BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangTeknik pengelasan merupakan salah satu cabang dari ilmu teknologi produksi. Las TIG (Tungsten Inert Gas) atau las wolfram gas mulia adalah salah satu jenis las busur listrik di mana gas dihembuskan ke daerah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Gas Argon paling sering digunakan sebagai gas pelindung. Saat digunakan dengan arus bolak-balik, penggunaan gas argon menghasilkan las yang terlihat bagus dan kuat. Selain itu, gas helium juga sering digunakan. Campuran gas argon-helium juga sering digunakan dalam proses pengelasan TIG sebagai gas pelindung. Dikarenakan campuran gas tersebut dapat meningkatkan kontrol panas dan juga tetap memiliki keuntungan pemakaian gas argon. Untuk menghasilkan gas pelindung yang siap pakai khususnya pada pekerjaan pengelasan, penulis akan membahas tentang instalasi gas argon dan helium pada proses pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas). Instalasi gas berfungsi untuk memindahkan/distribusi zat fluida dalam hal ini gas pelindung pada proses pengelasan TIG. Salah satu contoh sistem instalasi gas yaitu sistem instalasi manifold. Sistem penggunaan secara manifold menggunakan beberapa botol gas yang ditempatkan pada satu ruangan dan digunakan oleh beberapa orang. Gas dialirkan dari ruangan menggunakan pipa sampai ke meja kerja las. Sistem instalasi manifold menggunakan pipa dapat mengurangi resiko keselamatan kerja bila dibandingkan sistem penggunaan secara individual atau satu unit botol digunakan seorang operator menggunakan selang langsung dari tabung gas.

B. Identifikasi MasalahBerdasarkan uraian dari latar belakang masalah, maka dapat diidentifikasikan masalah-masalah sebagai berikut :1. Bagaimana merancang instalasi gas pada proses pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)?2. Bahan apa yang digunakan dalam instalasi gas?3. Bagaimana cara mengontrol tekanan gas yang diperlukan?4. Bagaimana membuat instalasi gas pada proses pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)?

C. Pembatasan MasalahBatasan masalah pada pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis membahas tentang gas pelindung TIG welding, instalasi pemipaan serta cara kerja sistem kontrol tekanan. Serta aturan keselamatan kerja pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas).

D. Perumusan MasalahBerdasarkan dari latar belakang, identifikasi, dan pembatasan masalah, maka masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini dapat dirumuskan sebagai berikut : Bagaimana merancang dan membangun Instalasi Gas Pada Proses Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)?.

E. Tujuan Umum Tugas AkhirMaksud dan Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah :1. Memahami teori pengelasan.2. Mengenal dan memahami perlengkapan kerja las serta cara kerjanya.3. Merancang sistem instalasi pemipaan dan penempatan sistem-sistem kontrol gas pelindung.4. Memahami prinsip kerja sistem tersebut.5. Menambah sarana praktek mahasiswa, khususnya di jurusan teknik mesin.

F. Manfaat Tugas AkhirHasil tugas akhir ini diharapkan mampu digunakan sebagai pengetahuan tentang instalasi pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dan dapat diaplikasikan pada kehidupan bermasyarakat.

BAB II KAJIAN TEORI

A. PENGELASAN 1. Definisi pengelasanPengelasan merupakan suatu bagian yang tak terpisahkan dari proses manufaktur. Proses pengelasan pada prinsipnya adalah menyambungkan dua dua logam atau lebih, lebih tepat ditujukan untuk merakit (assembly) beberapa komponen menjadi suatu bentuk mesin. Dengan kata lain pengelasan merupakan sambungan setempat dengan menggunakan energi panas. Sedangkan Las TIG (Tungsten Inert Gas) atau las wolfram gas mulia adalah salah satu jenis las busur listrik di mana gas dihembuskan ke daerah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir.Pengelasan memiliki beberapa pengertian yang diantaranya adalah :a. Pengelasan menurut DIN (Deutche Industrie Normen) adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair.[footnoteRef:1] [1: ) Syaripudin.Diktat Mata Kuliah Teknik Pengelasan, (Jakarta: Jurusan Teknik Mesin, FT UNJ, 2004), h.4]

b.Pengelasan (Welding) adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan logam tambahan dan menghasilkan sambungan yang kontinu.[footnoteRef:2] [2: ) Heri Sonawan.Pengantar Untuk Memahami Proses Pengelasan Logam, (Bandung: Alfabeta, 2003), h.1]

