Metode-Metode Pengelasan

Rhidiyan Waroko

0806331935

Program Studi Teknik Material

Departemen Teknik Metalurgi dan Material

Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Home Works 1

Review Teknik

Pengelasan merupakan salah satu metode penyambungan material. Pengelasan adalah

penyambungan dua/lebih material dalam keadaan plastis atau cair dengan menggunakan panas

(heat) atau tekanan (pressure) atau

pengisi (filler). Logam pengisi harus memiliki titik lebur yang sama dengan titik lebur logam induknya

supaya dapat digunakan. Secara analogi, pengelasan merupakan proses pengecoran mini, hanya saja

proses pembekuan dalam pengelasan lebih cepat dibandingkan proses pembukan dalam

pengecoran.

Ada beberapa macam teknik-teknik pengelasan

yaitu:

1. Gas welding

Oxyacetylene welding (OAW)

2. Arc welding

Shielde metal arc welding (SMAW)

Gas-tungsten arc welding (GTAW)

Plasma arc welding (PAW)

Gas-metal arc welding (GMAW)

Flux-cored arc welding (FCAW)

Submerged arc welding (SAW)

Electroslag welding (ESW)

Dalam pengelasan, power density

kedalaman pengelasan, kecepatan pengelasan dan kualitas pengelasan karena akan menghasilkan

lebih sedikit kerusakan. Perkembangan teknik

energy beam welding yaitu pada

density yang lebih tinggi dibandingkan dengan gas welding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Variasi dari energi yang masuk pada berbagai teknik pengelasan dibandingkan dengan kerapatan



Home Works 1

Review Teknik-Teknik Pengelasan



) atau keduanya dengan menggunakan/tidak menggunakan logam

pengisi harus memiliki titik lebur yang sama dengan titik lebur logam induknya


s pembekuan dalam pengelasan lebih cepat dibandingkan proses pembukan dalam

teknik pengelasan yang diklasifikasikan berdasarkan sumber panasnya


Shielde metal arc welding (SMAW)

tungsten arc welding (GTAW)


metal arc welding (GMAW)

cored arc welding (FCAW)


3. High-energy beam welding

Electron beam welding (EBW)

Laser beam welding (LBW)

power density menjadi hal yang sangat penting. Power density


lebih sedikit kerusakan. Perkembangan teknik-teknik pengelasan dari gas welding hingga high

energy beam welding yaitu pada power density-nya. High-energy beam welding memiliki

yang lebih tinggi dibandingkan dengan gas welding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

. Variasi dari energi yang masuk pada berbagai teknik pengelasan dibandingkan dengan kerapatan

energi dari sumber energi tersebut.

Teknik Pengelasan



keduanya dengan menggunakan/tidak menggunakan logam

pengisi harus memiliki titik lebur yang sama dengan titik lebur logam induknya


s pembekuan dalam pengelasan lebih cepat dibandingkan proses pembukan dalam

yang diklasifikasikan berdasarkan sumber panasnya,

energy beam welding

Electron beam welding (EBW)

Laser beam welding (LBW)

Power density akan menentukan


teknik pengelasan dari gas welding hingga high-

energy beam welding memiliki power

yang lebih tinggi dibandingkan dengan gas welding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

. Variasi dari energi yang masuk pada berbagai teknik pengelasan dibandingkan dengan kerapatan

Rhidiyan Waroko

0806331935




Gambar 2. Variasi kekuatan hasil pengelasan dengan energi masuk per satuan panjang pengelasan per

Gambar 3. Perbandingan antar proses pengelasan (a)

Selain power density, tipe muka las dan posisi las juga menentukan kualitas dan metode pengelasan.

Ada beberapa tipe muka las, yaitu :

Gambar 4.

Gambar 4. Tipe

(a)




ketebalan dari bahan kerja.

Gambar 3. Perbandingan antar proses pengelasan (a) angular distortion (b) biaya

tipe muka las dan posisi las juga menentukan kualitas dan metode pengelasan.

Ada beberapa tipe muka las, yaitu : butt, lap, T-, edge dan corner, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4. Tipe muka las (a) dan posisi pengelasan (b)


(b) biaya peralatan.

tipe muka las dan posisi las juga menentukan kualitas dan metode pengelasan.

, seperti yang ditunjukkan pada

(b)

Rhidiyan Waroko

0806331935




Pada proses pengelasan, akan menghasilkan mikrostruktur yang berbeda pada sekitar daerah

pengelasan, seperti pada daerah penyambungan, daerah sekitar sambungan (HAZ) dan logam

induknya

.

