DASAR-DASAR PENGELASAN Bab ini menjelaskan mengenai proses-proses pengelasan yang banyak dipakai oleh berbagai perusahaan, beserta keunggulan, kelemahan, dan masing-masing aplikasinya. Kemudian dijelaskan juga mengenai disain sambungan dan jenis-jenis sambungan. Komposisi logam las juga diterangkan, termasuk cara penyimpanan dan penanganan kawat las. Bab ini juga menjelaskan mengenai preheat, alasan melakukan preheat dan metode yang dipergunakan. Ada penjelasan khusus mengenai tujuan melakukan postweld heat treatment, pemotongan dengan oxyfuel gas serta pemotongan dengan mempergunakan busur logam. 1.1.0. PROSES-PROSES PENGELASAN Las busur adalah suatu proses pengelasan dimana panas dihasilkan oleh busur listrik diantara elektroda dengan benda kerja. Pada pengelasan dengan arus DC, benda kerja dihubungkan dengan kutub negatif dan elektroda dengan kutub positif, sedangkan pada pengelasan dengan polaritas lurus, benda kerja dihubungkan dengan kutub positif dan elektroda dengan kutub negatif. Proses-proses pengelasan yang dibicarakan disini adalah: 1. Shielded metal arc welding (SMAW). 2. Gas tungsten arc welding (GTAW). 3. Gas metal arc welding (GMAW). 4. Flux cored arc welding (FCAW). 5. Submerged arc welding (SAW). 6. Electroslag welding (ESW) dan electrogas welding (EGW). 7. Stud welding (SW). 8. Oxyfuel gas welding (OFW), braze welding dan brazing. 9. Cadwelding. 1.1.1. Shielded Metal Arc Welding SMAW adalah proses las busur manual dimana panas pengelasan dihasilkan oleh busur listrik antara elektroda terumpan berpelindung flux dengan benda kerja. Gambar 100-1 memperlihatkan bentuk rangkaian pengelasan SMAW. Gambar 100-1. Bentuk Rangkaian Pengelasan SMAW Bagian ujung elektroda, busur, cairan logam las dan daerah-daerah yang berdekatan dengan benda kerja, dilindungi dari pengaruh atmosfir oleh gas pelindung yang terbentuk dari hasil pembakaran lapisan pembungkus elektroda. Perlindungan tambahan untuk cairan logam las diberikan oleh cairan flux atau slag yang terbentuk. Filler metal atau logam tambahan disuplai oleh inti kawat elektroda terumpan, atau pada elektroda-elektroda tertentu juga berasal dari serbuk besi yang dicampur dengan lapisan pembungkus elektroda. Gambar 100-2 memperlihatkan prinsip dasar proses SMAW.

Gambar 100-2. Proses Pengelasan SMAW Keuntungan SMAW adalah proses las busur paling sederhana dan paling serba guna. Karena sederhana dan mudah dalam mengangkut peralatan dan perlengkapannya, membuat proses SMAW ini mempunyai aplikasi luas mulai dari refinery piping hinggapipelines, dan bahkan untuk pengelasan di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. SMAW bisa dilakukan pada berbagai posisi atau lokasi yang bisa dijangkau dengan sebatang elektroda. Sambungan-sambungan pada daerah dimana pandangan mata terbatas masih bisa di las dengan cara membengkokkan elektroda. Proses SMAW digunakan untuk mengelas berbagai macam logam ferrous dan non ferrous, termasuk baja carbon dan baja paduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast iron, dan beberapa paduan tembaga. Kelemahan Meskipun SMAW adalah proses pengelasan dengan daya guna tinggi, proses ini mempunyai beberapa karakteristik dimana laju pengisiannya lebih rendah dibandingkan proses pengelasan semi-otomatis atau otomatis. Panjang elektroda tetap dan pengelasan mesti dihentikan setelah sebatang elektroda terbakar habis. Puntung elektroda yang tersisa terbuang, dan waktu juga terbuang untuk mengganti-ganti elektroda. Slag atau terak yang terbentuk harus dihilangkan dari lapisan las sebelum lapisan berikutnya didepositkan. Langkah-langkah ini mengurangi efisiensi pengelasan hingga sekitar 50 %. Asap dan gas yang terbentuk merupakan masalah, sehingga diperlukan ventilasi memadai pada pengelasan di dalam ruang tertutup. Pandangan mata pada kawah las agak terhalang oleh slag pelindung dan asap yang menutupi endapan logam. Dibutuhkan juru las yang sangat terampil untuk dapat menghasilkan pengelasan berkualitas radiography apabila mengelas pipa atau plat hanya dari arah satu sisi. 1.1.2. Gas Tungsten Arc Welding Pada pengelasan dengan proses GTAW, panas dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam perlindungan inert gas (gas mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja. GTAW mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten itu sendiri ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk proses GTAW. Proses ini bisa dikerjakan secara manual atau otomatis. GTAW disebut juga dengan Heliarc yaitu istilah yang berasal dari merek dagang Linde Company atau Tig (tungsten inert gas). Filler metal ditambahkan ke dalam daerah las dengan cara mengumpankan sebatang kawat polos. Teknik pengelasan sama dengan yang dipakai pada oxyfuel gas welding atau OAW, tetapi busur dan kawah las GTAW dilindungi dari pengaruh atmosfir oleh selimut inert gas, biasanya argon, helium atau campuran keduanya. Inert gas disemburkan dari torch dan daerah-daerah disekitar elektroda tungsten. Hasil pengelasan dengan proses GTAW mempunyai permukaan halus, tanpa slag dan kandungan hydrogen rendah. Gambar 100-3. Peralatan Pada Pengelasan GTAW Jenis lain proses GTAW adalah pulsed GTAW, dengan menggunakan sumber listrik yang membuat arus pengelasan pulsasi. Hal ini membuat arus rata-rata menjadi lebih tinggi

untuk mendapatkan penetrasi dan kontrol kawah las yang lebih baik, terutama untuk pengelasan root pass. Pulsed GTAW terutama bermanfaat untuk pengelasan pipa posisiposisi sulit pada stainless steel dan non ferrous material seperti paduan nikel. GTAW sudah diaplikasikan juga untuk pengelasan otomatis. Otomatisasi proses ini membutuhkan sumber listrik dan pengontrolan terprogram, sistim pengumpanan kawat dan mesin pemandu gerak. Proses ini sudah digunakan untuk membuat las sekat pada tube-totubesheet bermutu tinggi dan las tumpul pada pipa-pipa heat exchanger. Butt weld pada pipa tebal diameter besar pada pembangkit tenaga listrik, merupakan keberhasilan lain dari aplikasi GTAW otomatis. GTAW menggunakan pengumpanan kawat otomatis disebut juga dengan cold wire TIG. Jenis lain dari pengelasan GTAW otomatis disebut hot wire TIG, yang dikembangkan untuk menyaingi yang lain dengan laju deposit lebih tinggi. Pada hot wire TIG, kawat las mendapat tahanan panas yang berasal dari arus AC tegangan rendah untuk memperbesar laju pengisian. Keuntungan. Proses GTAW menghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada bahan-bahan ferrous dan non ferrous. Dengan teknik pengelasan yang tepat, semua pengotor yang berasal dari atmosfir dapat dihilangkan. Keuntungan utama dari proses ini yaitu, bisa digunakan untuk membuat root pass bermutu tinggi dari arah satu sisi pada berbagai jenis bahan. Oleh karena itu GTAW digunakan secara luas pada pengelasan pipa, dengan batasan arus mulai dari 5 hingga 300 amp, menghasilkan kemampuan lebih besar untuk mengatasi masalah pada posisi sambungan yang berubah-ubah seperti celah akar. Sebagai contoh, pada pipa tipis (dibawah 0,20 inci) dan logam-logam lembaran, arus bisa diatur cukup rendah sehingga pengendalian penetrasi dan pencegahan terjadinya terbakar tembus (burnt through) lebih mudah dari pada pengerjaan dengan proses menggunakan elektroda terbungkus. Kecepatan gerak yang lebih rendah dibandingkan dengan SMAW akan memudahkan pengamatan sehingga lebih mudah dalam mengendalikan logam las selama pengisian dan penyatuan. Kelemahan. Kelemahan utama proses las GTAW yaitu laju pengisian lebih rendah dibandingkan dengan proses las lain umpamanya SMAW. Disamping itu, GTAW butuh kontrol kelurusan sambungan yang lebih ketat, untuk menghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada pengelasan dari arah satu sisi. GTAW juga butuh kebersihan sambungan yang lebih baik untuk menghilangkan minyak, grease, karat, dan kotoran-kotoran lain agar terhindar dari porosity dan cacat-cacat las lain. GTAW harus dilindungi secara berhati-hati dari kecepatan udara di atas 5 mph untuk mempertahankan perlindungan inert gas di atas kawah las. Aplikasi pada pekerjaan. GTAW mempunyai keunggulan pada pengelasan pipa-pipa tipis dan tubing stainless steel diameter kecil, paduan nikel, paduan tembaga dan aluminum. Pada pengelasan pipa dinding tebal, GTAW sering kali dipakai pada root pass untuk pengelasan yang membutuhkan kualitas tinggi, seperti pada pipa-pipa tekanan tinggi dan temperatur tinggi dan pipa-pipa belokan pada dapur pemanas. GTAW juga digunakan pada root pass apabila membutuhkan

permukaan dalam yang licin, seperti pada pipa-pipa dalam acid service. Karena ada perlindungan inert gas terhadap pengelasan dan mudah dalam mengontrol proses las, membuat GTAW sering kali digunakan pada logam-logam reaktif seperti titanium dan magnesium. Pada pipa-pipa tipis, 0,125 inci atau kurang, bisa digunakan sambungan berbentuk persegi dan rapat. Root pass dikerjakan tanpa menambahkan filler metal (disebut dengan autogenous weld). Pada pipa-pipa tebal, bagian ujung sambungan mesti dibevel, diluruskan dan diberi celah (disebut dengan bukaan akar), kemudian ditambahkan filler metal selama pengelasan root pass. Sebagai pengganti filler metal, bisa juga disisipkan consumable insert (ring penahan) ke dalam sambungan, yang nantinya bersatu dengan root (sebagai filler metal tambahan). Pengelasan dengan consumable insert membutuhkan kontrol kelurusan sambungan yang teliti. Backup Gas Purge. Backup gas purge digunakan pada bahan-bahan yang sensitif terhadap kontaminasi udara pada sambungan-sambungan las tunggal yang tidak di backgouging. Backup gas perlu pada baja-baja chrome-moly tertentu (? 3 % chromium), stainless steel, paduan-paduan nikel tinggi, paduan tembaga dan titanium. Gas purge tidak diperlukan pada pengelasan carbon steel atau low alloy steels apabila kandungan chromium kurang dari 3 %. Baik argon atau helium bisa digunakan sebagai purge gas. Pilihan lain bisa juga menggunakan nitrogen sebagai gas purge, untuk pengelasan austenitic stainless steel, tembaga dan paduanpaduan tembaga. Nitrogen tidak cocok pada bahan-bahan lain karena beraksi sebagai pengotor. Hasil terbaik pada stainless steel atau high nickel steel akan diperoleh apabila baja ini di purging sehingga kandungan oxygen kurang dari 1 %. Purging dengan empat hingga sepuluh kali volume yang diperlukan, dilakukan untuk mendapatkan secara relatif gas inert di udara. Apabila keberadaannya tidak tertentu berkaitan dengan kecukupan purge gas tersebut, bisa digunakan mine safety oxygen analyzer untuk memeriksa kandungan oxygen pada purge gas yang dikeluarkan dari daerah pengelasan. Gas purging pertama kali dilakukan dengan kecepatan aliran tinggi, misalnya 30 hingga 90 CFH untuk membilas sistim, kemudian diturunkan hingga 5 sampai 8 CFH pada proses pengelasan. Harus ada perhatian khusus untuk memastikan bahwa tekanan backup gas tidak berlebihan ketika mengelas root pass, bila tidak logam las akan meleleh atau terbentuk cekungan pada akar las. Pembuangan yang memadai penting sekali untuk menghindarkan terbentuknya tekanan berlebihan selama proses pengelasan. Daerah pembuangan pada exhausting backup gas paling tidak harus sama dengan daerah terbuka yang dipakai untuk memuat backup gas ke system. Setelah selesai melakukan pengelasan pada root pass dan fill layer, backup gas purge bisa dihentikan. Jumlah fill layer yang dibutuhkan sebelum menghentikan gas purge tergantung dari tebal lapisan dan penetrasi. 1.1.3. Gas Metal Arc Welding Proses las GMAW dikerjakan dengan mempergunakan elektroda solid atau tubular sesuai dengan komposisi diinginkan, yang diumpankan melalui suatu spool atau gulungan. Elektroda ini diumpankan secara kontinyu dari sebuah gun atau torchsambil mempertahankan busur yang terbentuk antara ujung elektroda dengan base metal.

