Introduction of Welding

download Introduction of Welding

of 37

Transcript of Introduction of Welding

INTRODUCTION OF WELDING

I. DEFINISI Pekerjaan penyambungan logam dengan mencairkan sebagian bidang yang akan disambung Jadi bila ditinjau dari aspek metalurgi, pengelasan dapat dikelompokkan menjadi : 1. Proses pengelasan yang melibatkan pencairan (fusion welding). 2. Proses pengelasan dalam keadaan padat (solid phase welding)A

B

C .

Gambar 1-1. Ilustrasi penyambungan lilin menggunakan api

Secara mikrostruktur hal yang sebenarnya terjadi baja, dapat dilihat dengan mengikuti proses pembekuan dari diagram Fe-C pada Gambar 1-2 berikut ini.

Gambar 1-2. Diagram Fe-C

Energi panas yang diperlukan untuk pengelasan dapat diperoleh dengan berbagai cara antara lain : 1. Pembakaran gas seperti Acetylene, Propane, Hydrogen. Proses ini disebut juga Oxy Acetylene, Oxy Fuel, dan Oxy Hydrogen, di Indonesia dikenal dengan sebutan las karbit atau otogen. Panas yang dihasilkan dapat mencapai titik lebur baja, yaitu sekitar 1370C. 2. Busur nyala listrik. Panas yang dihasilkan oleh busur nyala listrik ini sangat tinggi, hingga dapat mencairkan baja dengan cepat. Sumber ini paling banyak digunakan dalam proses pengelasan misalnya proses SMAW dan SAW. 3. Busur nyala listrik dan gas pelindung Sumber panas ini dipakai dalam mengelas paduan baja yang peka terhadap proses oksidasi, sehingga dipakai gas pelindung untuk mencegah terjadinya oksidasi sehingga hasil pengelasan menjadi optimal, contohnya proses ini adalah GTAW, FCAW 4. Resistasi listrik 5. Ledakan, dll.

II. PROSES-PROSES PENGELASAN1. Shielded Metal Arc Welding (SMAW) SMAW = Las Busur Nyala Listrik Elektroda Terbungkus Proses ini dikenal juga dengan nama lain yaitu : 1. Manual metal arc welding (MMAW) = Las manual. 2. Stick Welding. A. Kelengkapan Kelengkapan dari proses SMAW ini terdiri dari : 1. Mesin las, yang terdiri dari : Sumber arus. Setang las (electrode holder) Kabel las 2. Elektroda. 3. Pelindung untuk juru las, yang terdiri dari : Sarung tangan las. Google Oto las

Gambar 2-1. Skema Proses SMAW

B. Prinsip Kerja Pada proses ini busur listrik terjadi antara base metal dengan elektroda, busur api listik ini menghasilkan panas yang mencairkan ujung elektroda dan base metal setempat. Dua bahan induk dan elektroda yang mencair akan membentuk kawah cair dan setelah membeku terjadilah sambungan las. Pada saat elektroda mencair secara bersamaan juga terbakar fluks pembungkus elekroda tersebut, dari pembakaran fluks ini dihasilkan gas yang melindungi daerah di sekitar kawah las dari gas-gas yang terdapat di udara luar (atmosfir), juga pada campuran logam-logam yang mencair terdapat pula kotorankotoran yang karena berat jenisnya lebih kecil, kotoran-kotoran ini naik ke atas dan membentuk slag, selama fase pendinginan slag ini melindungi logam cair dari udara sekitarnya sekaligus memperlambat laju pendinginannya

2. Submerged Arc Welding (SAW) SAW = Las Busur Terbenam A. Kelengkapan Mesin las dengan pengontrol kecepatan dan peralatan pengumpan elektroda Fluks B. Prinsip Kerja Pada proses ini busur listrik terjadi antara logam induk dengan ujung elektroda yang berada terbenam dalam timbunan fluks. Fungsi elektroda/kawat las selain sebagai pembangkit busur listrik juga sebagai logam pengisi (filler), karena itu proses semacam ini termasuk ke dalam kelompok busur listrik elektroda terumpan. Fluks yang terbakar (sebagian) akan melindungi proses las terhadap pengaruh gas-gas yang terdapat di udara luar. Perlindungan ini juga dilakukan oleh fluks yang tidak terbakar, dan selama proses pendinginan fluks ini melindungi logam cair dari udara sekitarnya sekaligus memperlambat laju pendinginannya.

