, dalam hal ini adalah

menyesuaikan posisi pengelasan. Penempatannya apakah posisi

1F, 2F, 3F, 4F, 5F, 6F

1G, 2G, 3G, 4G plate

1G, 2G, 5G, 6G, 6GR (pipa)

contoh posisi-posisi pengelasan seperti gambar berikut :

fillet joint (T-joint)

butt joint

D. CACAT LAS

1. Undercut atau tarik las terjadi pada bahan dasar, atau penembusan

\

pengelasan tidak terisi oleh cairan las, akan mengakibatkan retak.

Penyebabnya adalah :

• kelebihan panas

• kelebihan kecepatan pengelasan, sehingga tidak cukup

• bahan tambah mengisi cairan las.

• kelebihan kecepatan ayunan

• sudut dari brander dan bahan tambah yang tidak benar.

Cara pencegahannya:

• kurangi tekanan gas

• kecepatan pengelasan diperlambat, maka cairan las dapat mengisi dengan lengkap

pada daerah luar bahan dasar

• periksa sudut brander maupun bahan tambah saat pengelasan.

2. Incomplete Fusion terjadi ketika cairan las tidak bersenyawa dengan bahan dasar

atau lapisan pengelasan sebelumnya dengan lapisan yang baru dilas.

Penyebabnya adalah :

• Kelebihan kecepatan pengelasan yang menyebabkan hasil pengelasan cembung pada

manik las.

• Tekanan api yang terlalu kecil

• Persiapan pengelasan yang buruk seperti terlalu sempit rootgap.

Cara pencegahannya:

• naikkan tekanan gas

• kecepatan pengelasan diperlambat,

• periksa sudut brander maupun bahan tambah saat pengelasan.

• Lebarkan celah atau rootgap.

3. Overlaping adalah tonjolan cairan las yang keluar melebihi bibir kampuh.

Penyebabnya adalah :

• Terlalu lambat kecepatan pengelasan.

• Api terlalu kecil

• sudut dari brander dan bahan tambah yang tidak benar.

Cara pencegahannya:

• kecepatan pengelasan dipercepat

• pergunakan sudut brander maupun bahan tambah yang benar saat pengelasan.

• Naikkan tekanan gas

4. Crater atau kawat pengelasan adalah bagian yang dangkal pada permukaan las

ketika pengelasan berhenti disebabkan oleh cairan las yang membeku setelah

pengelasan berhenti, dapat menyebabkan retak bahkan sampai ke bahan dasar.

Pencegahannya dapat dilakukan dengan memberikan waktu pengelasan yang agak

lama pada daerah tersebut sebelum mengakhiri pengelasan.

Hal – hal yang mempengaruhi hasil pengelasan adalah, sudut elektroda, panjang busur,

kecepatan memindahkan busur, tinggi rendah arus yang digunakan. Hal ini dapat dilihat pada

gambar dibawah ini dimana perbedaan hasil pada pengelasan normal (A), pada arus yang

terlalu rendah (B), terlalu tinggi (C), kecepatan memindahkan busur yang terlalu cepat (D),

terlalu lambat (E), dan dengan arc yang terlalu panjang (F):

E. ELEKTRODA

Dikenal tiga jenis elektroda logam, yaitu elektroda polos, elektroda fluks, elektroda lapis

tebal. Elektroda polos terbatas penggunaannya, antara lain untuk besi tempa ddan baja lunak.

Biasanya digunakan polaritas langsung. Elektroda fluks dilapisi terak dan fluks digunakan

pada pengelasan logam dan paduan bukan besi.

Lapisan fluks mempunyai fungsi yaitu :

1. Membentuk lingkungan pelindung,

2. Membentuk terak dengan sifat tertentu.

3. Memungkinkan pengelasan atas kepala dan tegak lurus.

4. Menstabilkan busur.

5. Menambah unsur paduan pada logam induk.

6. Memurnikan logam secara metalurgi.

7. Mengurangi cipratan logam pengisi.

8. Meningkatkan efisiensi pengendapan.

9. Menghilangkan oksida dan ketidakmurnian.

10. Mempengaruhi kedalamam penetrasi busur.

11. Mempengaruhi bentuk manik.

12. Memperlambat kecepatan pendinginan sambungan las.

13. Menambah lapisan logam las yang berasal dari serbuk logam dalam lapisan

pelindung.