Gambar 100-4 memperlihatkan peralatan las GMAW, dan Gambar 100-5 menjelaskan proses kerjanya. Pengelasan GMAW disebut juga dengan MIG (metal inert gas). Singkatan MIG ini tidak lagi menjelaskan proses las GMAW, karena tidak semua gas pelindung yang dipakai oleh proses ini adalah gas inert. Di dalam pengelasan GMAW, elektroda umumnya berbentuk solid dan semua gas pelindung berasal dari sumber luar. Ada tiga jenis proses GMAW yang banyak dipakai yaitu: 1. Short-circuiting (GMAW-S). 2. Spray atau globular transfer GMAW. 3. Pulsed arc (GMAW-P). Gambar 100-4. Peralatan Las GMAW Gambar 100-5. Proses Kerja Pengelasan GMAW Short Circuiting (GMAW-S) Short-circuiting atau hubungan singkat adalah suatu jenis transfer busur (disebut juga dengan short arc atau dip transfer). Pada GMAW jenis ini, cairan logam dari ujung kawat elektroda menyentuh genangan kawah las, sehingga terbentuk hubungan singkat. Pada awal siklus hubungan singkat, ujung elektroda cair berbentuk bola kecil, yang bergerak menuju benda kerja. Ketika cairan logam ini menyentuh benda kerja, terjadi hubungan singkat. Bola cair ini kemudian terlepas dari kawat, memutuskan jembatan cair antara kawat elektroda dengan benda kerja. Busur kemudian menyala kembali dan siklus berulang lagi. Logam ditransferkan hanya selama hubungan singkat, yang terjadi dalam frekwensi 20 hingga 200 kali per detik. Lihat Gambar 100-6 mengenai ilustrasi proses GMAWS-S. GMAW-S mempergunakan kawat-kawat elektroda solid diameter kecil (0,030; 0,035 atau 0,045 inci). Pengelasan bisa dilakukan secara otomatis atau semi otomatis. Gambar 100-6. Short-Circuiting Transfer (GMAW-S) Selama pengelasan dengan GMAW-S, busur dan kawah las dilindungi oleh suatu gas atau gas campuran. Pada carbon steel, gas pelindung umumnya adalah CO2 atau campuran argon dan CO2. Campuran 75 % argon dan 25 % CO2 sering dipakai karena karakteristik pengelasan lebih baik. Campuran gas lain yang banyak dipakai yaitu yang mengandung helium. Komposisi gas pelindung ditentukan untuk mendapatkan karakteristik pengelasan yang diinginkan, seperti bentuk bead, penetrasi dan percikan las. Semakin besar jumlah CO2 berarti semakin ekonomis, tetapi akan menimbulkan penetrasi lebih dalam dan percikan las lebih banyak, serta memperbesar hilangnya unsur Mn dan Si. Kemampuan pengelasan untuk semua posisi dan mudah dalam pengendalian membuat proses GMAW-S cocok untuk pengelasan root pass pada pipa, dan pengelasan gage strip lining tipis. GMAW-S dapat digunakan untuk berbagai macam bahan yaitu carbon steel, chrome-moly steel, stainless steel dan paduan-paduan nikel. Beberapa perusahaan ada yang membatasi pemakaian GMAW-S pada pengelasan pipa, karena terdapat resiko tidak adanya penyatuan dan cold lap pada fill pass. Dengan demikian fill pass pada pengelasan pipa dibatasi hanya pada posisi datar saja.

Spray Transfer atau Globular Transfer Pada spray transfer GMAW, pemindahan logam melintasi busur, seperti aliran tetesantetesan kecil dengan diameter sama atau lebih kecil dari diameter kawat elektroda, lihat Gambar 100-7. Spray transfer hanya terjadi pada gas pelindung argon tinggi (80 % argon atau lebih). Transfer yang terjadi di atas arus minimum, disebut arus transisi, tergantung pada komposisi dan diameter filler metal. Misalnya arus transisisi untuk filler metal baja diameter 0,045 inci adalah 220 amper. Apabila arus di bawah arus transisi, ukuran tetesan menjadi lebih besar dari diameter kawat elektroda, dan menjadiglobular transfer. Globular transfer GMAW selalu dilakukan dengan memakai gas pelindung CO2. Gambar 100-8 mengilustrasikan globular transfer GMAW. Gambar100-7. GMAW-Spray Arc GMAW Spray transfer menghasilkan percikan las paling sedikit dari berbagai jenis transfer logam. Panas masukan yang tinggi menghasilkan penetrasi yang bagus dan laju pengisian tinggi, tetapi aplikasi proses spray transfer ini hanya terbatas pada pengelasan posisi datar dan horizontal saja. GMAW globular transfer dengan tetesan besar, membuat pengelasan pada posisi-posisi sulit menjadi lebih sukar dan percikan las menjadi lebih banyak. Gambar 100-8 GMAW-Globular Transfer. Pulsed Arc Proses las pulsed arc atau GMAW-P dilakukan dengan sumber listrik tegangan tetap (constant voltage). Dengan sumber listrik CV ini, arus listrik diatur secara otomatis untuk mencairkan elektroda dengan kelajuan tertentu, bergerak menuju benda kerja. Apabila tinggi busur lebih pendek atau lebih panjang, sumber listrik akan merubah arus output untuk memperbesar atau memperkecil pembakaran elektroda sambil menjaga jarak busur dan tegangan tetap konstan. Pulsed arc welding adalah sebuah proses las transfer sembur yang menggunakan sumber listrik khusus (pulsed atau synergic MIG), yang dapat merubah arus las antara arus pulsa tinggi dan tingkat arus back ground rendah, berulang-ulang kali setiap detik. Selama pulsasi ini, terjadi transfer logam las melalui busur. Gambar 100-9 memperlihatkan spray transfer yang terjadi dengan arus rata-rata di bawah arus transisi logam pengisi. Gambar 100-9. Diagram Pulsed-Arc Welding Arus back ground berfungsi untuk menjaga busur, ketika masing-masing pulsa arus mempunyai cukup tenaga untuk melepaskan satu tetesan dari ujung kawat. Transfer logam terjadi selama pulsa arus tinggi, ketika tetesan logam ( 1 diameter kawat) melewati busur dengan arus rata-rata lebih rendah dari yang dibutuhkan pada spray transfer atau konvesional. Shielding Gas yang Direkomendasikan Shielding gas yang direkomendasikan untuk proses pengelasan GMAW dan FCAW-G diberikan pada Appendix A Alloy Fabrication Data, untuk baja paduan yang akan dilas. Keuntungan

Proses pengelasan GMAW dapat dikerjakan secara semi-otomatis atau otomatis. Asap dan percikan las pada GMAW hubungan singkat lebih sedikit dibandingkan dengan SMAW, juga tidak ada slag yang harus dibersihkan setelah pengelasan selesai. Kecepatan pengelasan dan laju pengisian sama atau bisa lebih besar dari pada SMAW. Larutan logam las umumnya lebih rendah karena penetrasi GMAW lebih dangkal. Dengan panas masukan rendah dan penetrasi yang dangkal, logam-logam tipis lebih mudah disambung dan sambungan yang memiliki celah root lebih lebar akan lebih mudah dilas. Pada fabrikasi pipa-pipa di bengkel, root pass bermutu tinggi dapat dikerjakan lebih cepat pada berbagai posisi dan pada umumnya dengan biaya lebih rendah. GMAW spray transfer dan globular transfer mempunyai kawah las yang lebih mudah dilihat, sama halnya dengan las busur teknik hubungan singkat (short circuiting arc) tetapi tanpa slag. Karena tidak ada flux dan relatif sedikit jumlah deoxidizer yang diberikan pada kawat, lebih sedikit pekerjaan membersihkan yang diperlukan setelah pengelasan selesai. Keseragaman panjang busur dipertahankan dengan cara membuat sumber listrik memiliki tegangan konstan. Proses las GMAW mempunyai laju pengisian lebih besar pada pengelasan paduan-paduan ferrous dan non-ferrous. Proses ini cocok dipergunakan pada las kampuh dan pengelasan untuk membuat lapisan anti karat pada stainless steel, nickel based alloys dan paduan-paduan tembaga seperti aluminum bronze. Kelemahan. Peralatan las GMAW lebih mahal, dan lebih rumit dalam pemasangan dan perawatan, dibandingkan dengan SMAW. Biaya kawat las dan shielding gas bisa menjadi lebih mahal dibandingkan dengan elektroda terbungkus, tetapi hal ini bisa diimbangi karena produktivitas yang tinggi dan sedikitnya pemborosan. Shielding gas pada pengelasan GMAW dapat terganggu karena pengaruh tiupan angin, sehingga harus diambil tindakan pencegahan apabila kecepatan angin lebih dari 5 mph. Pelindung angin atau tirai khusus dapat dipakai untuk menahan atau mengurangi tiupan angina, sehingga kecepatannya cukup rendah untuk menjaga shielding gas secara memadai. Memperbesar aliran gas untuk mengimbangi pengaruh tiupan angin yang berlebihan, akan menimbulkan masalah lain yang lebih buruk, karena akan timbul turbulensi disekitar busur yang akan menarik udara disekitarnya. GMAW memerlukan ruang gerak yang lebih besar terhadap benda kerja karena pengaruh ukuran welding gun dan nozzle. Pada umumnya alat pengumpan kawat harus ditempatkan sedekat mungkin dengan benda kerja. Short-circuiting welding dapat dipakai untuk mengelas root pass dengan cara butt weld atau sambungan bercabang tetapi harus dikontrol ketat saat melakukan fill pass, karena ada resiko non-fusion atau cold lap. Ketika melakukan fill pass pada pengelasan pipa dengan cara butt weld, pengelasan hanya dilakukan dengan cara las naik yaitu antara posisi jam 10 dan jam 2, dimana pipa bisa ditahan tetap oleh kuda-kuda penyangga (posisi 5G) atau diputar (1G). Proses pengelasan ini tidak cocok dikerjakan pada fillet weld apabila tebal logam lebih dari 1/4 inch, dan pada umumnya tidak digunakan untuk fabrikasi pressure vessel, tangki atau palang-palang struktur. Lack of fusion yang terletak diantara lapisan-lapisan las sukar dideteksi dengan radiography dan karena pengaruh kontrol yang buruk dari proses hubungan singkat ini, masalah LOF

menjadi cukup berat, sehingga membuat beberapa fabrikator meninggalkan proses pengelasan ini. Dibandingkan dengan proses las SMAW, pengelasan short-circuiting butuh kebersihan, dan kelurusan sambungan serta penggerindaan tack weld yang lebih baik guna mendapatkan hasil pengelasan root pass bermutu tinggi. LOF tidak akan menjadi masalah jika panas masukan dibuat lebih tinggi pada GMAW spray transfer atau globular transfer. Pada GMAW spray transfer, terdapat radiasi busur yang banyak. Hal ini tidak menyenangkan bagi juru las dan membuat proses ini lebih cocok untuk las otomatis pada beberapa aplikasi. Pengelasan GMAW spray transfer terbatas pada pengelasan posisi datar dan horizontal saja karena kawah las lebih besar. Aplikasi pada Pekerjaan Proses GMAW short-circuiting dapat menghemat waktu saat pengelasan root pass pada pipa dan pemasangan alloy strip lining pada pressure vessel. Baik GMAW spray transfer ataupun globular transfer dapat digunakan pada fabrikasi pipa dan pressure vessel untuk selain dari root pass. Kedua proses ini dapat juga digunakan untuk membuat lapisan tahan karat. Spray transfer digunakan dengan cara butt weld pada pengelasan stainless steel, paduan nikel dan paduan tembaga. Pulsed arc welding dapat dipakai untuk aplikasi yang sama, tetapi mempunyai keuntungan dapat mengelas dengan semua posisi. Spray transfer tidak dianjurkan untuk mengelas carbon steel apabila masih dapat dikerjakan dengan proses las SAW, tetapi bisa digunakan untuk mengelas tembaga dan paduan-paduan nickel. 1.1.4. Flux Cored Arc Welding Flux cored arc welding atau las busur berinti flux mirip dengan proses las GMAW, yaitu menggunakan elektroda solid dan tubular yang diumpankan secara kontinyu dari sebuah gulungan. Elektroda diumpankan melalui gun atau torch sambil menjaga busur yang terbentuk diantara ujung elektroda dengan base metal. FCAW menggunakan elektroda dimana terdapat serbuk flux di dalam batangnya. Butiran-butiran dalam inti kawat ini menghasilkan sebagian atau semua shielding gas yang diperlukan. Jadi berlawanan dengan GMAW, dimana seluruh gas pelindung berasal dari sumber luar. FCAW bisa juga menggunakan gas pelindung tambahan, tergantung dari jenis elektroda, logam yang dilas, dan sifat dari pengelasan yang dikerjakan. Ada dua jenis variasi FCAW yang memiliki kegunaan berbeda-beda tergantung dari metode gas pelindung. - Gas Shielded (FCAW-G). - Self-shielded (FCAW-SS). Proses (FCAW-G) atau berpelindung gas memerlukan shielding gas yang berasal dari sumber luar (biasanya CO2 atau campuran argon-CO2 seperti tampak pada Gambar 100-10. Gambar 100-10. FCAW Pelindung Gas Gambar 100-11 FCAW Berpelindung Diri