Gambar 2-2. Skema proses SAW

3. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) GTAW = Las Busur Tungsten dengan pelindung gas Sering juga disebut dengan proses Tungsten Inert Gas (TIG), dan juga karena gas pelindung yang digunakan umumnya adalah gas Argon, maka proses ini disebut juga Las Argon. A. Kelengkapan Kelengkapan dari proses ini terdiri dari : Sumber arus Kabel las dan torch Supply gas pelindung Elektroda

Gambar 2-3. Skema proses GTAW

B. Prinsip Kerja Pada proses ini busur listrik terjadi antara logam induk (base metal) dengan elektroda tungsten. Berbeda dengan proses-proses lainnya, pada proses ini elektroda dengan logam pengisinya (filler metal) terpisah, elektroda hanya sebagai pembangkit busur listrik, bukan sebagai logam pengisi, karena itu proses ini termasuk ke dalam proses busur listrik elektroda tidak terumpan.

III. TIPE-TIPE SAMBUNGAN LAS

Gambar 3-1. Tipe sambungan las (types of joint)

Secara umum tipe sambungan (types of joint) untuk proses pengelasan dapat dibagi menjadi : Sambungan temu (Butt Joint) Sambungan T ( T-Joint) Sambungan sudut (Corner Joint) Sambungan sisi (Edge Joint) Sambungan tumpang (Lap Joint)

Gambar 3-2. Tipe-tipe lasan (types of weld)

Sedangkan tipe-tipe lasan (types of weld) adalah : Las Galur (Groove Weld/Butt Weld) Las Sudut (Fillet Weld) Las Sisi (Edge Weld) Las Titik (Spot Weld) Disamping itu dikenal juga las untuk pelapisan (Weld Overlay)

Gambar 3-3. Tipe sambungan las galur (groove weld)

Plate edge preparation untuk groove weld : Alur persegi (square groove weld) Alur V-tunggal (single-V groove weld) Alur bevel tunggal (single bevel groove weld) Alur U-tunggal (single-U groove weld) Alur J-tunggal (single-J groove weld) Flare V-weld Flare bevel weld, dll

Las sudut (Fillet) 1. Las sudut tunggal (single fillet) 2. Las sudut ganda (double fillet).

Gambar 3-4. Tipe sambungan las sudut (fillet)

IV. POSISI PENGELASANSecara luas dikenal 4 (empat) macam posisi pengelasan, yaitu : Posisi datar (Flat) Posisi horisontal Posisi Vertikal Posisi di atas kepala (overhead)

Posisi Datar

Posisi Horizontal

Posisi Vertikal

Posisi Overhead

Gambar 4-1. Posisi pengelasan

V. ISTILAH DALAM DESAIN SAMBUNGAN LASIstilah dalam desain sambungan las

Gambar 5-1. Istilah-istilah dalam desain sambungan las

VI. KATEGORI SAMBUNGAN DAN TYPE SAMBUNGAN LAS UNTUK PRESSURE VESSELA. Kategori Sambungan ASME Sec VIII Div 1, Part UW-3, adalah menunjukan lokasi sambungan las di vessel tetapi bukan menunjukan tipe sambungan las,

Gambar 6-1. Ilustrasi lokasi sambungan las kategori A, B, C, dan D

1. Kategori A Sambungan las memanjang (longitudinal) di shell, communicating chamber (contoh : boot/sump), cone/transition, nozzle, dan semua sambungan di head baik itu untuk formed atau flat head, atau dengan side plate dari flat-sided vessel, dan sambungan las melingkar (circumferential) yang menghubungkan hemispherical head ke shell, cone/transition, nozzles dan communicating chamber. 2. Kategori B Sambungan las melingkar (circumferential) di shell, communicating chamber, nozzle, cone/transition, termasuk sambungan antara cone/transition dan shell baik itu di large end ataupun small end, dan sambungan las melingkar (circumferential) yang menghubungkan selain dari hemispherical head ke shell, cone/transition, nozzles dan communicating chamber. 3. Kategori C Sambungan las pada flange, tubesheet atau flat head ke shell, ke formed head, cone, nozzle, communicating chamber, dan semua sambungan las antara satu side plate ke side plate lainnya dalam flatsided vessel. 4. Kategori D Sambungan las yang menghubungkan antara communicating chamber atau nozzle ke shell, spheres, cone/transition, head, atau ke flat-sided vessel, dan sambungan las dari nozzle ke communicating chamber.

