Prosman 06 Proses Penyambungan Logam
description
Transcript of Prosman 06 Proses Penyambungan Logam
1
1
PROSES PENYAMBUNGAN
LOGAM
Prosman - 06
2
Learning Outcomes
Outline Materi• Proses Pengelasan
• Pengelasan Busur• Pengelasan Resistansi• Pengelasan Oksiasetilen• Pengelasan Fusi yang Lain
• Proses Pengelingan• Sekrup, baut & mur
Mahasiswa dapat mengetahui dan menganalisis prosespenyambungan logam dengan metode pengelasan, rivet, sekrup danbaut & mur.
3
PROSES PENGELASAN
Proses pengelasan dibagi dalam dua katagori utama, yaitu pengelasan fusidan pengelasan padat.
Pengelasan fusi menggunakan panas untuk melebur per-mukaan yang akandisambung, beberapa operasi meng-gunakan logam pengisi dan yang laintanpa logam pengisi.
Pengelasan padat proses penyambungannya mengguna-kan panasdan/atau tekanan, tetapi tidak terjadi pele-buran pada logam dasar dantanpa penambahan logam pengisi.
Pengelasan fusi dapat dikelompokkan sebagai berikut :
• pengelasan busur (arc welding, AW);• pengelasan resistansi listrik (resistance welding, RW);• pengelasan gas (oxyfuel gas welding, OFW);• proses pengelasan lebur yang lain.
PENGELASAN BUSUR adalah pengelasan fusi dimana penyatuan logamdicapai dengan menggunakan panas dari busur listrik, secara umumditunjukkan dalam gambar 10.1.
Elektrode disentuhkan de-nganbenda kerja dan serara cepatdipisahkan dalam jarak yang pendek;
Panas yang dihasilkan me-nyebabkan gas pada celahmengalami ionisasi (disebutplasma);
4
• Plasma akan berfungsi sebagai penghantar listrik, sehingga pada celahtersebut terjadi pelepasan muatan listrik secara kontinu yang menghasilkanbusur listrik;
• Energi listrik dari busur dapat menghasilkan panas dengan suhu 10.000 o F(5500o C) atau lebih, cukup panas untuk melebur logam.
Gambar 10.1 Konfigurasi dasar dan rangkaian listrik proses
pengelasan busur
5
Genangan logam cair, terdiri atas logam dasar dan logam pengisi (bila
digunakan), terbentuk di dekat ujung elektrode.
Kebanyakan proses pengelasan busur, logam pengisi ditambahkan selama
operasi untuk menambah volume dan kekuatan sambungan las.
Karena logam pengisi dilepaskan sepanjang sambungan, genangan las cair
akan membeku dalam jaluran yang berombak;
Pergerakan elektrode relatif terhadap benda kerja dapat dilakukan secara
manual atau dengan bantuan peralatan mekanik (pengelasan mesin,
pengelasan automatik, pengelasan robotik);
Kelemahan bila pengelasan busur dilakukan secara manual, kualitas las
sangat tergantung kepada ketrampilan pengelas.
PENGELASAN FUSI
6
Produktivitas dalam pengelasan busur sering diukur sebagai waktu busur
(arc time), yaitu :
Waktu busur = waktu busur terbentuk : jam kerja
Untuk pengelasan manual, waktu busur biasanya sekitar 20 %. Waktu
busur bertambah sekitar 50 % untuk pengelasan mesin, automatik, dan
robotik.
PENGELASAN FUSI
2
7
elektrode, pelindung busur (arc shielding), dan sumber daya dalam pengelasan busur.
Teknologi Pengelasan Busur
Elemen-elemen dasar dalam pengelasan busur, adalah :
Elektrode, dapat diklasifikasikan sebagai :
• elektrode terumpan (consumable electrodes), dan• elektrode tak terumpan (nonconsumable electrodes).
PENGELASAN FUSI
8
Elektrode terumpan; elektrode berbentuk batang atau kawat yangdiumpankan sebagai logam pengisi dalam pengelasan busur.
PENGELASAN FUSI
Elektrode tak terumpan; dibuat dari bahan tungsten atau kadang-kadangdari bahan grafit, yang dapat tahan terhadap peleburan oleh busur.
Walaupun elektrode ini tidak diumpankan, tetapi secara bertahap akanmenipis selama proses pengelasan, mirip dengan keausan bertahap padaperkakas pemotong dalam operasi pemesinan.
Untuk proses pengelasan busur yang menggunakan elektrode takterumpan, logam pengisi harus diumpankan secara terpisah.