Elektroda lapis tebal adalah elektroda yang mempunyai lapisan tebal dan kandungan

serbuk logam yang tinggi cocok untuk pengelasan teknik kontak atau belah.

Perlu diketahui juga klasifikasi AWS dari elektroda SMAW dilambangkan dengan susunan

kode sebagai berikut:

Dengan keterangan bahwa:

E : menyatakan elektroda

XX : diisi kode yang menunjukkan daya rentang bahan (strength)

X : diisi kode yang menunjukkan posisi dari pengelasan

X : diisi kode yang menunjukkan selulosa - tipe dari arus dan lapisan

Adapun untuk posisi pengelasan ada 6 macam, meliputi:

1. 1G – Down hand

2. 2G – Horizontal

3. 3G – Vertical

4. 4G – Over head

5. 5G – Las pipa pada pipa yang berputar

6. 6G – Las pipa dimana pengelas yang berputar

F. Bagian –Bagian Mesin dan perlengkapannya :

Bagian utama mesin las : Plug to Power Source : Tempat untuk menyambungkan ke sumber arus. Input Power Lead : Kabel penghubung Arc Welding power source dengan plug to power source Arc Welding Power : Sumber Mesin las listrik. Electrode Lead Cable : Kabel penghubung elecrode holder dengan arc welding power source. Electrode Holder : Tempat untuk menjepit Electrode. Electrode : Pada bagian electrode terdapat adanya fluk yang berfungsi untuk melindungi logam cair dari lingkungan udara menghasilkan gas pelindung, menstabilkan busur, sumber unsur paduan. Base Metal : Benda Kerja yang akan di lakukan proses pengelasan. Workpiece Lead : Kabel penghubung workpiece conection (clamp) dengan Arc welding power source. Clamp : Penjepit yang biasanya bersifat positif dari mesin arc welding power yang berbentuk seperti tang. Welding Table : Tempat untuk menaruh base metal yang akan di las.

G. Perlengkapan Safety untuk Pengelasan Persiapan Alat dan Bahan untuk proses pengelasan:

a. Helm Ias

Helm las maupun tabir las digunakan untuk melindungikulit muka dan mata

dari sinar las (sinar ultra violet danultra merah) yang dapat merusak kulit maupun

mata,Helmlas ini dilengkapi dengan kaca khusus yang dapat mengurangi sinar

ultra violet dan ultra merah tersebut. Sinar Ias yang sangat terang/kuat itu tidak

boleh dilihatdangan mata langsung sampai jarak 16 meter. Oleh karena itu pada

saat mengelas harus mengunakan helm/kedok las yang dapat menahan sinar las

dengan kaca las. Ukuran kaca las yang dipakai tergantung pada pelaksanaan

pengelasan.

Gambar 1.a Helm Las

b. Sarung tangan

Sarung tangan digunakan untuk menghindari bahaya seperti memegang benda

plat yang masih dalam kondisi sangat panas.

Gambar 1.b Sarung Tangan

c. Apron

Apron adalah alat pelindung badan dari percikan bunga api yang dibuat dari

kulit atau dari asbes. Ada beberapa jenis apron yang digunakan yaitu apron dada

dan apron lengan

Gambar 1.c Apron

d. Tang

Tang digunakan untuk memegang benda plat uji yang masih dalam kondisi

panas berlebih.

Gambar 1.d Tang

e. Palu

Palu digunakan untuk membuang ( mengeluarkan ) hasil sisa dari pengelasan

benda uji plat.

Gambar 1.e Palu

f. Sikat pembersih

Sikat Pembersih biasanya digunakan untuk membersihkan kotoran sisa las-

lassan yang masih ada. Bulu sikat ini terdiri dari kawat yang berdiameter kecil.

Gambar 1.f Sikat Pembersih

g. Pemegang elektroda

Ujung yang tidak berselaput dari elektrodadijepit dengan pemegang

elektroda.Pemegang elektroda terdiri dari mulutpenjepit dan pegangan yang

dibungkus olehbahan penyekat. Pada waktu berhenti atauselesai mengelas, bagian

pegangan yangtidak berhubungan dengan kabeldigantungkan pada gantungan dari

bahan fiber atau kayu.