Gambar 5. Mikrostruktur pada daerah-daerah pengelasan


Gas welding adalah proses pengelasan dengan meleburkan dan menyambungkan logam dengan

menggunakan panas yang berasal dari reaksi antara fuel gas dan oksigen. Oxyacetylene welding

(OAW) adalah salah satu metode dalam gas welding yang sering dipakai karena mampu

menghasilkan api dengan temperatur yang tinggi. Ada tiga tipe api yang dihasilkan oleh OAW, yaitu

neutral, reducing dan oxidizing.

Pada neutral flame, oksigen dan acetilen dicampur dengan jumlah yang sama. Untuk kebanyakkan

logam, neutral flame dapat digunakan. Reducing flame dihasilkan ketika komposisi acetilen berlebih.

Pembakaran acitelen tidak sempurna. Hal ini akan menghasilkan api hijau disekitaran keluaran api.

Penggunaan api ini lebih disukai untuk pengelasan paduan alumunium karena alumunium mudah

teroksidasi. Jenis api ini juga baik digunakan untuk pengelasan baja karbon tinggi, karena jika

terdapat oksigen yang berlebih maka akan mengoksidasi karbon dan membentuk porositas berupa

gas CO pada logam las. Oxidizing flame adalah ketika pemakaian oksigen yang berlebih, api menjadi

teroksidasi karena hadirnya oksigen yang tidak terkonsumsi. Api ini banyak digunakan untuk

pengelasan kuningan karena tembaga oksida akan meng-cover daerah pengelasan dan dapat

mencegah zinc dari penguapan dari derah pengelasan.

Gambar 6. Tipe api yang dihasilkan OAW

Rhidiyan Waroko

0806331935




Gambar 7. Reaksi kimia dan distribusi temperatur pada neutral oxyacetylene.

Ada beberapa kelebihan dan kekurangan memakai metode ini, yaitu: peralatannya simpel, portable

dan murah, selain itu mudah untuk dirawat. Kekurangannya adalah kecepatan pengelasan yang

rendah, energi yang masuk per satuan panjang yang relatif besar sehingga menghasilkan HAZ yang

lebih luas dan menghasilkan beberapa distorsi. Tidak dianjurkan untuk pengelasan logam-logam

reaktif seperti titanium dan zirconium karena keterbatasan limited power-nya.

Shielded metal arc welding (SMAW)

SMAW adalah proses pengelasan melalui peleburan dan penyambungan logam dengan

memanaskannya menggunakan kawat busur yang mengalirkan arus yang dihasilkan oleh sumber

listrik melalui logam induk. Skematik proses SMAW pada Gambar 8. Panas dari kawat busur akan

menyebabkan kawat inti dan flux akan melapisi eletroda pada bagian ujungnya dan akan meleleh

sebagai droplet. Lelehan logam akan terkumpul di bagian weld pool dan tersoldifikasi. Lelehan flux

yang lebih ringan akan berada diatas lelehan logam sehingga membentuk slag pada permukaan atas

hasil las.

Gambar 8. Skematik keselurahan proses SMAW (a) dan daerah pengelasan (b).

Pelapisan elektroda memiliki beberapa fungsi, yaitu sebagai : i) pelindung, dengan menghasilkan

pelindung berupa gas yang akan melindungi lelehan logam dari udara, ii) deoxidation, iii) arc

stabilization, meningkatkan konduktifitas elektrik kawat busur dan membantu kawat busur

mengkonduksi arus lebih halus, iv) metal addition, menyediakan elemen paduan, dapat

meningkatkan laju deposisi.

Keuntungan dari SMAW adalah simpel, portable dan murah dibandingkan arc welding yang lainnya.

Tapi, pelindung gas SMAW tidak benar-benar bersih sehingga kurang cocok untuk pengalasan logam

Rhidiyan Waroko

0806331935




reaktif seperti alumunium dan titanium. Desain SMAW ini mengharuskan penggantian elektroda

ketika habis, sehingga mengurangi laju produksi secara keseluruhan.

Gas tungsten arc welding (GTAW)

GTAW atau biasa juga disebut tungsten-inert gas (TIG) adalah proses pengelasan logam dengan

menggunakan elektroda tungsten yang tidak terkonsumsi Pada saat proses, daerah pengelasan

dilindungi oleh gas yang berasal dari shielded gas yang berupa gas inert (argon atau helium)

sehingga menghasilkan perlindungan yang lebih bersih dibandingkan dengan SMAW dan diberi

tambahan logam filler. Skematik proses pengelasan GTAW seperti pada Gambar 9.

