Materi Las

24
PENGELASAN LOGAM OLEH : SUGIARTO

description

Presentasi Las

Transcript of Materi Las

Page 1: Materi Las

PENGELASAN LOGAM

OLEH : SUGIARTO

Page 2: Materi Las

DEFINISI DAN KLASIFIKASI LAS

Definisi dari DIN (Deutche Industrie Normen), Las merupakan ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair

Mengelas: adalah menyambung dua bagian logam atau lebih dengan jalan memanaskan bagian logam yang akan disambung beserta bahan tambahnya (bila menggunakan) sampai cair kemudian keduanya dipadukan sehingga dapat bercampur satu dengan yang lain, dan setelah dingin sambungan akan menyatu.

Las juga didefinisikan sebagai cara/proses penyambungan dua buah logam atau lebih dengan memberikan pemanasan yang tinggi, sehingga mencapai titik cair logam tersebut dengan atau tanpa logam pengisi.

Berdasarkan cara kerja, proses pengelasan dapat dibagi dalam 3 kelas utama yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan, dan pematrian.

1. Pengelasan cair adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau semburan gas yang terbakar

2. Pengelasan tekan adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menjadi satu

3. Pematrian adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang memiliki titik lebur rendah. Dalam cara ini logam induk tidak ikut mencair

Page 3: Materi Las

Klasifikasi proses pengelasan sebagaimana gambar berikut :

Page 4: Materi Las

Salah satu proses yang paling banyak digunakan pada sambungan struktur adalah las cair (fusion welding). Las cair ini dapat diklasifikasikan berdasarkan sumber panas yang digunakan menjadi 3 kelompok yaitu las gas (gas welding), las busur (arc welding) dan Las sinar energi tinggi (high energy beam welding). 1. Las gas : Las gas oksi asetilen (oxyacetilene gas welding/OAW)2. Las busur : Las busur tungsten gas (gas tunsten arc welding/GTAW)

Las busur gas (gas metal arc welding/GMAW) Las busur elektroda terbungkus (shielded metal arc

welding/SMAW) Las busur rendam (submerged arc welding/SAW) Las terak listrik (electroslag/ESW) Las busur plasma (plasma arc welding/PAW)

3. Las sinar : Las sinar elektron (Electron beam welding/EBW) Energi tinggi : Las sinar (laser beam welding)

Page 5: Materi Las

LAS GAS

Las gas, yang dilapangan lebih dikenal dengan istilah las karbit, sebenarnya adalah pengelasan yang dilaksanakan dengan pencampuran 2 jenis gas sebagai pembentuk nyala api dan sebagai sumber panas. Gas yang digunakan adalah campuran dari gas Oksigen (O2) dan gas lain sebagai gas bahan bakar (fuel gas) seperti gas Asetilen ( dari kata “acetylene”, dan memiliki rumus kimia C2H2 ). Kelebihan yang dimiliki gas Asetilen antara lain, menghasilkan temperatur nyala api lebih tinggi dari gas bahan bakar lainya, baik bila dicampur dengan udara ataupun Oksigen. Gas lain yang juga berperan adalah gas propane (LPG), methane dan hydrogen. Karena temperatur nyala api yang dihasilkan lebih rendah dari gas asitilen maka ketiga jenis gas ini jarang dipakai sebagai gas pencampur.Gas Asetilen ini sebenarnya dihasilkan dari reaksi batu Kalsium KARBIDA (orang-orang menyebut karbit) dengan air. Jadi jika Kalsium Karbida ini disiram atau dicelupkan ke dalam air maka akan terbentuk gas Asetilen. Selain dikenal dengan nama las karbit, kadang-kadang masyarakat umum menyebut kan juga dengan nama lain yaitu las MDQ, mengacu pada satu merk batu karbit.

Page 6: Materi Las

Pengelasan dengan cara las gas, memerlukan peralatan seperti tabung gas Oksigen dan tabung gas Asetilen, katup tabung, regulator (pengatur tekanan gas), selang gas dan torch (brander). Kedua gas Oksigen dan Asetilen keluar dari masing-masing tabung dengan tekanan tertentu, mengalir menuju torch melalui regulator dan selang gas. Setelah sampai di torch kedua gas tercampur dan akhirnya keluar dari ujung nosel torch. Dengan bantuan pematik api, campuran gas yang keluar dari ujung nosel membentuk nyala api dengan intensitas tertentu. Pengaturan panas dan pemberian kawat las dilakukan oleh kombinasi kedua tangan juru las. Oleh karena itu, kualitas sambungan nantinya akan dipengaruhi oleh ketrampilan dan keahlian si juru las.Proses las gas dapat dilaksanakan dengan pemberian kawat las (atau istilah logam pengisi) atau tidak sama sekali. Satu syarat dimana diperlukan logam pengisi atau tidak adalah dilihat dari ketebalan pelat yang akan di las. Jika pelat itu tipis maka untuk menyambungnya dapat dilakukan tanpa memberikan logam pengisi, sedangkan untuk pelat-pelat tebal diperlukan logam pengisi untuk menjamin sambungan yang optimal. Jika pada pelat tipis dipaksakan harus diberi logam pengisi maka hal itu mungkin saja dilakukan. Akan tetapi pada daerah sambungan akan nampak tonjolan logam las yang terlihat kurang baik.