Gambar 1.g Pemegang elektroda

h. Filler electrode

Filler electrode fungsinya untuk memberikan lelehan cairan yang akan

digunakan untuk pengelasan. Penggunaan filler bersamaan dengan alat las.

Gambar 1.h Filler Elektrode

i. Benda plat uji

Benda plat uji yang akan digunakan sebagai media pengelasan.

Gambar 1.i Benda Plat Uji

. Langkah Kerja :

a. Pertama- tama, memakai pakaian standar proses pengelasan yaitu helm las, apron,

dan sarung tangan

b. Menyiapkan peralatan-peralatan yang dibutuhkan seperti tang, palu dan sikat

pembersih.

c. Meyiapkan atau mengambil bahan filler elektrode dan benda uji platnya.

d. Menyalakan power switch. Bila tuas ditekan kearah bawah maka akan mati.

Sebaliknya bila ingin dinyalakan ,maka tekan tuas ke arah atas ( Gambar 2.d).

Gambar 2.d Power Switch yang telah on

e. Mengatur berapa besar arus ampere yang akan kita gunakan. Untuk setiap jenis

pengelasan, kuat arus yang digunakan berbeda.

f. Mencapit ujung filler elektroda dengan pemegang elektroda.

Gambar 2.f Cara pencapitan filler elektroda

g. Menggunakan teknik starting untuk menyalakan api filler elektroda

Gambar 2.g Teknik Starting

h. Setelah api menyala, mengelas benda uji plat dengan gerakan zig-zag

Gambar 2.h Gerakan Zig Zag

i. Melakukan gerakan zig zag sampai filler elektroda abis

Rumusan masalah :

a. Jenis plat yang digunakan

b. Daftar elektrode yang digunakan

c. Berapa arus ampere yang digunakan

d. Berapa tegangan voltase yang digunakan

e. Apakah menggunakan arus AC atau DC

f. Berapa kecepatan pengelasannya

Berdasarkan hasil rumusan masalah yang diatas, maka diperoleh :

a. Jenis plat yang digunakan

Plat yang digunakan adalah jenis Plat Besi Tuang atau bisa disebut “Plat Bagong”

(Gambar 3.a).

Gambar 3.a Plat Besi Tuang

b. Daftar elektrode yang digunakan

Yaitu menggunakan elektrode Familiarc RB-26 yang berdiameter 3.2 mm

(Gambar 3.b )

Untuk klasifikasinya yaitu :

- Klasifikasi JIS E 4313 dan AWS E 6013

- Tipe covering high Titania

- Penggunaan untuk Mild Steel

Gambar 3.b Keterangan jenis elektrode yang digunakan

c. Berapa arus ampere yang digunakan

- Untuk las Flate (1-D) , menggunakan 105 Ampere

- Untuk las F-1 (T), menggunakan 145 Ampere kuat arus

- Untuk las F-2 (T), menggunakan 145 Ampere kuat arus

d. Berapa tegangan voltase yang digunakan

Tegangan voltase yang digunakan yaitu 415 Volt (Gambar 3.d ).

Gambar 3.d Keterangan tegangan voltase yang digunakan

e. Apakah menggunakan arus AC atau DC

Pada pengelasan ini,menggunakan jenis arus las AC sebesar 300 (Gambar 3.e ).

Gambar 3.e Keterangan jenis arus yang digunakan

f. Berapa kecepatan pengelasannya

Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, kecepatan pengelasan kira – kira

sebesar

- Untuk Las Flate, diperoleh ± 110 detik tiap filler habis. Sehingga untuk

pemakaian 3 filler akan diperoleh kecepatan ± 330 detik.

- Untuk Las F-1 (T), diperoleh ± 130 detik tiap bagian. Sehingga untuk 2 sisi

bagian ± 260 detik.

- Untuk Las F-2 (T), diperoleh ± 130 detik tiap bagian. Sehingga untuk 2 sisi bagian

± 260 detik.