Proses (FCAW-SS) memiliki pelindung sendiri misalnya Lincoln Innershield, seperti tampak dalam gambar 100-11. FCAW dapat dikerjakan secara otomatis atau semi-otomatis, tetapi yang paling banyak dipakai adalah proses semi-otomatis. Gas Shielded Flux Cored Arc Welding Elektroda FCAW-G dapat digunakan untuk mengelas carbon steel, low alloy steel dan stainless steel. Berpedoman pada AWS, elektroda-elektroda yang digunakan pada pengelasan FCAW dibicarakan pada pasal 1.3.3. Pada pengelasan carbon steel dan low alloy steel, elektroda berinti flux yang banyak dipakai adalah dari jenis T-1 (acid slag), T-2 (single pass welding) dan T-5 (basic slag). Elektroda T-1 memiliki sifat-sifat pengelasan bagus, tetapi acid slag tidak membantu menjaga logam las menjadi rendah hydrogen kecuali bila dibuat secara khusus. Hanya sejumlah tertentu elektroda berinti flux yang memenuhi syarat low hydrogen (kurang dari 10 ml/100 g logam las), dan ini adalah yang paling banyak tersedia dari jenis T-1. Elektroda tipe T-1 bisa digunakan baik dengan gas pelindung CO2ataupun campuran argon-CO2. Elektroda T-1 akan memiliki busur lebih halus dan percikan las lebih sedikit bila menggunakan gas pelindung argon-CO2, meskipun logam las mempunyai unsur Mn dan Si sedikit lebih tinggi. Elektroda EX0T-1 didisain hanya untuk mengelas pada posisi datar dan horizontal saja. Elektroda EX1T-1 dibuat untuk pengelasan semua posisi dengan diameter hingga 1/16 inch. Pengelasan posisi vertikal umumnya dikerjakan dengan arah las naik. Elektroda tipe T-2 dirancang untuk pengelasan single pass pada logam-logam berkarat, dan mempunyai deoxidizer Mn dan Si lebih tinggi. Elektroda T-2 ini jangan sekali-kali digunakan untuk pengelasan multipass karena peningkatan unsur Mn dan Si menyebabkan tensile strength logam las yang tidak terlarut akan bertambah besar (lebih dari 100 ksi), sehingga menimbulkan masalah retak ketika sedang dilas atau pada kondisi pemakaian sour service. Elektroda tipe T-5 mempunyai basic slag dengan kandungan hydrogen logam las lebih rendah dan memperbesar impact properties dan daya tahan terhadap retak yang memuaskan. Meskipun demikian, elektroda ini juga mempunyai sifat-sifat pengelasan lebih buruk dibandingkan dengan elektroda T-1. Saat ini elektroda T-1 terbaru sudah dikembangkan yang menggabungkan dua jenis elektroda yang paling baik, sehingga elektroda T-5 menjadi jarang dipakai lagi. Self Shielded Flux Cored Arc Welding Elektroda EX1T-8 adalah elektroda FCAW-SS (Lincoln Innershield) untuk pengelasan carbon steel dan low alloy steel yang mendapat perhatian besar dari beberapa perusahaan. Elektroda ini bisa dipakai untuk pengelasan semua posisi, notch toughness bagus dan pada umumnya mempunyai kandungan hydrogen rendah (kurang dari 10 ml/100 logam las). Elektroda-elektroda ini digunakan dengan berbagai diameter mulai dari 0,068 hingga 3/32 inch. Pengelasan semua posisi dilakukan dengan elektroda diameter 5/64 inch atau lebih kecil, sementara elektroda dengan ukuran lebih besar hanya digunakan untuk pengelasan posisi datar dan horizontal saja. Las turun umumnya tidak dilakukan kecuali bila menggunakan elektroda khusus yang dirancang untuk pengelasan pipe line. Elektroda selfshielded mempunyai denitrifiers guna menghindarkan porosity karena tangkapan nitrogen selama proses pengelasan. Pada umumnya aluminum dipakai sebagai denitrifyng las, karena deposit las dengan kandungan aluminum hingga 1% dianggap tidak berbahaya.

Pengelasan dengan proses FCAW-SS pada pekerjaan-pekerjaan yang kritikal seperti sambungan T-Y-K dan kombinasinya pada anjungan lepas pantai, membutuhkan juru las yang dilatih secara khusus dan mematuhi prosedur las yang sudah dibuat dengan ketat, seperti elektroda, lebar ayunan, tebal lapisan dan pemanasan awal. Keuntungan Proses FCAW-G mempunyai keunggulan yaitu penetrasinya lebih dalam dan laju pengisian lebih tinggi dibandingkan dengan proses SMAW. Dengan demikian proses las ini menjadi lebih ekonomis pada pekerjaan di bengkel-bengkel las. Unsur-unsur paduan bisa ditambahkan pada inti flux untuk membuat jenis komposisi menjadi lebih banyak, termasuk beberapa logam paduan rendah dan stainless steel. Flux memberikan perlindungan bagus pada kawah las dengan membentuk selubung gas pelindung dan lapisan slag. Meskipun demikian, proses ini tidak mentolerir tiupan angin lebih dari 5 mph tanpa porosity berlebihan. FCAW-G cocok untuk pengelasan semua posisi tanpa menimbulkan masalah lack of fusionseperti yang terdapat pada GMAW hubungan singkat. Filler metal FCAW-SS menghilangkan kebutuhan terhadap gas pelindung dari luar dan mentoleransi kondisi angin yang lebih kuat tanpa menimbulkan porosity. Proses ini dianggap sama dengan proses elektroda terbungkus terhadap toleransi angin. Dengan juru las yang dilatih dengan baik dan pengawasan yang berhati-hati, FCAW-SS bisa digunakan untuk pengelasan dari arah satu sisi, pada sambungan T-Y-K seperti struktur anjungan lepas pantai untuk menggantikan elektroda terbungkus. FCAW-SS juga bisa digunakan untuk fill pass pengelasan semua posisi pada butt weld atau fillet weld. Juru las perlu dilatih dengan prosedur khusus tetapi proses tersebut mudah dipakai. Aplikasi proses FCAW-SS meliputi pengelasan benda-benda tebal, pipelines dan pelapisan. Kelemahan FCAW-G dan FCAW-SS kedua-duanya membentuk lapisan slag yang harus dikikis diantara lapisan-lapisan las. Baik FCAW-G ataupun FCAW-SS bukan merupakan proses low hydrogen; filler metal harus dibeli dari pabrik elektroda yang dilengkapi dengan syarat-syarat low hydrogen. Pengelasan yang dilakukan dengan proses ini dapat menimbulkan notch toughness yang buruk. Filler metal yang digunakan harus memenuhi persyaratan uji impak seperti elektroda T-1, T-5 dan T-8. Elektroda-elektroda ini umumnya memiliki kandungan hydrogen lebih rendah dan mempunyai persyaratan kimia khusus untuk menghasilkan sifat yang lebih konsisten. Proses pengelasan FCAW-G tidak boleh dilakukan apabila kecepatan angin lebih dari 5 mph karena ada resiko porosity berlebihan. Menaikkan aliran gas untuk mengatasi hembusan angin yang tinggi bukan menyelesaikan masalah, karena dapat menimbulkan kondisi yang lebih buruk karena menghasilkan turbulensi yang akan menarik udara disekitarnya. Proses FCAW-G menghasilkan lebih banyak asap dari pada kawat solid GMAW. Kawat FCAWSS bahkan menimbulkan lebih banyak asap, sehingga pada pekerjaan di bengkel-bengkel las dibutuhkan ventilasi yang memadai dan kadang-kadang memerlukan alat khusus pembuang asap di daerahwelding gun. Tingkat asap pada FCAW-SS stainless steel atau pada kawat-kawat FCAW-G hampir sama dengan elektroda stick, dan lebih kecil dari pada kawat carbon steel berpelindung diri (self-shielded wires). Pengelasan yang dilakukan dengan kawat FCAW-SS perlu kontrol yang ketat terhadap tebal dan lebar bead dan elektrode stickout guna mendapatkan sifat-sifat ketangguhan yang tinggi.

Aplikasi pada Pekerjaan Proses FCAW-G dapat dilakukan dengan semua posisi untuk pengelasan struktural, pipa atau pressure vessel secara butt weld atau fillet weld. Proses FCAW-SS terutama mempunyai keunggulan karena dapat digunakan untuk pengelasan struktur, seperti bangunan dan anjungan lepas pantai dimana lokasi lapangan atau rumitnya struktur membuat pemakaian peralatan las SAW menjadi tidak praktis dan penggunaan proses SMAW kurang kompetitif. Elektroda-elektroda berpelindung diri (self-shielded wires) bisa digunakan untuk pengelasan root pass dan fill pass dari arah satu sisi pada sambungan T-YK pada anjungan lepas pantai, apabila pihak Kontraktor dapat mendemontrasikan bahwa mereka mempunyai pengalaman dengan proses tersebut, welder dan inspektor yang terlatih, serta memiliki prosedur las yang sudah diakui. 1.1.5. Submerged Arc Welding SAW atau las busur terbenam termasuk salah satu las busur listrik, dimana busur dan kawah las ditutupi oleh lelehan flux dan lapisan butiran-butiran flux seperti tampak pada Gambar 100-12. Gambar 100-12. Submerged Arc Welding (SAW) Pada proses ini busur las tidak terlihat. Elektroda diumpankan secara kontinyu dari sebuah gulungan dengan cara yang sama seperti pada proses GMAW. Panas busur melelehkan base metal, elektroda dan flux sehingga menghasilkan kawah las yang ditutupi oleh lapisan slag cair. Lapisan slag melindungi kawah las sampai membeku. Karena busur tidak terlihat, pengelasan dapat dilakukan tanpa menimbulkan radiasi besar dimana hal ini sudah merupakan sifat dari proses busur terbuka, dan juga menghasilkan sangat sedikit asap. Pengelasan dengan proses SAW pada umumnya dilakukan di bengkel-bengkel, karena benda kerja dapat diletakkan dengan posisi datar untuk memperoleh laju pengisian yang lebih tinggi. Proses pengelasan SAW juga sudah digunakan dilapangan untuk mengelas dinding tangki penyimpanan minyak secara horizontal dengan menggunakan alat khusus pengelasan posisi jam 3, dan juga untuk mengelas plat bola yang dirakit dilapangan dan diatur untuk pengelasan posisi datar. Karena penetrasi SAW dalam, proses ini tidak cocok untuk mengelas root pass tanpa terlebih dahulu diberi penyangga las. Penyangga (back up) dapat bersifat sementara atau permanen. Pengelasan dari arah satu sisi bisa dilakukan dengan memberi bahan penyangga sementara seperti batangan tembaga,flux back up, atau pita back up khusus dari bahan flux atau keramik. Bahan-bahan penyangga sementara yang lain adalah batangan baja, yang juga dapat digunakan untuk meluruskan sambungan. Penyangga ini dilepaskan sebelum mengelas dari arah sebaliknya. Sambungan las untuk SAW pada umumnya dirancang dengan land lebih tebal dan tanpa celah agar dapat menopang logam las selama pengelasan dari sisi pertama. Karena penetrasi lebih dalam, sisi sebaliknya dapat dilas tanpa perlu diback gouging. Contohnya adalah double SAW (disingkat dengan DSW), yang dilakukan oleh pabrik-pabrik pembuat pipa.