Page 7: Materi Las

PERALATAN LAS ASETILEN

Secara umum, peralatan yang digunakan dalam gas adalah : 1. Tabung gas Oksigen dan tabung gas bahan bakar,2. Katup silinder/tabung, 3. Regulator,4. Selang gas,5. Torch,6. Peralatan pengamanTabung Gas, berfungsi untuk menampung gas atau gas cair dalam kondisi

bertekanan. Untuk membedakan tabung gas apakah didalamnya berisi gas Oksigen, Asetilen atau gas lainya dapat dilihat dari kode warna yang ada pada tabung itu.

Katup Tabung Untuk mengatur keluaran gas dari tabung

digunakan katup. Katup ini ditempatkan tepat dibagian atas dari tabung.

Page 8: Materi Las

Regulator Regulator atau lebih tepat dikatakan katup penutun tekan, dipasang pada katub tabung dengan tujuan untuk mengurangi atau menurunkan tekanan sampai mencapai tekana kerja torch. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Bahkan jika tekanan dalam tabung menurun, tekana kerja harus dipertahankan tetap oleh regulator. Pada regulator terdapat bagian-bagian seperti saluran masuk, katup pengaturan tekan kerja, katup pengaman, alat pengukuran tekanan tabung, alat pengukuran tekanan kerja dan katup pengatur keluar gas menuju selang

Page 9: Materi Las

Selang Gas Untuk mengalirkan gas yang keluar dari tabung menuju torch digunakan selang gas. Untuk memenuhi persyaratan keamanan, selang harus mampu menahan tekanan kerja dan tidak mudah bocor. Dalam pemakaiannya, selang dibedakan berdasarkan jenis gas yang dialirkan. Untuk memudahkan bagaimana membedakan selang Oksigen dan selang Asetilen mak cukup memperhatikan kode warna pada selang. Berikut ini diperlihatkan table yang berisi informasi tentang perbedaan warna untuk membedakan jenis gas yang mengalir dalam selang.

Page 10: Materi Las

Torch (Brander), Gas yang dialirkan melalui selang selanjutnya diteruskan oleh torch, tercampur didalamnya dan akhirnya pada ujuang nosel terbentuk nyala api. Dari keterangan diatas, torch memiliki dua fungsi yaitu :a. Sebagai pencampur gas oksigen dan gas bahan bakar.b. Sebagai pembentuk nyala api di ujung nosel.

Torch dapat dibagi menjadi beberapa jenis menurut klasifikasi berikut ini : 1. Menurut cara/jalannya gas masuk keruang pencampur dibedakan atas :

a. Injector torch (tekanan rendah), pada torch jenis ini, tekanan gas bahan bakar selalu dibuat lebih rendah dari tekanan gas oksigen.b. Equal pressure torch (torch bertekanan sama), pada torch ini, tekanan gas oksigen dan tekanan gas bahan bakar pada sisi saluran masuk sama besar. Pencampuran kedua gas berlangsung dalam tekanan yang sama.

2. Menurut ukuran dan berat dibedakan atas :a. Toch normalb. Torch ringan/kecil

3. Menurut jumlah saluran nyala api. Dibedakan atas :a. Torch nyala api tunggalb. Torch nyala api jamak

4. Menurut gas yang digunakan. Dibedakan atas :a. Torch untuk gas asetilenb. Torch untuk gas hydrogen, dan lain-lain.

5. Menurut aplikasi. Dibedakan atas :a. Torch manualb. Torch otomatik/semi otomatik.

Page 11: Materi Las

PRINSIP KERJA LAS ASETILEN

Oksigen diperoleh dari proses elektrolisa atau proses pencairan udara. Oksigen disimpan dalam tabung baja pada tekanan 14 MPa. Gas asetilen (C2H2) dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan air. Gelembung-gelembung gas naik dan endapan yang terjadi adalah kapur tohor. Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen adalah :

CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 Bila dihitung ternyata 1 kg CaC2 menghasilkan kurang lebih 300 liter asetilen. Sifat dari asetilen

(C2H2) yang merupakan gas bahan bakar adalah tidak berwarna, tidak beracun, berbau, lebih ringan dari udara, cenderung untuk memisahkan diri bila terjadi kenaikan tekanan dan suhu (di atas 1,5 bar dan 350° C), dapat larut dalam massa berpori (aseton).