B. Tipe Sambungan ASME Sec VIII Div 1, Part UW-12 tentang tipe sambungan las yang memiliki nilai join efisiensi yang berbeda-beda, yaitu : 1. Sambungan temu (Butt Joint) yang pengelasannya dilakukan dari dua sisi atau cara lain dengan kualitas yang sama. Backing strip jika digunakan harus dibuang setelah pengelasan selesai. 2. Sambungan temu (Butt Joint) yang pengelasannya dilakukan dari satu sisi dengan memakai backing strip yang tetap ditinggal setelah pengelasan selesai. 3. Sambungan temu (Butt Joint) yang pengelasannya dilakukan dari satu sisi tanpa memakai backing strip. 4. Sambungan tumpang (Lap Joint) dengan las sudut penuh pada kedua ujung pelat yang disambung. 5. Sambungan tumpang (Lap Joint) dengan las sudut penuh pada satu sisinya ditambah las plug. 6. Sambungan tumpang (Lap Joint) dengan las sudut penuh pada satu sisinya tanpa las plug. 7. Sambungan sudut (Corner Joint) dengan penetrasi penuh ataupun sebagian, dan las sudut. 8. Angle joints. Besarnya efisiensi sambungan dapat dilihat di tabel UW-12 dari ASME Sec VIII Div 1 pada lampiran - 1

Penjelasan tipe sambungan berdasarkan tabel UW-12Type No Deskripsi Contoh

1

Sambungan temu (Butt Joint) yang pengelasannya dilakukan dari dua sisi atau cara lain dengan kualitas yang sama. Backing strip jika digunakan harus dibuang setelah pengelasan selesai Sambungan temu (Butt Joint) yang pengelasannya dilakukan dari satu sisi dengan memakai backing strip yang tetap ditinggal setelah pengelasan selesai

2

3

Sambungan temu (Butt Joint) yang pengelasannya dilakukan dari satu sisi tanpa memakai backing strip Sambungan tumpang (Lap Joint) dengan las sudut penuh pada kedua ujung pelat yang disambung

4

Type No

Deskripsi

Contoh

5

Sambungan tumpang (Lap Joint) dengan las sudut penuh pada satu sisinya ditambah las plug Sambungan tumpang (Lap Joint) dengan las sudut penuh pada satu sisinya tanpa las plug. Sambungan sudut (Corner Joint) dengan penetrasi penuh ataupun sebagian, dan las sudut. Dibatasi seperti gambar pada UW-13.2 dan UW-16.1 Asme Section VIII Div. 1

6 7

8

Angle joints

Batasan untuk desain sambungan berdasarkan Part U2 (g) Asme Section VIII Div. 1 untuk sambungan kategori B dan C.

VII. KUALIFIKASI JURU/OPERATOR LAS (WELDER QUALIFICATION)Kualifikasi juru/operator las dimaksudkan untuk mengelompokan juru/operator las berdasarkan kecakapannya dalam melakukan pengelasan yang baik (berkualifikasi) pada posisi-posisi tertentu. Setiap kualifikasi memiliki batasan-batasan dimana juru/operator las di izinkan dalam melakukan pengelasan produksi. Untuk pengerjaan Pressure Vessel kualifikasi juru/operator las diatur dalam standar ASME Sec IX : Welding and Brazing Qualification Kualifikasi juru/operator las untuk posisi pengelasan adalah sebagai berikut : 1. Pelat Kualifikasi untuk posisi pengelasan pelat dibagi dua, untuk pengelasan galur (groove) posisinya adalah 1G, 2G, 3G, dan 4G, sedangkan untuk pengelasan sudut (fillet) adalah 1F, 2F, 3F, dan 4F. 2. Pipa Kualifikasi untuk posisi pengelasan pipa juga dibagi dua, untuk pengelasan galur (groove) posisinya adalah 1G, 2G, 5G, dan 6G, sedangkan untuk pengelasan sudut (fillet) adalah 1F, 2F, 2FR, 4F, dan 5F.