SAW bisa digunakan dengan arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), tetapi arus DC lebih banyak dipakai karena penyalaan busur lebih mudah dan penetrasinya lebih dalam. Jenis lain SAW adalahtandem arc welding, yang menggunakan dua batang elektroda sekaligus, dan bisa dikerjakan dengan arus DC-AC atau AC-AC. Proses las SAW biasanya dikerjakan secara otomatis. Bisa juga dilakukan secara semi-otomatis dengan gun genggam tetapi laju pengisian kurang memuaskan. Flux SAW harus disimpan ditempat yang hangat, kering dan harus direkondisi apabila lembab (sesuai dengan petunjuk pabrik). Kawat untuk pengelasan SAW juga mesti disimpan ditempat yang kering. Keuntungan Proses las SAW ini dapat digunakan untuk mengelas carbon steel, low alloy steel, stainless steel dan beberapa paduan nikel tinggi. Proses ini digunakan secara luas untuk membuat lapisan anti karat dengan menggunakan elektroda berbentuk lembaran (tebal 0,5 mm dan lebar 60 mm). Proses las ini dapat dikerjakan dengan arus lebih tinggi serta elektroda berganda, sehingga diperoleh laju pengisian dua hingga sepuluh kali lebih cepat dari pada SMAW. Karakteristik penetrasi yang dalam dari proses SAW ini menyebabkan kampuh las bisa dibuat lebih sempit, sehingga dapat mengurangi jumlah lapisan yang diperlukan dan juga menghemat waktu pengelasan. Lapisan slag yang menyelimuti logam las memberikan perlindungan yang handal terhadap logam las cair, sehingga menghasilkan deposit las bermutu tinggi. Sebagai sebuah proses las busur terbuka, SAW tidak menimbulkan radiasi tinggi dimana hal ini memberikan kenyamanan kepada juru las. SAW adalah proses las rendah hydrogen, tetapi kandungan hydrogennya tergantung dari tingkat kekeringan dan jenis flux yang dipakai. Kekerasan di daerah HAZ cenderung lebih rendah karena panas masukan yang lebih tinggi menyebabkan laju pendinginan menjadi lebih lambat. Pada umumnya tampilan bead yang halus dari pengelasan SAW membuat inspeksi visual menjadi lebih mudah terhadap cacat-cacat las karena kesalahan operator atau kesalahan fungsi peralatan. Kelemahan Di dalam prakteknya, proses las SAW membutuhkan penanganan dan waktu pemasangan lebih banyak untuk meletakkan benda kerja sedemian rupa sehingga pengelasan dapat dilakukan dengan posisi datar. Terbatasnya pandangan mata terhadap busur dan kawah las selama pengelasan membuat proses ini menjadi lebih sulit dalam mempertahankan posisi las di atas sambungan, meskipun pada umumnya hal ini tidak menjadi masalah. Waktu pemasangan untuk pengelasan lebih lama dibandingkan dengan GMAW dan SMAW, sehingga proses ini tidak ekonomis pada pekerjaan-pekerjaan kecil. Apabila menggunakan panas masukan lebih besar, bisa terbentuk butiran-butiran kasar di daerah HAZ. Keadaan ini menyebabkan hilangnya sifat impact, yang pada beberapa aplikasi tidak diperbolehkan. Pada pengelasan dengan lapisan banyak, harus dipilih kombinasi kawat/flux yang sesuai sehingga dapat mencegah pembentukan unsur Mn dan Si pada logam las, karena unsurunsur ini akan menaikan kekerasan, menurunkan ketangguhan, dan menimbulkan masalah retak pada sour service. Cacat-cacat las yang umum terjadi pada SAW: 1. Porosity karena kontaminasi pada pengelasan. Hal ini terjadi karena pembersihan karat dan kerak pada sambungan tidak sempurna.

2. Slag inclusion karena muka las terlalu cembung atau undercut. Hal ini terjadi karena slag terkurung disepanjang sisi logam las dan tidak terbuang selama pembersihan. 3. Retak ditengah las-lasan karena bentuk bead tidak tepat. Hal ini terjadi pada pengelasan dimana kedalamannya lebih besar dibandingkan lebar. Pertimbangan Dalam Memilih Kombinasi Kawat/Flux Unsur-unsur paduan bisa ditambahkan baik pada kawat elektroda ataupun flux, tetapi kontrol kimia yang lebih baik akan diperoleh apabila suatu paduan tertentu ditambahkan pada kawat dan menggunakan flux netral. Kelarutan logam induk pada SAW lebih besar dibandingkan dengan proses pengelasan yang lain, karena penetrasinya lebih dalam. Kelarutan logam induk ini mempunyai pengaruh signifikan pada sifat kimia logam las dan harus dipertimbangkan ketika memilih kombinasi kawat/flux, terutama pada logam-logam tipis. PWHT akan mengurangi kekerasan logam las tetapi juga menurunkan tensile strength. PWHT penting sekali dilakukan apabila temperatur pengelasan lebih tinggi dan holding time lebih lama. Pengaruh PWHT terhadap tensile strength harus dipertimbangkan dalam memilih kombinasi kawat/flux. Sehingga perhatian yang seksama harus dilakukan di dalam memilih kombinasi kawat/flux yang akan menghasilkan komposisi logam las dengan sifat kimia dan kekuatan yang sempurna. Aplikasi pada Pekerjaan Pada umumnya beberapa perusahaan tidak memakai proses las SAW otomatis ini apabila tidak banyak permintaan yang bisa dijadikan alasan untuk menggunakan proses las ini. Walaupun peralatan tersedia untuk pengelasan semi otomatis, proses las SAW kurang memuaskan dari pada GMAW karena GMAW lebih serba guna. Proses las SAW digunakan secara luas oleh suplier untuk mengelas struktur-struktur besar seperti tangki, pressure vessel, kapal, anjungan lepas pantai termasuk alat pengeboran dibawah laut. Proses las ini digunakan juga untuk membuat lapisan selubung baik dengan elektroda lembaran ataupun berupa kawat. 1.1.6. Electroslag Welding dan Electrogas Welding ESW adalah suatu proses las otomatis dengan laju deposit tinggi yang digunakan untuk mengelas logam dengan tebal 2 inci atau lebih secara vertikal. Pemakaiannya yaitu pada pengelasan pressure vessel, kapal, dan struktur. Ada dua jenis proses las ESW: - Metode panduan tidak terumpan (konvensional). - Metode panduan terumpan. Kedua metode ini menggunakan alat-alat dan bentuk filler metal yang berbeda. Pada kedua jenis proses pengelasan ESW ini, plat berbentuk persegi mula-mula diletakkan secara vertikal dengan jarak kira-kira satu inch, kemudian dilas naik secara vertikal. Permulaan tab dimulai dari bagian bawah sambungan dan runoff tab pada bagian atas. Pada ESW konvensional, sepatu tembaga berpendingin air yang bisa dipindah-pindah diletakkan pada sisi bagian depan dan belakang sambungan, untuk menahan logam cair tetap berada pada tempatnya sampai membeku. Proses ini dimulai dengan menyalakan

busur diantara kawat elektroda dengan bottom starting tab pada cekungan yang terbentuk antara pinggiran alat yang mempunyai celah dengan sepatu tembaga. Butiran flux diletakkan pada cekungan. Busur listrik dinyalakan pada permulaan proses, dan berlangsung terus sehingga terbentuk slag konduktif. Segera setelah slag menjadi konduktif, busur padam dan slag tetap cair karena resistansi panas yang berasal dari arus yang lewat diantara elektroda dengan benda kerja. Selama proses pengelasan berlangsung, flux ditambahkan secara teratur untuk menjaga ketepatan slag yang menutupi genangan logam cair. Resistansi panas slag melelehkan filler wire dan pinggiran plat membentuk genangan logam cair, yang ditahan oleh sepatu tembaga. Selama pembekuan, sepatu secara otomatis bergerak naik kepermukaan plat. Satu atau lebih kawat dapat digunakan, tergantung pada tebal plat. Gambar 100-13 menjelaskan sebuah sistim elektro slag plat tebal yang menggunakan tiga batang kawat las dan cocok untuk mengelas pressure vessel. Gambar 100-13. Electroslag Welding Konvensional dengan Tiga Batang Elektroda ESW panduan terumpan menggunakan suatu tube panduan terumpan untuk menempatkan kawat elektroda berada pada sambungan, dan sepatu tembaga berpendingin air permanen. Tube pemandu tidak bergerak tetapi terbakar habis selama pengelasan. Hal ini membuat kawah las muncul di dalam kampuh. Tube panduan terumpan menambahkan filler metal pada logam las dan juga menyediakan flux pada slag konduktif dari bagian luar coating (seperti elektroda terbungkus dengan lobang besar). Lebih dari satu tube panduan terumpan dapat dipakai untuk pengelasan logam-logam tebal. Electrogas Welding EGW dilakukan dengan posisi vertikal dengan cara yang sama dengan ESW, tetapi berbeda dalam mempertahankan busur diantara elektroda berinti flux dan kawah las. Kawah las ditutupi oleh cairan slag tipis dan diselimuti oleh gas CO2 atau argon-CO2. EGW terbatas pemakaiannya pada benda-benda tipis, biasanya kurang dari 2 inch. Proses ini bisa dikerjakan dengan satu sepatu dapat dilepas, yang membentuk permukaan logam las pada bagian sisi sebelah depan. Bagian belakang logam las dibentuk oleh batangan penyangga dari tembaga permanen atau oleh root pass yang dikerjakan dengan proses manual atau semi-otomatis. Sambungan las pada EGW bisa berbentuk persegi dengan suatu celah atau pengelasan dengan bevel standar V dikerjakan dengan proses las yang lain. Keuntungan Keuntungan utama dari proses las ESW dan EGW adalah kemampuannya untuk melakukan pengelasan vertikal dari berbagai ketebalan dengan waktu lebih cepat dibandingkan dengan proses-proses las yang lain. ESW terutama sekali dipakai untuk mengelas logam-logam tebal dibengkel-bengkel, sementara EGW bisa dikerjakan baik di bengkel atau di lapangan. Persiapan sambungan pada kedua proses ini sederhana dan lebih sedikit terjadinya distorsi pengelasan dibandingkan dengan metode lain. Kelemahan Baik proses las ESW ataupun EGW hanya terbatas pada penyambungan carbon steel dan low alloy steel dengan posisi vertikal. Waktu pemasangan pada proses ini sangat lama, tetapi dapat diimbangi oleh laju pengisian yang lebih cepat. Pentingnya waktu pemasangan berkurang dengan bertambah tebalnya logam las. ESW sensitif terhadap kontrol bentuk

bead. Retak garis tengah bisa terjadi apabila faktor bentuk (kedalaman kawah las dibagi dengan lebar kawah las) rendah. Suatu contoh faktor bentuk rendah yaitu peka terhadap retak (adalah satu), karena kawah las mempunyai ukuran sama dengan lebar. ESW dan EGW mempunyai panas masukan sangat tinggi. ESW memiliki panas masukan paling tinggi, menghasilkan pengelasan dengan butiran kasar berjumlah banyak dan daerah HAZ dengan notch toughness rendah. Pengelasan ESW membutuhkan perlakuan panas untuk menghaluskan kembali butiran setelah pengelasan selesai (misalnya normalizing) untuk memulihkan notch toughness. Perlunya normalizing setelah pengelasan biasanya untuk menghindarkan pemakaian ESW untuk pengelasan dilapangan. Panas masukan EGW tidak sebesar ESW, tetapi ada sedikit penurunan sifat logam di daerah HAZ. Hal ini membatasi aplikasi EGW terhadap bahan-bahan yang mempunyai notch toughness lebih buruk. Keterbatasan ini membuat beberapa kontraktor membatasi pemakaian EGW pada tangki penyimpanan dilapangan yang memiliki suhu pemakaian minimum 30oF atau lebih. Aplikasi pada Pekerjaan Aplikasi pengelasan ESW paling umum yaitu pada sambungan-sambungan longitudinal pada shell ringuntuk pressure vessel carbon steel dan low alloy steel berdinding tebal. EGW digunakan untuk sambungan vertikal pada tanki penyimpan minyak. 1.1.7. Stud Welding SW adalah proses pengelasan yang relatif mudah dikerjakan. Proses las jenis ini digunakan untuk memasang insulation pins dan refractory anchors. Proses las SW menggunakan welding gun khusus dan pengatur waktu otomatis. Panas pengelasan terbentuk karena tarikan busur antara welding studdengan base metal. Segera setelah ujung stud dan permukaan base metal di bawah stud meleleh, stud dipaksa melawan base metal karena tekanan, dan terjadi pembekuan. Dengan demikian dihasilkan penyatuan las berkekuatan penuh dengan hasil pengelasan dan daerah HAZ yang sempit. Stud welding bisa dilakukan dengan menggunakan mesin las drawn-arc atau capasitor discharge. Drawn arc stud welding mempergunakan mesin las DC konvensional dengan polaritas lurus, pengatur waktu otomatis, dan gun genggam. Capasitor discharge stud welding menggunakan energi listrik lucutan cepat yang tersimpan di dalam kapasitor sebagai sumber panas. Stud bisa dipasangkan dengan SMAW apabila mesin las stud otomatis tidak ada. Persiapan permukaan sebelum pengelasan penting sekali untuk memperoleh mutu stud welding yang konsisten. Kerak dan karat harus dibuang sebelum pengelasan. Hal ini diikuti dengan penggerindaan atau abrasive blasting. Aplikasi pada Pekerjaan Pengelasan stud dengan cara drawn-arc atau capasitor discharge digunakan secara luas untuk mengikat insulasi dan refractory anchor pada pipa, pressure vessel dan tangki, dan untuk pemasangan konduktor panas pada furnace tube. Kualitas stud welding harus diperiksa pada setiap awal perubahan, untuk menentukan apakah prosedur (gun pengatur waktu) dan persiapan permukaan sudah memuaskan. Inspeksi visual terhadap stud weld (untuk memeriksa 360 derajat cahaya disekitar base) dan kelengkungan stud dengan sudut kira-kira 15 derajat dari sumbu merupakan suatu cara yang dapat diterima untuk