9
Pelindung busur; pada suhu tinggi dalam pengelasan busur, logam yangdisambung sangat mudah bereaksi dengan oksigen, nitrogen, dan hidrogindalam udara bebas, dimana reaksi ini dapat memperburuk sifat mekanissambungan las.
Untuk melindungi pengelasan dari pengaruh yang tidak diinginkantersebut, digunakan gas pelindung dan/atau fluks untuk menutup ujungelektrode, busur, dan genangan las cair, sehingga tidak berhubungan secaralangsung dengan udara luar sampai logam las cair tersebut menjadi padat.
Gas pelindung, digunakan gas mulia seperti argon dan helium. Dalampengelasan logam ferrous yang dilakukan dengan pengelasan busur, dapatdigunakan oksigen dan karbon dioksida, biasanya dikombinasikan denganAr dan/atau He, untuk melindungi genangan las dari udara luar atau untukmengendalikan bentuk las.
PENGELASAN FUSI
10
Fluks, digunakan untuk mencegah terbentuknya oksida dan pengotoranlainnya. Selama proses pengelasan, fluks melebur dan menjadi terak cair,menutup operasi dan melindungi logam las cair. Terak akan mengerassetelah pendinginan dan harus dilepaskan dengan cara dipe-cahkan.
Fluks biasanya diformulasikan untuk melakukan beberapa fungsi, seperti :• memberikan perlindungan pengelasan terhadap pengaruh udara luar,• untuk menstabilkan busur, dan• untuk mengurangi terjadinya percikan.
PENGELASAN FUSI
11
Teknik pemberian fluks dapat dilakukan dengan cara :• menuangkan butiran fluks pada operasi pengelasan,• menggunakan elektrode batang yang dibungkus dengan fluks dan fluks
tersebut akan melebur selama pengelasan untuk menutup operasi, dan• menggunakan fluks yang ditempatkan dalam inti elek-trode tabular dan
fluks dilepaskan pada saat elektrode diumpankan.
Sumber daya dalam pengelasan busur, dapat berupa :
• arus searah (direct current, DC), atau• arus bolak-balik (alternating current, AC).
Dalam semua proses pengelasan, daya yang digunakan untuk menjalankanpengoperasian dihasilkan dari arus listrik I yang melewati busur dantegangan E .
PENGELASAN FUSI
12
Keseimbangan daya yang dihasilkan dalam pengelasan busur didefinisikandengan persamaan :
HRw = f1 f2 I E = Um Aw v
==
=
==
dimana : EHRw
Um
Awv
tegangan, V; dan I = arus, A;laju pembentukan panas pada las (rate ofheat generation at the weld), Watt atauJoule/sec. atau Btu/sec.; Note: 1 Btu = 1055 Jenergi peleburan logam (melting enrgy formetal), J/mm3 atau Btu/in3.luar permukaan las, mm2 atau in2
kecepatan gerak pengelasan, mm/sec.atau in/min.
Laju volume pengelasan logam (volume rate of metal welded, MVR),dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
HRw
Um
MVR = , mm.3/sec atau in.3/sec.
PENGELASAN FUSI
3
13
Proses Pengelasan Elektrode Terumpan
Pengelasan elektrode terumpan adalah proses pengelasan dimana padasaat terjadi busur listrik elektrode ikut mencair dan berfungsi sebagailogam pengisi. Terdapat beberapa pengelasan busur yang menggunakanelektrode terumpan, seperti antara lain :
• pengelasan busur elektrode terbungkus (shielded metal arc welding,SMAW),
• pengelasan busur logam gas (gas metal arc welding, GMAW),• pengelasan busur inti-fluks (flux-cored arc welding, FCAW),• pengelasan elektrogas (electrogas welding, EGW),• pengelasan busur rendam (submerged arc welding, SAW).
PENGELASAN FUSI
Panjang batang elektrode biasanya sekitar 9 sampai 18 in (230 sampai460 mm) dan diameter 3/32 sampai 3/8 in. (2,5 sampai 9,5 mm).
Logam pengisi yang digunakan sebagai batang elek-trode harus sesuaidengan logam yang akan dilas, komposisinya biasanya sangat dekatdengan kompo-sisi yang dimiliki logam dasar.
14
Gambar 10.2Pengelasan busur elektrode terbungkus
Pengelasan busur elektrode terbungkusPengelasan ini menggunakan batang elektrode yang dibungkus denganfluks, seperti ditunjukkan dalam gambar 9.2.
PENGELASAN FUSI
15
Pengelasan busur logam gasPengelasan ini merupakan proses pengelasan busur yang menggunakanelektrode terumpan dalam bentuk kawat, seperti ditunjukkan dalamgambar 9.3.