Gambar 7-1. Posisi pengelasan galur (groove) untuk pelat

Gambar 7-2. Posisi pengelasan sudut (fillet) untuk pelat

Gambar 7-3. Posisi pengelasan galur (groove) untuk pipa

Gambar 7-4. Posisi pengelasan sudut (fillet) untuk pipa

Batasan kualifikasi untuk juru/operator las berdasarkan ASME Sec IX part QW.461-9

VIII. SPESIFIKASI PROSEDUR PENGELASAN WELDING PROCEDURE SPECIFICATION (WPS)Suatu proses pengelasan dikatakan baik apabila hasil dari pengelasan tersebut secara kimiawi (chemical properties) maupun dari segi kekuatan (mechanical properties) sama dengan logam induknya. Untuk mendapatkan hasil pengelasan yang baik tersebut ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu : 1. Desain sambungan Pemilihan bentuk sambungan (bentuk dan ukuran kampuh, dll) Pemilihan proses pengelasan Pemilihan consumable (filler metal, gas pelindung) 2. Pelaksanaan Persiapan sambungan (joint preparation) Fit-up Urutan pengelasan (welding sequence) Pembersihan, dll 3. Pengelasan dilaksanakan oleh juru/operator las yang berkualifikasi 4. Pengawasan.

Dalam pelaksanaan di lapangan, untuk mendapatkan hasil lasan yang baik seperti yang telah disebutkan diatas, dilakukan pengelasan oleh juru/operator las yang berkualifikasi dan mengikuti prosedur pengelasan (WPS) yang telah ditetapkan sebelumnya yang sesuai dengan konstruksi dari lasan tersebut. WPS untuk pengelasan Pressure Vessel yang mengikuti standar ASME harus sesuai dengan ASME Sec IX : Welding and Brazing Qualification. WPS itu sendiri harus mencakup informasi yang telah dispesifikan, yaitu mencakup : 1. Proses las 2. Desain sambungan las 3. Logam dasar 4. Logam pengisi 5. Posisi las 6. Perlakuan panas 7. Gas pelindung (jika ada) 8. Karakteristik listrik 9. Tehnik pengelasan

Informasi-informasi diatas diuraikan lagi menjadi variable-variabel yang dikelompokan menjadi : 1. Variabel essensial Adalah variabel yang wajib diikuti, maksudnya adalah jika kita melakukan proses pengelasan tidak boleh diluar dari batas kualifikasi dari variabel tersebut, jika kita melakukan pengelasan di luar batas dari kualifikasi variabel essensial tersebut maka akan berakibat pada perubahan sifat mekanik (kecuali ketangguhan) dari hasil lasan, jika ini terjadi maka harus mengacu kepada WPS lain/yang baru. 2. Variabel non essensial Adalah dimana perubahan kondisi variabel ini dalam proses pengelasan tidak berpengaruh terhadap sifat mekanik dari hasil lasan. 3. Variabel supplementary essensial. Adalah dimana perubahan kondisi pengelasan yang termasuk dalam variabel ini berakibat kepada ketangguhan (toughness) dari hasil lasan. WPS sendiri didukung (di back-up) oleh Procedure Qualification Record (PQR) atau disebut juga test WPS, PQR ini mencatat semua hasil dari proses pengelasan yang mengikuti prosedur dari WPS beserta semua inspeksi dan test yang dilakukan, seperti tensile test, guided bended test, toughness test, hardness test, dan test lainnya jika ada. Contoh WPS dan variabel-variabel pengelasan untuk proses SMAW, SAW dan GTAW dapat dilihat pada lampiran - 2.

IX. SIMBOL-SIMBOL LAS

Gambar 9-1. Simbol pengelasan

Gambar 9-2. Pengelasan di arah yang ditunjukkan oleh panah

Gambar 9-3. Pengelasan di arah sebaliknya yang ditunjukkan oleh panah

Gambar 9-4. Pengelasan di arah kedua-duanya dari yang ditunjukkan oleh panah

Gambar 9-5. Pengelasan fillet di arah yang ditunjukkan oleh panah

Gambar 9-6. Pengelasan fillet di arah sebaliknya yang ditunjukkan oleh panah

Gambar 9-7. Kombinasi dari simbol lasan

Gambar 9-8. Simbol-simbol pengelasan

Gambar 9-9. Tipe dari sambungan lasan dan simbol pengelasannya