memastikan apakah stud sudah terpasang dengan baik. Stud yang tidak memperlihatkan cahaya 360 derajat atau terputus selama pembengkokan dapat diperbaiki dengan menggunakan proses SMAW. 1.1.8. Oxyfuel Gas Welding, Braze Welding dan Brazing Oxyfuel Gas Welding Proses las OFW mempergubakan panas yang berasal dari nyala gas untuk melelehkan base metal dan menghasilkan penyatuan, biasanya diikuti dengan menambahkan filler metal dalam bentuk kawat dengan komposisi yang sesuai. Obor oxyacetelyne adalah metode yang paling biasa dipakai, dengan temperatur nyala api sekitar 5600oF. Propane, gas alam, dan alternatif lain dari bahan bakar gas acetelyne tidak dipakai pada pengelasan gas karena laju pemanasannya terlalu rendah. Akan tetapi gas-gas ini digunakan untuk memotong, preheating dan brazing, apabila kebutuhan terhadap karakteristik nyala api tidak terlalu penting. Gas welding pada umumnya sudah digantikan oleh SMAW dan proses-proses pengelasan yang terbaru. Meskipun demikian, OFW masih dipakai untuk fillet weld dan butt weld pada pipa-pipa tipis diameter 2 inch ke bawah dimana GTAW adalah alternatif lain. Gas welding juga digunakan pada pengecoran logam untuk memperbaiki casting iron. Gambar 100-14 memperlihatkan detail peralatan OFW. Gambar 100-15 memperlihatkan nyala api oxyacetylene yang digunakan dalam OFW. Gambar 100-14. Peralatan Oxyfuel Gas Welding Gambar 100-15. Karakteristik Nyala Api Oxyacetylene Keuntungan. OFW digunakan terutama sekali karena fleksibel, mudah diangkut dan tidak ada persyaratan terhadap sumber tenaga listrik. Peralatan sederhana dan biayanya murah serta bisa digunakan untuk pekerjaan yang berkaitan dengan pemotongan, pembengkokan, preheating dan brazing. Efektifitasnya tergantung pada keterampilan juru las dalam mengendalikan komposisi nyala api, panas masukan dan sudut dari obor (yang mempengaruhi ukuran kawah las). Gas welding dengan nyala carburizingmenghasilkan kekerasan paling tinggi pada deposit pelapisan. Kelemahan OFW bersifat lambat dan menghasilkan panas setempat yang menimbulkan masalah perubahan bentuk. Butiran kasar, struktur yang getas biasa dijumpai pada pengelasan carbon steel karena faktor panas masukan yang tinggi serta kecepatan las yang rendah. Baik carburizing ataupun decarburizingdapat terjadi pada logam las dan daerah-daerah yang berdekatan dengan base metal apabila nyala api diatur secara tidak benar. Kondisi ini bisa sangat merusak daya tahan terhadap karat pada baja-baja chromium dan paduanpaduan yang lebih tinggi. Braze Welding dan Brazing Proses penyambungan dengan metode ini mempergunakan obor gas seperti halnya pada OFW, tetapi hanya untuk melelehkan filler metal saja, logam dasarnya tidak. Brazing dan braze welding mempergunakan filler metal yang akan meleleh pada suhu di atas 840oF

(450oC). Soldering menggunakan filler metal yang meleleh pada suhu di bawah 840oF (450oC). Silver brazing, dahulu disebut silver soldering, menggunakan paduan peraktembaga untuk tujuan aplikasi umum. Pada braze welding, panas diberikan pada sambungan las untuk menaikan suhunya sehingga di atas titik lebur filler rod, tetapi tidak melebihi titik lebur logam dasar. Filler metal kemudian dialirkan kepermukaan yang panas, dimana terdapat flux yang sesuai, sehingga membentuk suatu ikatan. Proses ini digunakan untuk memperbaiki casting iron dengan brass filler metal. Brazing tidak dipakai pada wadah yang digunakan untuk menyimpan cairan yang mudah terbakar karena bisa meleleh dalam api. Brazing menggunakan prinsip kerja kapilaritas untuk menimbulkan pelelehan paduan brazing yang mengalir diantara sambungan-sambungan yang berdekatan. Sambungan tumpul, tumpang atau soket dengan celah antara bagian sekitar dua hingga enam mils, menghasilkan kekuatan paling tinggi. Sambungan yang lebih lemah akan terbentuk apabila toleransi kelurusan tidak dikontrol untuk menghindarkan celah yang berlebihan. Meskipun demikian, celah yang terlalu sempit atau sama sekali tidak ada jarak akan menghalangi brazing alloy mengalir menuju sambungan dan juga dapat menghasilkan sambungan yang lemah atau bocor. 1.1.9. Cadwelding Cad welding adalah merek dagang dari proses las thermit yang digunakan untuk memasang sambungan-sambungan listrik tembaga dan ground lead pada pipe lines dan struktur. Satu aplikasi penting pada pipeline adalah pemasangan kawat-kawat sacrificial anode dan test lead untuk cathodic protection. Penyambungan Cadweld diperlihatkan pada Gambar 100-16. Prinsip kerjanya terdiri dari pelelehan serbuk paduan tembaga secara exothermal di dalam sebuah cetakan grafit yang dapat dipakai lagi.Powder charge (mesiu) ditahan oleh sebuah piringan penahan dari logam tipis. Ketika paduan tembaga meleleh melalui piringan logam, ia akan mengalir melalui tap hole kerongga pengelasan dan membeku pada permukan material yang akan disambung. Jenis-jenis cetakan berbeda-beda pada setiap aplikasi. Cetakan digunakan untuk mengikat timah kawat diameter kecil (typically #4 atau kurang) pada pipelines seperti yang diilustrasikan pada gambar. Gambar 100-16 Cadweld untuk Penyambungan Timah Kabel dengan Pipa Serbuk Cadweld (F-33) yang dipergunakan untuk memasang cathodic protection lead dan test wirepada pipeline adalah campuran tembaga oxida dan aluminum dengan sedikit vanadium. Serbuk ini dilengkapi dengan 15 gram (CA15) dan cartdridges yang lebih besar. Meskipun demikian, powder charge dibatasi hanya 15 gram menurut ANSI/ASME B31.4 dan B31.8 piping systems. Sejumlah starting powder dipadatkan pada setiap cartridge sehingga starting powder terbentang di atas campuran tersebut ketika isinya dialirkan ke dalam cetakan. Mesiu mulai dinyalakan dengan menggunakan pemantik flint spark kemudian mesiu bereaksi sehingga menghasilkan paduan tembaga cair yang mengandung aluminum dan vanadium. Paduan ini meleleh melalui piringan logam dan membeku pada timah listrik dan base metal, kemudian mengikatnya satu sama lain. Slag tipis aluminum-oksida terbentuk yang menyisakan gumpalan dan kerak pada cetakan. Slag mudah dihilangkan dengan chipping hammer dan harus dibuang dari cetakan sebelum digunakan lagi.

Penelitian telah memperlihatkan bahwa pengaruh metalurgi Cadwelding terhadap pipeline tidak merusak pipa-pipa API 5L grade (X-65 dan di bawahnya) dengan ketebalan 0,2 inci dan lebih. Aplikasi Cadweld pada ketebalan kurang dari 0,2 inci harus dievaluasi tersendiri. Evaluasi harus meliputi fluida, suhu, tekanan dan flow rate pipeline tersebut. Perhatian utama adalah berkurangnya kekuatan dinding selama pengelasan, bertambah dalamnya daerah HAZ, dan meningkatnya penetrasi tembaga. Proses Pengelasan Lain Beberapa proses penyambungan lain tidak dibicarakan disini karena jarang dipakai. Prosesproses ini adalah: - Plasma arc welding. - Electron beam welding. - Laser welding. - Resistance welding. . Flash welding. . Projection welding. . Resistance seam welding. . Resistance spot welding. - Friction and inertia welding. - Explosion welding. 1.2.0. DISAIN SAMBUNGAN LAS 1.2.1. Pertimbangan dalam Membuat Disain Sambungan Disain sambungan yang tepat sangat penting sekali, karena akan mempengaruhi cara mempersiapkan sambungan, urutan pengelasan, efisiensi sambungan, dan produktivitas. Setiap pekerjaan harus dievaluasi berkaitan dengan proses pengelasan, posisi, kemudahan menjangkau dan inspeksi, kontrol terhadap distorsi dan syarat-syarat disain untuk menentukan detail sambungan yang tepat. Hasil paling baik hanya akan diperoleh apabila sambungan telah dipersiapkan secara sempurna dan kelurusannya sudah tepat. Pada umumnya benda-benda yang dilas adalah wadah tempat penyimpanan cairan berbahaya (misalnya pressure vessel, tangki dan pipa) atau pengelasan sambungansambungan kritis pada struktur anjungan lepas pantai. Pada aplikasi ini, penting diketahui bahwa logam las memiliki kekuatan dan ketangguhan yang handal, dan juga bebas dari discontinuity dan crevices dimana zat-zat korosif bisa berkumpul. Diperlukan butt weld penetrasi penuh dengan komposisi kimia dan sifat-sifat mekanis yang persis sama dengan base metal, karena akan menghasilkan kinerja pemakaian yang paling baik dan tahan terhadap kelelahan, karat dan patah getas. Pengelasan dengan penetrasi

sebagian dan fillet weld hanya digunakan apabila beban pemakaian dan stress tidak terlalu berat. Misalnya, fillet weld hanya dilakukan dengan sambungan tumpang (lap joint) pada plat bagian bawah dan atas sebuah tangki, karena lebih ekonomis dari pada butt weld. Sebaliknya sambungan-sambungan pada dinding tangki yang memiliki tegangan lebih tinggi, dilas dengan cara butt weld penetrasi penuh. Simbol-simbol standar untuk pengelasan, brazing dan inspeksi NDT dijelaskan pada ANSI/AWS A2.4-86. Tabel simbol las AWS diberikan pada gambar 100-37 dan Appendix E. 1.2.2. Detail Sambungan Sambungan Tumpul Persegi Pada proses las SMAW, sambungan tumpul persegi seperti tampak pada Gambar 100-17 digunakan untuk menyambung pipa secara single weld dengan ketebalan hingga 1/8 inci, dan menyambung plat dengan cara double weld dengan ketebalan hingga 5/16 inch. Sambungan tumpul persegi adalah sambungan yang paling mudah dibikin karena tidak memerlukan pembevelan. Sambungan ini bisa dibuat dengan menggunakan alat oxyfuel gas cutting, mesin gerinda, atau gunting. Gambar 100-17. Sambungan Tumpul Persegi

Sambungan single V Pada proses las SMAW, disain sambungan berbentuk single V (Gambar 100-18) digunakan untuk penyambungan pipa secara single weld dan penyambungan plat secara double weld untuk ketebalan hingga 3/4 inch. Bentuk sambungan seperti ini bisa dibuat dengan menggunakan lampu potong atau mesin gerinda. Gambar 100-18. Sambungan Single V Sambungan Double V Sambungan double V (Gambar 100-19) lebih ekonomis untuk pengelasan plat tebal 3/4 hingga 2-1/2 inci dengan proses las SMAW, karena volume logam las yang akan diisikan lebih sedikit dibandingkan dengan memakai sambungan single V. Gambar 100-19. Sambungan Double V Pada sambungan jenis ini perlu dilakukan back gouging pada root pass setelah pengelasan dari sisi pertama selesai untuk mendapatkan penetrasi sempurna. Kontrol terhadap perubahan bentuk bisa menjadi lebih baik, karena pengelasan dari sisi kedua akan mengimbangi pengelasan dari sisi pertama. Pada sambungan double V dengan ketebalan tidak sama, pengelasan yang pertama kali dilakukan adalah sisi yang paling dalam (misalnya 0,67T) karena backgouging cenderung akan mengimbangi dalamnya pengelasan. Pada sambungan yang memiliki ketebalan sama, kedua belah sisi bisa dilas pertama kali. Sambungan jenis ini bisa dibikin dengan menggunakan lampu potong atau mesin gerinda. Modifikasi Sambungan pada Pengelasan Pipa.