Gambar 10.3 Pengelasan busur logam gas
• Selama proses pengelasan berlangsung, gas dihem-buskan ke daerahlas untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadapatmosfir.
• Diameter kawat yang digunakan berkisar antara 1/32 sampai ¼ in.(0,8 sampai 6,4 mm), tergantung pada ketebalan bagian logam yangakan disambung.
• Gas pelindung yang digunakan adalah gas mulia se-perti argon,helium, dan karbon dioksida.
PENGELASAN FUSI
16
Pengelasan busur inti-fluksProses pengelasan busur ini dikembangkan untuk mengatasi kekuranganelektrode terbungkus yang memiliki panjang batang terbatas.Kawat inti-fluks tabular sangat lentur/fleksibel sehingga dapat digulung dandiumpankan secara kontinu melalui pistol las busur (arc welding gun),seperti ditunjukkan dalam Gambar 10.4.
Gambar 10.4 Pengelasan busur inti-fluks
Pengelasan busur inti fluksmenggunakan elektrodetabung dg. inti fluks danditam-bah unsur-unsurlain, yaitu :
unsur-unsur deoksi-diser, dan
•
unsur-unsur pemadu(alloying).
•
PENGELASAN FUSI
17
Terdapat dua jenis pengelasan busur inti-fluks, yaitu :• pelindung sendiri (self shielded), dan• pelindung gas (gas shielded).
Pelindung sendiri, di dalam inti kawat terdapat fluks dan unsur lain yangdapat menghasilkan gas untuk melindungi busur dari pengaruh atmosfir.
Pelindung gas, di dalam inti kawat tidak ditambahkan unsur penghasil gas,gas pelindung ditambahkan secara terpisah, sama seperti pada pengelasanbusur logam gas.
Keuntungan pengelasan inti-fluks, adalah :• elektrode dapat diumpankan secara kontinu, dan• kualitas las sangat baik, sambungan las halus dan seragam.
PENGELASAN FUSI
18
PENGELASAN FUSI
Pengelasan elektrogasPengelasan elektrogas adalah proses pengelasan busur yang menggunakanelektrode terumpan secara kontinu, baik menggunakan kawat inti-fluksatau kawat elektrode telanjang (bare electrode wire) dengan pelindung gasyang ditambahkan dari luar.Proses pengelasan ini terutama digunakan dalam las tumpu vertikal,seperti ditunjukkan dalam gambar 9.5.
Gambar 10.5 Pengelasan elektrogas
4
19
PENGELASAN FUSI
• Kedua bagian logam yang akan disambung dijepit dengan sepatu cetakyang didinginkan dengan air agar dapat menahan panas logam cair.
• Sepatu cetak, bersama-sama dengan kedua ujung logam yang akandilas, membentuk rongga cetak.
• Kawat elektrode dalam proses pengelasan ini biasanya diumpankansecara automatis.
• Busur terjadi antara elektrode dan logam dasar sehingga logam cairyang dihasilkan akan mengisi rongga cetak secara bertahap.
• Pada saat logam las membeku sepatu cetak secara automatis bergerakke atas.
20
PENGELASAN FUSI
Pengelasan busur rendamPengelasan busur rendam adalah proses pengelasan busur yangmenggunakan elektrode kawat telanjang yang diumpankan secara kontinu,dan busur las ditutup dengan serbuk fluks, seperti ditunjukkan dalamgambar 9.6.
Gambar 10.6Pengelasan busur rendam
• Kawat elektrode diumpankan secara automatis dari gulungan kebusur.
• Fluks dituangkan melalui suatu tabung pengumpan di depanelektrode, sehingga busur listrik yang timbul antara elektrode denganlogam dasar terendam oleh serbuk fluks sepanjang alur las.
21
PENGELASAN FUSI
Pengelasan Elektrode Tak TerumpanPengelasan elektrode tak terumpan pada umumnya menggunakanelektrode wolfram (tunsten) yang dapat menghasilkan busur listrik tanpaturut mencair, dan sebagai logam pengisi digunakan logam lain yangterpisah dari elektrode tersebut.
• pengelasan busur tungsten gas (gas tungsten arc welding, GTAW),• pengelasan busur plasma (plasma arc welding, PAW),• beberapa pengelasan busur yang lain.
Terdapat beberapa pengelasan busur elektrode tak terumpan, sepertiantara lain :
Pengelasan busur tungsten gasPengelasan busur tungsten gas adalah proses penge-lasan busur yangmenggunakan elektrode tungsten dan gas mulia sebagai pelindung busur.Pengelasan ini juga dikenal dengan nama pengelasan gas mulia tungsten(tungsten inert gas welding, TIG) atau pengelasan gas mulia wolfram(wolfram inert gas welding, WIG).