2.Tinjauan Berbagai proses pengelasan

Gambar 1. Bagan klasifikasi proses pengelasan.[footnoteRef:3] [3: ) Ibid., h.2]

Dari bagan diatas dapat dilihat bahwa proses pengelasan dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu pengelasan mencair (fusion welding), pengelasan tidak mencair (solid state welding), dan soldering atau brazing. Dengan kata lain pengelasan cair adalah cara pengelasan yang dilakukan dimana sambungan dipanaskan hingga mencair dan dengan menggunakan sumber panas dari busur listrik. Sedangkan pengelasan tidak mencair (solid state welding) adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menyatu. Soldering dan brazing adalah salah satu cara pengelasan yang dilakukan dimana sambungan diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang memiliki titik cair yang lebih rendah. B. PERALATAN YANG DIGUNAKAN PADA LAS TIG1. Mesin lasMesin las AC/DC merupakan mesin las pembangkit arus AC/DC yang digunakan di dalam pengelasan las gas tungsten. Pemilihan arus AC atau DC biasanya tergantung pada jenis logam yang akan dilas.

Gambar 8. Mesin las2. Tabung gas lindungTabung gas lindung adalah tabung tempat penyimpanan gas lindung seperti argon dan helium yang digunakan di dalam mengelas gas tungsten.

Gambar 9. Tabung gas lindung3. Regulator gas lindung Regulator gas lindung adalah adalah pengatur tekanan gas yang akan digunakan di dalam pengelasan gas tungsten. Pada regulator ini biasanya ditunjukkan tekanan kerja dan tekanan gas di dalam tabung.4. Flowmeter untuk gas Flowmeter dipakai untuk menunjukkan besarnya aliran gas lindung yang dipakai di dalam pengelasan gas tungsten.

Gambar 10. Flowmeter

5. Selang gas dan perlengkapan pengikatnya Selang gas berfungsi sebagai penghubung gas dari tabung menuju pembakar las. Sedangkan perangkat pengikat berfungsi mengikat selang dari tabung menuju mesin las dan dari mesin las menuju pembakar las.