Apabila melakukan pengelasan pada pipa dengan tebal lebih dari inci dengan cara SMAW, bisa digunakan sambungan V yang dimodifikasi atau single U (lihat Gambar 100-20) sebagai menggantikan sambungan pipa single V standar. Karena persiapan untuk membuat sambungan yang dimodifikasi ini harus dilakukan dengan mesin, sambungan jenis ini bisa menjadi lebih mahal dari pada sambungan single V biasa. Meskipun demikian, volume logam las yang dibutuhkan menjadi lebih kecil dan pemakaiannya bisa menghemat waktu pengelasan. Gambar 100-20. Bentuk Sambungan pada Pipa Tebal Fillet Weld Fillet weld (lihat Gambar 100-21) membutuhkan persiapan sambungan paling sedikit. Pelurusan terhadap lap joint atau T-joint harus teliti (umumnya dalam 1/16 inci) jika tidak maka efektifitas throat fillet weld tidak terbentuk. Celah yang lebih lebar membutuhkan ukuran fillet atau bentuk las-lasan yang lebih besar dari arah satu sisi untuk mengimbangi celah lebar tersebut. Gambar 100-21. Fillet weld Sambungan Las pada Fitting Pengelasan pada fitting dapat dilakukan baik secara set-on (paste on) atau set-in (lihat Gambar 100-22). Set-on pada umumnya dipakai pada fitting yang memiliki diameter kecil (2 inci atau kurang) yang dilas dari arah satu sisi. Fitting ini bisa berupa coupling, weldolet, atau small forging yang dilobangi setelah pengelasan selesai. Set-in digunakan pada fitting yang memiliki diameter lebih besar, dan pada umumnya untuk pengelasan penetrasi penuh yang membutuhkan pengelasan dari arah dua sisi. Penguat (reinforcement) pada bagian-bagian yang hilang sering kali diperlukan dan boleh jadi perlu pad plate atau penguat yang berasal dari fitting itu sendiri. Gambar 100-22. Detail Pengelasan pada Fitting 1.2.3. Backing Ring dan Consumable Insert Backing Ring Permanen Backing ring permanen digunakan untuk menahan cairan logam las (lihat Gambar 100-23). Ring ini pada umumnya tidak boleh dipergunakan pada pipa-pipa proses karena merupakan tempat berkumpulnya endapan-endapan korosif, foster crevice corrosion, dan menghalangi alat-alat pembersih internal. Ring ini juga dapat menimbulkan retak akar apabila kondisi pemakaian bergetar (cyclic) dan terdapat kondisi tegangan balik pada akar. Pada pekerjaan dimana faktor-faktor ini tidak merupakan problem, backing ring bisa memperbaiki kualitas root pass dengan juru las yang tidak begitu terampil. Gambar 100-23. Backing Ring Consummable Insert Consummable insert, tidak sama halnya dengan backing ring, karena consumable insert ini ikut terbakar atau bersatu ke dalam root pass sambungan selama pengelasan. Ring jenis ini

dipakai untuk membuat root pass pipa memiliki kualitas radiografi, yaitu butuh bentuk bead yang lebih baik serta lebih sedikit pekerjaan perbaikan dan penolakan. Consumable insert memiliki bermacam-macam bentuk disain. Hal ini sering disebut sesuai dengan nama disainnya mula-mula atau sesuai dengan bentuknya, seperti: 1. Grinnel inserts (berbentuk persegi datar). 2. "Y" ring inserts. 3. EB (electric boat) inserts (berbentuk ring). 4. Kellogg inserts (flattened round wire). Sambungan las yang menggunakan consumable insert butuh kontrol toleransi yang lebih ketat selama mesinasi dan pelurusan, agar insert terhindar dari incomplete fusion. Salah satu toleransi untuk fit-up dan persiapan sambungannya adalah 0,010 inci. Consumbale insert pada umumnya dapat diterima karena ia terbakar habis selama pengelasan dan biasanya mempunyai komposisi kimia sama dengan filler metal. Juru las perlu pengalaman atau pelatihan pada pengelasan dengan consumable insert supaya diperoleh pelelehan dan penyatuan insert yang sempurna. Detail ukuran dan syarat-syarat terhadap consumable insert dapat dilihat pada AWS A5.30. 1.2.4. Perubahan Ketebalan Adakalanya tebal dari bagian yang akan disambung berbeda-beda. Contoh umumnya adalah penyambungan pipa yang mempunyai schedule berbeda, seperti elbow schedule 80 dengan pipa schedule 40, dimana elbow yang lebih tebal harus dipotong miring (taper) supaya sesuai dengan pipa yang lebih tipis agar diperoleh mutu root yang dapat diterima. Taper bervariasi terhadap code yang berbeda. Gambar 100-24 mengilustrasikan dua cara untuk menyambung pipa yang lebih tebal dengan pipa yang lebih tipis. Gambar 100-24. Persiapan Sambungan Pipa dengan Tebal Berbeda Seamless pipe dapat memiliki perbedaan ketebalan yang signifikan apabila diameter dalam dan diameter luar tidak kosentrik. Pelurusan yang buruk akan ditemui apabila bagian yang lebih tebal dari dinding salah satu pipa disambung dengan bagian yang lebih tipis dari pipa lain. Dapat dilakukan counterboring untuk menyesuaikan bore sepanjang tebal minimum atau tingkat tegangan tidak dilanggar. Code pada umumnya tidak memperbolehkan perubahan ketebalan secara tiba-tiba pada sambungan butt weld, karena akan memperbesar kosentrasi tegangan. Disamping itu sambungan-sambungan single V pada pipa atau plat secara esensial harus sama rata dengan bagian belakang untuk menghindarkan cacat-cacat las pada akar seperti incomplete penetration. Pada pressure vessel yang mempunyai tebal dinding tidak sama, harus dilakukan taper apabila beda ketebalan lebih dari seperempat dari bagian yang lebih tipis, atau apabila beda ketebalan lebih dari 1/8 inci, yang mana yang lebih kecil, lihat Gambar 100-25. Transisi bisa dibuat dengan berbagai proses yang akan menghasilkan taper seragam, seperti weld buildup, pengerindaan, atau pembevelan dengan lampu potong. Panjang taper yang dibutuhkan meliputi lebar las-lasan.

Gambar 100-25. Persiapan Sambungan Plat dengan Tebal Berbeda 1.2.5. Persyaratan Code Code seperti di bawah berikut dijadikan acuan oleh perusahaan-perusahaan konstruksi. 1. ASME Code for Boilers and Pressure vessels. 2. ANSI/ASME B31.3 Code for Piping. 3. ANSI/ASME B31.4 Code, B31.8 Code dan API Std. 1104 for pipelines. 4. API Std. 12D, 620, 650 for storage tanks. 5. AWS D1.1 for structures. Pressure Vessel. Pengelasan pressure vessel dijelaskan dalam ASME Code Section VIII, Division 1. Disain sambungan harus memberikan akses, dimensi dan bentuk yang memenuhi fusi dan penetrasi yang dibutuhkan. Lihat Gambar 100-25 mengenai persiapan sambungan terhadap logam yang memiliki tebal tidak sama. Vessel yang terbuat dari dua buah plat atau lebih harus dilas secara longitudinal pada bagian yang berdekatan, yang kemudian diatur secara bergantian oleh sebuah jarak sebesar paling tidak 5 kali ketebalan plat. Nozzle atau reinforcement pada pressure vessel harus dipasang dengan pengelasan yang cukup untuk menghasilkan kekuatan penuh dari bagian-bagian penguat. Leher nozzle harus dipasang pada dinding vessel dengan las kampuh penetrasi penuh. Leher nozzle yang dimasukkan kedalam sebuah lobang pada dinding vessel bisa dipasang dengan las kampuh penetrasi penuh atau penetrasi sebagian; meskipun demikian pengelasan penetrasi penuh lebih diutamakan. Piping. Chemical plant dan petroleum refinery piping dibicarakan dalam ANSI/ASME B31.3. Apabila ketidak lurusan internal pipa lebih dari 1/16 inci, bagian dinding yang lebih tebal harus di counterbored atau taper bored sehingga permukaan internal hampir rata. Ukuran perbandingan bevel yang direkomendasikan adalah 4:1, tetapi sudut bevel tidak boleh lebih dari 30 derajat. Hal ini akan mengurangi kosentrasi tegangan, mempermudah pengelasan root pass, dan meningkatkan inspeksi sambungan bila menggunakan radiografi. Counterboring atau tapering tidak boleh melanggar ketebalan minimum. Kepingan transisi bisa digunakan diantara pipa yang memiliki ketebalan berbeda, terutama apabila yield strengthnya juga berbeda. 1.2.6. Tegangan pada Butt Weld dan Fillet Weld

Gambar 100-26 mengilustrasikan istilah-istilah yang digunakan pada fillet weld. Gambar 100-27 sampai 100-31 memberikan persamaan-persamaan hitungan sederhana yang digunakan untuk menentukan tegangan pada butt weld dan fillet weld. Gambar 100-26. Istilah-istilah pada Fillet Weld Istilah-istilah standar Istilah-istilah standar yang digunakan dalam menghitung tegangan sambungan las dalam contoh berikut adalah: S = normal stress, psi. Ss = shear stress, psi. M = bending moment, in-lb. P = external load, lb. L = length of weld, in. h = size of weld, in. Pada fillet weld, h = fillet size. Pada butt weld, h = ukuran tumit las-lasan tidak termasuk tonjolan las. Gambar 100-27. Butt Weld dengan Gambar 100-28. Fillet Weld dengan Beban Tegangan Langsung pada Beban Langsung Fillet Weld. Gambar 100-29. Bending Momen pada Gambar 100-30. Single Fillet Weld Fillet Weld Pada Beban Paralel Gambar 100-31. Double Fillet Weld dengan Beban Paralel. 1.2.7. Istilah-Istilah Sambungan dan Simbol-Simbol Las Gambar 100-32 sampai 100-37 di bawah memperlihatkan penjelasan berdasarkan AWS dan istilah-istilah pada sambungan las kampuh tunggal dan las kampuh ganda, diikuti dengan posisi-posisi pengelasan untuk las kampuh, fillet weld dan pengelasan pipa. Diperlihatkan juga simbol-simbol las standar yang digunakan untuk menjelaskan syarat-syarat sambungan las. Gambar 100-32. Sambungan- Gambar 100-33. Sambungan-Sambungan Las Kampuh Tunggal Sambungan Las Kampuh Ganda Gambar 100-34. Posisi-Posisi Gambar 100-35. Posisi

Pengelasan pada Las Posisi Pengelasan pada Kampuh Fillet Weld Gambar 100-36. Posisi-Posisi Pengelasan pada Pengelasan Pipa Gambar 100-37 a. Simbol-Simbol Las Standar AWS Gambar 100-37 b. Simbol-Simbol Las Standar AWS 1.3.0. KOMPOSISI LOGAM LAS Pada umumnya, semua baja dan baja paduan yang diperbolehkan oleh code dan standard dapat dilas apabila menggunakan prosedur pengelasan yang tepat. Data bermacam-macam paduan disajikan dalam Alloy Fabrication Data pada Appendix A. Lampiran ini terdiri dari spesifikasi ASTM dan ASME yang dipakai, batasan komposisi kimia dan sifat-sifat mekanis, serta penjelasan mengenai syarat-syarat pengelasan seperti preheat, heat treatment, proses pengelasan, dan pemilihan jenis-jenis filler metal. Penjelasan mengenai pemilihan filler metal dibicarakan pada Bab 3, Praktek Pengelasan. 1.3.1. Filler Metal Bahan tambah atau filler metal yang dipilih hendaknya memiliki komposisi dan sifat-sifat mekanis sama dengan logam dasar. Namun demikian komposisi logam las bisa juga berbeda apabila: - Sukar mengelas bahan-bahan las tertentu, misalnya pengelasan material 13 Cr dengan mempergunakan elektroda austenitic atau elektroda Ni-Cr-Fe. - Apabila diinginkan sifat-sifat mekanis khusus, misalnya pemakaian carbon steel pada suhu rendah dengan mempergunakan elektroda yang mengandung Ni. - Pengelasan logam berbeda (dissimilar metal), misalnya penyambungan carbon steel dengan stainless steel dengan mempergunakan elektroda Ni-Cr-Fe. AWS memiliki 31 spesifikasi filler metal. Spesifikasi ini meliputi elektroda tungsten dan karbon, juga flux untuk brazing pada proses pengelasan SAW dan ESW. Spesifikasi ini secara teratur diperbaharui, dimana dua digit terakhir menunjukkan tahun keluaran yang dicantumkan pada nomor spesifikasi. Gambar 100-38 di bawah memperlihatkan proses pengelasan atau proses-proses yang dibicarakan diikuti dengan nomor spesifikasi AWS nya. ASME juga menerbitkan spesifikasi filler metal, yaitu ASME Section II, Part C Boiler and Pressure Vessel. Spesifikasi ini mirip dengan AWS. Spesifikasi filler metal ASME ditandai dengan penambahan huruf SF pada nomor AWS, misalnya SFA5.1. Sistem klasifikasi AWS pada filler metal ini menggunakan awalan seperti dijelaskan di bawah yang memberikan informasi, baik mengenai bentuk hasil maupun proses penyambungan. Perhatikanlah sebuah elektroda las busur yang menghantar arus las. Elektroda ini bisa dibalut oleh flux, polos dan berinti komposit atau flux yang dipakai untuk proses las SMAW, GMAW, FCAW, GTAW dan SAW. R : Artinya welding rod yang mendapat pemanasan untuk kegunaan selain