Kalsium karbida keras, mirip batu, berwarna kelabu dan terbentuk sebagai hasil reaksi antara kalsium dan batu bara dalam dapur listrik. Hasil reaksi ini kemudian digerus, dipilin dan disimpan dalam drum baja yang tertutup rapat. Agar aman tekanan gas asetilen dalam tabung tidak boleh melebihi 100 Kpa, dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen. Tabung jenis ini mampu menampung gas asetilen bertekanan sampai 1,7 MPa.

Page 12: Materi Las

Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat berubah bergantung pada perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilennya. Ada tiga macam nyala api dalam las oksi-asetilen :

a. Nyala asetilen lebih (nyala karburasi)Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilen yang digunakan maka di antara kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru berwarna biru. Di antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan terdapat kerucut antara yang berwarna keputih-putihan, yang panjangnya ditentukan oleh jumlah kelebihan asetilen. Hal ini akan menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair. Nyala ini banyak digunakan dalam pengelasan logam monel, nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam bahan pengerasan permukaan non-ferous.

b. Nyala netralNyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening. Oksigen yang diperlukan nyala ini berasal dari udara. Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500 oC tercapai pada ujung nyala kerucut.

c. Nyala oksigen lebih (nyala oksidasi)Bila gas oksigen lebih daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus digunakan dalam pengelasan fusion dari kuningan dan perunggu namun tidak dianjurkan untuk pengelasan lainnya.

Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala asetilen berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja.Suhu Pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000° C dan di tengah kerucut luar kira-kira 2500° C.

Page 13: Materi Las

SMAW (Shielded Metal Arc Welding)

SMAW adalah proses las busur manual dimana panas las dihasilkan oleh busur listrik yang terbentuk diantara elektroda berpelindung flux dengan benda kerja. Elektroda SMAW terdiri dari 2 bagian yaitu bagian inti yang terbuat dari baja yang berfungsi sebagai bahan pengisi (filler) dan bahan pembungkus yang disebut fluks. Fungsi fluks adalah : sebagai sumber terak untuk melindungi logam cair dari udara sekitarnya, menjaga busur listrik agar tetap stabil, sebagai deoksidator, menghasilkan gas pelindung, mengurangi percikan api dan uap pada pengelasan, dan sebagai sumber dari unsur paduan.

Keunggulan Proses• Peralatan yang digunakan sederhana, relatif murah dan portabel• Sensitivitas terhadap tiupan angin lebih rendah dibandingkan proses las busur

berpelindung gas.• Mampu mengelas pada berbagai posisi pengelasan.

Page 14: Materi Las

Selain untuk pengelasan konstruksi umum, SMAW digunakan untuk mengelas pipa-pipa refinery sampai pipelines, bahkan untuk mengelas di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. Selain itu, Proses SMAW digunakan untuk mengelas logam-logam ferrous dan non ferrous, termasuk carbon steel, low alloy steel, stainless steel, nickel steel, cast iron, dan paduan tembaga.

Page 15: Materi Las

• Elektroda terdiri dari kawat logam sebagai penghantar arus listrik ke busur dan sekaligus sebagai bahan pengisi (filler). Kawat ini terbungkus dengan bahan fluks. Biasanya dipakai arus listrik yang tinggi (10-500 A) dan tegangan yang rendah (10-50 V).

• Elektrode adalah logam pengisi yang berperan dalam proses pengelasan. Elektrode juga ikut menentukan kekuatan dari hasil lasan, karena itu jenis elektrode harus dipilih sesuai dengan jenis material logam induk, karena elektrode ini akan mencair dan menyatu dengan logam induk.

• Elektrode yang digunakan pada proses las busur listrik adalah elektrode yang terbungkus oleh fluks, dan mempunyai komposisi logam inti yang berbeda-beda. Standarisasi elektrode untuk standart AWS didasarkan pada jenis fluks, posisi pengelasan dan arus las, seperti tabel di bawah.

• Fluks merupakan bahan kedua setelah elektrode yang digunakan dalam pengelasan, dengan fungsi fluks:1. Pemantap busur dan penyebab kelancaran pemindahan butir butir cairan logam. 2. Sumber terak atau gas yang dapat melindungi logam cair terhadap udara disekitarnya.3. Sumber unsur-unsur panduan.

Page 16: Materi Las
Page 17: Materi Las

TIG (Tungsten Inert Gas)

Pengelasan ini juga dikenal dengan nama GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Elektrode yang biasa digunakan adalah wolfram atau tungsten. Sedangkan gas mulia sebagai pelindung lasan digunakan gas argon atau helium. Sekarang juga digunakan Co2 (tidak inert) karena lebih murah dan stabil. Elektroda tungsten bukan sebagai filler metal, sehingga perlu filler metal dari luar untuk mengisi gap sambungan. Filler metal bersama logam induk akan dicairkan oleh busur listrik yang terjadi antara elektroda dengan logam induk.