22
PENGELASAN FUSI
Pengelasan busur tungsten gas dapat dilakukan dengan logam pengisimaupun tanpa logam pengisi, seperti ditun-jukkan dalam gambar 9.7.
Gambar 10.7Pengelasan busur tungsten gas
• Bila digunakan logam pengisi, harus ditambahkan dari luar baikberupa kawat atau batangan, yang akan dilebur oleh panas busur yangtimbul antara elektrode dan logam dasar.
• Tetapi bila digunakan untuk mengelas pelat tipis kadang-kadang tidakdiperlukan logam pengisi.
• Tungsten dipilih sebagai elektrode karena memiliki titik lebur tinggiyaitu 3410OC.
23
PENGELASAN FUSI
• Sebagai gas pelindung biasanya digunakan argon, helium, ataugabungan dari kedua unsur ini.
• Pengelasan busur tungsten gas dapat digunakan hampir untuk semuajenis logam dengan berbagai ketebalan, tetapi paling banyakdigunakan untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat.
• Pengelasan ini dapat digunakan secara manual atau dengan mesinsecara automatis.
Kelebihan dari pengelasan ini adalah :• kualitas las sangat baik,• tidak ada percikan lasn, karena tidak ada logam pengisi yang
ditransfer melewati busur,• sedikit atau tidak ada terak karena tidak digunakan fluks.
24
PENGELASAN FUSI
Pengelasan busur plasma• Pengelasan busur plasma merupakan bentuk khusus dari pengelasan
busur tungsten gas dengan menga-rahkan busur plasma ke daerah las.• Dalam gambar 9.8 terlihat bahwa pemanasan gas dilakukan dengan
mengkonsentrasikan busur melalui lubang halus (nosel), dan melaluilubang tersebut dia-lirkan pula gas mulia (misalnya, argon ataucampuran argon-hidrogen).
• Dalam pengelasan ini juga digunakan gas pelindung seperti argon,argon-hidrogen, dan helium.
Gambar 10.8 Pengelasan busur plasma
5
25
PENGELASAN FUSI
• Suhu plasma sekitar 28.000OC atau lebih besar, cukup panas untukmencairkan setiap logam yang dikenal.
• Panas ini diperoleh akibat terkonstrasinya daya sehingga dihasilkanpancaran plasma dengan densitas energi yang sangat tinggi.
• Karena memiliki konsentrasi energi sangat tinggi pada daerah yangkecil, maka busur plasma sering digunakan untuk proses pemotonganlogam dengan ketebalan mencapai 100 mm atau lebih.
26
PROSES PENYAMBUNGAN
DENGAN KELING
27
Definition:Rivet is a short cylindrical bar with a head integral with it. The cylindrical portion of the rivets is called shank or body and lower portion of shank is known as tail.
Rivets are usually made from steel, brass, alluminum, copperFunction:
The function of rivets in a joint is to make a connection that has strength and tightness.
Gambar 11. 1 Gambar 11. 2
CARA PENGELINGAN
28
Gambar 11. 3
Gambar 11. 4Gambar 11. 5
29
METODE RIVET
Macam Sambungan Rivet
Pelat disambung dengan posisi sambungan tumpang-tindih, rivet dipasangkan sepanjang titik tengah kampuhsambungan
1. Sambungan Tumpang.
Ujung-ujung pelat yang akan disambung disatukan, kemudian di sisi belakang sambungan ditambahkan pelat pengikat.
2. Sambungan Ujung
30
METODE RIVET
Jenis-jenis Rivet
1. Solid Rivets/Paku Keling
Pada pelat logam yang tipis, paku keling biasanya digunakan dalamkeadaan dingin. Namun pada pelat logam yang lebih tebal, pakukeling dipanaskan untuk meningkatkan
kekuatan sambungan yang dihasilkan.
Merupakan jenis rivet yang konstruksinya terbagi menjadi duabagian, yaitu bagian ujung (kepala dan batang), dan bagian akhir (pengunci)
2. Bifurcated Rivets
3. Blind (Pop) Rivets
Merupakan jenis rivet yang tetap dapat digunakan meskipunbenda kerja hanya dapat dijangkau dari satu sisi saja
6
31
METODE RIVET
Jenis-jenis Solid Rivets/Paku Keling
1. Snap RivetsKepala berbentuk bundar. Digunakanpada sambungan yang membutuhkankekuatan tinggi
2. Pan Rivets
Serupa dengan snap rivets, dapat
digunakan pada sambungan yangmenuntut kekuatan tinggi
32
METODE RIVET
Jenis-jenis Solid Rivets/Paku Keling
Kepala berbentuk jamur,
digunakan pada lembaran pelatlogam tipis.