Gambar 11. Selang gas6. Kabel elektroda dan selang Kabel elektroda berfungsi menghantarkan arus dari mesin las menuju stang las. Begitu juga aliran gas dari mesin las menuju stang las.Kabel masa berfungsi untuk penghantar arus ke benda kerja.7. Stang las Stang las berfungsi untuk menyatukan sistem las yang berupa penyalaan busur dan perlindungan gas lindung selama dilakukan proses pengelasan.8. Elektroda tungsten Elektroda tungsten berfungsi sebagai pembangkit busur nyala selama pengelasan. 9. Kawat las Kawat las berfungsi sebagai bahan tambah. 10. Assesoris Assesoris pilihan dapat berupa sistem pendinginan air untuk pekerjaan pengelasan berat, rheostat kaki, dan pengatur waktu busur.C. GAS PELINDUNG Fungsi gas pelindung adalah untuk menghindari terjadinya oksidasi udara luar terhadap cairan dan akan mengakibatkan kurang sempurnanya perpaduan antara bahan tambah (filler rod) dengan cairan bahan yang disambung.Jenis-jenis gas pelindung:a. Gas argon (Ar)b. Gas helium(He)c. Gas campuran helium dan argon (75 % He, 25 %Ar).d. Gas campuran argon/helium/hydrogenD. INSTALASI PEMIPAAN1. Pengertian, Fungsi, dan Jenis-Jenis PipaPipa adalah sebuah selongsong bundar yang digunakan untuk mengalirkan fluida (cairan atau gas). Berdasarkan standard dalam pembuatannya, pipa biasanya di dasarkan pada diameter nominalnya, ia biasanya memiliki nilai ouside diameter (OD) atau diameter luarnya tetap sedangkan untuk tebalnya mengunakan istilah schedule yang memiliki nilai bervariasi. Dalam sebuah pipa atau lebih tepatnya sistem pemipaan, kita akan mengenal istilah NPS. NPS yang memiliki kepanjangan dari Nominal Pipe Size adalah istilah yang menunjukan diameter nominal (bukan ukuran sebenarnya) dari sebuah pipa.Maksudnya nominal disini adalah hanya angka standar yang digunakan sebagain satuan umum. Contohnya adalah ketika kita menyebutkan pipa 2 (dua in), maka pipa tersebut memiliki ukuran sekitar dua in, namun ukuran aslinya bila di ukur tidak tepat dua in. Dari sekian jenis pembuatan pipa secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu:1. Jenis pipa tanpa sambungan (pembuatan pipa tanpa sambungan pengelasan)2. Jenis pipa dengan sambungan (pembuatan pipa dengan pengelasan)Bahan-bahan pipa secara umum : 1. Carbon steel2. Carbon Moly3. Galvanis4. Ferro Nikel5. Stainless Steel6. PVC (Paralon)7. Chrom MolMaterial yang yang sering digunakan dalam dunia migas, industri, dan manufaktur terdiri dari dua, yaitu :a. Carbon Steel Material pipa jenis ini adalah yang paling banyak digunakan, spesifikasinya banyak ditemukan dalam ASTM ( American Society of Testing and Materials ) dan ASME (American Society of Mechanical Engineering ).Ada 3 jenis pipa material ini yang paling sering digunakan :1. ASTM A106. Terbagi dalam 3 grade, tergantung Tensile Strengh nya; Grade A ( 48 ksi ), Grade B ( 60 ksi ), dan Grade C ( 70 ksi ).2. ASTM A53. Material pipa ini yang biasanya dilapisi oleh zinc ( galvanized ), yang biasanya merupakan alternatif dari ASTM A106. Material ini juga terbagi dalam 3 Grade, A, B dan C, dan memilik 3 tipe; Tipe E ( Electrical Resistance Weld ), Tipe F ( Furnace Butt Weld ), dan Tipe S ( Seamless ). Grade A dan B pada ASTM 106 memiliki Tensile Strength yang sama dengan Grade A dan B pada ASTM A53.3. ASTM A333. Material ini biasa digunakan pada fluida yang memiliki temperatur rendah, mulai dari -50 derajat Fahrenheit.

b. Stainless Steel Material pipa ini dinamakan austenitic stainless steel. Namun secara umum biasanya disebut stainless steel. Stainless steel mempunyai grade 108, tetapi yang biasa digunakan adalah tipe 304L. Sesuai kode L dibelakang nama 304L, tipe ini mengandung cukup sedikit campuran karbon daripada tipe 304, tetapi memiliki kekuatan yang tinggi dan ketahanan terhadap korosi yang cukup baik. Pada dunia industri yang sebenarnya, ada dua jenis pipa stainless steel yang paling sering dipakai, yaitu:1. ASTM A312, untuk pipa berukuran dibawah 8 inci.2. ASTM A358, untuk pipa berukuran diatas 8 inci.Diameter, Ketebalan, Schedule : Spesifikasi umum dapat dilihat pada ASTM (American Society of Testing Materials). Dimana disitu diterangkan mengenai Diameter, Ketebalan serta schedule pipa. Diameter Luar (Outside Diameter), ditetapkan sama walaupun ketebalan (thickness) berbeda untuk tiap schedule. Diameter dalam (Inside Diameter), ditetapkan berbeda untuk setiap schedule. Diameter Nominal adalah diameter pipa yg dipilih untuk pemasangan ataupun perdagangan (commodity). Ketebalan dan schedule, sangatlah berhubungan, hal ini karena ketebalan pipa tergantung daripada schedule pipa itu sendiri.Schedule pipa ini dapat dikelompokkan sebagai berikut :1. Schedule 5, 10 , 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 160.2. Schedule standard3. Schedule Extra strong (XS)4. Schedule double Extra Strong (XXS)5. Schedule special2. Jenis Penyambungan Pipaa. Pengelasan Jenis pengelasan yang dilakukan adalah tergantung pada jenis pipa dan penggunaannya, misalnya pengelasan untuk bahan stainless steel menggunakan las busur gas wolfram, dan untuk pipa baja karbon digunakan las metal.a. Ulir (threaded) Penyambungan ini digunakan pada pipa yang bertekanan tidak terlalu tinggi. Kebocoran pada sambungan ini dapat dicegah dengan menggunakan gasket tape pipe. Umumnya pipa dengan sambungan ulir digunakan pada pipa dengan ukuran 2 inci kebawah.