Page 18: Materi Las

Metode ini biasanya digunakan untuk mengelas logam yang reaktif terhadap oksigen seperti paduan aluminium, magnesium dan titanium. Metode ini juga cocok untuk pelat tipis sampai dengan 5mm. Sumber arus yang digunakan bisa AC maupun DC. Untuk sumber arus searah ada jenis 2 jenis polaritas, yaitu : 1. Polaritas lurus atau direct current straight polarity (DCSP) Jika benda kerja dihubungkan dengan kutub positif (+) dari sumber tenaga (power supply). Elektron dari elektroda tungsten mengalir ke benda kerja dengan kecepatan tinggi dan menghasilkan panas yang tinggi pada benda kerja. Ini menyebabkan terbentuknya kolam logam cair (weld poll) yang sempit dan dalam. Straight polarity (dengan arus hingga 500 ampere, voltase 20-40 volt) lebih sering digunakan daripada reverse polarity, karena reverse polarity cenderung mencairkan elektroda. Metode ini sangat cocok digunakan untuk spot welding. 2. Polaritas balik jika benda kerja disambung dengan kutub negatif (-) sumber tenaga. Panas terjadi pada elektroda tungsten sehingga diperlukan elektroda yang besar dengan pendinginan air yang baik. Polaritas balik menghasilkan kolam cair yang lebar tetapi dangkal. Metoda ini biasanya digunakan pada pengelasan untuk bahan yang cenderung mudah teroksidasi seperti Al atau Mg.

Page 19: Materi Las

3. Arus bolak-balik (AC)

• Arus bolak-balik banyak digunakan pada sumber tenaga (power supply) yang modern yang mempunyai kemampuan untuk membentuk square-wave AC (arus bolak-balik gelombang persegi) dan wave balancing).

Page 20: Materi Las

MIG (Metal Inert Gas)

Gas yang digunakan sebagai pelindung sama dengan gas yang digunakan pada GTAW, yaitu Argon, Helium dan CO2 dialirkan selama proses pengelasan. Elektroda diumpankan secara kontinu oleh mesin las. Metal transfer berupa spray, globular dan short-circuit. Biasanya menggunakan sumber arus DC dengan reverse polarity untuk menaikkan penetrasi lasan.

Page 21: Materi Las

MIG digunakan untuk mengelas bagian yang tebal, karena slag yang terjadi ketika pengelasan multipass tidak akan terjadi. Serta baik untuk pengelasan baja – baja kwalitas tinggi seperti baja tahan karat, baja kuat dan logam – logam bukan baja yang tidak dapat dilas dengan cara yang lain.

SAW (Submerged Arc Welding)

Submerged Arc Welding adalah proses pengelasan busur dimana logam cair dilindungi oleh fluks selama pengelasan. Busur listrik yang digunakan untuk mencairkan logam tertutup oleh serbuk fluks yang diberikan disepanjang alur las dan proses pengelasan berlangsung didalam fluks tersebut.

Page 22: Materi Las

Aplikasi

• Pabrikasi Baja dari Bentuk Struktural (Seperti : I-beams)

• Pengelasan lapisan untuk pipa, tangki,  pressure vessels dengan diameter besar Seams

• Pengelasan komponen untuk mesin berat

• Baik digunakan untuk baja (kecuali baja karbon tinggi)

Sambungan LasKarena meneruskan beban, maka bagian sambungan paling tidak memiliki kekuatan yang sama dengan bagian yang disambung. Berbagai jenis sambungan yang dimaksud adalah :1. Sambungan Temu (Butt Joint)2. Sambungan T (Tee joint)3. Sambungan Sudut (Corner joint)4. Sambungan Saling Tumpang (Lap Joint)5. Sambungan Sisi (Edge Joint)

Page 23: Materi Las

POSISI PENGELASAN

Welding Positions For Groove welds:-

Welding Position Test Position ISO and  EN

Flat 1G  PA

Horizontal 2G PC

Vertical Upwards Progression 3G PF

Vertical Downwards Progression 3G PG

Overhead 4G PE

Pipe Fixed Horizontal 5G PF

Pipe Fixed @ 45 degrees Upwards 6G HL045

Pipe Fixed @ 45 degrees Downwards

6G JL045

Page 24: Materi Las

Welding Positions For Fillet welds:-

Welding Position Test Position ISO and  EN

Flat (Weld flat joint at 45 degrees)

1F PA

Horizontal  2F PB

Horizontal Rotated 2FR PB

Vertical Upwards Progression

3F PF

Vertical Downwards Progression

3F PG

Overhead 4F PD

Pipe Fixed Horizontal 5F PF