dari menghantarkan arus. ER : Artinya filler metal yang berfungsi sebagai elektroda las busur (menghantarkan arus) atau sebagai welding rod. EW : Artinya elektroda tungsten (tidak terumpan). B : Artinya brazing filler metal. RB : Artinya filler metal yang digunakan sebagai welding rod atau brazing Filler metal. RG : Welding rod yang dipakai pada proses las OAW. F : Singkatan dari flux pada proses las SAW IN : Singkatan dari consumable insert. Gambar 100-38. Spesifikasi Filler Metal berdasarkan AWS. 1.3.2. Elektroda SMAW Elektroda terbungkus pada proses las SMAW menyediakan bahan tambah dan gas pelindung. Elektroda terbungkus ini memiliki berbagai macam komposisi pada inti kawat dan selaput pembungkusnya (coating). Inti kawat las berfungsi sebagai bahan tambah pada saat pengelasan berlangsung. Sedangkan coating berfungsi seperti di bawah berikut, tergantung dari jenis elektrodanya, yaitu: - Memberikan gas pelindung untuk mencegah kontaminasi pada busur dan logam las dari pengaruh oxygen, nitrogen dan hydrogen yang terdapat di udara. - Membentuk lapisan terak (slag) di atas kawah las dan endapan logam. - Mengionisasi unsur untuk menghaluskan busur las. - Menghasilkan zat deoxidizer dan pembersih untuk menghaluskan struktur butiran logam las. - Menghasilkan unsur-unsur paduan seperti molybdenum, nikel dan chromium pada bajabaja paduan rendah. - Memberikan serbuk besi untuk mempercepat laju pengisian. Elektroda carbon steel, menggunakan sistem empat digit. Lihat Gambar 100-39, berdasarkan AWS A5.1 yaitu elektroda carbon steel untuk proses las SMAW. Dua digit pertama memberikan informasi tensile strength minimum logam las dalam ksi, misalnya E60XX atau E-70XX. Digit ketiga memberikan informasi mengenai posisi pengelasan dan digit ke empat memberikan informasi mengenai jenis coating, jenis arus dan polaritas arus. Jenis coating akan menentukan posisi pengelasan, karakteristik pengelasan, dan jenis pembangkit listrik yang dibutuhkan. Misalnya elektroda E-6010 mempunyai tensile strength minimum 62.000 psi dengan coating dari jenis sellulosa. Elektroda ini bisa digunakan

dengan semua posisi, penetrasi busur dalam dan kuat, dan menggunakan arus DC dengan polaritas terbalik. Elektroda E-7018 memiliki tensile strength minimum 72.000 psi dengan coating jenis low hydrogen dan mengandung serbuk besi. Elektroda ini bisa digunakan dengan semua posisi, busur berbentuk halus dengan penetrasi sedang, dan mesti digunakan dengan arus DC polaritas terbalik. Gambar 100-39. AWS A5.1- Elektroda SMAW untuk Pengelasan Carbon Steel Elektroda low alloy steel mengikuti spesifikasi AWS A5.5, dimana sistem klasifikasinya sama dengan elektroda carbon steel, tetapi ada penambahan huruf atau angka untuk memberikan informasi mengenai komposisi kimianya. Elektroda dengan kekuatan lebih tinggi, memiliki tensile strength minimum 100.000 psi atau lebih, mempergunakan system 5 digit, misalnya E-10018-D2. Tiga digit pertama adalah singkatan dari tensile strength. Tensile strength minimum bisa seperti hasil yang dilaskan atau hasil pengelasan yang telah diberi PWHT, tergantung dari klasifikasinya. Akhiran berbentuk huruf dan angka atau hanya huruf saja, memberikan informasi mengenai komposisi kimia yang harus dipenuhi. Misalnya elektroda E-8018-B2 adalah elektroda dengan coating jenis low hydrogen, mengandung serbuk besi dengan komposisi nominal 1-1/4 Cr-1/2 Mo, dan E-8010-G adalah elektroda selulosa dengan klasifikasi umum, yang hanya perlu melakukan jumlah minimum dari satu unsur yang dicantumkan (komposisi sebenarnya ditinggalkan pada pabrik pembuat elektroda). Gambar 100-40. AWS A5.5 - Elektroda SMAW untuk Pengelasan Low Alloy Steel Elektroda stainless steel dijelaskan oleh spesifikasi AWS A5.4 (komposisi 5 Cr atau lebih) dan diklasifikasikan menurut AISI untuk komposisi deposit logam las dan jenis coating (dua digit terakhir). Coating elektroda dari jenis kapur (-15) atau titania (-16). Kedua coatingnya adalah jenis low hydrogen, tetapi karakteristik lasnya berbeda. Kondisi ini akan mempengaruhi posisi dan arus pengelasan yang digunakan. Elektroda-elektroda dasar atau berbungkus kapur (-15) mempunyai cairan slag sedikit, umumnya tahan terhadap retak, cocok untuk pengelasan semua posisi. Elektroda coating titanium (-16) menghasilkan deposit las lebih halus dengan muka las cenderung berbentuk cekung. Elektroda ini hanya cocok untuk posisi datar dan horizontal. Elektroda ini merupakan elektroda turunan yang memperlihatkan muka bead elektroda coating titanium, dan karakteristik pengelasan semua posisi dari elektroda-elektroda coating kapur. Elektroda turunan ini kadang-kadang disebut dengan elektroda DC titanium. Contoh elektroda stainless steel terbungkus adalah E-316-15. Elektroda ini mendepositkan logam las stainless steel jenis 316. Elektroda ini memiliki lapisan kapur, yang cocok untuk pengelasan semua posisi, dengan arus DC polaritas terbalik. Elektroda E-410-16 mendepositkan logam las stainless steel 12% Cr. Elektroda ini memiliki coating titanium yang pada umumnya tidak cocok untuk pengelasan semua posisi, tetapi dapat digunakan dengan arus AC atau DC polaritas terbalik. Lihat Gambar 100-41 mengenai elektroda stainless steel SMAW menurut AWS A5.4. Gambar 100-41. AWS A5.4 - Elektroda SMAW untuk Pengelasan Stainless Steel. Coating pada Elektroda SMAW

Elektroda low hydrogen memiliki coating (selaput pembungkus) yang akan menyerap kelembapan apabila berada di udara terbuka, sehingga elektroda ini harus dibeli dalam wadah tertutup rapat, dan disimpan dalam oven pemanas setelah dibuka untuk menghindarkan penyerapan uap air. Bagaimanapun juga elektroda tidak boleh lembab atau basah. Elektroda dengan coating tahan basah (moisture resistant) disingkat MR, sekarang banyak dibuat oleh beberapa manufacturer. Elektroda baru ini sangat tahan terhadap kelembapan sehingga bisa digunakan setiap saat. Penyerapan uap lembap ke dalam elektroda low hydrogen dapat menimbulkan underbead cracking. Resiko retak ini semakin besar seiring dengan bertambahnya tensile strength elektroda tersebut. Gambar 100-42 memberikan rekomendasi waktu maksimum terbuka di udara (setelah wadah penyimpan dibuka atau dikeluarkan dari oven pemanas) pada kondisi sedang, yaitu suhu 70oF dan kelembapan relatif 70 %) untuk elektroda low hydrogen dengan berbagai level kekuatan. Elektroda yang sudah terbuka di udara dalam waktu melebihi seperti disebutkan dalam Gambar 100-42, harus direkondisi di dalam oven untuk membuang kelembapan yang terserap oleh coating, atau elektroda tersebut dibuang sama sekali. Gambar 100-43 memberikan rekomendasi suhu penyimpanan dan suhu rekondisi elektroda yang biasa digunakan. Gambar 100-42. Lama Pemaparan Elektroda Low Hydrogen di Udara Terbuka yang Direkomendasikan Gambar 100-43. Prosedur Penyimpanan dan Rekondisi Elektroda yang Direkomendasikan 1.3.3. Elektroda GMAW dan FCAW Gambaran umum mengenai kawat las untuk proses pengelasan GMAW dan FCAW berdasarkan kriteria AWS untuk carbon steel, low alloy steel, dan stainless steel diberikan pada Gambar 100-44. Penjelasan ini sama dengan sistim yang digunakan pada elektroda SMAW tetapi ada beberapa bagian yang berbeda. Gambar 100-44. Kode AWS untuk Filler Metal Carbon Steel, Alloy Steel dan Stainless Steel pada Proses Las GMAW dan FCAW Filler metal carbon steel dan low alloy steel untuk proses las GMAW mengacu pada spesifikasi AWS A5.18 dan A5.28, lihat Gambar 100-45 dan Gambar 100-46. Filler metal ini bisa juga digunakan untuk proses las GTAW dengan kode huruf awal "E" dan "R". Gambar 100-45. Kode AWS untuk Filler Metal Carbon Steel, Low Alloy Steel dan Stainless Steel untuk Proses Las GMAW dan FCAW Gambar 100-46. AWS A5.28 - Filler Metal GMAW untuk Low Alloy Steel Elektroda carbon steel misalnya ER-70S-2, angka 70 menjelaskan tensile strength logam las dalam ksi, "S" merupakan singkatan dari solid (pejal), yaitu bentuk kawat las, dan angka 2 memberikan informasi kimia deoxidizer (Mn, Si dan lain-lain).

Elektroda low alloy steel misalnya ER-80S-B2 penjelasan artinya sama seperti yang di atas, tambahan akhiran huruf dan angka memberikan informasi kandungan unsur kimia, misalnya B2 untuk 1-1/4 Cr dan Mo. Filler metal carbon steel dan low alloy steel untuk proses las FCAW mengacu pada spesifikasi AWS A5.20 dan A5.29 seperti pada Gambar 100-47 dan 100-48. Elektroda ini mempunyai huruf "E" sebagai identifikasinya. Gambar 100-47. AWS A5.20 - Filler Metal FCAW untuk Pengelasan Carbon Steel Gambar 100-48. AWS A5.29 - Filler Metal FCAW untuk Pengelasan Low Alloy Steel Elektroda carbon steel untuk proses las FCAW misalnya E-71-T5 dijelaskan dengan: digit pertama memberikan informasi mengenai tensile strength minimum setelah dilaskan (dalam 10 ksi). Digit kedua menjelaskan posisi-posisi pengelasan (angka "1" untuk semua posisi, "0" untuk posisi flat dan horizontal). "-T" adalah singkatan dari tubular electrode, dan digit terakhir (1, 2 atau 5) adalah jenis slag yang dihasilkan oleh flux. Slag mempengaruhi manfaat dan karakteristik kinerja (lihat FCAW pada pasal 1.1.0, proses pengelasan mengenai jenis-jenis elektroda). Elektroda low alloy steel untuk proses las FCAW, misalnya E-81-T1-B2, penjelasannya sama kecuali adanya penambahan kode huruf dan angka untuk menjelaskan sifat kimia seperti elektroda SMAW (misalnya B2 untuk 1-1/4 Cr- 1/2 Mo. Filler metal stainless steel untuk proses las GMAW dan FCAW mengacu pada spesifikasi AWS A5.9 dan A5.2. Filler metal stainless steel untuk proses GMAW misalnya ER-308Si bisa juga digunakan untuk GTAW dan sama-sama mempunyai awalan "E dan R" (untuk rod). Jenis stainless steel ditunjukkan oleh nomor AISI misalnya 308. Akhiran Si digunakan apabila filler metal mempunyai kandungan unsur silikon tinggi, yang ditambahkan guna meningkatkan sifat mampu las. Elektroda stainless steel untuk proses las FCAW misalnya E-316T-1 menggunakan awalan "E" stainless AISI 316, "T" singkatan dari tubular, dan mempunyai akhiran angka yang memberikan informasi gas pelindung yang diperlukan. Misalnya angka "1" untuk CO2 dan "3? untuk berpelindung sendiri. 1.4.0. PREHEAT 1.4.1. Alasan Melakukan Preheat. Preheat atau pemanasan awal dilakukan untuk mencegah terjadinya retak las. Preheat kadang-kadang juga diperlukan untuk menghilangkan tegangan sisa (residual stress), meningkatkan ketangguhan, dan mengendalikan sifat-sifat metalurgi di daerah HAZ. Hasil pengelasan kadang-kadang langsung retak begitu pengelasan selesai dikerjakan. Retak hydrogen disebut juga denganretak tertunda, retak dingin atau underbead craking yaitu retak yang sering terjadi karena preheat tidak tepat atau karenahardenability logam kerja sangat tinggi. Gambar 100-49, memperlihatkan beberapa penyebab retak, preheat yang tidak tepat, hardenability plat yang tinggi, dan masalah-masalah lain, yang menjadi penyebab hampir separuh dari masalah retak las pada pengelasan struktur. Gambar 100-49. Penyebab Retak pada Pengelasan Struktur