b. Menggunakan Flens (flange) Kedua ujung pipa yang akan disambung dipasang flens kemudian diikat dengan baut.

3. Sambungan a. Sambungan langsung (stub in) sambungan langsung (stub in) dapat dilihat dalam contoh berikut ini, yang hanya merupakan penyambungan pipa dengan pipa secara langsung.

Gambar 14. Contoh sambungan langsung

b. Sambungan dengan penguatan Sambungan dengan penguatan adalah penyambungan antara pipa dengan pipa yang menggunakan penguatan yang berupa pelana kuda (saddle).c. Sambungan menggunakan alat penyambung (fitting) Berikut ini dapat dilihat beberapa contoh penyambungan pipa dengan pipa yang menggunakan alat penyambung, untuk mengubah arah aliran atau memperkecil jalur pipa.1. Siku (elbow)

Gambar 15. Contoh sambungan ellbow2. Te (tee)

Gambar 16. Contoh sambungan Te (tee)3. Pemerkecil (reducer)

Gambar 17. Contoh pemerkecil (reducer)4. Kap (cap)5. Silang (cross)

Gambar 18. Contoh sambungan silang (cross)d. Sambungan pipa cabang dengan menggunakan Olet Dari segi kekuatan dan teknis, sambungan pipa cabang yang menggunakan olet lebih kuat dan lebih baik dari sambungan yang menggunakan penguat seperti pelana (saddle) dan reinforcement, tetapi dari segi ekonomi sambungan olet lebih mahal.4. Kelengkapan instalasi pipa a. Regulator Fungsi regulator adalah untuk mengetahui tekanan botol dan mengatur tinggi rendahnya tekanan yang akan digunakan.

Gambar 20. Regulator dan Flowmeterb. Alat pengukur aliran gas (flowmeter) Alat pengukur aliran gas (flowmeter) adalah untuk mengukur aliran gas yang digunakan untuk melidungi proses pencairan dalam pengelasan. Di dalam alat ini mempunyai bola dalam tabung gelas yang berfungsi sebagai penunjuk ukuran gas yang dikehendaki dengan satuan cubic feet per hour (CFH)

Gambar 21. Flowmeter dan ekonomiserc. Relief/Safety Valve Relief valve (RV) adalah jenis katup yang digunakan untuk mengontrol atau membatasi tekanan dalam sistem atau bejana tekan yang bisa mangakibatkan kegagalan instrumen atau peralatan, atau kebakaran.d. Sistem pengaliran gasDalam prakteknya, terdapat dua sistem pengaliran gas yang sering digunakan, yaitu:1. Sistem penggunaan secara individual atau digunakan satu unit botol digunakan seorang operator.2. Sistem penggunaan secara manifold atau dengan menggunakan beberapa botol gas yang ditempatkan pada satu ruangan dan digunakan oleh beberapa orang, hal ini banyak digunakan di industri-industri