3. Mushroom Rivets
4. Flat Head RivetsKepala berbentuk rata, digunakan untukmenyambung batang yang rata. Dapat pula digunakan untuk menyambung bagian sudut padalembaran pelat tipis.
33
METODE RIVET
Jenis-jenis Solid Rivets/Paku Keling
5. Countersunk Head RivetsDigunakan pada sambungan yang
menuntut permukaan hasilsambungan rata.
34
METODE RIVET
Jenis Blind (Pop) Rivets
Merupakan metode penyambungan yang sangat menguntungkandigunakan pada pekerjaan pembuatan bodi maupun pada pekerjaan perbaikan bodi mobil. Kebanyakan panel bodi hanya dapat dijangkaudari satu sisi saja, sehingga tidak memungkinkan dikerjakan dengan metode kelingan konvensional
35
METODE RIVET
Alat Pemasang Blind Rivets
Tang rivet manual
Pemasang rivet pneumatik
Pemasang rivet hidrolik
36
METODE RIVET
Prosedur Pengelingan
1. Sebelum memasangkan paku keling, pelat yang akan disambung dengan kelingan harus dijepit kuat-kuat dengan cara diklem
2. Pada pengelingan dengan pemanasan, lakukan pada temperatur tempa. Proses penyambungan harus selesai sebelum temperatur paku keling menurun kembali
7
37
Jenis-jenis sekrup
METODE SEKRUP (SCREW)
1. Self-tapping screws.
2. Screw nails.
Sekrup jenis ini terbuat daribaja keras, didesain untukmenyambung bahan logam
Konstruksi sekrup jenis ini menyerupai paku yang bagian batangnya dibuatkan ulir spiral
38
Jenis-jenis sekrup
METODE SEKRUP (SCREW)
3. Steel hammer driven screws.
Proses pemasangan sekrup jenis ini adalahdengan cara membuat lubang panduanmenggunakan bor atau penitik, kemudiansekrup dipasangkan dengan cara dipukulmenggu-nakan palu.
4. Set screws (= Machine Screws)
Set screws hampir sama dengan baut, yakni bagian batangnya berbentuk silindris dan berulir.
39
Jenis-jenis sekrup
METODE SEKRUP (SCREW)
3. Steel hammer driven screws.
Proses pemasangan sekrup jenis ini adalahdengan cara membuat lubang panduanmenggunakan bor atau penitik, kemudiansekrup dipasangkan dengan cara dipukulmenggu-nakan palu.
4. Set screws (= Machine Screws)
Set screws hampir sama dengan baut, yakni bagian batangnya berbentuk silindris dan berulir.
40
Jenis-jenis baut
METODE BAUT
1. Carriage bolts
Carriage bolts atau juga disebut plow bolts banyak digunakan pada kayu.
2. Flange Bolts
Flange bolts merupakan jenis baut yang pada bagian bawah kepala bautnya terdapat bubungan (flens).
41
METODE BAUT
3. Hex Bolts
Ciri umum dari hex bolts adalah bagiankepala baut berbentuk segi enam(hexagonal)
Jenis-jenis baut
5. Shoulder Bolts
Shoulder bolts merupakan baut yang padaumumnya digunakan sebagai sumbu putar.
42
METODE BAUT
Jenis-jenis baut
4. Lag Bolts
Lag bolts merupakan baut dengan ujungbaut berbentuk lancip, menyerupaikonstruksi sekrup.
8
43
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
1. Mur segi enam (Hexagonal nut)
Finished Hex Nuts Two Piece Hex Cap Nuts
2. Mur segi empat (Square nut)
44
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
3. Mur dengan mahkota atauslot pengunci (Castellated & Slotted nut)
4. Mur pengunci (Lock nut)
45
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
5. Mur dengan mahkota atau slot pengunci (Castellated & Slotted nut)
6. Mur pengunci (Lock nut)
a. Serrated Flange Lock Nuts
46
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
b. Way (Bi-Way) Reversible Lock Nuts
c. Kep (“K”) Lock Nuts
47
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
d. Nylon Insert Stop Nuts
e. Palnut Regular Type Lock Nuts
48
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
f. Palnut Acorn Type Lock Nuts – Open
g. Palnut Tension Nuts
9
49
METODE BAUT
Jenis-jenis Mur
h. Palnut Wing Type Lock Nuts
FINISH
50