Gambar 9. Skematik proses pengelasan dengan GTAW

GTAW cocok untuk digunakan pada proses penyambungan logam yang tipis. GTAW menghasilkan

proses pengelasan yang bersih sehingga dapat digunakan untuk logam reaktif seperti alumunium,

titanium, zirconium dan magnesium. Tapi, laju deposisi GTAW rendah. Arus yang berlebih akan

menyebabkan elektroda tungsten meleleh dan menghasilkan inklusi britle pada logam induk.


PAW merupakan proses pengelasan dengan memanaskan logam menggunakan elektroda tungsten.

PAW hampir mirip dengan GTAW hanya saja menggunakan orifice gas yang berfungsi seperti

shielded gas. Karena penggunaan orifice gas, arc yang dihasilkan lebih terkonvergen sehingga lebih

tajam dan lebih panjang. Skematik alat las PAW seperti pada Gambar 10.

Gambar 10. Skematik alat las PAW

Rhidiyan Waroko

0806331935




PAW memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan GTAW. Dengan bentuk arc yang

dihasilkan, maka PAW tidak terlalu sensitif terhadap jarak pengelasan. Sehingga tidak membutuhkan

skill yang lebih khusus bagi pengguna PAW dibandingkan pengguna GTAW. Kekurangannya yaitu

harganya lebih mahal dan setting alat alat yang lebih rumit.

Gambar 11. Perbandingan panjang arc yang dihasilkan antara PAW dan GTAW.

Gas-metal arc welding (GMAW)

GMAW adalah proses pengelasan dengan menggunakan panas dari arc yang dihasilkan diantara

umpan filler yang diberikan secara kontinu dan logam induknya. Perlindungan arc dan logam cair

diberikan oleh gas inert seperti argon dan helium, oleh sebab itu GMAW disebut juga metal-inert gas

(MIG). Alat ini banyak digunakan untuk pengelasan paduan alumunium.

Gambar 12. Skematik alat GMAW

Seperti GTAW, GMAW akan menghasilkan proses pengelasan yang bersih karena adanya gas inert.

GMAW memiliki laju deposisi yang lebih tinggi dari GTAW yang dapat mengelas logam tebal dengan

kecepatan tinggi. GMAW sulit untuk mengelas pada bagian-bagian yang kecil atau bagian corner.

Flux-core arc welding (FCAW)

Skematik alat hampir sama seperti GMAW, seperti pada Gambar 13, hanya saja kawat elektrodanya

merupakan inti flux. Elektroda adalah tabung logam dengan flux yang dibungkus didalam. Fungsi dari

flux sama seperti pada SMAW, seperti melindungi logam cair dari udara.


SAW adalah proses pengelasan dengan memanaskan logam dengan arc yang ada antara kawat

elektroda yang terkonsumsi dan logam induk, dengan arc dilindungi oleh slag cair flux granular.

Rhidiyan Waroko

0806331935




Skematik alat seperti pada Gambar 14. Kelebihannya adalah menghasilkan proses pengelasan yang

lebih bersih. Karena laju deposisi yang tinggi, SAW mampu mengelas komponen yang lebih tebal

dibandingkan yang mampu di las oleh GTAW dan GMAW. Karena volume slag yang dihasilkan akan

banyak, maka posisi pengelasan SAW terbatas hanya pada flat-position welding. Jika semakin tinggi

energi yang diberikan maka akan mengurangi kualitas hasil lasan dan akan meningkatkan distorsi.

Gambar 13. Skematik alat FCAW

Gambar 14. Skematik alat SAW

Electroslag welding (ESW)

ESW adalah proses pengelasan dengan memberikan panas dengan daerah slag cair berada diantara

logam induk dan filler kawat elektroda. Sama seperti SAW, lelehan slag pada ESW melindungi logam

cair dari udara. ESW memiliki laju deposisi yang sangat tinggi.

Gambar 15. Skematik alat ESW

Rhidiyan Waroko

0806331935




Ta

be

l 1

. O

verv

iew

da

ri p

rose

s p

en

ge

lasa

n

Metode-Metode Pengelasan

Documents

Transcript of Metode-Metode Pengelasan