Gambar 22. Instalasi gas sistem manifold5. Pengujian kelayakan instalasi pipa dan sambungan lasa. Visual test merupakan pengujian yang dikakukan pada hasil las dengan cara melihat dan mengamati hasil las tersebut secara kasat mata, jadi hanya dilihat bagian luar dari produk tersebut. Uji ini memiliki kelemahan, yaitu adanya keterbatasan penglihatan dari inspektor, sehingga apabila terdapat cacat pada hasil las tidak terlalu terlihat.b. Hidrostatik testHidrostatik test adalah test tekanan untuk menguji kekuatan dan kebocoran pada suatu bejana bertekanan atau komponen seperti tangki, pipa, tabung, boiler, tangki penyelam (SCUBA tank, Self Contained Underwater Breathing Apparatus) dan lain-lain, dengan menggunakan zat cair sebagai media untuk mentransfer tekanan.Cairan yang digunakan salah satunya air atau olie. Air lebih sering digunakan karena murah biayanya dan mudah didapat. Air juga jarang menyebabkan efek samping seperti kerusakan pada karet, sealant, dan komponen lainnya. Jika air dapat menyebabkan korosi pada material komponen, maka air dengan mudah dapat dikeluarkan dan dikeringkan segera setelah pengujian. Kadang cairan yang digunakan diberi pewarna agar tampak jelas jika terjadi kebocoran. Mengapa digunakan cairan untuk mentransfer tekanan? Karena cairan hanya sedikit saja dapat dikompres atau dimampatkan. Sehingga tidak membutuhkan daya besar untuk memompa cairan tersebut guna menaikkan tekanannya. Jika menggunakan udara atau gas, akan dapat terjadi ledakan jika komponen yang diuji tidak mampu menahan tekanan. Ini karena sifat gas yang dapat dikompres, jika komponen yang ditest tidak mampu menahan tekanan akan terjadi ledakan karena usaha gas tersebut melepaskan tekanan yang dikandungnya akibat terkompres.c. Penetrant testPrinsip kerja penetran test adalah memanfaatkan metoda sifat kapilaritas cairan. Apabila terdapat celah kecil apabila diberi cairan maka celah tersebut akan menyedot cairan sehingga celah tersebut akan berisi cairan. Dengan memanfaatkan cara inilah penetran test sebagai metoda pengujian dilakukan.Color check banyak digunakan untuk memeriksa material stenlles steel, besi, carbon steel dan lain sebagainya. Ada 2 jenis pemeriksaan menggunakan penetran test, yaitu:1. Penetran fluoresen, yaitu pengujian penetran test yang dilakukan dengan bantuan sinar ultraviolet. Cairan ini mengandung zat warna yang akan berfluorensi bila disinari dengan sinar ultraviolet. Sama halnya dengan phosphor apabila kena cahaya makan bersinar atau menimbulkan cahaya yang akan menunjukan letak retakkan material. Cara ini biasanya digunakan untuk material atau barang-barang yang lebih membutuhkan sensitifitas lebih tinggi, misal: baling-baling pesawat.2. Penetran non Fluoresen yaitu pengujian ini dapat dilakukan langsung secara visual langsung tanpa bantuan sinar ultraviolet. Cairan ini mengandung zat warna yang memiliki sifat kontras yang tinggi pada ruangan terang. Dan cara kedua ini yang paling banyak digunakan karena dalam pemakaiannya paling mudah dan efisien.Untuk mengaplikasikan penetrant bisa digunakan dengan cara: 1. Disemprot (spray)2. Dikuas3. Dicelup E. ALAT PELINDUNG DALAM PROSES PENGELASAN1. Topeng las2. Sarung tangan kulit3. Jaket kulit/apron4. Sepatu safety

BAB III PEMBAHASAN

A. Tujuan OperasionalTujuan operasional dari Instalasi Gas Argon dan Helium Pada Proses Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) ini adalah sebagai alat tepat guna, khususnya pada lab. Produksi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta. Alat ini didesain untuk disesuaikan dengan media praktek mata kuliah Teknik Pengelasan yang mana menggunakan tabung gas sebagai bahan praktek. yaitu dengan mengambil sample gas argon dengan ukuran. Sehingga ukuran dan kapasitas alat ini disesuaikan dengan kebutuhan yang ada, dengan harapan dapat bermanfaat bagi kemajuan kegiatan praktek dimasa yang akan dating.B. Tempat dan Waktu PelaksanaanTempat: Lab. Produksi Jurusan Teknik Mesin, FT, UNJWaktu Pengerjaan: November 2014 Sampai dengan Desember 2014

C. Tahap PembuatanMulaiSelesaiPemilihan bahanPerakitan instalasi pengelasan

Apakah Instalasi pengelasan sudah baik dan aman?

Uji KinerjaYaTidakPembuatan instalasi pengelasan

Perencanaan pembuatan

13