Retak hydrogen pada umumnya terjadi di daerah HAZ seperti retak tumit (toe crack) atau underbead crack. Retak hydrogen ini bisa juga terjadi pada logam las yang memiliki kekuatan tinggi, terutama pada root pass. Retak-retak ini disebut dengan retak tertunda (delayed crack) karena terjadi beberapa saat setelah pengelasan selesai. Inspeksi sebaiknya ditunggu 24 hingga 48 jam apabila retak tertunda mungkin terjadi. Hal ini tidak terjadi pada pengelasan baja karbon rendah atau baja karbon biasa. Selama retak hydrogen terjadi, tiga faktor berikut ini pasti ada : - Hydrogen. - Tegangan tinggi. - Kekerasan logam induk sangat tinggi. Retak hydrogen bisa dihindarkan dengan mengontrol tiga faktor di atas. Hydrogen. Kandungan hydrogen hasil pengelasan berkaitan langsung dengan jumlah hydrogen yang terdapat selama proses pengelasan, yang diukur sebagai hydrogen potensial kawat las. Elektroda-elektroda low hydrogen seperti E-7018, sering digunakan untuk membatasi jumlah hydrogen masuk ke dalam logam las. Suatu proses pengelasan dikatakan low hydrogen, apabila kandungan hydrogennya kecil dari 10 ml dari 100 g logam setelah pengelasan. Panas karena preheating akan membuat hydrogen merembes keluar dari daerah logam las dengan kecepatan lebih tinggi, dengan demikian mengurangi kandungan hydrogen berarti mengurangi kemungkinan terjadinya retak hydrogen. Stress Level. Tegangan (stress) pada logam las ditentukan oleh kekangan (restrain) pada sambungan ketika logam las tersebut sudah dingin kemudian mengkerut, dan juga oleh yield strength logam induk dan logam las. Semakin tinggi kekangan yang terbentuk pada tegangan tinggi, semakin besar kemungkinan terjadinya retak. Dalam usaha untuk mencoba menentukan berapa suhu preheat yang harus diterapkan, derajat kekangan sambungan perlu diperkirakan. Namun demikian, kekangan tersebut sulit dihitung, karena ia dipengaruhi oleh ukuran logam las, geometri sambungan, tebal logam dasar, kelurusan dan desakan luar (external constrain). Perkiraan besarnya kekangan sering disederhanakan hanya dengan meninjau tebal sambungan yang akan dilas. Suhu preheat sering dinaikkan apabila ketebalan bertambah dengan tidak menghiraukan kerumitan dari sambungan yang dilas. Namun demikian, ada perbedaan signifikan antara butt weld sederhana, pengelasan nozzle pada pressure vessel, dan sambungan kompleks T-Y-K dengan ring stiffeners pada anjungan lepas pantai. Semakin besar kekangan sambungan, semakin besar suhu preheat yang diperlukan. Kekerasan Baja. Kepekaan daerah HAZ suatu baja terhadap retak hydrogen tergantung apakah daerah HAZ tersebut memiliki mikrostruktur yang rentan. Kerentanan mikrosruktur diukur secara

sederhana dari kekerasannya, yaitu jika semakin tinggi kekerasan maka semakin rentan terhadap retak. Kekerasan HAZ dikontrol dengan membatasi komposisi kimia baja tersebut dan dengan mengontrol laju pendinginan setelah pengelasan dengan preheat. Laju pendinginan setelah pengelasan dipengaruhi oleh besarnya suhu preheat, dimana suhu preheat yang lebih tinggi menyebabkan pendinginan menjadi lebih lama dan kekerasan mikrostruktur menjadi lebih rendah. Laju pendinginan juga dipengaruhi oleh geometri sambungan, besarnya panas masukan dari proses pengelasan, interpass temperatur dan suhu lingkungan. Pengaruh komposisi kimia terhadap kekerasan diukur dari sifat mampu keras (hardenability). Pada laju pendinginan yang diterapkan, baja dengan sifat mampu keras lebih tinggi akan mempunyai kekerasan HAZ lebih tinggi. Hardenability dapat diukur berdasarkan carbon equivalent (CE). CE adalah bilangan yang menggabungkan hardenability berbagai unsur paduan dalam bentuk ekivalensi-nya, dengan unsur carbon dalam besi. Rumus hardenability diberikan pada bagian akhir bab ini. Pada Gambar 100-50 terlihat bagaimana kenaikan hardenability (diukur dengan rumus ekivalen carbon sederhana C + Mn/4) secara drastis akan memperbesar sensitifitas terhadap retak hydrogen. Gambar 100-50. Pengaruh Preheat dan Carbon Equivalent terhadap Retak Panas pada Beadon Plate Test Bagaimana Kebutuhan terhadap Preheat Berubah Baja adalah sebuah logam paduan dengan bahan dasar besi yang mengandung carbon dan unsur-unsur paduan lain, terutama manggan. Baja tradisional disebut juga dengan baja carbon biasa (plain carbon steel), karena ia tidak memiliki paduan tambahan lain diluar bare minimum. Ini adalah jenis baja yang sangat biasa, terutama digunakan untuk pressure vessel sederhana, piping, pipe line dan baja struktur. Pada tahun 1960-an dikembangkan sebuah baja baru yang disebut high strength low alloy steels atau baja HSLA. Baja ini memiliki kekuatan lebih besar tanpa perlu heat treatment. Baja ini sekarang sudah lazim digunakan untuk tujuan yang sama seperti halnya baja karbon biasa. Namun demikian baja ini memiliki masalah, karena ia memiliki kandungan unsur paduan, meskipun rendah namun membuatnya menjadi lebih keras sehingga lebih sukar dilas tanpa retak hydrogen. Baja ini memerlukan suhu preheat lebih tinggi dibandingkan dengan baja karbon biasa. Pada awal tahun 1980-an, karena biaya preheat yang tinggi membuat perusahaanperusahaan baja membuat baja generasi lain, disebut dengan thermo-mechanically controlled process steels atau baja TMCP. Ini merupakan nama yang cukup panjang untuk sebuah gagasan sederhana. Baja-baja TMCP mempunyai unsur karbon dan unsur paduan lain, yang secara signifikan lebih rendah agar hardenability-nya lebih rendah. Hilangnya kekuatan dari paduan yang lebih rendah, timbul karena proses rolling yang canggih di dalam pabrik baja, dimana air dialirkan secara cepat untuk mendinginkan baja panas tersebut selama rolling, dan menguncinya dalam bentuk mikrostruktur butiran yang tinggi. Mikrostruktur ini membuat baja tersebut memiliki kekuatan tambahan yang diperlukan untuk memenuhi spesifikasi kekuatan.

Baja-baja TMCP memiliki sifat mampu las tinggi karena hardenability-nya rendah. Ada sedikit perubahan, seperti hilangnya kekuatan di daerah HAZ apabila panas masukan las cukup tinggi untuk mengendurkan mikrostruktur butiran, tetapi perubahan ini mendapat perhatian penuh dan dihadapi dengan memodifikasi proses pembuatan baja dan fabrikasi. Baja TMCP diusulkan secara intensif untuk proses fabrikasi dimana baja carbon biasa atau baja HSLA sudah lazim digunakan dahulunya. Baja TMCP diperkenalkan begitu cepat sehingga teknologi fabrikasi belum dapat mengikuti zaman. Masalah umum yang dialami oleh fabrikator dalam penggunaan TMCP (diusulkan untuk menghemat biaya preheat) yaitu spesifikasi pemilik masih menggunakan aturan preheat berdasarkan baja carbon biasa dan baja HSLA. Apabila pemilik sudah familiar dan memiliki pengalaman dengan baja-baja TMCP, penghematan signifikan akan dapat diharapkan karena pengurangan atau pemotongan drastis dari persyaratan preheat. 1.4.2. Menentukan Preheat Pada Baja Carbon Biasa. Hardenability dihitung berdasarkan carbon equivalent (CE) dengan berbagai bentuk sejak awal tahun 1940. Standar yang diakui untuk baja carbon biasa adalah rumus dari International Institute of Welding, yang sekarang dikenal sebagai rumus IIW. CE = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 Rumus carbon ekivalen IIW sudah dikembangkan pada baja dengan kandungan carbon tinggi dan tensile strength dari 60-100 ksi. Rumus ini berlaku untuk kandungan carbon 0,20 % atau lebih. Untuk memastikan sifat mampu las yang tepat dari baja, carbon ekivalen dibatasi dengan suatu nilai maximun. Besarnya batasan carbon ekivalen dan hubungannya dengan suhu preheat diberikan pada Gambar 100-51. Gambar 100-51. Preheat terhadap Carbon Equivalent berdasarkan rumus IIW 1.4.3. Menentukan Preheat Pada Baja HSLA dan TMCP Rumus Pcm. Preheat terhadap baja HSLA secara tradisional ditentukan dengan menggunakan rumus IIW. Meskipun demikian, kecenderungan pembuatan baja baru-baru ini membenarkan pemakaian rumus hardenabilty yang kurang bersifat membatasi. Rumus IIW tidak boleh digunakan untuk menentukan preheat pada baja TMCP karena akan menghilangkan keuntungan ekonomis baja tersebut. Rumus hardenability yang baru dikembangkan pada pertengahan tahun 1960 dan awal tahun 1970, meramalkan secara lebih baik kecenderungan retak hydrogen baja-baja carbon rendah seperti baja HSLA dan TMCP. Rumus ini disebut denganrumus carbon equivalent Pcm. Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B

Rumus carbon ekivalen Pcm dikembangkan untuk baja-baja dengan kandungan carbon rendah dan tensile strength 60-130 ksi. Rumus Pcm ini lebih tepat dibandingkan dengan rumus carbon eqivalen IIW untuk baja yang memiliki kandungan carbon kurang dari 0,18 %. Menentukan preheat berdasarkan Pcm berkaitan dengan masalah pengukuran atau perkiraan sifat kimia baja, potensi hydrogen selama proses pengelasan dan besarnya kekangan sambungan. Batasan Rumus Pcm. Rumus Pcm dapat diterapkan dalam batasan komposisi kimia berikut ini: Unsur Persen berat, wt % C 0,07 - 0,22 Mn 0,40 - 1,40 Ni 0,0 - 1,20 Mo 0,0 - 0,70 Ti 0,0 - 0,05 B 0,0 - 0,005 Si 0,0 - 0,60 Cu 0,0 - 0,50 Cr 0,0 - 1,20 V 0,0 - 0,12 Nb 0,0 - 0,04 Menentukan suhu preheat yang diperlukan dengan menggunakan metode Pcm bisa sangat rumit. Banyak pendekatan dari metode IIW bisa dihilangkan karena kekangan dan potensi hydrogen harus diperkirakan. Sering juga tidak semua informasi diketahui atau tidak dapat ditentukan. Untuk membuat rumus Pcm bermanfaat dan untuk menyadari adanya potensi penghematan karena penghapusan preheat, harus dibuat asumsi-asumsi yang beralasan. Asumsi ini meliputi: - Tebal benda kerja mulai dari 3/4 - 2 inci. - Panas masukan mulai dari 17 - 30 kJ/cm - Kekangan las dari tingkat sedang sampai tinggi (khusus pada pengelasan struktur) - Elektroda adalah dari jenis low hydrogen (1,0 - 5,0 ml/100g) Gambar 100-52 memperlihatkan persyaratan preheat pada baja TMCP. Gambar 100-52. Persyaratan Preheat Berdasarkan Rumus Rumus Pcm

Rumus Pcm sudah diterapkan pada pekerjaan-pekerjaan fabrikasi umum. Sifat kimia dari baja yang dibuat berubah secara cepat. Ketika modifikasi terhadap komposisi kimia baja HSLA diperkenalkan, korelasi Pcm yang lain sedang berkembang. Misalnya, boron, vanadium dan niobium adalah unsur-unsur paduan kuat yang kadang-kadang lebih berpengaruh di dalam rumus Pcm. Meskipun perkembangan ini berlangsung terus, peningkatan pemakaian baja TMCP menimbulkan penerimaan luas terhadap rumus Pcm semula, dan hendaknya digunakan untuk memilih preheat pada baja TMCP teknologi terbaru. Apabila seorang fabrikator atau pembuat baja menyarankan penggunaan rumus berbeda harus melibatkan para ahli bahan. 1.4.4. Preheat Pada High Alloy Steels Chrome-Moly Steels Paduan-paduan seperti 5 Cr, 7 Cr dan 2-1/4 Cr-1 Mo memiliki unsur-unsur paduan yang ditambahkan karena alasan selain hardenability dan kekuatan seketika (immediate strength), untuk memperbesar yieldnya. Sebagai contoh, chromium ditambahkan supaya tahan terhadap karat, atau Cr dan Mo ditambahkan untuk daya tahan terhadap penjalaran suhu tinggi. Karena pe